JPH11203708A - 光記録・再生装置および光記録・再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学的分解能に優れた光記録・再生装置を提供
する。 【解決手段】光源２からの光を用いて記録媒体２０に情
報の記録・再生を行う光記録・再生装置において、光源
２から記録媒体２０までの光路上にエバネッセント波を
発生可能な半球レンズ１４を設けるとともに、エバネッ
セント波の発生に寄与せずに半球レンズ１４を通過する
光の少なくとも一部を遮断するためのアニュラーアパー
チャ５を設けた。ここでアニュラーアパーチャ５は、半
球レンズ１４を通過するレーザ光の中心を遮断して中空
円環状のビームを整形するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エバネッセント波
を発生可能なレンズを用いて、光ディスクヘの信号記録
や信号再生を行う光記録・再生装置および光記録・再生
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、情報記録分野においては高密度記
録のための様々な技術革新が見られる。記録媒体という
限られた領域に高密度記録を行うためには、半導体レー
ザなどのレーザ光源から照射された光のスポットサイズ
をできるだけ小さくする必要がある。こういった要望を
満たすものとして、エバネッセント波を介して形成され
る極めて微小なスポットを用いて記録・再生を行う技術
が開発されている。

【０００３】これは、エバネッセント波を発生可能なレ
ンズ（以下、「エバネッセント波発生用レンズ」と言
う）を用い、このエバネッセント波発生用レンズ内で光
が全反射することにより生成されるエバネッセント波を
利用するものである。なお、記録媒体に近接は位置され
たエバネッセント波発生用レンズは一般的にはＳＩＬ
（Solid Immersion Lens）と呼ばれている。エバネッセ
ント波発生用レンズによって生成されるエバネッセント
波は、微小な光スポットとして存在するため、光ディス
クなどの記録媒体に対する情報の記録密度を高めること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エバネッセ
ント波を生成するためにエバネッセント波発生用レンズ
に光を入射させても、エバネッセント波の発生効率は必
ずしも十分なものではなかった。

【０００５】図２４は、エバネッセント波発生用レンズ
として半球レンズを使用した場合の概略構成を示す従来
例である。同図に示すように、対物レンズ１０１で集光
された光は、半球レンズ（エバネッセント波発生用レン
ズ）１０２の曲面に垂直に入射し、半球レンズ１０２内
で集光されて記録媒体１０３上の記録面にエバネッセン
ト波による光スポットを形成する。

【０００６】また図２５は、図２４の概略構成におい
て、半球レンズ１０２と記録媒体１０３の屈折率を約
１．８８に、半球レンズ１０２と記録媒体１０３との間
のギャップを入射光の波長の約０．３倍に、半球レンズ
１０２内での端光線の入射角度を約５７．６°にそれぞ
れ設定した場合の、光スポットのノーマライズされた強
度分布を示したグラフである。ここでグラフの横軸は、
記録媒体１０３上の記録面内の半径方向の位置（ｑ／
λ）を表している。

【０００７】図２５からも明らかなように、形成される
光スポットが記録媒体１０３上の記録面内の半径方向に
わたって複数のピークを有することが理解できる。グラ
フ中心部に発生する最大ピークに対して、その両脇に発
生するピークはサイドローブと呼ばれ、光学的な分解能
を低下させる要因となる。

【０００８】このように、サイドローブの発生によって
装置の光学的分解能を容易に上げることができないとい
う問題があった。本発明は、このような点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、光学的分解能に優れた光
記録・再生装置および光記録・再生方法を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、光源からの光を用いて記録媒体に情報の
記録・再生を行う光記録・再生装置において、光源から
記録媒体までの光路上に設けられたエバネッセント波を
発生可能なレンズと、エバネッセント波の発生に寄与せ
ずに前記エバネッセント波を発生可能なレンズを通過す
る光の少なくとも一部を遮断する光遮断手段と、を有す
る装置としたことを特徴としている。

【００１０】また、前記エバネッセント波を発生可能な
レンズの前段に、前記エバネッセント波を発生可能なレ
ンズに対して前記光源からの光を集光するための対物レ
ンズを設けることができる。

【００１１】同様に、前記エバネッセント波を発生可能
なレンズの前段で、かつ前記対物レンズの後段に、メニ
スカスレンズを設けることができる。ここで、光遮断手
段は、前記エバネッセント波を発生可能なレンズに直接
設けることができる。

【００１２】また、光遮断手段は、前記エバネッセント
波を発生可能なレンズと前記光源との間に設けることが
できる。また、光遮断手段は、前記対物レンズに直接設
けることができる。

【００１３】また、光遮断手段は、前記対物レンズと前
記光源との間に設けることができる。また、光遮断手段
は、光の遮断面積を変化させる光遮断面積可変機能を備
える。これは例えば液晶シャッタを用いることができ
る。

【００１４】さらに本発明では、光源からの光を用いて
記録媒体に情報の記録・再生を行う光記録・再生方法に
おいて、光源からの光の少なくとも一部を遮断するステ
ップと、遮断されなかった光をエバネッセント波を発生
可能なレンズ内で通過させるステップと、エバネッセン
ト波を発生可能なレンズ内を通過した光を記録媒体に照
射するステップと、を有する光記録・再生方法としたこ
とを特徴としている。

【００１５】上述した本発明によれば、エバネッセント
波を発生可能なレンズに対して、エバネッセント波の発
生に寄与しない光が入射しないようにしたため、光学的
分解能に優れた光記録・再生装置および光記録・再生方
法が実現する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明の光記録・再生装置
の全体構成を示す図である。同図に示した光記録・再生
装置は、半導体レーザからなる光源２と、コリメータレ
ンズ４と、アニュラーアパーチャ（円環状に形成された
絞り）５と、コンデンサレンズ６と、ピンホール部８
と、コリメータレンズ１０と、対物レンズ１２と、半球
レンズ１４とを備えている。ここで半球レンズ１４はエ
バネッセント波発生用レンズ、すなわちＳＩＬに相当す
るものである。そして半球レンズ１４から照射される光
が記録媒体２０に照射される。これら一連の光学部品に
より、レーザ光の光路が形成されている。

【００１７】光源２から発生された記録信号が重畳した
レーザ光は、コリメータレンズ４によって平行光に整形
され、アニュラーアパーチャ（光遮断手段）５を通過す
る。このアニュラーアパーチャ５は図２に示すように、
円環状の開口部５ａを有している。そのため、このアニ
ュラーアパーチャ５を通過したレーザ光は中空円環状と
なってコンデンサレンズ６に入射する。なお、アニュラ
ーアパーチャ５の開口部５ａと対物レンズ１２とは、そ
の光学的な中心軸が一致するように設定されている。

【００１８】コンデンサレンズ６を通過したレーザ光は
ピンホール部８を通過した後コリメータレンズ１０に入
射し、このコリメータレンズ１０によって平行とされ
る。この平行光が対物レンズ１２を介して半球レンズ１
４に入射すると、半球レンズ１４の底面に微小なビーム
スポットが形成される。そして、このビームスポット
は、エバネッセント波を介してエアギャップを伝播し、
記録媒体２０の表面を透過し記録層に対して情報が記録
される。

【００１９】ここで半球レンズ１４は、記録媒体２０の
回転に伴う流体軸受作用（air bearing ）により発生す
る圧力を利用し、記録媒体２０との間に所定間隔の隙間
を介して対向できるように構成されている。なお、半球
レンズ１４と記録媒体とが接触する状態であってもよ
い。

【００２０】なお、図１においてθｍは、半球レンズ１
４内でのレーザ光の最大入射角度を、θｃは半球レンズ
１４における臨界角を示している。また、ピンホール部
８は、コンデンサレンズ６およびコリメートレンズ１０
のそれぞれの焦点距離ｆ１，ｆ２だけ離間した位置に配
置される。したがって、コンデンサレンズ６とコリメー
タレンズ１０とはｆ１＋ｆ２だけ離れた位置関係とな
る。

【００２１】そして、エバネッセント波発生用レンズ１
４と記録媒体２０との距離は、使用されるレーザ光の波
長の例えば１／３以下となるように近接して置かれる。
例えば、光源２として半導体青色レーザ（波長約４００
ｎｍ）を使用する場合には、半球レンズ１４と記録媒体
２０との距離は１２０ｎｍ以下に設定されることが好ま
しい。

【００２２】このように構成された本実施の形態の光記
録・再生装置において、アニュラーアパーチャ５によっ
て形成される中空円環状の光の環のサイズを△ｒとし、
対物レンズ１２に入射される中空円環状の光の環のサイ
ズを△ｒ´とすると（図１参照）、以下の関係式が成り
立つ。

【００２３】

【数１】

【００２４】そしてこの実施形態では、エバネッセント
波発生用レンズ１４に対してほぼ臨界角θｃ以上の入射
角度のものだけが入射するように、アニュラーアパーチ
ャ５のサイズ△ｒを設定してある。これにより、対物レ
ンズ１２からエバネッセント波発生用レンズ１４に入射
する、エバネッセント波を発生させない光のほとんどを
遮断することが可能となる。もちろん本発明では、レー
ザ光の光軸付近の光を遮断するべく中空円環状の絞りを
設けさえすれば、必要な効果を得ることができる。

【００２５】半球レンズ１４の臨界角θｃ以上の入射角
度のレーザ光だけを通過させるように構成とすると、以
下のような結果が得られる。すなわち、図２５に示した
ものと同様に、半球レンズ１４と記録媒体２０の屈折率
を約１．８８に、半球レンズ１４と記録媒体２０との間
のギャップを波長の約０．３倍に、半球レンズ１４内で
の端光線の入射角度を約５７．６°にそれぞれ設定す
る。光路中にアニュラーアパーチャ５を設け、光スポッ
トのノーマライズされた強度分布を計測すると、図３の
ような波形になる。図３における横軸は、記録媒体１０
３上の記録面内の半径方向の位置（ｑ／λ）を表してい
る。

【００２６】ここで、図３と図２５とを比較する。図２
５では、中心部に発生する最大ピークに対して、その両
脇にはサイドローブと呼ばれるピークが存在する。これ
に対して、アニュラーアパーチャ５を設けた図３では、
最大ピークの両側に発生するサイドローブの高さが大幅
に減少していることが理解できる。

【００２７】通常、光学系を設計するにあたっては、レ
ンズの光軸付近に入射する光を遮断して、レンズの周辺
部分のみ光の通過を許容する手法はよく知られている。
これは一般に「輪帯照明（apodization ）」と呼ばれて
いる。この手法を用いると、最大ピークの半値幅を狭め
られるものの、逆にサイドローブが増大してしまうこと
が知られている。

【００２８】これに対して本発明の手法は、上記輪帯照
明（apodization ）とは現象自体が全く異なっている。
つまり、本発明ではアニュラーアパーチャ５などの絞り
を用いることにより、臨界角θｃより小さな入射角度の
レーザ光を遮断することができるため、サイドローブを
減少させることが可能となるのである。したがって、装
置の光学的分解能が大幅に向上するのである。こういっ
た効果は、半球レンズに限らず、その他の一般的なエバ
ネッセント波発生用レンズを用いた場合にも得られる。

【００２９】さらに詳しく説明する。エバネッセント波
発生用レンズで臨界角θｃ以上の入射角度で集光された
光、すなわち光軸に対して離間した位置に照射される中
空円環状の光を「外部光」と名づける。また、光軸付近
の光を「内部光」と名づける。

【００３０】図４は、外部光が内部光よりも多く記録媒
体側に透過する場合のスポットの強度分布特性を示すグ
ラフ、図５は外部光と内部光とが同じ量だけ記録媒体側
に透過する場合のスポットの強度分特性を示すグラフ、
図６は内部光が外部光よりも多く記録媒体側に透過する
場合のスポットの強度分布特性を示すグラフである。

【００３１】記録媒体側に形成される最終的な光スポッ
ト（内部光＋外部光）の強度分布形状が、内部光から受
ける影響を極力少なくするためには、図４に示すよう
に、内部光の透過率をできるだけ小さくすると同時に、
外部光の透過率をでけるだけ大きくする必要がある。こ
の場合の透過率を左右する要因としては、対物レンズの
ＮＡ、エバネッセント波発生用レンズのレンズ形状と屈
折率、エバネッセント波発生用レンズと記録媒体間の距
離、および記録媒体の表面膜の屈折率（表面膜が存在し
ない場合には記録媒体自体の屈折率）が挙げられる。

【００３２】もちろん本発明では、レーザ光の光軸付近
の光を遮断するべく中空円環状の絞りを設けるだけで、
臨界角との関係に関係なく、装置の光学的分解能を向上
させることができる。

【００３３】このように本発明では、エバネッセント波
の発生に寄与することのない光が半球レンズ１４（エバ
ネッセント波発生用レンズ）に入射しないようにしたた
め、従来に比べて、装置の光学的分解能を向上させるこ
とが容易になる。

【００３４】また、本発明は装置の光路内にアニュラー
アパーチャ５、すなわち絞りを設けるだけの構造で実現
できる。そのため光学系の大掛かりな設計変更は必要な
く、コスト面でも不利になることがない。

【００３５】図７は、本発明の光記録・再生装置の第２
の実施形態に係る全体構成を示す図であり、図８は、同
実施形態に係る光記録・再生装置の一部を構成する光学
系の概略構成図、図９は対物レンズの平面図である。な
お、以下の各実施形態においては図１に示したものと同
一構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略す
る。

【００３６】この実施例形態では、対物レンズ１２Ａの
表面もしくは対物レンズ１２Ａの内部に、対物レンズ１
２Ａの光軸と同軸の関係に、同心円状の絞り１３が設け
られている（図７参照）。

【００３７】ここで、絞り１３としては、光を透過させ
ずに遮光する部材であれば各種のものを用いることがで
きる。例えば、対物レンズ１２Ａに黒色などの光吸収率
の高い色からなる材料を塗布あるいは蒸着することによ
って絞り１３を形成する方法などである。

【００３８】このように対物レンズ１２Ａに直接的に絞
り１３を設けることによっても、光源から照射された光
が遮断される。そのため、対物レンズ１２Ａに到達した
光のうち、絞り１３の外側の部分に到達した光のみが対
物レンズ１２Ａ内を通過して半球レンズ１４に入射する
ことができる。

【００３９】なお、絞り１３は、半球レンズ１４に臨界
角θｃ以上の光のみが入射するような口径となるように
形成されることが好ましい。しかし、少なくともレーザ
光を中空円環状に整形することができれば本発明の効果
を期待することができる。

【００４０】図１０は、本発明の光記録・再生装置の第
３の実施形態に係る光学系の概略構成図である。本実施
形態における装置の全体構成はほぼ図１と同じであるた
め、図示は省略してある。

【００４１】この実施形態では対物レンズ１２の前段、
すなわち、半導体レーザ等からなる光源と対物レンズ１
２との間に、光学部品としての絞り部材１１を設けたこ
とを特徴としている。

【００４２】ここで絞り部材１１は、図１に示したアニ
ュラーアパーチャ５と同様に、対物レンズ１２に入射す
る光のうち光軸付近の光を遮断するように構成されてい
る。具体的には液晶シャッターであり、絞り制御部１１
Ａからの制御信号によりシャッターのＯＮ／ＯＦＦある
いはシャッタ面積を制御することが可能である。

【００４３】この実施形態においても、対物レンズ１２
に入射する光の一部を遮断することで、エバネッセント
波の発生に寄与しない光が半球レンズ１４に入射するの
が防止される。これにより、先の実施形態と同様に、光
スポットの強度分布にサイドローブがほとんど存在しな
くなり、装置の光学的分解能を容易に向上させることが
できる。

【００４４】なお、第３の実施形態における絞り部材１
１は、半球レンズや対物レンズなどのレンズ類に対して
直接的に絞りを形成したもの（例えば第2 の実施形態）
とは異なり、必要に応じて絞り部材１１を光路から取り
外すことも可能である。

【００４５】また、図１０に示すように液晶シャッタを
用いた場合には、絞り制御部１１Ａからの電気信号に応
じてシャッタ面積を変化させることも可能である。した
がって、絞り部材１１による絞り量を自由に変化させる
ことができる。これは、装置の大量生産を行う場合にお
いて発生しやすい、個々の光学部品の特性のバラつきを
比較的容易に補正することができる。また、記録媒体の
種類等に応じて絞り量を微調整することも可能となる。

【００４６】なお、絞り部材１１を対物レンズ１２の前
段に設ける代わりに、対物レンズ１２の後段に設けるこ
とも可能である。図１１は、本発明の光記録・再生装置
の第４の実施形態に係る光学系の概略構成図である。

【００４７】この実施形態では、半球レンズの表面もし
くは半球レンズの内部に、半球レンズの光軸と同軸の関
係に、同心円状の絞りが設けられている。なお、ここで
の絞り１３は、半球レンズ１４Ａに臨界角θｃ以上の光
のみが入射するような口径となるように形成されてい
る。もちろん、少なくともレーザ光を中空円環状に整形
することができれば、本発明の効果を期待することがで
きる。

【００４８】本実施形態においても、エバネッセント波
の発生に寄与することのない光が半球レンズ１４Ａを透
過しないようにできるため、従来に比べて、装置の光学
的分解能を向上させることが容易になる。

【００４９】図１２は、本発明の光記録・再生装置の第
５の実施形態に係る光学系の概略構成図である。この実
施形態では、エバネッセント波発生用レンズすなわちＳ
ＩＬとして、より球体に近い形状のレンズ１５（以下、
単に「球体レンズ」と言う）を用いている。球体レンズ
１５の球面の曲率半径をｒ、屈折率をｎとした場合、球
体レンズ１５の中心肉厚は約ｒ（１＋１／ｎ）である。
球体レンズ１５の球面の中心から約ｎｒ下の光軸上の点
に向けられたレーザ光は、球面で屈折し、球体レンズ１
５の底面の中心に集光する。

【００５０】球体レンズ１５の球面で屈折したレーザ光
は、入射角度が上がる。したがって、ＮＡのより小さい
対物レンズを使用して光学系を設計することも可能とな
る。例えば振動などによって対物レンズがその光軸方向
に変位し、記録媒体２０との相対位置が変化したとして
も、対物レンズのＮＡが小さければ光学的な悪影響を少
なく抑えることができる。

【００５１】図１３は、本発明の光記録・再生装置の第
６の実施形態に係る光学系の概略構成図である。この実
施形態では、エバネッセント発生用レンズと対物レンズ
とが一体になった非球面レンズ１６を用いている。そし
て非球面レンズ１６には、レンズの表面もしくは内部
に、臨界角θｃ以上の入射角度のレーザ光だけを通過さ
せるように絞り１３が形成されている。

【００５２】このような絞り１３を設けることにより、
エバネッセント波の発生に寄与しない光が非球面レンズ
１６を透過するのが防止される。これにより、先の実施
形態と同様に、光スポットの強度分布にサイドローブが
ほとんど存在しなくなり、装置の光学的分解能を容易に
向上させることができる。

【００５３】また、先に説明した各実施形態と比較して
光学素子の個数を減らすことができるため、光学系の構
成が簡略化するとともに製作コストを低減できる。上記
したそれぞれの実施の形態は、絞り等を設けることによ
ってエバネッセント波発生用レンズに入射する光の強度
分布を調整するものであった。これに対して、記録媒体
の記録層の表面膜（膜のない場合は記録媒体自体）の光
学的な屈折率を最適化することによっても、レーザ光の
スポットのサイズを小さくすることが可能となる。以
下、このことについて説明する。

【００５４】図１４は、本発明の光記録・再生装置の第
７の実施形態に係る光学系の概略構成図であり、図１５
乃至図１７は記録媒体の表面膜の屈折率とエアギャップ
の透過率との関係を示すグラフである。この実施の形態
にて用いられる装置の全体構成は、基本的には図１や図
７に示したものと同じである。

【００５５】図１４においては、球体レンズ１５内での
入射角度が臨界角θｃ以下となるレーザ光３１の記録媒
体２０への透過率（内部透過率）をＩ１、球体レンズ１
５内での入射角度が臨界角θｃ以上となるレーザ光３５
の記録媒体２０への透過率（外部透過率）をＩ２とす
る。内部透過率Ｉ１と外部透過率Ｉ２とはおおよそ以下
の式で表される。

【００５６】

【数２】 ここで

【００５７】

【数３】 である。なおここでｎ０は球体レンズ１５の屈折率、ｎ
２は記録媒体２０の表面膜（膜のない場合は記録媒体自
体）の屈折率、θｃは球体レンズ１５におけるレーザ光
の臨界角、θｍは球体レンズ１４内でのレーザ光の最大
入射角度、ｄは球体レンズ１４の底面と記録媒体２０表
面との距離、λ１はレーザの空気内での波長を表してい
る。

【００５８】今、ｎ０を１．８３（よってθｃは約３
３．１°）、θｍを約６６．２°、ｄを１５０ｎｍ、λ
１を８３０ｎｍとする。すると、屈折率ｎ２に対する透
過率Ｉ１の関係、屈折率ｎ２に対する透過率Ｉ２の関
係、屈折率ｎ２に対するＩ２／Ｉ１の関係は、それぞれ
図１５，図１６，図１７のように表現される。

【００５９】この場合、屈折率ｎ２は、外部透過率Ｉ２
が最大となるときの屈折率（約１．８）よりも大きく
（図１６参照）、外部透過率Ｉ２と内部透過率Ｉ１との
比Ｉ２／Ｉ１が最大となるときの屈折率（約２．１７）
よりも小さければ（図１７参照）、記録媒体２０の表面
に形成されるスポットを小さくすることが可能となる。

【００６０】図１８は、本発明の光記録・再生装置の第
８の実施形態に係る光学系の概略構成図であり、図１９
乃至図２１は記録媒体の表面膜の屈折率とエアギャップ
の透過率との関係を示すグラフである。この実施の形態
にて用いられる装置の全体構成は、基本的には図１や図
７に示したものと同じである。

【００６１】この実施形態では、エバネッセント波発生
用レンズとして球体レンズの代わりに半球レンズ１４を
用いている点が異なる。図１８においても、半球レンズ
１４内での入射角度が臨界角θｃ以下となるレーザ光３
１の記録媒体２０への透過率（内部透過率）をＩ１、半
球レンズ１６内での入射角度が臨界角θｃ以上となるレ
ーザ光３５の記録媒体２０への透過率（外部透過率）を
Ｉ２とする。内部透過率Ｉ１と外部透過率Ｉ２とはおお
よそ以下の式で表される。

【００６２】

【数４】 ここで

【００６３】

【数５】 である。なおここでｎ０は半球レンズ１４の屈折率、ｎ
２は記録媒体２０の表面膜（膜のない場合は記録媒体自
体）の屈折率、θｃは半球レンズ１４におけるレーザ光
の臨界角、θｍは半球レンズ１４内でのレーザ光の最大
入射角度、ｄは半球レンズ１６の底面と記録媒体２０表
面との距離、λ１はレーザの空気内での波長を表してい
る。

【００６４】今、ｎ０を１．８３（よってθｃは約３
３．１°）、θｍを約６６．２°、ｄを１５０ｎｍ、λ
１を８３０ｎｍとする。すると、屈折率ｎ２に対する透
過率Ｉ１の関係、屈折率ｎ２に対する透過率Ｉ２の関
係、屈折率ｎ２に対するＩ２／Ｉ１の関係は、それぞれ
図１９，図２０，図２１のように表現される。

【００６５】この場合、屈折率ｎ２は、外部透過率Ｉ２
が最大となるときの屈折率（約１．９３）よりも大きく
（図２０参照）、外部透過率Ｉ２と内部透過率Ｉ１との
比Ｉ２／Ｉ１が最大となるときの屈折率（＝∞）よりも
小さければ（図２１参照）、すなわち１．９３以上であ
れば、記録媒体２０の表面に形成されるスポットを小さ
くすることが可能となる。

【００６６】図２２は、本発明の光記録・再生装置の第
９の実施形態に係る光学系の概略構成図である。同図に
示す装置は、２個の対物レンズ１２と記録媒体２０の間
にプリズム１８を設け、プリズム１８の底面に発生する
エバネッセント波を利用したものである。すなわち、２
個の対物レンズ１２とプリズム１８とを結合することに
より、エバネッセント波発生用レンズの機能を持たせて
いる。一方の対物レンズは平行光を集光してプリズムの
底面に焦点を合わせる役割を持ち、他方の対物レンズは
プリズムの底面もしくは記録媒体で反射した光を平行光
にする役割を持つ。

【００６７】この実施形態の場合には、図示のように、
入射したレーザ光３０の全て、もしくはほとんとが、臨
界角θｃ以上の入射角度で集光されることになる。した
がって、プリズム１８の底面が記録媒体２０の表面の近
接場（おおよそ光の波長の１／３以下）に位置し、記録
媒体２０の表面膜（膜のない場合は記録媒体自体）の屈
折率が通常の値（おおよそ１．５から２．５）であれ
ば、プリズム１８に対して臨界角θｃ以上の入射角度で
入射するレーザ光３５の記録媒体２０への透過率Ｉ２
と、プリズム１０に対して臨界角θｃ以下の入射角度で
入射するレーザ光３１の記録媒体２０への透過率Ｉ１と
の比（Ｉ２／Ｉ１）は、記録媒体２０の表面膜（膜のな
い場合は記録媒体自体）の屈折率にかかわらず大きな値
となる。もちろん、絞りなどの構成要素は不要である。

【００６８】よって、記録媒体２０に形成される光スポ
ットの微細化に応じて屈折率を適当に設定すれば、エバ
ネッセント波を介して記録媒体に照射されるレーザ光３
５の透過率を大きな値にすることができる。

【００６９】図２３は、本発明の光記録・再生装置の第
１０の実施形態に係る光学系の概略構成図である。同図
に示す装置は、対物レンズ１２と球体レンズ１５との間
にメニスカスレンズ１９を設け、対物レンズ１２とメニ
スカスレンズ１９とによってレーザ光を集光させ、球体
レンズ１５によってエバネッセント光を発生する構成と
なっている。メニスカスレンズ１９の表面もしくはメニ
スカスレンズ１９の内部には、メニスカスレンズ１９の
光軸付近のレーザ光を遮断するための絞り１３が設けら
れている。

【００７０】ここで対物レンズ１２，球体レンズ１５お
よびメニスカスレンズ１９は、光学収差をできるだけ少
なくするために、アプラナティック（aplanatic ）な条
件を満たすように配置されている。

【００７１】ここで、対物レンズ１２を通過した直後の
レーザ光の端光線の入射角度をθ１、メニスカスレンズ
１９を通過した直後のレーザ光の端光線の入射角度をθ
２、球体レンズ１５内でのレーザ光の端光線の入射角度
をθ３、メニスカスレンズ１９の屈折率をｎ１、球体レ
ンズ１５の屈折率をｎ２とすると、次の式が成り立つ。

【００７２】

【数６】

【００７３】上式より明らかなように、メニスカスレン
ズ１９を介して球体レンズ１５に入射する光のＮＡは、
メニスカスレンズ１９を配置しない場合の開口数ＮＡ´
（＝ｓｉｎθ１）のｎ１倍になる。本実施形態の場合に
は、図２３に示すように、メニスカスレンズ１９と球体
レンズ１５との距離は、保持部材２１により一定に保た
れている。そのため、球体レンズ１５内でのレーザ光の
端光線の入射角度を変えることなく対物レンズ２のＮＡ
を小さくしたことと同等となる。

【００７４】対物レンズ１２のＮＡが低いほど、対物レ
ンズ１２の焦点深度が深くなる。そのため、対物レンズ
１２と球体レンズ１５との距離の変化に対して、球体レ
ンズ１５底面での光のスポット径は変化しにくくなる。
すなわち、メニスカスレンズ１９を設けると、対物レン
ズ１２の位置ずれが記録・再生の分解能に及ぼす影響が
少なくなる。

【００７５】なお、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施できることは言うまでもない。例え
ば、本発明の絞り４としては、光を透過させずに遮光す
る部材であれば各種のものを用いることができる。これ
は、先に説明したように、対物レンズ１ａに黒色などの
光吸収率の高い色からなる材料を塗布あるいは蒸着する
ことによって絞り４を形成する方法などである。また、
レンズの表面を梨地状に処理することにより光を乱反射
させ、これによって絞りの機能を持たせることももちろ
ん可能である。

【００７６】また、本発明は光記録・再生装置としてＣ
Ｄ−ＲＯＭなどの光ディスクの原盤を製作するための原
盤記録装置も含むものである。この場合、記録媒体とし
てはフォトレジストが使用される。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学的分解能に優れた光記録・再生装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録・再生装置の第1 の実施形態に
係る全体構成を示す図。

【図２】第1 の実施形態におけるアニュラーアパーチャ
の平面図。

【図３】本発明における光スポットのノーマライズされ
た強度分布を示すグラフ。

【図４】外部光が内部光よりも多く記録媒体側に透過す
る場合のスポットの強度分布特性を示すグラフ。

【図５】外部光と内部光とが同じ量だけ記録媒体側に透
過する場合のスポットの強度分特性を示すグラフ。

【図６】外部光が内部光よりも多く記録媒体側に透過す
る場合のスポットの強度分布特性を示すグラフ。

【図７】本発明の光記録・再生装置の第２の実施形態に
係る全体構成を示す図。

【図８】同実施形態に係る光記録・再生装置の一部を構
成する光学系の概略構成図。

【図９】第２の実施形態における対物レンズの平面図。

【図１０】本発明の光記録・再生装置の第３の実施形態
に係る光学系の概略構成図。

【図１１】本発明の光記録・再生装置の第４の実施形態
に係る光学系の概略構成図。

【図１２】本発明の光記録・再生装置の第５の実施形態
に係る光学系の概略構成図。

【図１３】本発明の光記録・再生装置の第６の実施形態
に係る光学系の概略構成図。

【図１４】本発明の光記録・再生装置の第７の実施形態
に係る光学系の概略構成図。

【図１５】記録媒体の表面膜の屈折率とエアギャップの
内部透過率との関係を示すグラフ。

【図１６】記録媒体の表面膜の屈折率とエアギャップの
外部透過率との関係を示すグラフ。

【図１７】記録媒体の表面膜の屈折率とエアギャップの
外部透過率／内部透過率との関係を示すグラフ。

【図１８】本発明の光記録・再生装置の第８の実施形態
に係る光学系の概略構成図。

【図１９】記録媒体の表面膜の屈折率とエアギャップの
内部透過率との関係を示すグラフ。

【図２０】記録媒体の表面膜の屈折率とエアギャップの
外部透過率との関係を示すグラフ。

【図２１】記録媒体の表面膜の屈折率とエアギャップの
外部透過率／内部透過率との関係を示すグラフ。

【図２２】本発明の光記録・再生装置の第９の実施形態
に係る光学系の概略構成図。

【図２３】本発明の光記録・再生装置の第１０の実施形
態に係る光学系の概略構成図。

【図２４】エバネッセント波発生用レンズとして半球レ
ンズを使用した場合の概略構成を示す従来例。

【図２５】従来における光スポットのノーマライズされ
た強度分布を示すグラフ。

【符号の説明】

２ 光源 ５ アニュラーアパーチャ（光遮断手段） １１ 絞り部材（光遮断手段） １２，１２Ａ 対物レンズ １３ 絞り（光遮断手段） １４，１４Ａ 半球レンズ（エバネッセント波発生用レ
ンズ） １５ 球体レンズ（エバネッセント波発生用レンズ） １６ 非球面レンズ（エバネッセント波発生用レンズ） １９ メニスカスレンズ ２０ 記録媒体

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光を用いて記録媒体に情報の記
   録・再生を行う光記録・再生装置において、 光源から記録媒体までの光路上に設けられたエバネッセ
   ント波を発生可能なレンズと、 エバネッセント波の発生に寄与せずに前記エバネッセン
   ト波を発生可能なレンズを通過する光の少なくとも一部
   を遮断する光遮断手段と、 を有することを特徴とする光記録・再生装置。
2. 【請求項２】前記エバネッセント波を発生可能なレンズ
   の前段に、前記エバネッセント波を発生可能なレンズに
   対して前記光源からの光を集光するための対物レンズを
   設けたことを特徴とする請求項１記載の光記録・再生装
   置。
3. 【請求項３】前記エバネッセント波を発生可能なレンズ
   の前段で、かつ前記対物レンズの後段に、メニスカスレ
   ンズを設けたことを特徴とする請求項１記載の光記録・
   再生装置。
4. 【請求項４】前記光遮断手段は、前記エバネッセント波
   を発生可能なレンズに直接設けてなることを特徴とする
   請求項１記載の光記録・再生装置。
5. 【請求項５】前記光遮断手段は、前記エバネッセント波
   を発生可能なレンズと前記光源との間に設けてなること
   を特徴とする請求項１記載の光記録・再生装置。
6. 【請求項６】前記光遮断手段は、前記対物レンズに直接
   設けてなることを特徴とする請求項１記載の光記録・再
   生装置。
7. 【請求項７】前記光遮断手段は、前記対物レンズと前記
   光源との間に設けてなることを特徴とする請求項１記載
   の光記録・再生装置。
8. 【請求項８】前記光遮断手段は、光の遮断面積を変化さ
   せる光遮断面積可変機能を備えてなることを特徴とする
   請求項１記載の光記録・再生装置。
9. 【請求項９】前記光遮断手段は液晶シャッタであること
   を特徴とする請求項８記載の光記録・再生装置。
10. 【請求項１０】光源からの光を用いて記録媒体に情報の
    記録・再生を行う光記録・再生方法において、 光源からの光の少なくとも一部を遮断するステップと、 遮断されなかった光をエバネッセント波を発生可能なレ
    ンズ内で通過させるステップと、 エバネッセント波を発生可能なレンズ内を通過した光を
    記録媒体に照射するステップと、を有することを特徴と
    する光記録・再生方法