記録媒体および光情報記録再生装置
【課題】 近視野光を用いた光メモリにおいて、光の利用効率を高めるために近視野光ヘッドではなく、記録媒体の構造に特徴をもつ記録媒体とその製造方法および、この記録媒体を用いた光情報記録再生装置を提供すること。
【解決手段】 近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体６は、近視野光を生成する為に照射される照射光の波長に対して透明な媒体基板３１と、媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部３３と、データ記録部３３に照射光を集光するための集光構造とからなる構成とした。特に、集光構造は、反射膜が形成されたテーパー部３２と遮光部３４とから構成されている。
【解決手段】 近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体６は、近視野光を生成する為に照射される照射光の波長に対して透明な媒体基板３１と、媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部３３と、データ記録部３３に照射光を集光するための集光構造とからなる構成とした。特に、集光構造は、反射膜が形成されたテーパー部３２と遮光部３４とから構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近視野光を利用して高密度な情報の再生及び記録を行うことができる記録媒体および光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（ＳＰＭ）が用いられている。ＳＰＭは、先端が先鋭化されたプローブを試料表面に走査させ、プローブと試料表面との間に生じるトンネル電流や原子間力などの相互作用を観察対象として、プローブ先端形状に依存した分解能の像を得ることができるが、比較的、観察する試料に対する制約が厳しい。
【０００３】
そこでいま、試料表面に生成される近視野光とプローブとの間に生じる相互作用を観察対象とすることで、試料表面の微小な領域の観察を可能にした近視野光学顕微鏡が注目されている。
【０００４】
近視野光学顕微鏡においては、伝搬光を試料の表面に照射して近視野光を生成し、生成された近視野光を先端が先鋭化されたプローブにより散乱させ、その散乱光を従来の伝搬光検出と同様に処理することで、従来の光学顕微鏡による観察分解能の限界を打破し、より微小な領域の観察を可能としている。また、試料表面に照射する光の波長を掃引することで、微小領域における試料の光学物性の観測をも可能としている。
【０００５】
顕微鏡としての利用だけでなく、光ファイバープローブを通して試料に向けて比較的強度の大きな光を導入させることにより、光ファイバープローブの微小開口にエネルギー密度の高い近視野光を生成し、その近視野光によって試料表面の構造または物性を局所的に変更させる高密度な光メモリ記録としての応用も可能である。
【０００６】
近視野光学顕微鏡に使用されるプローブとして、例えば米国特許第5,294,790号に開示されているように、フォトリソグラフィ等の半導体製造技術によってシリコン基板にこれを貫通する開口部を形成し、シリコン基板の一方の面には絶縁膜を形成して、開口部の反対側の絶縁膜の上に円錐形状の光導波層を形成したカンチレバー型光プローブが提案されている。このカンチレバー型光プローブにおいては、開口部に光ファイバーを挿入し、光導波層の先端部以外を金属膜でコーティングすることで形成された微小開口に光を透過させることができる。
【０００７】
更に、上述したプローブのように先鋭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。平面プローブは、シリコン基板に異方性エッチングによって逆ピラミッド構造の開口を形成したものであり、特にその頂点が数十ナノメートルの径を有して貫通されている。そのような平面プローブは、半導体製造技術を用いて同一基板上に複数作成すること、すなわちアレイ化が容易であり、特に近視野光を利用した光メモリの再生及び記録に適した光メモリヘッドとして使用できる。この平面プローブを用いた光ヘッドとして、従来ハードディスクで用いられているフライングヘッドに平面プローブを有したものが提案されている。フライングヘッドは記録媒体から約５０から１００ｎｍ浮上するように空力設計される。このフライングヘッドの記録媒体側に微小開口を形成して、近視野光を発生させ光記録および再生を行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近視野光を利用した光メモリは、近視野光を利用している為に、光の回折限界以下の超高密度な光メモリを実現できる反面、光の利用効率が低く、受光素子で受光される光量が非常に弱いという課題があった。
【０００９】
そしてこの課題を解決するために、従来は、使用するレーザー光の強度を強くしたり、近視野光ヘッドである平面プローブの逆ピラミッド構造の中にボールレンズ等を充填したりしていた。
【００１０】
しかし、レーザー光強度を高くすると発熱や消費電力等の新たな問題が出てしまうという課題ある。また、ボールレンズを使った場合には、そのボールレンズの位置合せが必要となり、コストアップの要因となる。さらにボールレンズの個々のばらつきにより、大量生産した際に、全ての近視野光ヘッドにおいて開口部に光の焦点を合わせることが困難であるという課題がある。
【００１１】
そのため、近視野光を利用した超高密度メモリを実現する際に、小型低消費電力化、大量生産による低価格化が困難である。
【００１２】
よって、本発明は、光の利用効率を高め、上述した従来の方法による問題点を解決するために、近視野光ヘッドではなく記録媒体の構造に特徴をもつ記録媒体、および、この記録媒体を用いた光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、上記の課題を解決するために、本発明に係る１番目の記録媒体は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体において、近視野光を生成する為に照射される照射光の波長に対して透明な媒体基板と、媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部と、データ記録部に照射光を集光するための集光構造とから構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、データ記録部に外部から照射される照射光を集光する集光構造を記録媒体中に持つため、その集光構造による集光効果により、データ記録部に照射される光量が増大し、より強い近視野光がデータ記録部に生成され、この近視野光と近視野光ヘッドを相互作用させて得られる伝播光の強度が増大する。
【００１５】
また、本発明に係る２番目の記録媒体は、１番目の記録媒体において、集光構造は媒体基板の厚さ方向にテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部と、データ記録部を除く領域に照射光を遮光する遮光部とからなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、集光構造をテーパー形状とすることにより、記録媒体は転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり低コスト化が容易である。
【００１７】
また、本発明に係る３番目の記録媒体は、１番目または２番目の記録媒体において、反射膜が遮光部をもかねていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、テーパー部に形成された反射膜と遮光部とが同一となり、記録媒体を製造する工程が１工程少なくなるので、より低コスト化ができる。
【００１９】
また、本発明に係る４番目の記録媒体は、１番目の記録媒体において、データ記録部は媒体基板の両面に形成され、集光構造は媒体基板の厚さ方向にテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部であることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事ができる。
【００２１】
また、本発明に係る５番目の記録媒体は、２番目または４番目の記録媒体において、媒体基板の厚さ方向にテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部は反射膜が形成された逆錘状のテーパー部であることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、テーパー部の形状を逆四角錘形状としているので、反射膜が形成されたテーパー部の４つの斜面によりデータ記録部に照射光を効率良く集光させることができる。よって、光源からの光束をより効率よく利用できること
ができる。
【００２３】
また、本発明に係る６番目の記録媒体は、２番目または４番目の記録媒体において、媒体基板の厚さ方向にテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部は反射膜が形成されたＶ溝状のテーパー部であることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、同心円状に作成されたデータ記録部を利用したトラッキング制御を行うことが可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
【００２５】
また、本発明に係る１番目の記録媒体の製造方法は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体において、凸形状を作成する凸形状作成工程と、凸形状を媒体基板に転写する転写工程と、転写工程により作成された凹形状に反射膜および遮光部を作成する反射膜・遮光部作成工程とからなることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、テーパー形状を有する媒体基板を転写により作成することができるので、一度型を作ってしまえば、あとは転写をすることで記録媒体の大量生産が可能であり低コスト化が容易である。
【００２７】
また、本発明に係る２番目の記録媒体の製造方法は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体において、凹形状を作成する凹形状作成工程と、凹形状に反射膜および遮光部を作成する反射膜・遮光部作成工程とからなることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、本発明に係る１番目の記録媒体の製造方法の効果に加え、さらに、型を作成する工程をなくすことができるので、その分のコストダウンが可能である。
【００２９】
また、本発明に係る１番目の光情報記録再生装置は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を再生する光情報再生装置において、光源とレンズから構成される前記近視野光を生成する為に照射される照射光学系と、照射光の波長に対して透明な媒体基板と記録再生される情報が形成される媒体基板表面上のデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造とからなる記録媒体と、近視野光ヘッドとから構成されていることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、データ記録部に外部から照射される照射光を集光する集光構造を記録媒体中に持つため、その集光構造による集光効果により、データ記録部に照射される光量が増大し、より強い近視野光がデータ記録部に生成される。この近視野光と近視野光ヘッドを相互作用させて得られる伝播光の強度が増大する。
【００３１】
また、本発明に係る２番目の光情報記録再生装置は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、光源とレンズから構成される前記近視野光を生成する為に照射される照射光学系と、照射光の波長に対して透明な媒体基板と記録再生される情報が形成される媒体基板表面上のデータ記録部とデータ記録部に前記照射光を集光するための集光構造とからなる記録媒体と、記録媒体から情報を再生するための近視野光ヘッドと、記録媒体に情報を記録するための近視野光ヘッドから構成されていることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、記録媒体に記録された情報の再生だけでなく、記録媒体への情報の記録を実現することができる。さらに、情報の再生に用いる微小開口と情報の記録に用いる記録用微小開口との位置関係をデータ記録部と一致させることにより、データ記録部からのデータの再生と同時に、再生しているデータ記録部とは異なるデータ記録部にデータを記録することができる。
【００３３】
また、本発明に係る３番目の光情報記録再生装置は、１番目または２番目の光情報記録再生装置において、集光構造は反射膜が形成されたテーパー部と、データ記録部を除く領域に前記照射光を遮光する遮光部とからなることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、集光構造をテーパー形状とすることにより、記録媒体は転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり、装置としての低コスト化ができる。
【００３５】
また、本発明に係る４番目の光情報記録再生装置は、３番目の光情報記録再生装置において、反射膜が遮光部をもかねていることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、テーパー部に形成された反射膜と遮光部が同一となり、記録媒体を製造する工程が１工程少なくなるので記録媒体の大量生産・低コスト化が実現できる。
【００３７】
また、本発明に係る５番目の光情報記録再生装置は、１番目または２番目の光情報記録再生装置において、データ記録部は媒体基板の両面に形成され、集光構造は反射膜が形成されたテーパー部であることを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事ができ、大容量の光情報記録再生装置を提供できる。
【００３９】
また、本発明に係る６番目の光情報記録再生装置は、３番目あるいは５番目の光情報記録再生装置において、反射膜が形成されたテーパー部は反射膜が形成された逆錘状のテーパー部であることを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、テーパー部の形状を逆錘形状とし、反射膜が形成されたテーパー部の複数の斜面によりデータ記録部に照射光を効率良く集光させることができる記録媒体を用いているので、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００４１】
また、本発明に係る７番目の光情報記録再生装置は、３番目あるいは５番目の光情報記録再生装置において、反射膜が形成されたテーパー部は反射膜が形成されたＶ溝状のテーパー部であることを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、同心円状に作成されたデータ記録部を利用したトラッキング制御を行うことが可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００４３】
以上説明したように、本発明に係る１番目の記録媒体によれば、データ記録部に外部から照射される照射光を集光する集光構造を記録媒体中に持つため、その集光構造による集光効果により、データ記録部に照射される光量が増大し、より強い近視野光がデータ記録部に生成され、この近視野光と近視野光ヘッドを相互作用させて得られる伝播光の強度が増大する。
【００４４】
よって、より小さなデータマークの再生が可能であり、より高密度なメモリを実現することができる。あるいは、伝播光強度の増大によりＳ／Ｎ比の向上が図れ、より高速なデータ再生が可能となる。
【００４５】
さらに、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００４６】
また、本発明に係る２番目の記録媒体によれば、１番目の記録媒体の効果に加え、集光構造をテーパー形状とすることにより、記録媒体は転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり低コスト化が容易である。
【００４７】
また、本発明に係る３番目の記録媒体によれば、１番目或いは２番目の記録媒体の効果に加え、テーパー部に形成された反射膜と遮光部とが同一となり、記録媒体を製造する工程が１工程少なくなるので、より低コスト化ができる。
【００４８】
また、本発明に係る４番目の記録媒体によれば、１番目の記録媒体の効果に加え、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事ができる。記録媒体１枚あたりの容量が２倍に増えても、記録媒体製造コストが極端に増えることはないので、記録媒体の単位記録容量あたりの価格を安価にすることができる。
【００４９】
また、本発明に係る５番目の記録媒体によれば、２番目あるいは４番目の記録媒体の効果に加え、テーパー部の形状を逆四角錘形状としているので、反射膜が形成されたテーパー部の４つの斜面によりデータ記録部に照射光を効率良く集光させることができる。よって、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００５０】
また、本発明に係る６番目の記録媒体によれば、２番目あるいは４番目の記録媒体の効果に加え、同心円状に作成されたデータ記録部を利用したトラッキング制御を行うことが可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
【００５１】
また、本発明に係る１番目の記録媒体の製造方法によれば、テーパー形状を有する媒体基板を転写により作成することができるので、一度型を作ってしまえば、あとは転写をすることで記録媒体の大量生産が可能であり低コスト化が容易である。
【００５２】
また、転写に必要な型もシリコンプロセスで作成でき、波長以下のサイズのデータピットの作成も可能である。
【００５３】
また、本発明に係る２番目の記録媒体の製造方法によれば、本発明に係る１番目の記録媒体の製造方法の効果に加え、さらに、型を作成する工程をなくすことができるので、その分のコストダウンが可能である。
【００５４】
また、本発明に係る１番目の光情報記録再生装置によれば、データ記録部に外部から照射される照射光を集光する集光構造を記録媒体中に持つため、その集光構造による集光効果により、データ記録部に照射される光量が増大し、より強い近視野光がデータ記録部に生成される。この近視野光と近視野光ヘッドを相互作用させて得られる伝播光の強度が増大する。
【００５５】
よって、より小さなデータマークの再生可能が可能であり、より高密度なメモリを実現することができる。あるいは、伝播光強度の増大によりＳ／Ｎ比の向上が図れ、より高速なデータ再生が可能となる。
【００５６】
さらに、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００５７】
その上、近視野光ヘッドは、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、大量生産可能で、低コスト化が容易である。また、近視野光ヘッドを同一シリコン基盤上に複数個配列させたマルチヘッドの作成が容易であり、データ記録部に記録されたデータを複数個並列に読み出す事が可能となり、さらなる高速データ再生が可能となる。
【００５８】
また、本発明に係る２番目の光情報記録再生装置によれば、１番目の光情報記録再生装置の効果に加え、記録媒体に記録された情報の再生だけでなく、記録媒体への情報の記録を実現することができる。
【００５９】
さらに、情報の再生に用いる微小開口と情報の記録に用いる記録用微小開口との位置関係をデータ記録部と一致させることにより、データ記録部からのデータの再生と同時に、再生しているデータ記録部とは異なるデータ記録部にデータを記録することができる。
【００６０】
また、記録用と再生用が独立した近視野光ヘッドを用いる場合には、記録媒体への情報の記録と再生を同時に独立して行うことが可能となり、情報の記録再生がより高速にできる。
【００６１】
また、本発明に係る３番目の光情報記録再生装置によれば、１番目或いは２番目の光情報記録再生装置の効果に加え、集光構造をテーパー形状とすることにより、記録媒体は転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり、装置としての低コスト化ができる。
【００６２】
また、本発明に係る４番目の光情報記録再生装置によれば、３番目の光情報記録再生装置の効果に加え、テーパー部に形成された反射膜と遮光部が同一となり、記録媒体を製造する工程が１工程少なくなるので記録媒体の大量生産・低コスト化が実現でき、装置としてのさらなる低コスト化ができる。
【００６３】
また、本発明に係る５番目の光情報記録再生装置によれば、１番目あるいは２番目の光情報記録再生装置の効果に加え、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事ができる。記録媒体１枚あたりの容量が２倍に増えても、記録媒体製造コストが極端に増えることはないので、記録媒体の単位記録容量あたりの価格を安価にすることができる。
【００６４】
また、本発明に係る６番目の記録媒体によれば、３番目あるいは５番目の光情報記録再生装置の効果に加え、テーパー部の形状を逆四角錘形状とし、反射膜が形成されたテーパー部の４つの斜面によりデータ記録部に照射光を効率良く集光させることができる記録媒体を用いているので、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００６５】
また、本発明に係る７番目の記録媒体によれば、３番目あるいは５番目のいずづれかの光情報記録再生装置の効果に加え、同心円状に作成されたデータ記録部を利用したトラッキング制御を行うことが可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１による光情報記録再生装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による他の光情報記録再生装置を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１による記録媒体を示す構造図である。
【図４】本発明の実施の形態１による記録媒体を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１による記録媒体の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２による記録媒体を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２による記録媒体の製造方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３による光情報記録再生装置を示す構成図である。
【図９】本発明の実施の形態３による記録媒体を示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、本発明の記録媒体および光情報記録再生装置について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１による光情報記録再生装置の構成図を示している。図１の光情報記録再生装置において、近視野光ヘッド１は、シリコン基板２にこれを貫通するテーパー開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、微小開口４の近傍に生じている近視野光１１と相互作用を起こし、かつその結果得られる伝播光１２を取り出せるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。
【００６８】
テーパー開口部３は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、シリコン基板２が、照射光９の波長に対して十分な遮光性を有していない場合には、Ａｕ／Ｃｒ等の金属膜等の遮光膜が必要であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。
【００６９】
記録媒体６に記録されたデータを読み出すために照射される照射光９は、光源７（例えば半導体レーザー）とコリメートレンズ８から構成される照射光学系により得られる。
【００７０】
図３は、実施の形態１による記録媒体の構造図を、図４は実施の形態１による記録媒体の斜視図を示している。
【００７１】
記録媒体６は、照射光９の波長に対して透明な媒体基板３１に反射膜が形成された逆四角錘状のテーパー部３２が形成されている。媒体基板３１の上面には、データ記録部３３か形成されており、このデータ記録部３３を除く領域に照射光９を遮光する遮光部３４が形成されている。テーパー部３２の反射膜は、データ記録部３３に光を集光させることを目的としている。そして、遮光部３４は、照射光９や集光光束１０が反射膜が形成されているテーパー部３２を透過し、データ記録部３３に照射されないようにすることを目的としている。このデータ記録部３３の大きさは、光の回折限界以下（例えば100nm程度）である。
【００７２】
ここで、各々のデータ記録部３３には、記録されているデータは１ビットである必要はなく、複数のビットを１つのデータ記録部３３形成しておいてもよい。
【００７３】
次に、記録媒体６の製造方法の1例について説明する。
【００７４】
図５は、記録媒体の製造方法を説明する図を示している。この製造方法は、（１）凸形状を作成する凸形状作成工程と、（２）凸形状を媒体基板に転写する転写工程と、（３）転写工程により作成された凹形状に反射膜および遮光部を作成する反射膜・遮光部作成工程と、（４）記録再生される情報が形成される前記媒体基板表面上のデータデータ記録部作成工程からなる。
（１）凸形状作成工程
まず、Ｓｉ基板５１の上面にＳｉＯ2５２を熱酸化等により作成する。そしてこのＳｉＯ2５２膜上部にフォトレジスト５３膜を成膜し、記録媒体６のテーパー部３２に相当する部分のみを残すようにフォトレジスト５３のパターンを作成する（図５−ａ）。その後、等方性エッチングを行い、錘状の凸形状５４を作成し（図５−ｂ）、不必要なフォトレジスト５３を除去する（図５−ｃ）。
（２）転写工程
図５−ｃを型としてＰＭＭＡ等のプラスティックやガラス基板等の媒体基板に図５−ｃの形状を転写する（図５−ｄ、図５−ｅ）。
（３）反射膜・遮光部作成工程
形状が転写された媒体基板３１に反射膜が形成された逆すい状のテーパー部３２と遮光部３４を作成するために、ＡｕやＣｒ等の金属膜を成膜し、テーパー部３２にのみ金属膜が形成されるように、データ記録部３３以外の部分の金属膜を除去する（図５−ｆ）。
（４）データ記録部作成工程
その後、データ記録部に波長以下のサイズのデータマークを記録するためのデータ記録層や波長以下のサイズのデータマーク形状を形成し記録媒体６とする。
【００７５】
次に、図１に示す光情報記録再生装置に、記録媒体６上を配置し、微小開口４において情報再生を行う方法を説明する。ここで記録媒体６は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光ヘッド１が配置される。円盤状の記録媒体は、図示していないスピンドルモータ等により高速に回転させられている。近視野光ヘッド１の微小開口４と微小開口４の近傍に生じている近視野光１１とを相互作用させるために、微小開口４と記録媒体６との間を微小開口４の径程度まで近接させる必要がある。そこで、近視野光ヘッド１と記録媒体６との間に潤滑剤を充填し、近視野光ヘッド１を十分に薄く形成することで、潤滑剤の表面張力を利用して近視野光ヘッド１と記録媒体６との間隔を十分に小さく維持できる。更には、記録媒体６の撓みに対しても追従できる。また、図示しない近視野光ヘッド制御機構によって、微小開口４を記録媒体６上の所望の位置に配置できるように近視野光ヘッド１の位置を制御できる。
【００７６】
なお、近視野光ヘッド１と記録媒体６との近接状態を、上記した潤滑剤によらずに、ハードディスク技術に用いられているフライングヘッドと同様にエアベアリングによって制御してもよいし、近視野光学顕微鏡に用いられるＡＦＭ制御を行ってもよい。
【００７７】
記録媒体６に記録された情報の再生は、先ず、上記した制御により、微小開口４を記録媒体６上の所望の情報再生位置に移動させ、光源７とコリメートレンズ８によりデータ記録部３３が形成されている面とは反対の面から照射光９を記録媒体６に照射する。記録媒体６に照射された光束は、反射膜が形成されたテーパー部３２と隣り合うテーパー部との間に入射される。そして、これらテーパー部の2つの斜面による集光効果により照射光９
は集光光束１０となり、データ記録部３３に照射される。そして、再生位置となる微小開口４に近接した記録媒体６のデータ記録部において近視野光１１が生成される。このような集光効果により、データ記録部３３に照射される光量が増大し、より強い近視野光が生成される。
【００７８】
この近視野光１１と微小開口４との相互作用によって、そのデータ記録部の記録状態に依存した強度や位相等の特性を伴った伝播光１２が、微小開口４を介してテーパー開口部３上方へと取り出される。テーパー部３２による集光効果による近視野光強度の増大により、取り出された伝播光１２の光強度も増大する。そしてこの伝播光１２は、受光部５へと導かれて電気信号に変換され、図示しない信号処理部によってデータ記録部の記録状態が判断される。
【００７９】
受光部５に入射される光強度が増大すると、より小さなデータマークサイズの再生可能が可能であり、より高密度なメモリを実現することができる。あるいは、伝播光強度の増大によりＳ／Ｎ比の向上が図れ、より高速なデータ再生が可能となる。
【００８０】
本実施の形態では、このテーパー部３２の形状を逆四角錘形状としているので、図４に示すようにデータ記録部３３と遮光部３４がチェッカーパターンのように配置されている。テーパー部３２の形状を逆四角錐形状とすることで、反射膜が形成されたテーパー部３２の４つの斜面によりデータ記録部３３に照射光９を効率良く集光させることができる。
【００８１】
更に、近視野光ヘッド１は、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、近視野光ヘッド１を同一シリコン基盤上に複数個配列させることが容易となる。このようなマルチヘッドを作成することで、データ記録部に記録されたデータを複数個並列に読み出す事が可能となり、さらなる高速データ再生が可能となる。
【００８２】
また、図２は実施の形態１による他の光情報記録再生装置の構成図である。図１の実施の形態１による光情報記録再生装置の構成図において、照射光学系が異なっている。他の部分については図１の実施の形態と全く同じである。
【００８３】
図２の実施の形態の照射光学系は、光源７（例えば半導体レーザー）と、コリメーターレンズ７および集光レンズ１４から構成されている。光源７からの光束をコリメーターレンズ８で平行光束にしたのち、集光レンズ１３により照射光９として記録媒体６に記録されたデータを読み出すために照射される。その際、データ記録部３３に向かって集光された光束となるのでデータ記録部３３に照射される光強度は、図１のような平行光束を照射する場合に比べ、増大する。さらに、テーパー部３２の斜面に照射光が入射する角度がテーパー部３２の斜面に対してより小さくなるので、反射膜が形成されたテーパー部３２の斜面による集光効果が大きくなる。
【００８４】
よって、図1の実施の形態に比べて、受光部５に入射される光強度がさらに増大し、より小さなデータマークサイズの再生可能が可能であり、より高密度なメモリを実現することができる。あるいは、伝播光強度がより増大することでさらなるＳ／Ｎ比の向上が図れ、より高速なデータ再生が可能となる。
【００８５】
ここで、図1および図２の実施の形態において、テーパー部３２に成膜された反射膜が、照射光に対して十分な遮光性を有している場合には、遮光部３４を省略することもできる。
【００８６】
また、本実施の形態ではデータ記録部３３の大きさを光の回折限界以下（例えば100nm程度）としては、データ記録部３３の大きさはこのサイズに限定されるものではなく、数μｍといった大きなサイズでもよい。よって、集光構造としてテーパー状の形状について説明したが、データ記録部のサイズが数μｍといった大きなサイズの場合には、集光構造として、集光機能を有すればテーパー形状以外にもレンズ等でも同様の効果が得られる。
【００８７】
更に、本実施の形態では近視野光ヘッドとして微小開口を有するテーパー開口部を持つ場合について説明したが、近視野光と相互作用することにより伝播光を得られる構造であればよく、テーパー開口部を持たない微小開口上部に受光素子が位置している様な構造や、微小突起と受光素子の組み合わせたものでも良い。
【００８８】
以上説明したように、実施の形態１によれば、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、照射光の波長に対して透明な媒体基板と媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造である反射膜が成膜された逆錘状のテーパー部とからなる記録媒体を用いることにより、受光部に入射される光強度が増大させることができ、より高密度なメモリやより高速なデータ再生が可能となる。さらに、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができる。それにより、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００８９】
また、記録媒体は、転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり、低コスト化も容易である。
【００９０】
更に、近視野光ヘッドは、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光ヘッドのアレイ化に対応でき、超高速なデータ再生を行うことができる。
（実施の形態２）
図６は、図１や図２の実施の形態１における記録媒体の他の構造を表す記録媒体の斜視図である。なお、実施の形態１と共通する部分には同一符号を付し、実施の形態１と同じ部分に付いては、説明を省略或いは一部簡単にする。
【００９１】
図６は、実施の形態２による記録媒体の斜視図を示している。記録媒体の端面をしめす構造図は図３と全く同じである。実施の形態１での記録媒体との構造の違いは、反射膜が形成された逆すい状のテーパー部の代わりに、一方の長さが長いｖ溝状のテーパー部６２となっている点である。また、データ記録部３３の幅は、光の回折限界以下（例えば100nm程度）である。
【００９２】
よって、実施の形態１の場合と同様に、記録媒体６は、照射光の波長に対して透明な媒体基板６１に反射膜が形成されたｖ溝のテーパー部６２が形成されている。媒体基板６１の上面には、データ記録部６３か形成されており、このデータ記録部３３を除く領域に照射光９を遮光する遮光部６４が形成されている。また、この１方向が長いデータ記録部６３には、複数のビットのデータが記録されて
いる。
【００９３】
次に、記録媒体６の製造方法の1例について説明する。実施の形態１で説明した記録媒体６の製造方法を用いても図６に示す記録媒体は製造可能である。ここでは、他の製造方法について説明する。この製造方法は、（１）凹形状を作成する凹形状作成工程と、（２）凹形状に反射膜および遮光部を作成する反射膜・遮光部作成工程と、（３）記録再生される情報が形成される前記媒体基板表面上のデータデータ記録部作成工程からなる。
（１）凹部形状作成工程
図７は、実施の形態２による記録媒体の製造方法を説明する図である。ＰＭＭＡ等のプラスティックやガラス基板等の平行平面基板形状の媒体基板６１（図７−ａ）にグレーティング作成等で用いられる超精密切削技術により、凹部形状として、Ｖ溝状のテーパー部６２を切削することにより作成する（図７−ｂ）。
（２）反射膜・遮光部作成工程
テーパー部６２の形状が切削された媒体基板６１に反射膜が形成されたＶ溝状のテーパー部６２と遮光部６４を作成するために、ＡｕやＣｒ等の金属膜を成膜し、テーパー部６２にのみ金属膜が形成されるように、データ記録部６３以外の部分の金属膜を除去する（図７−ｃ）。
（３）データ記録部作成工程
その後、データ記録部に波長以下のサイズのデータマークを記録するためのデータ記録層や波長以下のサイズのデータマーク形状を形成し記録媒体６とする。
【００９４】
次に実施の形態１で説明した図１の光情報記録再生装置に、以上に説明した図６の記録媒体を配置し、微小開口４において情報再生を行う方法について説明する。もちろん、図２の光情報記録再生装置を用いることもできる。
【００９５】
記録媒体６は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光メモリヘッド１が配置される。この円盤状の平面基板である記録媒体６は、図６に示すようなＶ溝状のテーパー部６２を有しており、円盤状の基板の回転方向に対して、ＣＤやアナログレコードのように、このＶ溝状のテーパー部６２が作成されており、データ記録部６３は記録媒体６の回転軸を中心として同心円状に作成されている。このような記録媒体６を用いた情報の再生方法は、実施の形態１と全く同様であるので、説明を省略する。
【００９６】
また、近視野光ヘッド１をデータ記録部上に正確に追跡させるトラッキング信号検出方法として、３スポット型やウォブリング型等がある。ここでは、ウォブリング型のトラッキング信号検出方法について説明する。
【００９７】
同心円状のデータ記録部６３が形成された記録媒体６に対して、微小開口４を有する近視野光ヘッド１を微小に揺動し、データ記録部上のデータピットを微小開口４が通過する時に得られる各データピットからの信号の差を取ることでトラッキング信号を得ることができる。このようにして、同心円状に作成されたデータ記録部６３と遮光部６４を利用しトラッキング制御を行うことも可能である。
【００９８】
また、実施の形態１と同様に、本実施の形態においてもデータ記録部３３の幅を光の回折限界以下（例えば100nm程度）としているが、データ記録部３３の大きさはこのサイズに限定されるものではなく、数μｍといった大きなサイズでもよい。よって、集光構造としてテーパー状の形状について説明したが、データ記録部のサイズが数μｍといった大きなサイズの場合には、集光構造として、集光機能を有すればテーパー形状以外にもレンズ等でも同様の効果が得られる。
【００９９】
更に、本実施の形態では近視野光ヘッドとして微小開口を有するテーパー開口部を持つ場合について説明したが、近視野光と相互作用することにより伝播光を得られる構造であればよく、テーパー開口部を持たない微小開口上部に受光素子が位置している様な構造や、微小突起と受光素子の組み合わせたものでも良い。
【０１００】
また、本実施の形態において、テーパー部６２に成膜された反射膜が、照射光に対して十分な遮光性を有している場合には、遮光部６４を省略することもできる。
【０１０１】
以上説明したように、実施の形態２によれば、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、照射光の波長に対して透明な媒体基板と媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造である反射膜が成膜されたＶ溝状のテーパー部とからなる記録媒体を用いることにより、受光部に入射される光強度が増大させることがでる。
【０１０２】
よって、実施の形態１と同様に、より高密度なメモリやより高速なデータ再生が可能となる。さらに、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができる。それにより、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【０１０３】
また、近視野光ヘッドは、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光ヘッドのアレイ化に対応でき、超高速なデータ再生を行うことができる。
【０１０４】
更に実施の形態１の効果に加え、同心円状に作成されたデータ記録部６３と遮光部６４を利用したトラッキング制御を行うことも可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３による光情報記録再生装置の構成図を示している。なお、実施の形態１や実施の形態２と共通する部分には同一符号を付し、実施の形態１や実施の形態２と同じ部分に付いては、説明を省略或いは一部簡単にする。
【０１０５】
図８の光情報記録再生装置において、近視野光ヘッド８１は、シリコン基板８２にこれを貫通するテーパー開口部３と記録用テーパー開口部８３が微小開口４と記録用微小開口８４をそれぞれ有して形成されている。
【０１０６】
微小開口４は記録媒体６に記録された情報を読みだすために用いられ、記録用微小開口８４は、記録媒体６に情報を記録するために用いられている。
【０１０７】
記録媒体６に記録された情報を再生する為の微小開口４は、微小開口４の近傍に生じている近視野光１と相互作用を起こし、かつその結果得られる伝播光１２を取り出せるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。記録媒体６に記録されたデータを読み出すために照射される照射光９は、光源７（例えば半導体レーザー）とコリメートレンズ８から構成される照射光学系により得られる。
【０１０８】
また、記録用光源８５は、記録レンズ８６により記録用テーパー開口部８３に光を照射する。そして記録媒体６に情報を記録する為の微小開口８４は、記録用微小開口８４近傍に近視野光が生成されるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。この記録用微小開口８４近傍の近視野光は、書き込み動作を行うことで、記録媒体６に情報を記録するための書き込み光となる。
【０１０９】
テーパー開口部３および記録用テーパー開口部８３は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、シリコン基板８２が、照射光９や記録用光源８５の波長に対して十分な遮光性を有していない場合には、Ａｕ／Ｃｒ等の金属膜等の遮光膜が必要であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。
【０１１０】
また、記録媒体の構造としては、図４の実施の形態１で用いた記録媒体６や図６の実施の形態２で用いた記録媒体６を用いることができる。ここで、情報の記録を行う為には、データ記録部６４が情報の記録ができるデータ記録層を有している必要がある。
【０１１１】
ここでは、図６の記録媒体６を用いた場合の実施の形態について説明する。
【０１１２】
図８の光情報記録再生装置において、視野光メモリヘッド８１を図６の記録媒体６上に配置し、微小開口４において情報再生を行う方法は、実施の形態２の場合と全く同じであるので、説明を省略する。
【０１１３】
次に、視野光メモリヘッド８１を記録媒体６上に配置し、記録用微小開口８４において情報の記録を行う方法を説明する。
【０１１４】
情報の再生時と同様に、円盤状の記録媒体は、図示していないスピンドルモータ等により高速に回転させられている。そして、近視野光ヘッド８１の記録用微小開口８４の近傍に生じている近視野光と記録媒体６とを相互作用させるために、記録用微小開口８４と記録媒体６との間を記録用微小開口８４の径程度まで近接させる必要がある。そして、記録媒体６から情報の再生をする時と同様な手法により、近視野光ヘッド８１と記録媒体６との間隔を十分に小さく維持する。また、図示しない近視野光ヘッド制御機構によって、記録用微小開口８４を記録媒体６上の所望の位置に配置できるように近視野光ヘッド８１の位置を制御する。
【０１１５】
記録媒体６に情報を記録するには、先ず、上記した制御により、微小開口８４を記録媒体６のデータ記録部６３上の所望の情報記録位置に移動させる。そして、記録用光源８５と記録用レンズ８６を用いて、記録用テーパー開口部８３に光を照射する。すると、記録用微小開口８４近傍に近視野光が生成され、書き込み動作を行うことにより、この近視野と記録媒体６との相互作用により所望の位置に情報を記録する事ができる。
【０１１６】
さらに、情報の再生に用いる微小開口４と情報の記録に用いる記録用微小開口８４との位置関係をデータ記録部と一致させることにより、データ記録部からのデータの再生と同時に、再生しているデータ記録部とは異なるデータ記録部にデータを記録することができる。
【０１１７】
ここで、本実施の形態では、情報の記録と再生を１つの近視野光ヘッドとして実現しているが、再生用の近視野光ヘッドと記録用の近視野光ヘッドというように分けることもできる。そうした場合には、情報の記録と再生を同時に独立して行うこともできる。
【０１１８】
以上説明したように、実施の形態２と同様に、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、照射光の波長に対して透明な媒体基板と媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造である反射膜が成膜されたＶ溝状のテーパー部とからなる記録媒体を用いることにより、受光部に入射される光強度が増大させることがでる。
【０１１９】
さらに、本実施の形態によれば、実施の形態１および実施の形態２における情報再生だけでなく、情報の記録も同時に行うことがきる。
（実施の形態４）
図９は、実施の形態４による光情報記録再生装置で用いる記録媒体の構造図を示している。本実施の形態の記録媒体は、図１や図２、図3の実施の形態の記録媒体６としても用いることができる。
【０１２０】
図９の記録媒体６は、実施の形態１での記録媒体(図３、図４)や実施の形態２での記録媒体（図６）において、データ記録部を記録媒体の両面に配置する場合の実施の形態である。
【０１２１】
情報を再生する為の照射光や情報を記録する為の記録光の波長に対して透明な媒体基板９１に反射膜が形成されたテーパー部９２が媒体基板９１を貫き形成されている。この反射膜は、情報を再生する為の照射光や情報を記録する為の記録光の波長に対して十分な遮光性を有している。そして、媒体基板９１の上面には上部データ記録部９３が、媒体基板９１の下面には下部データ記録部９４が形成されている。この上部データ記録部９３と下部データ記録部９４のそれぞれの幅は用いる光の波長以下、例えば数十nm程度の大きさである。
【０１２２】
このように上部データ記録部９３と下部データ記録部９４の幅を用いる光の波長程度以下の大きさにすると、媒体基板９１の下側から照射光を照射した場合、下部データ記録部９４とその隣りの下部データ記録部との間に照射された光は、テーパー部９２による集光効果により上部データ記録部９３に照射され、この上部データ記録部近傍に近視野光を生成する。
【０１２３】
それに反し、下部データ記録部９４に下側から照射光が照射された場合には、下部データ記録部９４の大きさが波長以下、例えば数十nm程度であるために、光の回折限界を越えているので、下部データ記録部９４を透過し、媒体基板９１の上面まで光が伝播することができない。よって、媒体基板９１の下側から照射光を照射すると、媒体基板９１の上面では、上部データ記録部９３近傍に近視野光が生成され、それ以外の近視野光や媒体基板を透過する伝播光はない。
【０１２４】
同様に、媒体基板９１の上側から照射光を入射した場合には、下部データ記録部９４近傍にのみに近視野光が生成されるだけとなる。
【０１２５】
よって、記録媒体表面に生成された近視野光と、近視野光ヘッドの微小開口との相互作用による伝播光を受光素子で受光することにより、記録媒体に記録されている情報を再生することが可能となる。よって、情報の記録面が両面となり、記録媒体１枚あたりの記録容量が２倍となる。
【０１２６】
図１や図２、図５の実施の形態において、説明した近視野光ヘッドと照射光学系を記録媒体の両側に配置することにより、両面を同時に再生、あるいは記録することが可能となる。
【０１２７】
以上説明したように、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と同様に、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、照射光の波長に対して透明な媒体基板と媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造である反射膜が成膜されたテーパー部とからなる記録媒体を用いることにより、受光部に入射される光強度が増大させることがでる。そして実施の形態３で説明したように情報再生だけでなく、情報の記録も同時に行うことができる。
【０１２８】
さらにその上、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事が可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１、８１ 近視野光ヘッド
２、８２ シリコン基板
３ テーパー開口部
４ 微小開口
５ 受光素子
６ 記録媒体
７ 光源
８ コリメートレンズ
９、１４ 照射光
１０、１５ 集光光束
１１ 近視野光
１２ 伝播光
１３ 集光レンズ
３１、６１、９１ 媒体基板
３２、６２、９２ テーパー部
３３、６３ データ記録部
３４、６４ 遮光部
５１ Ｓｉ基板
５２ ＳｉＯ2層
５３ フォトレジスト
５４ 凸形状
８３ 記録用テーパー開口部
８４ 記録用微小開口
８５ 記録用光源
８６ 記録用レンズ
９３ 上部データ記録部
９４ 下部データ記録部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近視野光を利用して高密度な情報の再生及び記録を行うことができる記録媒体および光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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（ＳＰＭ）が用いられている。ＳＰＭは、先端が先鋭化されたプローブを試料表面に走査させ、プローブと試料表面との間に生じるトンネル電流や原子間力などの相互作用を観察対象として、プローブ先端形状に依存した分解能の像を得ることができるが、比較的、観察する試料に対する制約が厳しい。
【０００３】
そこでいま、試料表面に生成される近視野光とプローブとの間に生じる相互作用を観察対象とすることで、試料表面の微小な領域の観察を可能にした近視野光学顕微鏡が注目されている。
【０００４】
近視野光学顕微鏡においては、伝搬光を試料の表面に照射して近視野光を生成し、生成された近視野光を先端が先鋭化されたプローブにより散乱させ、その散乱光を従来の伝搬光検出と同様に処理することで、従来の光学顕微鏡による観察分解能の限界を打破し、より微小な領域の観察を可能としている。また、試料表面に照射する光の波長を掃引することで、微小領域における試料の光学物性の観測をも可能としている。
【０００５】
顕微鏡としての利用だけでなく、光ファイバープローブを通して試料に向けて比較的強度の大きな光を導入させることにより、光ファイバープローブの微小開口にエネルギー密度の高い近視野光を生成し、その近視野光によって試料表面の構造または物性を局所的に変更させる高密度な光メモリ記録としての応用も可能である。
【０００６】
近視野光学顕微鏡に使用されるプローブとして、例えば米国特許第5,294,790号に開示されているように、フォトリソグラフィ等の半導体製造技術によってシリコン基板にこれを貫通する開口部を形成し、シリコン基板の一方の面には絶縁膜を形成して、開口部の反対側の絶縁膜の上に円錐形状の光導波層を形成したカンチレバー型光プローブが提案されている。このカンチレバー型光プローブにおいては、開口部に光ファイバーを挿入し、光導波層の先端部以外を金属膜でコーティングすることで形成された微小開口に光を透過させることができる。
【０００７】
更に、上述したプローブのように先鋭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。平面プローブは、シリコン基板に異方性エッチングによって逆ピラミッド構造の開口を形成したものであり、特にその頂点が数十ナノメートルの径を有して貫通されている。そのような平面プローブは、半導体製造技術を用いて同一基板上に複数作成すること、すなわちアレイ化が容易であり、特に近視野光を利用した光メモリの再生及び記録に適した光メモリヘッドとして使用できる。この平面プローブを用いた光ヘッドとして、従来ハードディスクで用いられているフライングヘッドに平面プローブを有したものが提案されている。フライングヘッドは記録媒体から約５０から１００ｎｍ浮上するように空力設計される。このフライングヘッドの記録媒体側に微小開口を形成して、近視野光を発生させ光記録および再生を行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近視野光を利用した光メモリは、近視野光を利用している為に、光の回折限界以下の超高密度な光メモリを実現できる反面、光の利用効率が低く、受光素子で受光される光量が非常に弱いという課題があった。
【０００９】
そしてこの課題を解決するために、従来は、使用するレーザー光の強度を強くしたり、近視野光ヘッドである平面プローブの逆ピラミッド構造の中にボールレンズ等を充填したりしていた。
【００１０】
しかし、レーザー光強度を高くすると発熱や消費電力等の新たな問題が出てしまうという課題ある。また、ボールレンズを使った場合には、そのボールレンズの位置合せが必要となり、コストアップの要因となる。さらにボールレンズの個々のばらつきにより、大量生産した際に、全ての近視野光ヘッドにおいて開口部に光の焦点を合わせることが困難であるという課題がある。
【００１１】
そのため、近視野光を利用した超高密度メモリを実現する際に、小型低消費電力化、大量生産による低価格化が困難である。
【００１２】
よって、本発明は、光の利用効率を高め、上述した従来の方法による問題点を解決するために、近視野光ヘッドではなく記録媒体の構造に特徴をもつ記録媒体、および、この記録媒体を用いた光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、上記の課題を解決するために、本発明に係る１番目の記録媒体は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体において、近視野光を生成する為に照射される照射光の波長に対して透明な媒体基板と、媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部と、データ記録部に照射光を集光するための集光構造とから構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、データ記録部に外部から照射される照射光を集光する集光構造を記録媒体中に持つため、その集光構造による集光効果により、データ記録部に照射される光量が増大し、より強い近視野光がデータ記録部に生成され、この近視野光と近視野光ヘッドを相互作用させて得られる伝播光の強度が増大する。
【００１５】
また、本発明に係る２番目の記録媒体は、１番目の記録媒体において、集光構造は媒体基板の厚さ方向にテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部と、データ記録部を除く領域に照射光を遮光する遮光部とからなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、集光構造をテーパー形状とすることにより、記録媒体は転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり低コスト化が容易である。
【００１７】
また、本発明に係る３番目の記録媒体は、１番目または２番目の記録媒体において、反射膜が遮光部をもかねていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、テーパー部に形成された反射膜と遮光部とが同一となり、記録媒体を製造する工程が１工程少なくなるので、より低コスト化ができる。
【００１９】
また、本発明に係る４番目の記録媒体は、１番目の記録媒体において、データ記録部は媒体基板の両面に形成され、集光構造は媒体基板の厚さ方向にテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部であることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事ができる。
【００２１】
また、本発明に係る５番目の記録媒体は、２番目または４番目の記録媒体において、媒体基板の厚さ方向にテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部は反射膜が形成された逆錘状のテーパー部であることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、テーパー部の形状を逆四角錘形状としているので、反射膜が形成されたテーパー部の４つの斜面によりデータ記録部に照射光を効率良く集光させることができる。よって、光源からの光束をより効率よく利用できること
ができる。
【００２３】
また、本発明に係る６番目の記録媒体は、２番目または４番目の記録媒体において、媒体基板の厚さ方向にテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部は反射膜が形成されたＶ溝状のテーパー部であることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、同心円状に作成されたデータ記録部を利用したトラッキング制御を行うことが可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
【００２５】
また、本発明に係る１番目の記録媒体の製造方法は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体において、凸形状を作成する凸形状作成工程と、凸形状を媒体基板に転写する転写工程と、転写工程により作成された凹形状に反射膜および遮光部を作成する反射膜・遮光部作成工程とからなることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、テーパー形状を有する媒体基板を転写により作成することができるので、一度型を作ってしまえば、あとは転写をすることで記録媒体の大量生産が可能であり低コスト化が容易である。
【００２７】
また、本発明に係る２番目の記録媒体の製造方法は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体において、凹形状を作成する凹形状作成工程と、凹形状に反射膜および遮光部を作成する反射膜・遮光部作成工程とからなることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、本発明に係る１番目の記録媒体の製造方法の効果に加え、さらに、型を作成する工程をなくすことができるので、その分のコストダウンが可能である。
【００２９】
また、本発明に係る１番目の光情報記録再生装置は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を再生する光情報再生装置において、光源とレンズから構成される前記近視野光を生成する為に照射される照射光学系と、照射光の波長に対して透明な媒体基板と記録再生される情報が形成される媒体基板表面上のデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造とからなる記録媒体と、近視野光ヘッドとから構成されていることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、データ記録部に外部から照射される照射光を集光する集光構造を記録媒体中に持つため、その集光構造による集光効果により、データ記録部に照射される光量が増大し、より強い近視野光がデータ記録部に生成される。この近視野光と近視野光ヘッドを相互作用させて得られる伝播光の強度が増大する。
【００３１】
また、本発明に係る２番目の光情報記録再生装置は、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、光源とレンズから構成される前記近視野光を生成する為に照射される照射光学系と、照射光の波長に対して透明な媒体基板と記録再生される情報が形成される媒体基板表面上のデータ記録部とデータ記録部に前記照射光を集光するための集光構造とからなる記録媒体と、記録媒体から情報を再生するための近視野光ヘッドと、記録媒体に情報を記録するための近視野光ヘッドから構成されていることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、記録媒体に記録された情報の再生だけでなく、記録媒体への情報の記録を実現することができる。さらに、情報の再生に用いる微小開口と情報の記録に用いる記録用微小開口との位置関係をデータ記録部と一致させることにより、データ記録部からのデータの再生と同時に、再生しているデータ記録部とは異なるデータ記録部にデータを記録することができる。
【００３３】
また、本発明に係る３番目の光情報記録再生装置は、１番目または２番目の光情報記録再生装置において、集光構造は反射膜が形成されたテーパー部と、データ記録部を除く領域に前記照射光を遮光する遮光部とからなることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、集光構造をテーパー形状とすることにより、記録媒体は転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり、装置としての低コスト化ができる。
【００３５】
また、本発明に係る４番目の光情報記録再生装置は、３番目の光情報記録再生装置において、反射膜が遮光部をもかねていることを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、テーパー部に形成された反射膜と遮光部が同一となり、記録媒体を製造する工程が１工程少なくなるので記録媒体の大量生産・低コスト化が実現できる。
【００３７】
また、本発明に係る５番目の光情報記録再生装置は、１番目または２番目の光情報記録再生装置において、データ記録部は媒体基板の両面に形成され、集光構造は反射膜が形成されたテーパー部であることを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事ができ、大容量の光情報記録再生装置を提供できる。
【００３９】
また、本発明に係る６番目の光情報記録再生装置は、３番目あるいは５番目の光情報記録再生装置において、反射膜が形成されたテーパー部は反射膜が形成された逆錘状のテーパー部であることを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、テーパー部の形状を逆錘形状とし、反射膜が形成されたテーパー部の複数の斜面によりデータ記録部に照射光を効率良く集光させることができる記録媒体を用いているので、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００４１】
また、本発明に係る７番目の光情報記録再生装置は、３番目あるいは５番目の光情報記録再生装置において、反射膜が形成されたテーパー部は反射膜が形成されたＶ溝状のテーパー部であることを特徴とする。
【００４２】
この発明によれば、同心円状に作成されたデータ記録部を利用したトラッキング制御を行うことが可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００４３】
以上説明したように、本発明に係る１番目の記録媒体によれば、データ記録部に外部から照射される照射光を集光する集光構造を記録媒体中に持つため、その集光構造による集光効果により、データ記録部に照射される光量が増大し、より強い近視野光がデータ記録部に生成され、この近視野光と近視野光ヘッドを相互作用させて得られる伝播光の強度が増大する。
【００４４】
よって、より小さなデータマークの再生が可能であり、より高密度なメモリを実現することができる。あるいは、伝播光強度の増大によりＳ／Ｎ比の向上が図れ、より高速なデータ再生が可能となる。
【００４５】
さらに、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００４６】
また、本発明に係る２番目の記録媒体によれば、１番目の記録媒体の効果に加え、集光構造をテーパー形状とすることにより、記録媒体は転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり低コスト化が容易である。
【００４７】
また、本発明に係る３番目の記録媒体によれば、１番目或いは２番目の記録媒体の効果に加え、テーパー部に形成された反射膜と遮光部とが同一となり、記録媒体を製造する工程が１工程少なくなるので、より低コスト化ができる。
【００４８】
また、本発明に係る４番目の記録媒体によれば、１番目の記録媒体の効果に加え、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事ができる。記録媒体１枚あたりの容量が２倍に増えても、記録媒体製造コストが極端に増えることはないので、記録媒体の単位記録容量あたりの価格を安価にすることができる。
【００４９】
また、本発明に係る５番目の記録媒体によれば、２番目あるいは４番目の記録媒体の効果に加え、テーパー部の形状を逆四角錘形状としているので、反射膜が形成されたテーパー部の４つの斜面によりデータ記録部に照射光を効率良く集光させることができる。よって、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００５０】
また、本発明に係る６番目の記録媒体によれば、２番目あるいは４番目の記録媒体の効果に加え、同心円状に作成されたデータ記録部を利用したトラッキング制御を行うことが可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
【００５１】
また、本発明に係る１番目の記録媒体の製造方法によれば、テーパー形状を有する媒体基板を転写により作成することができるので、一度型を作ってしまえば、あとは転写をすることで記録媒体の大量生産が可能であり低コスト化が容易である。
【００５２】
また、転写に必要な型もシリコンプロセスで作成でき、波長以下のサイズのデータピットの作成も可能である。
【００５３】
また、本発明に係る２番目の記録媒体の製造方法によれば、本発明に係る１番目の記録媒体の製造方法の効果に加え、さらに、型を作成する工程をなくすことができるので、その分のコストダウンが可能である。
【００５４】
また、本発明に係る１番目の光情報記録再生装置によれば、データ記録部に外部から照射される照射光を集光する集光構造を記録媒体中に持つため、その集光構造による集光効果により、データ記録部に照射される光量が増大し、より強い近視野光がデータ記録部に生成される。この近視野光と近視野光ヘッドを相互作用させて得られる伝播光の強度が増大する。
【００５５】
よって、より小さなデータマークの再生可能が可能であり、より高密度なメモリを実現することができる。あるいは、伝播光強度の増大によりＳ／Ｎ比の向上が図れ、より高速なデータ再生が可能となる。
【００５６】
さらに、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００５７】
その上、近視野光ヘッドは、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、大量生産可能で、低コスト化が容易である。また、近視野光ヘッドを同一シリコン基盤上に複数個配列させたマルチヘッドの作成が容易であり、データ記録部に記録されたデータを複数個並列に読み出す事が可能となり、さらなる高速データ再生が可能となる。
【００５８】
また、本発明に係る２番目の光情報記録再生装置によれば、１番目の光情報記録再生装置の効果に加え、記録媒体に記録された情報の再生だけでなく、記録媒体への情報の記録を実現することができる。
【００５９】
さらに、情報の再生に用いる微小開口と情報の記録に用いる記録用微小開口との位置関係をデータ記録部と一致させることにより、データ記録部からのデータの再生と同時に、再生しているデータ記録部とは異なるデータ記録部にデータを記録することができる。
【００６０】
また、記録用と再生用が独立した近視野光ヘッドを用いる場合には、記録媒体への情報の記録と再生を同時に独立して行うことが可能となり、情報の記録再生がより高速にできる。
【００６１】
また、本発明に係る３番目の光情報記録再生装置によれば、１番目或いは２番目の光情報記録再生装置の効果に加え、集光構造をテーパー形状とすることにより、記録媒体は転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり、装置としての低コスト化ができる。
【００６２】
また、本発明に係る４番目の光情報記録再生装置によれば、３番目の光情報記録再生装置の効果に加え、テーパー部に形成された反射膜と遮光部が同一となり、記録媒体を製造する工程が１工程少なくなるので記録媒体の大量生産・低コスト化が実現でき、装置としてのさらなる低コスト化ができる。
【００６３】
また、本発明に係る５番目の光情報記録再生装置によれば、１番目あるいは２番目の光情報記録再生装置の効果に加え、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事ができる。記録媒体１枚あたりの容量が２倍に増えても、記録媒体製造コストが極端に増えることはないので、記録媒体の単位記録容量あたりの価格を安価にすることができる。
【００６４】
また、本発明に係る６番目の記録媒体によれば、３番目あるいは５番目の光情報記録再生装置の効果に加え、テーパー部の形状を逆四角錘形状とし、反射膜が形成されたテーパー部の４つの斜面によりデータ記録部に照射光を効率良く集光させることができる記録媒体を用いているので、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができ、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００６５】
また、本発明に係る７番目の記録媒体によれば、３番目あるいは５番目のいずづれかの光情報記録再生装置の効果に加え、同心円状に作成されたデータ記録部を利用したトラッキング制御を行うことが可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１による光情報記録再生装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による他の光情報記録再生装置を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１による記録媒体を示す構造図である。
【図４】本発明の実施の形態１による記録媒体を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１による記録媒体の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２による記録媒体を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２による記録媒体の製造方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３による光情報記録再生装置を示す構成図である。
【図９】本発明の実施の形態３による記録媒体を示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、本発明の記録媒体および光情報記録再生装置について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１による光情報記録再生装置の構成図を示している。図１の光情報記録再生装置において、近視野光ヘッド１は、シリコン基板２にこれを貫通するテーパー開口部３が微小開口４を有して形成されている。微小開口４は、微小開口４の近傍に生じている近視野光１１と相互作用を起こし、かつその結果得られる伝播光１２を取り出せるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。
【００６８】
テーパー開口部３は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、シリコン基板２が、照射光９の波長に対して十分な遮光性を有していない場合には、Ａｕ／Ｃｒ等の金属膜等の遮光膜が必要であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。
【００６９】
記録媒体６に記録されたデータを読み出すために照射される照射光９は、光源７（例えば半導体レーザー）とコリメートレンズ８から構成される照射光学系により得られる。
【００７０】
図３は、実施の形態１による記録媒体の構造図を、図４は実施の形態１による記録媒体の斜視図を示している。
【００７１】
記録媒体６は、照射光９の波長に対して透明な媒体基板３１に反射膜が形成された逆四角錘状のテーパー部３２が形成されている。媒体基板３１の上面には、データ記録部３３か形成されており、このデータ記録部３３を除く領域に照射光９を遮光する遮光部３４が形成されている。テーパー部３２の反射膜は、データ記録部３３に光を集光させることを目的としている。そして、遮光部３４は、照射光９や集光光束１０が反射膜が形成されているテーパー部３２を透過し、データ記録部３３に照射されないようにすることを目的としている。このデータ記録部３３の大きさは、光の回折限界以下（例えば100nm程度）である。
【００７２】
ここで、各々のデータ記録部３３には、記録されているデータは１ビットである必要はなく、複数のビットを１つのデータ記録部３３形成しておいてもよい。
【００７３】
次に、記録媒体６の製造方法の1例について説明する。
【００７４】
図５は、記録媒体の製造方法を説明する図を示している。この製造方法は、（１）凸形状を作成する凸形状作成工程と、（２）凸形状を媒体基板に転写する転写工程と、（３）転写工程により作成された凹形状に反射膜および遮光部を作成する反射膜・遮光部作成工程と、（４）記録再生される情報が形成される前記媒体基板表面上のデータデータ記録部作成工程からなる。
（１）凸形状作成工程
まず、Ｓｉ基板５１の上面にＳｉＯ2５２を熱酸化等により作成する。そしてこのＳｉＯ2５２膜上部にフォトレジスト５３膜を成膜し、記録媒体６のテーパー部３２に相当する部分のみを残すようにフォトレジスト５３のパターンを作成する（図５−ａ）。その後、等方性エッチングを行い、錘状の凸形状５４を作成し（図５−ｂ）、不必要なフォトレジスト５３を除去する（図５−ｃ）。
（２）転写工程
図５−ｃを型としてＰＭＭＡ等のプラスティックやガラス基板等の媒体基板に図５−ｃの形状を転写する（図５−ｄ、図５−ｅ）。
（３）反射膜・遮光部作成工程
形状が転写された媒体基板３１に反射膜が形成された逆すい状のテーパー部３２と遮光部３４を作成するために、ＡｕやＣｒ等の金属膜を成膜し、テーパー部３２にのみ金属膜が形成されるように、データ記録部３３以外の部分の金属膜を除去する（図５−ｆ）。
（４）データ記録部作成工程
その後、データ記録部に波長以下のサイズのデータマークを記録するためのデータ記録層や波長以下のサイズのデータマーク形状を形成し記録媒体６とする。
【００７５】
次に、図１に示す光情報記録再生装置に、記録媒体６上を配置し、微小開口４において情報再生を行う方法を説明する。ここで記録媒体６は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光ヘッド１が配置される。円盤状の記録媒体は、図示していないスピンドルモータ等により高速に回転させられている。近視野光ヘッド１の微小開口４と微小開口４の近傍に生じている近視野光１１とを相互作用させるために、微小開口４と記録媒体６との間を微小開口４の径程度まで近接させる必要がある。そこで、近視野光ヘッド１と記録媒体６との間に潤滑剤を充填し、近視野光ヘッド１を十分に薄く形成することで、潤滑剤の表面張力を利用して近視野光ヘッド１と記録媒体６との間隔を十分に小さく維持できる。更には、記録媒体６の撓みに対しても追従できる。また、図示しない近視野光ヘッド制御機構によって、微小開口４を記録媒体６上の所望の位置に配置できるように近視野光ヘッド１の位置を制御できる。
【００７６】
なお、近視野光ヘッド１と記録媒体６との近接状態を、上記した潤滑剤によらずに、ハードディスク技術に用いられているフライングヘッドと同様にエアベアリングによって制御してもよいし、近視野光学顕微鏡に用いられるＡＦＭ制御を行ってもよい。
【００７７】
記録媒体６に記録された情報の再生は、先ず、上記した制御により、微小開口４を記録媒体６上の所望の情報再生位置に移動させ、光源７とコリメートレンズ８によりデータ記録部３３が形成されている面とは反対の面から照射光９を記録媒体６に照射する。記録媒体６に照射された光束は、反射膜が形成されたテーパー部３２と隣り合うテーパー部との間に入射される。そして、これらテーパー部の2つの斜面による集光効果により照射光９
は集光光束１０となり、データ記録部３３に照射される。そして、再生位置となる微小開口４に近接した記録媒体６のデータ記録部において近視野光１１が生成される。このような集光効果により、データ記録部３３に照射される光量が増大し、より強い近視野光が生成される。
【００７８】
この近視野光１１と微小開口４との相互作用によって、そのデータ記録部の記録状態に依存した強度や位相等の特性を伴った伝播光１２が、微小開口４を介してテーパー開口部３上方へと取り出される。テーパー部３２による集光効果による近視野光強度の増大により、取り出された伝播光１２の光強度も増大する。そしてこの伝播光１２は、受光部５へと導かれて電気信号に変換され、図示しない信号処理部によってデータ記録部の記録状態が判断される。
【００７９】
受光部５に入射される光強度が増大すると、より小さなデータマークサイズの再生可能が可能であり、より高密度なメモリを実現することができる。あるいは、伝播光強度の増大によりＳ／Ｎ比の向上が図れ、より高速なデータ再生が可能となる。
【００８０】
本実施の形態では、このテーパー部３２の形状を逆四角錘形状としているので、図４に示すようにデータ記録部３３と遮光部３４がチェッカーパターンのように配置されている。テーパー部３２の形状を逆四角錐形状とすることで、反射膜が形成されたテーパー部３２の４つの斜面によりデータ記録部３３に照射光９を効率良く集光させることができる。
【００８１】
更に、近視野光ヘッド１は、従来の半導体製造プロセスによって形成できるため、近視野光ヘッド１を同一シリコン基盤上に複数個配列させることが容易となる。このようなマルチヘッドを作成することで、データ記録部に記録されたデータを複数個並列に読み出す事が可能となり、さらなる高速データ再生が可能となる。
【００８２】
また、図２は実施の形態１による他の光情報記録再生装置の構成図である。図１の実施の形態１による光情報記録再生装置の構成図において、照射光学系が異なっている。他の部分については図１の実施の形態と全く同じである。
【００８３】
図２の実施の形態の照射光学系は、光源７（例えば半導体レーザー）と、コリメーターレンズ７および集光レンズ１４から構成されている。光源７からの光束をコリメーターレンズ８で平行光束にしたのち、集光レンズ１３により照射光９として記録媒体６に記録されたデータを読み出すために照射される。その際、データ記録部３３に向かって集光された光束となるのでデータ記録部３３に照射される光強度は、図１のような平行光束を照射する場合に比べ、増大する。さらに、テーパー部３２の斜面に照射光が入射する角度がテーパー部３２の斜面に対してより小さくなるので、反射膜が形成されたテーパー部３２の斜面による集光効果が大きくなる。
【００８４】
よって、図1の実施の形態に比べて、受光部５に入射される光強度がさらに増大し、より小さなデータマークサイズの再生可能が可能であり、より高密度なメモリを実現することができる。あるいは、伝播光強度がより増大することでさらなるＳ／Ｎ比の向上が図れ、より高速なデータ再生が可能となる。
【００８５】
ここで、図1および図２の実施の形態において、テーパー部３２に成膜された反射膜が、照射光に対して十分な遮光性を有している場合には、遮光部３４を省略することもできる。
【００８６】
また、本実施の形態ではデータ記録部３３の大きさを光の回折限界以下（例えば100nm程度）としては、データ記録部３３の大きさはこのサイズに限定されるものではなく、数μｍといった大きなサイズでもよい。よって、集光構造としてテーパー状の形状について説明したが、データ記録部のサイズが数μｍといった大きなサイズの場合には、集光構造として、集光機能を有すればテーパー形状以外にもレンズ等でも同様の効果が得られる。
【００８７】
更に、本実施の形態では近視野光ヘッドとして微小開口を有するテーパー開口部を持つ場合について説明したが、近視野光と相互作用することにより伝播光を得られる構造であればよく、テーパー開口部を持たない微小開口上部に受光素子が位置している様な構造や、微小突起と受光素子の組み合わせたものでも良い。
【００８８】
以上説明したように、実施の形態１によれば、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、照射光の波長に対して透明な媒体基板と媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造である反射膜が成膜された逆錘状のテーパー部とからなる記録媒体を用いることにより、受光部に入射される光強度が増大させることができ、より高密度なメモリやより高速なデータ再生が可能となる。さらに、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができる。それにより、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【００８９】
また、記録媒体は、転写により作成することができるので、記録媒体の大量生産が可能であり、低コスト化も容易である。
【００９０】
更に、近視野光ヘッドは、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光ヘッドのアレイ化に対応でき、超高速なデータ再生を行うことができる。
（実施の形態２）
図６は、図１や図２の実施の形態１における記録媒体の他の構造を表す記録媒体の斜視図である。なお、実施の形態１と共通する部分には同一符号を付し、実施の形態１と同じ部分に付いては、説明を省略或いは一部簡単にする。
【００９１】
図６は、実施の形態２による記録媒体の斜視図を示している。記録媒体の端面をしめす構造図は図３と全く同じである。実施の形態１での記録媒体との構造の違いは、反射膜が形成された逆すい状のテーパー部の代わりに、一方の長さが長いｖ溝状のテーパー部６２となっている点である。また、データ記録部３３の幅は、光の回折限界以下（例えば100nm程度）である。
【００９２】
よって、実施の形態１の場合と同様に、記録媒体６は、照射光の波長に対して透明な媒体基板６１に反射膜が形成されたｖ溝のテーパー部６２が形成されている。媒体基板６１の上面には、データ記録部６３か形成されており、このデータ記録部３３を除く領域に照射光９を遮光する遮光部６４が形成されている。また、この１方向が長いデータ記録部６３には、複数のビットのデータが記録されて
いる。
【００９３】
次に、記録媒体６の製造方法の1例について説明する。実施の形態１で説明した記録媒体６の製造方法を用いても図６に示す記録媒体は製造可能である。ここでは、他の製造方法について説明する。この製造方法は、（１）凹形状を作成する凹形状作成工程と、（２）凹形状に反射膜および遮光部を作成する反射膜・遮光部作成工程と、（３）記録再生される情報が形成される前記媒体基板表面上のデータデータ記録部作成工程からなる。
（１）凹部形状作成工程
図７は、実施の形態２による記録媒体の製造方法を説明する図である。ＰＭＭＡ等のプラスティックやガラス基板等の平行平面基板形状の媒体基板６１（図７−ａ）にグレーティング作成等で用いられる超精密切削技術により、凹部形状として、Ｖ溝状のテーパー部６２を切削することにより作成する（図７−ｂ）。
（２）反射膜・遮光部作成工程
テーパー部６２の形状が切削された媒体基板６１に反射膜が形成されたＶ溝状のテーパー部６２と遮光部６４を作成するために、ＡｕやＣｒ等の金属膜を成膜し、テーパー部６２にのみ金属膜が形成されるように、データ記録部６３以外の部分の金属膜を除去する（図７−ｃ）。
（３）データ記録部作成工程
その後、データ記録部に波長以下のサイズのデータマークを記録するためのデータ記録層や波長以下のサイズのデータマーク形状を形成し記録媒体６とする。
【００９４】
次に実施の形態１で説明した図１の光情報記録再生装置に、以上に説明した図６の記録媒体を配置し、微小開口４において情報再生を行う方法について説明する。もちろん、図２の光情報記録再生装置を用いることもできる。
【００９５】
記録媒体６は、例えば円盤状の平面基板であり、その上面に近視野光メモリヘッド１が配置される。この円盤状の平面基板である記録媒体６は、図６に示すようなＶ溝状のテーパー部６２を有しており、円盤状の基板の回転方向に対して、ＣＤやアナログレコードのように、このＶ溝状のテーパー部６２が作成されており、データ記録部６３は記録媒体６の回転軸を中心として同心円状に作成されている。このような記録媒体６を用いた情報の再生方法は、実施の形態１と全く同様であるので、説明を省略する。
【００９６】
また、近視野光ヘッド１をデータ記録部上に正確に追跡させるトラッキング信号検出方法として、３スポット型やウォブリング型等がある。ここでは、ウォブリング型のトラッキング信号検出方法について説明する。
【００９７】
同心円状のデータ記録部６３が形成された記録媒体６に対して、微小開口４を有する近視野光ヘッド１を微小に揺動し、データ記録部上のデータピットを微小開口４が通過する時に得られる各データピットからの信号の差を取ることでトラッキング信号を得ることができる。このようにして、同心円状に作成されたデータ記録部６３と遮光部６４を利用しトラッキング制御を行うことも可能である。
【００９８】
また、実施の形態１と同様に、本実施の形態においてもデータ記録部３３の幅を光の回折限界以下（例えば100nm程度）としているが、データ記録部３３の大きさはこのサイズに限定されるものではなく、数μｍといった大きなサイズでもよい。よって、集光構造としてテーパー状の形状について説明したが、データ記録部のサイズが数μｍといった大きなサイズの場合には、集光構造として、集光機能を有すればテーパー形状以外にもレンズ等でも同様の効果が得られる。
【００９９】
更に、本実施の形態では近視野光ヘッドとして微小開口を有するテーパー開口部を持つ場合について説明したが、近視野光と相互作用することにより伝播光を得られる構造であればよく、テーパー開口部を持たない微小開口上部に受光素子が位置している様な構造や、微小突起と受光素子の組み合わせたものでも良い。
【０１００】
また、本実施の形態において、テーパー部６２に成膜された反射膜が、照射光に対して十分な遮光性を有している場合には、遮光部６４を省略することもできる。
【０１０１】
以上説明したように、実施の形態２によれば、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、照射光の波長に対して透明な媒体基板と媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造である反射膜が成膜されたＶ溝状のテーパー部とからなる記録媒体を用いることにより、受光部に入射される光強度が増大させることがでる。
【０１０２】
よって、実施の形態１と同様に、より高密度なメモリやより高速なデータ再生が可能となる。さらに、光源からの光束をより効率よく利用できるために、光源の出力を大きくする必要が無く、光源の大出力化による消費電力の増大や発熱を抑える事ができる。それにより、装置の小型化・低消費電力化が容易となる。
【０１０３】
また、近視野光ヘッドは、半導体製造プロセスを用いて形成できるため、大量生産に適しており、近視野光ヘッドのアレイ化に対応でき、超高速なデータ再生を行うことができる。
【０１０４】
更に実施の形態１の効果に加え、同心円状に作成されたデータ記録部６３と遮光部６４を利用したトラッキング制御を行うことも可能であり、より安定した信号再生を行うことができる。
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３による光情報記録再生装置の構成図を示している。なお、実施の形態１や実施の形態２と共通する部分には同一符号を付し、実施の形態１や実施の形態２と同じ部分に付いては、説明を省略或いは一部簡単にする。
【０１０５】
図８の光情報記録再生装置において、近視野光ヘッド８１は、シリコン基板８２にこれを貫通するテーパー開口部３と記録用テーパー開口部８３が微小開口４と記録用微小開口８４をそれぞれ有して形成されている。
【０１０６】
微小開口４は記録媒体６に記録された情報を読みだすために用いられ、記録用微小開口８４は、記録媒体６に情報を記録するために用いられている。
【０１０７】
記録媒体６に記録された情報を再生する為の微小開口４は、微小開口４の近傍に生じている近視野光１と相互作用を起こし、かつその結果得られる伝播光１２を取り出せるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。記録媒体６に記録されたデータを読み出すために照射される照射光９は、光源７（例えば半導体レーザー）とコリメートレンズ８から構成される照射光学系により得られる。
【０１０８】
また、記録用光源８５は、記録レンズ８６により記録用テーパー開口部８３に光を照射する。そして記録媒体６に情報を記録する為の微小開口８４は、記録用微小開口８４近傍に近視野光が生成されるように、例えば数十ナノメートルの径を有している。この記録用微小開口８４近傍の近視野光は、書き込み動作を行うことで、記録媒体６に情報を記録するための書き込み光となる。
【０１０９】
テーパー開口部３および記録用テーパー開口部８３は、例えば半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやシリコン異方性エッチングなどを用いた微細加工によって形成される。また、シリコン基板８２が、照射光９や記録用光源８５の波長に対して十分な遮光性を有していない場合には、Ａｕ／Ｃｒ等の金属膜等の遮光膜が必要であり、スパッタリングや真空蒸着によって得られる。
【０１１０】
また、記録媒体の構造としては、図４の実施の形態１で用いた記録媒体６や図６の実施の形態２で用いた記録媒体６を用いることができる。ここで、情報の記録を行う為には、データ記録部６４が情報の記録ができるデータ記録層を有している必要がある。
【０１１１】
ここでは、図６の記録媒体６を用いた場合の実施の形態について説明する。
【０１１２】
図８の光情報記録再生装置において、視野光メモリヘッド８１を図６の記録媒体６上に配置し、微小開口４において情報再生を行う方法は、実施の形態２の場合と全く同じであるので、説明を省略する。
【０１１３】
次に、視野光メモリヘッド８１を記録媒体６上に配置し、記録用微小開口８４において情報の記録を行う方法を説明する。
【０１１４】
情報の再生時と同様に、円盤状の記録媒体は、図示していないスピンドルモータ等により高速に回転させられている。そして、近視野光ヘッド８１の記録用微小開口８４の近傍に生じている近視野光と記録媒体６とを相互作用させるために、記録用微小開口８４と記録媒体６との間を記録用微小開口８４の径程度まで近接させる必要がある。そして、記録媒体６から情報の再生をする時と同様な手法により、近視野光ヘッド８１と記録媒体６との間隔を十分に小さく維持する。また、図示しない近視野光ヘッド制御機構によって、記録用微小開口８４を記録媒体６上の所望の位置に配置できるように近視野光ヘッド８１の位置を制御する。
【０１１５】
記録媒体６に情報を記録するには、先ず、上記した制御により、微小開口８４を記録媒体６のデータ記録部６３上の所望の情報記録位置に移動させる。そして、記録用光源８５と記録用レンズ８６を用いて、記録用テーパー開口部８３に光を照射する。すると、記録用微小開口８４近傍に近視野光が生成され、書き込み動作を行うことにより、この近視野と記録媒体６との相互作用により所望の位置に情報を記録する事ができる。
【０１１６】
さらに、情報の再生に用いる微小開口４と情報の記録に用いる記録用微小開口８４との位置関係をデータ記録部と一致させることにより、データ記録部からのデータの再生と同時に、再生しているデータ記録部とは異なるデータ記録部にデータを記録することができる。
【０１１７】
ここで、本実施の形態では、情報の記録と再生を１つの近視野光ヘッドとして実現しているが、再生用の近視野光ヘッドと記録用の近視野光ヘッドというように分けることもできる。そうした場合には、情報の記録と再生を同時に独立して行うこともできる。
【０１１８】
以上説明したように、実施の形態２と同様に、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、照射光の波長に対して透明な媒体基板と媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造である反射膜が成膜されたＶ溝状のテーパー部とからなる記録媒体を用いることにより、受光部に入射される光強度が増大させることがでる。
【０１１９】
さらに、本実施の形態によれば、実施の形態１および実施の形態２における情報再生だけでなく、情報の記録も同時に行うことがきる。
（実施の形態４）
図９は、実施の形態４による光情報記録再生装置で用いる記録媒体の構造図を示している。本実施の形態の記録媒体は、図１や図２、図3の実施の形態の記録媒体６としても用いることができる。
【０１２０】
図９の記録媒体６は、実施の形態１での記録媒体(図３、図４)や実施の形態２での記録媒体（図６）において、データ記録部を記録媒体の両面に配置する場合の実施の形態である。
【０１２１】
情報を再生する為の照射光や情報を記録する為の記録光の波長に対して透明な媒体基板９１に反射膜が形成されたテーパー部９２が媒体基板９１を貫き形成されている。この反射膜は、情報を再生する為の照射光や情報を記録する為の記録光の波長に対して十分な遮光性を有している。そして、媒体基板９１の上面には上部データ記録部９３が、媒体基板９１の下面には下部データ記録部９４が形成されている。この上部データ記録部９３と下部データ記録部９４のそれぞれの幅は用いる光の波長以下、例えば数十nm程度の大きさである。
【０１２２】
このように上部データ記録部９３と下部データ記録部９４の幅を用いる光の波長程度以下の大きさにすると、媒体基板９１の下側から照射光を照射した場合、下部データ記録部９４とその隣りの下部データ記録部との間に照射された光は、テーパー部９２による集光効果により上部データ記録部９３に照射され、この上部データ記録部近傍に近視野光を生成する。
【０１２３】
それに反し、下部データ記録部９４に下側から照射光が照射された場合には、下部データ記録部９４の大きさが波長以下、例えば数十nm程度であるために、光の回折限界を越えているので、下部データ記録部９４を透過し、媒体基板９１の上面まで光が伝播することができない。よって、媒体基板９１の下側から照射光を照射すると、媒体基板９１の上面では、上部データ記録部９３近傍に近視野光が生成され、それ以外の近視野光や媒体基板を透過する伝播光はない。
【０１２４】
同様に、媒体基板９１の上側から照射光を入射した場合には、下部データ記録部９４近傍にのみに近視野光が生成されるだけとなる。
【０１２５】
よって、記録媒体表面に生成された近視野光と、近視野光ヘッドの微小開口との相互作用による伝播光を受光素子で受光することにより、記録媒体に記録されている情報を再生することが可能となる。よって、情報の記録面が両面となり、記録媒体１枚あたりの記録容量が２倍となる。
【０１２６】
図１や図２、図５の実施の形態において、説明した近視野光ヘッドと照射光学系を記録媒体の両側に配置することにより、両面を同時に再生、あるいは記録することが可能となる。
【０１２７】
以上説明したように、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と同様に、近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報再生装置において、照射光の波長に対して透明な媒体基板と媒体基板表面上に情報を記録するデータ記録部とデータ記録部に照射光を集光するための集光構造である反射膜が成膜されたテーパー部とからなる記録媒体を用いることにより、受光部に入射される光強度が増大させることがでる。そして実施の形態３で説明したように情報再生だけでなく、情報の記録も同時に行うことができる。
【０１２８】
さらにその上、記録媒体の両面にデータ記録部を形成することができるので、1枚の記録媒体あたりの容量を２倍に向上する事が可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１、８１ 近視野光ヘッド
２、８２ シリコン基板
３ テーパー開口部
４ 微小開口
５ 受光素子
６ 記録媒体
７ 光源
８ コリメートレンズ
９、１４ 照射光
１０、１５ 集光光束
１１ 近視野光
１２ 伝播光
１３ 集光レンズ
３１、６１、９１ 媒体基板
３２、６２、９２ テーパー部
３３、６３ データ記録部
３４、６４ 遮光部
５１ Ｓｉ基板
５２ ＳｉＯ2層
５３ フォトレジスト
５４ 凸形状
８３ 記録用テーパー開口部
８４ 記録用微小開口
８５ 記録用光源
８６ 記録用レンズ
９３ 上部データ記録部
９４ 下部データ記録部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体において、
照射光の波長に対して透明な媒体及び前記近視野光を生成する為に照射光を集める集光構造を有する媒体基板を有し、
前記媒体基板の両面はそれぞれ、前記集光構造の一部と、記録再生される情報が形成されるとともに前記集光構造により集められた前記照射光が照射されるデータ記録部とを有し、
前記集光構造は、前記媒体基板の表面から厚さ方向に向かってテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部であり、
前記テーパー部は、逆錐状であり、
前記媒体基板の両面で情報を記録再生することを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報記録再生装置において、
光源とレンズから構成され前記近視野光を生成する為の照射光を照射する照射光学系と、
前記照射光の波長に対して透明な媒体及び前記近視野光を生成する為に前記照射光を集める集光構造を有する媒体基板を有し、前記媒体基板の両面はそれぞれ、前記集光構造の一部と、記録再生される情報が形成されるとともに前記集光構造により集められた前記照射光が照射されるデータ記録部とを有し、前記媒体基板の両面で情報を記録再生する記録媒体と、
前記データ記録部に形成された情報を再生するための少なくとも１つの近視野光ヘッドとから構成され、
前記集光構造は、前記媒体基板の表面から厚さ方向に向かってテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部であり、
前記テーパー部は、逆錐状であることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項３】
前記データ記録部に情報を記録するための少なくとも１つの近視野光ヘッドを有することを特徴とする請求項２に記載の光情報記録再生装置。
【請求項１】
近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する記録媒体において、
照射光の波長に対して透明な媒体及び前記近視野光を生成する為に照射光を集める集光構造を有する媒体基板を有し、
前記媒体基板の両面はそれぞれ、前記集光構造の一部と、記録再生される情報が形成されるとともに前記集光構造により集められた前記照射光が照射されるデータ記録部とを有し、
前記集光構造は、前記媒体基板の表面から厚さ方向に向かってテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部であり、
前記テーパー部は、逆錐状であり、
前記媒体基板の両面で情報を記録再生することを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
近視野光を利用して近視野光ヘッドにより情報を記録再生する光情報記録再生装置において、
光源とレンズから構成され前記近視野光を生成する為の照射光を照射する照射光学系と、
前記照射光の波長に対して透明な媒体及び前記近視野光を生成する為に前記照射光を集める集光構造を有する媒体基板を有し、前記媒体基板の両面はそれぞれ、前記集光構造の一部と、記録再生される情報が形成されるとともに前記集光構造により集められた前記照射光が照射されるデータ記録部とを有し、前記媒体基板の両面で情報を記録再生する記録媒体と、
前記データ記録部に形成された情報を再生するための少なくとも１つの近視野光ヘッドとから構成され、
前記集光構造は、前記媒体基板の表面から厚さ方向に向かってテーパー形状を有する反射膜が形成されたテーパー部であり、
前記テーパー部は、逆錐状であることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項３】
前記データ記録部に情報を記録するための少なくとも１つの近視野光ヘッドを有することを特徴とする請求項２に記載の光情報記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８４４４（Ｐ２０１１−１８４４４Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２４５５（Ｐ２０１０−２１２４５５）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【分割の表示】特願２００８−２０７８０７（Ｐ２００８−２０７８０７）の分割
【原出願日】平成１１年１０月６日（１９９９．１０．６）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【分割の表示】特願２００８−２０７８０７（Ｐ２００８−２０７８０７）の分割
【原出願日】平成１１年１０月６日（１９９９．１０．６）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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