光ピックアップ、光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法、光情報装置、コンピュータ、映像記録再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステム
【課題】光記録媒体の大容量化のために、光源から出射された光を散乱体に照射して発生する近接場光で光記録媒体に情報を記録及び再生する光ピックアップが提案されているが、光記録媒体の所望の位置に散乱体を位置制御する方法が提案されておらず、安定に記録及び再生を行うことができない。
【解決手段】第３の散乱体と第４の散乱体を第２の散乱体及び第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、第１の散乱体と第６の散乱体で挟むように配置し、第１の散乱体と第６の散乱体から得られる信号より第３の散乱体もしくは第４の散乱体と、光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、第２の散乱体と第５の散乱体から得られる信号より第３の散乱体もしくは第４の散乱体と、光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出する。
【解決手段】第３の散乱体と第４の散乱体を第２の散乱体及び第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、第１の散乱体と第６の散乱体で挟むように配置し、第１の散乱体と第６の散乱体から得られる信号より第３の散乱体もしくは第４の散乱体と、光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、第２の散乱体と第５の散乱体から得られる信号より第３の散乱体もしくは第４の散乱体と、光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクや光カードなどの光記録媒体に収束した光を照射することにより当該光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップ、当該光ピックアップを備える光情報装置、当該光情報装置を備えたコンピュータ、映像記録再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像や音声を初めとする各種の情報を記録する光記録媒体として、ＣＤや ＤＶＤ、あるいはＢＤ（ブルーレイディスク）といった光ディスクが広く用いられている。このような光記録媒体を用いた光情報装置では、光記録媒体に光を照射して情報を記録または再生するため、情報の記録密度は光記録媒体に収束する光スポットの大きさに依存する。従って、光記録媒体の大容量化は、光ピックアップにより照射される光スポットを小さくすることによって実現できる。しかし、従来では、光を回折限界以上に絞ることができないため、使用する波長やレンズの開口数により光記録媒体の記録密度が制限される。そこで、光記録媒体の記録密度をさらに増やすためには従来の回折限界によるスポットを用いた方式とは異なる方式が必要になる。
【０００３】
ここで、プラズモンとは、金属などにおける自由電子の振動量子であり、たとえば、ナノスケールの微小金属（金属ナノ構造体）に光を照射することにより、金属中の自由電子に集団振動を発生させ、プラズモンを励起させることができる。このようにプラズモンを励起させることにより、局所的に増強された強い電磁場を得ることができるため、このエネルギーを利用した各種の応用が期待されている。その応用例として、光による超高密度な記録、または、再生を実現する目的で、微小金属体に光を入射して局在プラズモンを励起し、前記微小金属体近傍の光電場を局所的に増強し、その光（近接場光）を用いることにより、回折限界を超えたナノメートルオーダーの微小領域に情報の記録を行う技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１６は、従来の光ピックアップの構成を示す図である。図１６ａ、ｂにおいて、１６１は情報記録媒体である光ディスク、１６２は光源、１６３は光源１６２の放射光ＬＢを透過するプリズム、１６４はＬＢの入射により近接場光ＮＬを発生する共鳴素子である。光源１６２には放熱材１６５が固定され光源１６２で発生した熱を放熱する。また、１６６は光ディスク１６１からの再生光を検出する検出素子である。光源１６２、プリズム１６３、散乱体１６４、放熱材１６５及び検出素子１６６はスライダ１６７により保持されており、スライダ１６７はサスペンション１６８により光ディスク１６１と散乱体１６４の距離が一定になるように保持されている。
【０００５】
情報の記録は、散乱体１６４により発生する近接場光ＮＬのよって相変化材料である光ディスク１６１の結晶相をアモルファス相に変化させることにより記録マークを形成する。一方、情報の再生は、近接場光ＮＬが光ディスク１６１により散乱される割合が記録マークの有無により変化するので、光ディスク１６１にから戻ってくる散乱光の強度変化を検出して行う。
【０００６】
特許文献１によると、光源１６２、プリズム１６３、散乱体１６４、放熱材１６５及び検出素子１６６はスライダ１６７に保持されて、いわゆる近接場光プローブスライダを構成するので、きわめて小型化を図った上で、光ディスク１６１に近接場光ＮＬを用いて高密度に情報を記録または再生する近接場光ヘッド装置を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１１３０４号
【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、前記従来の構成では、１つの光源から出射される光を１つの散乱体に入射させて記録及び再生を行っているが、このような構成では記録材料の選定が非常に困難となる。ここで、記録を行う場合、散乱体と相変化材料との共鳴状態が結晶相及びアモルファス相に限らず同様に起こり、同様の近接場光が発生し記録に寄与することが望ましく、また、再生では散乱体と相変化材料との共鳴状態が結晶相及びアモルファス相で異なることで、近接場光の発生がかわり、光ディスクから戻ってくる光が変化することが望ましい。このために、１つの光源から出射される光を１つの散乱体に入射させて記録及び再生を行うことは非常に困難で、これが可能となる相変化材料の選定が困難となる。また、従来の構成では、散乱体と光ディスクの距離をサスペンションで一定になるように保持しているが、外乱があった場合に一定距離を保つことが困難である。さらに、光ディスクの情報が記録されている所望の位置に光ピックアップを制御するための検出については何ら述べられておらず、散乱体を所望の位置に制御して記録及び再生を行うことができないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、光記録媒体の所望の位置に近接場光で記録及び再生を安定に行うことができる光ピックアップを提供することを目的とする。また、この光ピックアップを用いることにより高密度の光記録媒体に対応した光情報装置、コンピュータ、映像記録再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステムを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光ピックアップは、第１の光源と、前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、基板と、前記基板上に設けられた第１の散乱体と、前記基板上に設けられた第２の散乱体と、前記基板上に設けられた第３の散乱体と、前記基板上に設けられた第４の散乱体と、前記基板上に設けられた第５の散乱体と、前記基板上に設けられた第６の散乱体と、前記第１の光源から出射された光を前記第１の散乱体、前記第２の散乱体、前記第３の散乱体、前記第５の散乱体、前記第６の散乱体に導く前記基板上に設けられた第１の導波路と、前記第２の光源から出射された光を前記第４の散乱体に導く前記基板上に設けられた第２の導波路と、前記第１の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第１の受光部と、前記第２の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第２の受光部と、前記第３の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第３の受光部と、前記第５の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第４の受光部と、前記第６の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第５の受光部と、を有し、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記第３の散乱体と前記第４の散乱体を前記第２の散乱体及び前記第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体で挟むように配置し、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体から得られる信号より前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、前記第２の散乱体と前記第５の散乱体から得られる信号より前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００１１】
上記光ピックアップでは、前記第１から第６の散乱体は前記基板の端面に配置されていることが好ましい。これにより、散乱体を蒸着等の従来の成膜で形成することができる。
【００１２】
上記光ピックアップでは、前記基板の端面に凹部と凸部が存在し、前記凹部には前記第３の散乱体もしくは前記第５の散乱体のどちらか一方が存在し、前記凸部には前記第３の散乱体もしくは前記第５の散乱体のどちらか一方が配置されていることが好ましい。これにより、第３の散乱体及び第４の散乱体のトラッキング方向の位置制御において、どちらの場合もオフセットを与えずに行うことができるので記録または再生時のトラッキング制御が容易になる。
【００１３】
上記光ピックアップでは、前記基板の端面に対して前記凹部は前記光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有し、前記基板の端面に対して前記凸部は前記光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有していることが好ましい。これにより、トラッキングエラー信号の振幅が制御できるのに十分な大きさになるので、制御性能が安定になる。
【００１４】
上記光ピックアップでは、前記基板の端面が一平面であることが好ましい。これにより、端面処理が不要なので光ピックアップの作製が容易になる。
【００１５】
上記光ピックアップでは、前記基板内に前記第１から第６の散乱体が配置されていることが好ましい。これにより、基板内部に散乱体を設けるので、基板端面の処理が不要となり、光ピックアップの作製が容易になる。
【００１６】
上記光ピックアップでは、前記第１から第６の散乱体は、金、銀、銅、チタン、アルミ、クロムのどれかで構成されていることが好ましい。これにより、プラズモン共鳴による近接場光の発生が容易になる。
【００１７】
上記光ピックアップでは、前記第１から第６の散乱体は、三角形、長方形、菱形のいずれかの形状であることが好ましい。これにより、プラズモン共鳴による近接場光の発生が容易になる。
【００１８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法は、第１の光源と、前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、基板と、前記基板上に設けられた第１の散乱体と、前記基板上に設けられた第２の散乱体と、前記基板上に設けられた第３の散乱体と、前記基板上に設けられた第４の散乱体と、前記基板上に設けられた第５の散乱体と、前記基板上に設けられた第６の散乱体と、前記第１の光源から出射された光を前記第１の散乱体、前記第２の散乱体、前記第３の散乱体、前記第５の散乱体、前記第６の散乱体に導く前記基板上に設けられた第１の導波路と、前記第２の光源から出射された光を前記第４の散乱体に導く前記基板上に設けられた第２の導波路と、前記第１の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第１の受光部と、前記第２の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第２の受光部と、前記第３の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第３の受光部と、前記第５の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第４の受光部と、前記第６の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第５の受光部と、を有し、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法であって、前記第３の散乱体と前記第４の散乱体を前記第２の散乱体及び前記第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体で挟むように配置し、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体から得られる信号より前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、前記第２の散乱体と前記第５の散乱体から得られる信号より前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００１９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光情報装置は、請求項１から８のいずれかに記載の光ピックアップと、光記録媒体を回転させるモータと、前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ及び前記光ピックアップを制御する制御部とを備えることを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００２０】
前記従来の課題を解決するために、本発明のコンピュータは、請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００２１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の映像記録再生装置は、請求項１０に記載の光情報装置を備え、光記録媒体に映像を記録し、および再生することを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００２２】
前記従来の課題を解決するために、本発明のサーバーは、請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００２３】
前記従来の課題を解決するために、本発明のカーナビゲーションシステムは、請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光ピックアップによれば、フォーカス及びトラッキングを制御する信号を検出でき、記録及び再生で異なる波長の光を用いるので、光記録媒体の所望の位置に近接場光で記録及び再生を安定に行うことができる。また、光記録媒体の記録材料の選定が容易になる。また、記録時も再生用の光を使ってフォーカス及びトラッキングを制御する信号を検出するので、制御信号を検出する光で記録することはなく安定した記録を行うことができる。また、導波路を用いた集積光ピックアップであるので、小型軽量であり、アクセススピードを速くすることができる。また、フォーカス制御が可能であるので光記録媒体を傷つける可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における光ピックアップと光記録媒体の位置関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における第１の金属アンテナ４と光記録媒体２０の記録材料の微粒子３０の模式図
【図４】本発明の実施の形態１における金属アンテナと光記録媒体のトラックとの位置関係を示す図
【図５】（ａ）は、第２及び第５の金属アンテナ５及び８のトラックからの距離に対する近接場光強度の変化を示すグラフ、（ｂ）は、第２及び第５の金属アンテナ５及び８を第３の金属アンテナに対してそれぞれトラックに垂直な方向（図１のｚ軸方向）に、トラックピッチＴｐの４分の１だけ離して設置したときの、第２の受光部１３からの検出信号ｔｅ１と第４の受光部１５からの検出信号ｔｅ２の変化を示すグラフ、（ｃ）はｔｅ１とｔｅ２の差としてのトラッキング信号ＴＥの変化を示すグラフ
【図６】光ピックアップと光記録媒体２０とのエアギャップの間隔と、金属アンテナからの反射光量との関係を示すグラフ
【図７】ギャップ間隔に対するフォーカスエラー信号の変化を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態１における別構成の光ピックアップの構成図
【図９】本発明の実施の形態２における光ピックアップの構成図
【図１０】本発明の実施の形態２における金属アンテナと光記録媒体のトラックとの位置関係を示す図
【図１１】本発明の実施の形態３における光情報装置の構成図
【図１２】本発明の実施の形態４におけるコンピュータの構成図
【図１３】本発明の実施の形態５における光ディスクレコーダの構成図
【図１４】本発明の実施の形態６におけるサーバーの構成図
【図１５】本発明の実施の形態７におけるカーナビゲーションシステムの構成図
【図１６】従来の光ピックアップの構成図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップ１７の構成図である。
【００２８】
図１において、１は基板、２は第１の光源、３は第２の光源、４は第１の金属アンテナ、５は第２の金属アンテナ、６は第３の金属アンテナ、７は第４の金属アンテナ、８は第５の金属アンテナ、９は第６の金属アンテナ、１０は第１の導波路、１１は第２の導波路、１２は第１の受光部、１３は第２の受光部、１４は第３の受光部、１５は第４の受光部、１６は第５の受光部である。また、図２は図１に示した光ピックアップを用いて情報が記録または再生される相変化材料で構成された微粒子が列状に配置されたトラックを有している光記録媒体２０から情報を再生している状態を図１のｚ方向から見た模式図であり、光記録媒体２０と光ピックアップ１７はｙ軸方向に、あるギャップ間隔だけ離れている。また、トラックはｚ方向に並んでおり、第１、第３、第４、第６の金属アンテナ４、６、７、９はトラックに対して平行な直線上に並んでいる。ここで、散乱体は金属アンテナで構成されている。
【００２９】
ここで、基板１は例えばシリコン基板であり、第１の光源２は、例えば波長が７８０ｎｍの半導体レーザー素子で構成され、光記録媒体２０に対し、再生用のコヒーレント光を出力する光源である。第２の光源３は、例えば波長が４０５ｎｍの半導体レーザー素子で構成され、光記録媒体２０に対し、記録用のコヒーレント光を出力する光源である。第１から第６の金属アンテナ４から９は金で形成され、三角形形状を有している。第１の導波路１０はシリコン基板を酸化させた二酸化ケイ素で構成されており、第１の光源２から出射された光を第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に光を導く５分岐の導波路である。第２の導波路１１はシリコン基板を酸化させた二酸化ケイ素で構成されており、第２の光源３から出射された光を分岐することなく第４の金属アンテナ７に光を導く導波路である。第１から第５の受光部１２から１６はシリコン基板上に形成され、光を受光して電気信号に変換する素子であり、第１の金属アンテナ４から戻ってくる光を第１の受光部１２で受光し、第２の金属アンテナ５から戻ってくる光を第２の受光部１３で受光し、第３の金属アンテナ６から戻ってくる光を第３の受光部１４で受光し、第５の金属アンテナ８から戻ってくる光を第４の受光部１５で受光し、第６の金属アンテナ９から戻ってくる光を第５の受光部１６で受光する。
【００３０】
このように構成された光ピックアップの動作について説明する。
【００３１】
光記録媒体２０から情報を再生する場合、第１の光源２はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第１の導波路１０を通って、第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に導かれる。各金属アンテナは光記録媒体２０の微粒子と共鳴状態になりプラズモン共鳴が励起され、この状態で発生した反射光が第１の導波路１０を通って第１の光源２側に戻ってくる。第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９から戻ってくる光は第１の導波路から分岐されてそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５の受光部１２、１３、１４、１５、１６に導かれ、受光された光は電気信号に変換される。ここで、後で詳細に述べるが、第２及び第５の金属アンテナ５及び８から戻ってきた光を受光して得られる第２及び第４の受光部１３及び１５からの電気信号を用いて光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を検出し、第１及び第６の金属アンテナ４及び９から戻ってきた光を受光して得られる第１及び第５の受光部１２及び１６からの電気信号を用いて、光記録媒体２０と金属アンテナとのギャップ状態を示すフォーカスエラー信号を検出する。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、再生を行う金属アンテナである第３の金属アンテナ６と光記録媒体２０のｙ軸方向の距離を常に一定になるように、光記録媒体２０と光ピックアップのｙ軸方向の位置を制御する。また、図示していないトラッキング制御手段はトラッキングエラー信号に基づき、再生を行う金属アンテナである第３の金属アンテナ６を光記録媒体２０上の所望のトラックに位置するようにその位置を制御する。また、第３の金属アンテナ６から戻ってきた光を受光して得られる第３の受光部１４からの電気信号を用いて、光記録媒体２０に記録された情報を再生する再生信号を得る。
【００３２】
また、光記録媒体２０に情報を記録する場合は、再生と同様に、第１の光源２はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第１の導波路１０を通って、第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に導かれる。各金属アンテナは光記録媒体２０の微粒子と共鳴状態になりプラズモン共鳴が励起され、この状態で発生した反射光が第１の導波路１０を通って第１の光源２側に戻ってくる。第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９から戻ってくる光は第１の導波路から分岐されてそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５の受光部１２、１３、１４、１５、１６に導かれ、受光された光は電気信号に変換される。ここで、後で詳細に述べるが、第２及び第５の金属アンテナ５及び８から戻ってきた光を受光して得られる第２及び第４の受光部１３及び１５からの電気信号を用いて光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を検出し、第１及び第６の金属アンテナ４及び９から戻ってきた光を受光して得られる第１及び第５の受光部１２及び１６からの電気信号を用いて光記録媒体２０と金属アンテナとのギャップ状態を示すフォーカスエラー信号を検出する。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、記録を行う金属アンテナである第４の金属アンテナ７と光記録媒体２０のｙ軸方向の距離を常に一定になるように、光記録媒体２０と光ピックアップのｙ軸方向の位置を制御する。また、図示していないトラッキング制御手段はトラッキングエラー信号に基づき、記録を行う金属アンテナである第４の金属アンテナ７を光記録媒体２０上の所望のトラックに位置するようにその位置を制御する。また、第２の光源３はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第２の導波路１１を通って、第４の金属アンテナ７に導かれ、この金属アンテナと光記録媒体２０の微粒子との共鳴によりプラズモン共鳴が励起され強い近接場光が発生し、光記録媒体２０に情報を記録する。
【００３３】
金属アンテナについて、詳細に述べる。図３に第１の金属アンテナ４と光記録媒体２０の記録材料の微粒子３０の模式図を示す。図３に示したように第１の金属アンテナ４は金の三角形形状になっている。図３において、第１の金属アンテナ４は三角形の頂点が微粒子３０表面にもっとも近接するように配置されており、プラズモン共鳴が励起されることにより三角形の頂点近傍に強い近接場光を発生する。非特許文献１（Ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｐｌａｓｍｏｎｓ ｉｎ ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｓｉｎｇｌｅ ｓｉｌｖｅｒ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｐａｉｒｓ： ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｔｒｏｎｇ ｉｎｔｅｒｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ， Ｌ． Ｇｕｎｎａｒｓｓｏｎ ｅｔ． ａｌ．， Ｊ． Ｐｈｙｓ． Ｃｈｅｍ． Ｂ， ２００５， １０９， １０７９−１０８７）によると、２つの金属粒子間の相互作用は金属粒子間の距離が数十ｎｍ以下であるときに顕著に現れ、数ｎｍでさらに顕著になる。つまり、金属アンテナと微粒子３０表面との距離は数十ｎｍ以下であることが好ましく、数ｎｍであることがより好ましい。なお、図３では特に図示していないが、第２から第６の金属アンテナ５から９についても第１の金属アンテナ４と同様に配置され、三角形の頂点近傍に強い近接場を発生する。
【００３４】
次に、トラッキングエラー信号検出について詳細に述べる。上記したようにトラッキングエラー信号検出には第２及び第５の金属アンテナ５及び８を使用する。まず、図４に光記録媒体２０のトラックに対する各金属アンテナの位置関係を示す。第１、第３、第４、第６の金属アンテナ４、６、７、９はトラックに対して平行な直線上に配置されている。図５ａは第２及び第５の金属アンテナ５及び８のトラックからの距離に対する近接場光強度の変化を示している。一般に、プラズモン共鳴の共鳴条件は共鳴素子の周囲の媒質の誘電率に大きく依存する。そのため、第２及び第５の金属アンテナ５及び８の形状を、第１の光源２の光の周波数に対して微粒子３０上にてプラズモン共鳴条件が満たされるように設計すれば、発生する近接場光強度は図５ａのようにトラック位置で最大となり、トラック位置からの距離がトラック周期の半分となる位置で最小となる。次に、図５ｂは第２及び第５の金属アンテナ５及び８を第３の金属アンテナ６に対してそれぞれトラックに垂直な方向（図１のｚ軸方向）に、トラックピッチＴｐの４分の１だけ離して設置したときの、第２の受光部１３からの検出信号ｔｅ１と第４の受光部１５からの検出信号ｔｅ２の変化を示している。また、図５ｃはｔｅ１とｔｅ２の差としてのトラッキング信号ＴＥの変化を示すグラフである。このように、第２及び第５の金属アンテナ５及び８を再生及び記録を行うアンテナである第３及び第４の金属アンテナ６及び７に対してそれぞれトラックに垂直な方向に、トラックピッチＴｐの４分の１だけ離して設置しているため、検出信号ｔｅ１とｔｅ２の差を最大とすることができ、高精度なトラッキング信号を得ることができる。この状態は、図１に示したように第２の金属アンテナ５のｚ方向の位置及び第５の金属アンテナ８のｚ方向の位置が再生に用いる第３の金属アンテナ６と記録に用いる第４の金属アンテナ７のｚ方向の位置に対してずれていることで対応している。ここで、第２及び第５の金属アンテナ５及び８を再生及び記録を行うアンテナである第３及び第４の金属アンテナ６及び７に対してそれぞれトラックに垂直な方向に、トラックピッチＴｐの４分の１が望ましいが、８分の１から８分の３であればトラッキングエラー信号の振幅は問題ないレベルになる。また、第２の金属アンテナ５のｘ方向の位置及び第５の金属アンテナ８のｘ方向の位置の中間位置が第３の金属アンテナ６と第４の金属アンテナ７のｘ方向の中間位置と一致するように構成されている。これにより、得られたトラッキングエラー信号で第３の金属アンテナ６と第４の金属アンテナ７の両方の制御を安定に行うことができる。
【００３５】
また、トラッキングエラー信号を検出するために、記録時及び再生時のどちらも再生に用いられる光で励起されたプラズモンによる近接場光を用いてトラッキングエラー信号を検出するので、トラッキングエラー信号を検出する近接場光で記録することはなく安定した記録を行うことができる。
【００３６】
次に、フォーカスエラー信号検出について詳細に述べる。上記したようにフォーカスエラー信号検出には第１及び第６の金属アンテナ４及び９を使用する。ここで、金属アンテナが三角形状の場合、頂点から底辺までの距離を変えることであるギャップ間隔でプラズモン共鳴が最大になり、近接場光がもっとも強くすることができる。そこで、第１、第３、第６の金属アンテナ４、６、９の形状をそれぞれギャップ間隔ａ、ギャップ間隔ｂ、ギャップ間隔ｃのときにプラズモン共鳴による近接場光が強く発生するような形状にする。このように決定された金属アンテナの構造において、図２における光ピックアップと光記録媒体２０とのエアギャップの間隔を横軸に取り、金属アンテナからの反射光量を縦軸にとると、図６に示すグラフの関係となる。ここで、図６における曲線Ｐ１、曲線Ｐ２、および、曲線Ｐ３は、それぞれ、図１における第１の金属アンテナ４からの反射光の光量（Ｐ１）、第３の金属アンテナ６からの反射光の光量（Ｐ２）、第６の金属アンテナ９からの反射光の光量（Ｐ３）を示す。図６において、ギャップ間隔がａ、ｂ、ｃのときに、第１の金属アンテナ４、第３の金属アンテナ６、第６の金属アンテナ９においてプラズモン共鳴が起こり、近接光が強く発生するため、逆に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれの曲線における反射光量は減少し、極小値を取る。ここで、第１の金属アンテナ４から反射される光は第１の受光部１２で受光され、電気信号に変換され、第６の金属アンテナ９からの反射光は第５の受光部１６で受光され、電気信号に変換される。これらの電気信号の差分を取ることで、ギャップ間隔に比例したフォーカスエラー信号が検出される。
【００３７】
図７は、エアギャップと、フォーカスエラー信号の関係を示すグラフであり、ギャップ間隔に対しフォーカスエラー信号はＳ字曲線を描く。したがって、図７に示すように、ギャップ間隔がａからｃの範囲において、ギャップ間隔ｇが第３の金属アンテナ６の最適なギャップ間隔ｂより小さい場合（ａ＜ｇ＜ｂ）ではギャップ間隔を広げるように、また、ギャップ間隔ｇが第３の金属アンテナ６の最適なギャップ間隔ｂより大きい場合（ｂ＜ｇ＜ｃ）ではギャップ間隔を狭めるように、フィードバック制御をかければ、ギャップ間隔がｂとなるように収束していく。
【００３８】
ギャップ間隔がｂに収束した場合、第３の金属アンテナ６においてプラズモン励起による近接場光が発生するため、第３の金属アンテナ６により光記録媒体２０に対し、情報の再生を行うことが可能となる。また、第４の金属アンテナ７の形状もギャップ間隔ｂのときにプラズモン共鳴による近接場光が強く発生するような形状にする。このようにしておけば、ギャップ間隔がｂに収束した場合、第４の金属アンテナ７により光記録媒体２０に対し、情報の記録を行うことが可能となる。
【００３９】
また、第１の金属アンテナ４のｘ方向の位置及び第６の金属アンテナ９のｘ方向の位置の中間位置が第３の金属アンテナ６と第４の金属アンテナ７のｘ方向の中間位置と一致するように構成されている。これにより、得られたフォーカスエラー信号で第３の金属アンテナ６と第４の金属アンテナ７の両方の制御を安定に行うことができる。
【００４０】
また、フォーカスエラー信号を検出するために、記録時及び再生時のどちらも再生に用いられる光で励起されたプラズモンによる近接場光を用いてフォーカスエラー信号を検出するので、フォーカスエラー信号を検出する近接場光で記録することはなく安定した記録を行うことができる。
【００４１】
さらに、円盤状の記録媒体を考えた場合、トラックは円周状になるので、トラッキングエラーを検出する第２及び第５の金属アンテナ５及び８の間隔が大きくなると第２及び第５の金属アンテナ５及び８のｚ方向の位置が、トラックに対してアンバランスになり、良好なトラッキングエラー信号が得られなくなる。そこで、図１に示したように再生及び記録を行う第３及び第４の金属アンテナ６及び７をトラッキングエラー信号を検出する第２及び第５の金属アンテナ５及び８で挟み、それらをフォーカスエラー信号を検出する第１及び第６の金属アンテナ４及び９で挟む配置にすることで、良好なトラッキング信号を得ることができる。
【００４２】
本実施の形態によれば、再生と記録で光源を変え、再生に用いる光を５分岐させてトラッキングエラー信号の検出及びフォーカスエラー信号の検出を行うことで、光記録媒体の記録材料の選定を容易にし、また、記録時にトラッキングエラー信号検出及びフォーカスエラー信号検出を行うアンテナで記録してしまうことがない。
【００４３】
また、記録用の光を分離してトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出しないので、記録に用いる光の利用効率を高めることができ、記録に用いる光源の出力を小さくすることができる。
【００４４】
さらに、再生及び記録を行う第３及び第４の金属アンテナ６及び７をトラッキングエラー信号を検出する第２及び第５の金属アンテナ５及び８で挟み、それらをフォーカスエラー信号を検出する第１及び第６の金属アンテナ４及び９で挟む配置にすることで、円盤状の光記録媒体に対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００４５】
また、導波路構成で光ピックアップを小型、軽量化しているので、アクセススピードを高めることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では金属アンテナが基板の端面に形成されているが、図８に示すように基板内に形成しても何ら問題ない。これであれば、基板端面に段差をつける処理が不要で作製が容易になる。
【００４７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における光ピックアップを図面を参照して説明する。図９は、本発明の実施の形態２における光ピックアップの構成図である。本実施の形態が上記した実施の形態１と異なるのは、基板の端面形状が平面になっており、この平面に金属アンテナが配置されていることと、第１から第６の金属アンテナ４から９はトラックに対して斜めに配置されていることに関する点のみであり、それ以外は、実施の形態１と同様である。従って、本実施の形態において、特に説明のないものについては実施の形態１と同じとし、実施の形態１と同一符号を付与している構成部材については、特に説明のない限り、実施の形態１と同様の機能を持つものとする。
【００４８】
このように構成された光ピックアップの動作について説明する。
【００４９】
光記録媒体２０から情報を再生する場合、第１の光源２はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第１の導波路１０を通って、第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に導かれる。各金属アンテナは光記録媒体２０の微粒子と共鳴状態になりプラズモン共鳴が励起され、この状態で発生した反射光が第１の導波路１０を通って第１の光源２側に戻ってくる。第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９から戻ってくる光は第１の導波路から分岐されてそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５の受光部１２、１３、１４、１５、１６に導かれ、受光された光は電気信号に変換される。ここで、後で詳細に述べるが、第２及び第５の金属アンテナ５及び８から戻ってきた光を受光して得られる第２及び第４の受光部１３及び１５からの電気信号を用いて光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を検出し、第１及び第６の金属アンテナ４及び９から戻ってきた光を受光して得られる第１及び第５の受光部１２及び１６からの電気信号を用いて光記録媒体２０と金属アンテナとのギャップ状態を示すフォーカスエラー信号を検出する。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、再生を行う金属アンテナである第３の金属アンテナ６と光記録媒体２０のｙ軸方向の距離を常に一定になるように、光記録媒体２０と光ピックアップのｙ軸方向の位置を制御する。また、図示していないトラッキング制御手段はトラッキングエラー信号に基づき、再生を行う金属アンテナである第３の金属アンテナ６を光記録媒体２０上の所望のトラックに位置するようにその位置を制御する。また、第３の金属アンテナ６から戻ってきた光を受光して得られる第３の受光部１４からの電気信号を用いて、光記録媒体２０に記録された情報を再生する再生信号を得る。
【００５０】
また、光記録媒体２０に情報を記録する場合は、再生と同様に、第１の光源２はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第１の導波路１０を通って、第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に導かれる。各金属アンテナは光記録媒体２０の微粒子と共鳴状態になりプラズモン共鳴が励起され、この状態で発生した反射光が第１の導波路１０を通って第１の光源２側に戻ってくる。第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９から戻ってくる光は第１の導波路から分岐されてそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５の受光部１２、１３、１４、１５、１６に導かれ、受光された光は電気信号に変換される。ここで、後で詳細に述べるが、第２及び第５の金属アンテナ５及び８から戻ってきた光を受光して得られる第２及び第４の受光部１３及び１５からの電気信号を用いて光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を検出し、第１及び第６の金属アンテナ４及び９から戻ってきた光を受光して得られる第１及び第５の受光部１２及び１６からの電気信号を用いて光記録媒体２０と金属アンテナとのギャップ状態を示すフォーカスエラー信号を検出する。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、記録を行う金属アンテナである第４の金属アンテナ７と光記録媒体２０のｙ軸方向の距離を常に一定になるように、光記録媒体２０と光ピックアップのｙ軸方向の位置を制御する。また、図示していないトラッキング制御手段はトラッキングエラー信号に基づき、記録を行う金属アンテナである第４の金属アンテナ７を光記録媒体２０上の所望のトラックに位置するようにその位置を制御する。また、第２の光源３はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第２の導波路１１を通って、第４の金属アンテナ７に導かれ、この金属アンテナと光記録媒体２０の微粒子との共鳴によりプラズモン共鳴が励起され強い近接場光が発生し、光記録媒体２０に情報を記録する。
【００５１】
まず、図１０に光記録媒体２０のトラックに対する各金属アンテナの位置関係を示す。第１から第６の金属アンテナ４から９は直線上に配置されており、この直線はトラックと交差している。このような状態でのトラッキングエラー信号の検出について述べる。第２及び第５の金属アンテナ５及び８は実施の形態１と同様にトラックに直交する方向にそれぞれトラックピッチのＴｐの４分の１だけ離して設置されているので図５ｃに示したのと同様のトラッキングエラー信号を検出できる。ただし、第２及び第５の金属アンテナ５及び８のｘ軸方向の位置の中間位置が第３及び第４の金属アンテナ６及び７のｘ軸方向の位置の中間位置に一致しているので、トラッキングエラー信号を０にすると第３及び第４の金属アンテナ６及び７のｘ軸方向の位置の中間位置がトラック上にくることになる。すなわち、再生を行う第３の金属アンテナ６及び記録を行う第４の金属アンテナ７はトラックに対してずれることになる。このずれ量は金属アンテナの配置より求めることができるので、再生を行う場合はトラッキングエラー信号が０からオフセットさせた値（＋α）になるように制御を行い、記録を行う場合はトラッキングエラー信号が０からオフセットさせた値（−α）になるように制御を行う。これにより、再生時は第３の金属アンテナ６がトラック上にくるように制御でき、安定な再生を行うことができる。また、記録時は第４の金属アンテナ７がトラック上にくるように制御でき、安定な記録を行うことができる。
【００５２】
ここで、第２及び第５の金属アンテナ５及び８を再生及び記録を行うアンテナである第３及び第４の金属アンテナ６及び７に対してそれぞれトラックに垂直な方向に、トラックピッチＴｐの４分の１が望ましいが、８分の１から８分の３であればトラッキングエラー信号の振幅は問題ないレベルになる。
【００５３】
フォーカスエラー信号については実施の形態１で述べたのと同様であり、図７に示したフォーカスエラー信号を検出することができる。
【００５４】
また、金属アンテナが配置されている端面が平面であるので、実施の形態１よりも作製が容易になる。
【００５５】
本実施の形態によれば、再生と記録で光源を変え、再生に用いる光を５分岐させてトラッキングエラー信号検出及びフォーカスエラー信号検出することで、光記録媒体の記録材料の選定を容易にし、また、記録時にトラッキングエラー信号検出及びフォーカスエラー信号検出を行うアンテナで記録してしまうことがない。
【００５６】
また、記録用の光を分離してトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出しないので、記録に用いる光の利用効率を高めることができ、光源の出力を小さくすることができる。
【００５７】
さらに、再生及び記録を行う第３及び第４の金属アンテナ６及び７をトラッキングエラー信号を検出する第２及び第５の金属アンテナ５及び８で挟み、それらをフォーカスエラー信号を検出する第１及び第６の金属アンテナ４及び９で挟む配置にすることで、円盤状の光記録媒体に対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００５８】
また、導波路構成で光ピックアップを小型、軽量化しているので、アクセススピードを高めることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では金属アンテナが基板端面に形成されているが、実施の形態１で述べたのと同様、基板内部に形成しても何ら問題はない。
【００６０】
なお、上記の実施の形態１及び２では金属アンテナを金で構成しているが銀、銅、チタン、アルミ、クロムなどの金属で構成しても問題はない。また、すべての金属アンテナを同一金属で構成しているが、異なる材料で構成しても何ら問題はない。例えば、フォーカス用金属アンテナはその形状を変えることでプラズモン共鳴を起こすギャップ間隔を変えるために三角形の形状を変えているが金属を変えて構成すれば同じ形状にすることが可能である。
【００６１】
また、上記の実施の形態１及び２では金属アンテナを三角形状にしているが、例えば、長方形、菱形などのプラズモン共鳴を起こす形状であればどのような形状でも問題はない。
【００６２】
また、上記の実施の形態１及び２では基板１に、第１及び第２の光源２及び３が貼り合わされているが、光源が基板から離れており、光源から出射された光をレンズで基板端面に絞り込んで導波路とカップリングしても良い。また、光源から出射された光を光ファイバで導波路近くに導いても何ら問題はない。
【００６３】
以上のように、実施の形態１、および、実施の形態２における光ピックアップは、主に下記の構成を有している。
【００６４】
すなわち、実施の形態１、および、実施の形態２における光ピックアップは、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップであって、第１の光源と、第１の光源と波長が異なる第２の光源と、基板と、基板上に設けられた第１の散乱体と、基板上に設けられた第２の散乱体と、基板上に設けられた第３の散乱体と、基板上に設けられた第４の散乱体と、基板上に設けられた第５の散乱体と、基板上に設けられた第６の散乱体と、第１の光源から出射された光を第１の散乱体、第２の散乱体、第３の散乱体、第５の散乱体、第６の散乱体に導く基板上に設けられた第１の導波路と、第２の光源から出射された光を第４の散乱体に導く基板上に設けられた第２の導波路と、第１の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第１の受光部と、第２の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第２の受光部と、第３の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第３の受光部と、第５の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第４の受光部と、第６の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第５の受光部と、を有している。このとき、第３の散乱体と第４の散乱体は、第２の散乱体及び第５の散乱体で挟むように配置され、さらに、第１の散乱体と第６の散乱体で挟むように配置される。そして、第１の散乱体と第６の散乱体から得られる信号により、第３の散乱体もしくは第４の散乱体と、光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出する。また、第２の散乱体と第５の散乱体から得られる信号により、第３の散乱体もしくは第４の散乱体と、光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出する。
【００６５】
以上の構成によれば、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００６６】
また、実施の形態１、および、実施の形態２における光ピックアップにおいては、第３の受光部からの信号を基に、光記録媒体から情報を再生しても良い。また、第４の散乱体を用いて、光記録媒体に情報を記録しても良い。
【００６７】
また、実施の形態１における光ピックアップにおいては、基板の端面に凹部と凸部が存在し、凹部には第３の散乱体もしくは第５の散乱体のどちらか一方が存在し、凸部には第３の散乱体もしくは第５の散乱体のどちらか一方が配置されていても良い。
【００６８】
これにより、第３の散乱体及び第４の散乱体のトラッキング方向の位置制御において、どちらの場合もオフセットを与えずに行うことができる。このため、記録または再生時のトラッキング制御が容易になる。
【００６９】
また、実施の形態１における光ピックアップにおいては、基板の端面に対して凹部は光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有し、基板の端面に対して凸部は光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有していても良い。
【００７０】
この構成により、トラッキングエラー信号の振幅が、制御可能となるために十分な大きさになるので、制御性能が安定になる。
【００７１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態２では、本発明の光情報装置の一例について説明する。実施の形態２の光情報装置は、光記録媒体２０に対して信号の記録及び再生を行う装置である。
【００７２】
図１１に実施の形態２の光情報装置１１０の構成を模式的に示す。図１１において、１１１はモータ、１１２は制御部、１１３はターンテーブル、１１４はクランパー、１１５はサスペンション、１１６は光ピックアップの駆動手段である。光ピックアップ１７については、実施の形態１で説明したものと同様であるため、重複する説明は省略する。
【００７３】
図１１において光記録媒体２０は、ターンテーブル１１３に搭載され、クランパー１１４により保持され、モータ１１１によって回転される。実施の形態１に示した光ピックアップ１７は、サスペンション１１５で支えられ、光記録媒体２０との位置関係に対応して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を制御部１１２へ送る。制御部１１２はこの信号に対応して、光ピックアップの駆動手段１１６へ、信号を送る。この信号によって、光ピックアップ１７は、光記録媒体２０に対してフォーカス制御、トラッキング制御を行い、情報の再生、記録を行う。
【００７４】
本実施の形態の光情報装置１１０は、実施の形態１の光ピックアップ１７を有しているので、金属アンテナでのプラズモン共鳴による近接場光を用いて光ピックアップを光記録媒体に対して位置制御を行うことができ、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができる。
【００７５】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、実施の形態３の光情報装置を具備した、コンピュータの一例について説明する。
【００７６】
図１２に実施の形態４のコンピュータの構成を模式的に示す。コンピュータは実施の形態３の光情報装置１２１と、情報の入力を行うためのキーボード１２２と、情報の表示を行うためのモニター１２３とを備える。
【００７７】
上述の実施の形態３の光情報装置を外部記憶装置として具備したコンピュータは、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができる広い用途に使用できる。光情報装置はその大容量性を生かして、コンピュータ内のハードディスクのバックアップをとったり、メディア（光ディスク）が安価で携帯が容易であること、他の光情報装置でも情報が読み出せるという互換性があることを生かして、プログラムやデータを人と交換したり、自分用に持ち歩いたりすることができる。
【００７８】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５では、実施の形態３の光情報装置を具備した、映像記録再生装置（光ディスクレコーダー）の一例について説明する。
【００７９】
図１３に実施の形態５の映像記録再生装置（光ディスクレコーダー）の構成を模式的に示す。映像記録再生装置１３１は実施の形態３の光情報装置（図示せず）を内蔵しており、記録している映像の表示を行うためのモニター１３２と接続されて使用される。
【００８０】
上述の実施の形態３の光情報装置を具備した、映像記録再生装置１３１は、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができるので、広い用途に使用できる。映像記録再生装置はメディア（光ディスク）に映像を記録し、好きな時にそれを再生することができる。光ディスクではテープのように記録後や再生後に巻き戻しの作業が必要なく、ある番組を記録しながらその番組の先頭部分を再生する追っかけ再生や、ある番組を記録しながら以前に記録した番組を再生する同時記録再生が可能となる。メディアが安価で携帯が容易であること、他の映像記録再生装置でも情報が読み出せるという互換性があることを生かして、記録した映像を人と交換したり、自分用に持ち歩いたりすることができる。
【００８１】
なお、ここでは光情報装置だけを備える場合について述べたが、ハードディスクを内蔵していても良いし、ビデオテープの録画再生機能を内蔵していても良い。その場合映像の一時退避や、バックアップが容易にできる。
【００８２】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６では、実施の形態３の光情報装置を具備した、サーバーの一例について説明する。
【００８３】
図１４に実施の形態６のサーバーの構成を模式的に示す。サーバー１４１は実施の形態３の光情報装置１４２と、情報の表示を行うためのモニター１４３と、情報の入力を行うためのキーボード１４４とを備え、ネットワーク１４５と接続されている。
【００８４】
上述の実施の形態３の光情報装置１４２を外部記憶装置として具備した、サーバーは、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができるので、広い用途に使用できる。光情報装置はその大容量性を生かして、ネットワーク１４５からの要求に応じ、光ディスクに記録されている情報（画像、音声、映像、ＨＴＭＬ文書、テキスト文書等）を送出する。また、ネットワークから送られてくる情報をその要求された場所に記録する。
【００８５】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７では、実施の形態３の光情報装置を具備した、カーナビゲーションシステムの一例について説明する。
【００８６】
図１５に実施の形態７のカーナビゲーションシステムの構成を模式的に示す。カーナビゲーションシステムは実施の形態３の光情報装置（図示せず）を内蔵しており、地形や行き先情報の表示を行うための液晶モニター１５１と接続されて使用される。
【００８７】
上述の実施の形態３の光情報装置を具備した、カーナビゲーションシステムは、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができるので、広い用途に使用できる。カーナビゲーションシステムはメディア（光ディスク）に記録された地図情報と、地上位置確定システム（ＧＰＳ）や、ジャイロスコープ、速度計、走行距離計等の情報を元に、現在位置を割り出しその位置を、液晶モニター上に表示する。また行き先を入力すると、地図情報や道路情報をもとに行き先までの最適な経路を割り出し、それを液晶モニターに表示する。
【００８８】
地図情報を記録するために大容量の光ディスクを用いることで、一枚のディスクで広い地域をカバーして細かい道路情報を提供することができる。また、その道路近辺に付随する、レストランやコンビニエンスストア、ガソリンスタンドなどの情報も同時に光ディスクに格納して提供することができる。さらに、道路情報は時間がたつと古くなり、現実と合わなくなるが、光ディスクは互換性がありメディアが安価であるため、新しい道路情報を収めたディスクと交換することで最新の情報を得ることができる。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づく他の実施の形態に適用することができる。
【００９０】
また、上記実施の形態では、光のみによって情報を記録する光記録媒体について述べたが、光および磁気によって情報を記録する光記録媒体についても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００９１】
また、上記実施の形態では、光記録媒体が光ディスクである場合について説明したが、カード状の光記録媒体など、類似の機能を実現する光学的情報記録再生装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る光ピックアップ、及び光情報装置は、プラズモン励起による近接場光を用いて光記録媒体に高密度で、安定した情報の記録または再生が可能になる。よって、この応用機器である大容量の光ディスクレコーダやコンピュータ用メモリ装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 基板
２ 第１の光源
３ 第２の光源
４ 第１の金属アンテナ
５ 第２の金属アンテナ
６ 第３の金属アンテナ
７ 第４の金属アンテナ
８ 第５の金属アンテナ
９ 第６の金属アンテナ
１０ 第１の導波路
１１ 第２の導波路
１２ 第１の受光部
１３ 第２の受光部
１４ 第３の受光部
１５ 第４の受光部
１６ 第５の受光部
１７ 光ピックアップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクや光カードなどの光記録媒体に収束した光を照射することにより当該光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップ、当該光ピックアップを備える光情報装置、当該光情報装置を備えたコンピュータ、映像記録再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像や音声を初めとする各種の情報を記録する光記録媒体として、ＣＤや ＤＶＤ、あるいはＢＤ（ブルーレイディスク）といった光ディスクが広く用いられている。このような光記録媒体を用いた光情報装置では、光記録媒体に光を照射して情報を記録または再生するため、情報の記録密度は光記録媒体に収束する光スポットの大きさに依存する。従って、光記録媒体の大容量化は、光ピックアップにより照射される光スポットを小さくすることによって実現できる。しかし、従来では、光を回折限界以上に絞ることができないため、使用する波長やレンズの開口数により光記録媒体の記録密度が制限される。そこで、光記録媒体の記録密度をさらに増やすためには従来の回折限界によるスポットを用いた方式とは異なる方式が必要になる。
【０００３】
ここで、プラズモンとは、金属などにおける自由電子の振動量子であり、たとえば、ナノスケールの微小金属（金属ナノ構造体）に光を照射することにより、金属中の自由電子に集団振動を発生させ、プラズモンを励起させることができる。このようにプラズモンを励起させることにより、局所的に増強された強い電磁場を得ることができるため、このエネルギーを利用した各種の応用が期待されている。その応用例として、光による超高密度な記録、または、再生を実現する目的で、微小金属体に光を入射して局在プラズモンを励起し、前記微小金属体近傍の光電場を局所的に増強し、その光（近接場光）を用いることにより、回折限界を超えたナノメートルオーダーの微小領域に情報の記録を行う技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１６は、従来の光ピックアップの構成を示す図である。図１６ａ、ｂにおいて、１６１は情報記録媒体である光ディスク、１６２は光源、１６３は光源１６２の放射光ＬＢを透過するプリズム、１６４はＬＢの入射により近接場光ＮＬを発生する共鳴素子である。光源１６２には放熱材１６５が固定され光源１６２で発生した熱を放熱する。また、１６６は光ディスク１６１からの再生光を検出する検出素子である。光源１６２、プリズム１６３、散乱体１６４、放熱材１６５及び検出素子１６６はスライダ１６７により保持されており、スライダ１６７はサスペンション１６８により光ディスク１６１と散乱体１６４の距離が一定になるように保持されている。
【０００５】
情報の記録は、散乱体１６４により発生する近接場光ＮＬのよって相変化材料である光ディスク１６１の結晶相をアモルファス相に変化させることにより記録マークを形成する。一方、情報の再生は、近接場光ＮＬが光ディスク１６１により散乱される割合が記録マークの有無により変化するので、光ディスク１６１にから戻ってくる散乱光の強度変化を検出して行う。
【０００６】
特許文献１によると、光源１６２、プリズム１６３、散乱体１６４、放熱材１６５及び検出素子１６６はスライダ１６７に保持されて、いわゆる近接場光プローブスライダを構成するので、きわめて小型化を図った上で、光ディスク１６１に近接場光ＮＬを用いて高密度に情報を記録または再生する近接場光ヘッド装置を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１１３０４号
【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、前記従来の構成では、１つの光源から出射される光を１つの散乱体に入射させて記録及び再生を行っているが、このような構成では記録材料の選定が非常に困難となる。ここで、記録を行う場合、散乱体と相変化材料との共鳴状態が結晶相及びアモルファス相に限らず同様に起こり、同様の近接場光が発生し記録に寄与することが望ましく、また、再生では散乱体と相変化材料との共鳴状態が結晶相及びアモルファス相で異なることで、近接場光の発生がかわり、光ディスクから戻ってくる光が変化することが望ましい。このために、１つの光源から出射される光を１つの散乱体に入射させて記録及び再生を行うことは非常に困難で、これが可能となる相変化材料の選定が困難となる。また、従来の構成では、散乱体と光ディスクの距離をサスペンションで一定になるように保持しているが、外乱があった場合に一定距離を保つことが困難である。さらに、光ディスクの情報が記録されている所望の位置に光ピックアップを制御するための検出については何ら述べられておらず、散乱体を所望の位置に制御して記録及び再生を行うことができないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、光記録媒体の所望の位置に近接場光で記録及び再生を安定に行うことができる光ピックアップを提供することを目的とする。また、この光ピックアップを用いることにより高密度の光記録媒体に対応した光情報装置、コンピュータ、映像記録再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステムを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光ピックアップは、第１の光源と、前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、基板と、前記基板上に設けられた第１の散乱体と、前記基板上に設けられた第２の散乱体と、前記基板上に設けられた第３の散乱体と、前記基板上に設けられた第４の散乱体と、前記基板上に設けられた第５の散乱体と、前記基板上に設けられた第６の散乱体と、前記第１の光源から出射された光を前記第１の散乱体、前記第２の散乱体、前記第３の散乱体、前記第５の散乱体、前記第６の散乱体に導く前記基板上に設けられた第１の導波路と、前記第２の光源から出射された光を前記第４の散乱体に導く前記基板上に設けられた第２の導波路と、前記第１の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第１の受光部と、前記第２の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第２の受光部と、前記第３の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第３の受光部と、前記第５の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第４の受光部と、前記第６の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第５の受光部と、を有し、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記第３の散乱体と前記第４の散乱体を前記第２の散乱体及び前記第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体で挟むように配置し、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体から得られる信号より前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、前記第２の散乱体と前記第５の散乱体から得られる信号より前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００１１】
上記光ピックアップでは、前記第１から第６の散乱体は前記基板の端面に配置されていることが好ましい。これにより、散乱体を蒸着等の従来の成膜で形成することができる。
【００１２】
上記光ピックアップでは、前記基板の端面に凹部と凸部が存在し、前記凹部には前記第３の散乱体もしくは前記第５の散乱体のどちらか一方が存在し、前記凸部には前記第３の散乱体もしくは前記第５の散乱体のどちらか一方が配置されていることが好ましい。これにより、第３の散乱体及び第４の散乱体のトラッキング方向の位置制御において、どちらの場合もオフセットを与えずに行うことができるので記録または再生時のトラッキング制御が容易になる。
【００１３】
上記光ピックアップでは、前記基板の端面に対して前記凹部は前記光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有し、前記基板の端面に対して前記凸部は前記光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有していることが好ましい。これにより、トラッキングエラー信号の振幅が制御できるのに十分な大きさになるので、制御性能が安定になる。
【００１４】
上記光ピックアップでは、前記基板の端面が一平面であることが好ましい。これにより、端面処理が不要なので光ピックアップの作製が容易になる。
【００１５】
上記光ピックアップでは、前記基板内に前記第１から第６の散乱体が配置されていることが好ましい。これにより、基板内部に散乱体を設けるので、基板端面の処理が不要となり、光ピックアップの作製が容易になる。
【００１６】
上記光ピックアップでは、前記第１から第６の散乱体は、金、銀、銅、チタン、アルミ、クロムのどれかで構成されていることが好ましい。これにより、プラズモン共鳴による近接場光の発生が容易になる。
【００１７】
上記光ピックアップでは、前記第１から第６の散乱体は、三角形、長方形、菱形のいずれかの形状であることが好ましい。これにより、プラズモン共鳴による近接場光の発生が容易になる。
【００１８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法は、第１の光源と、前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、基板と、前記基板上に設けられた第１の散乱体と、前記基板上に設けられた第２の散乱体と、前記基板上に設けられた第３の散乱体と、前記基板上に設けられた第４の散乱体と、前記基板上に設けられた第５の散乱体と、前記基板上に設けられた第６の散乱体と、前記第１の光源から出射された光を前記第１の散乱体、前記第２の散乱体、前記第３の散乱体、前記第５の散乱体、前記第６の散乱体に導く前記基板上に設けられた第１の導波路と、前記第２の光源から出射された光を前記第４の散乱体に導く前記基板上に設けられた第２の導波路と、前記第１の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第１の受光部と、前記第２の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第２の受光部と、前記第３の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第３の受光部と、前記第５の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第４の受光部と、前記第６の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第５の受光部と、を有し、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法であって、前記第３の散乱体と前記第４の散乱体を前記第２の散乱体及び前記第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体で挟むように配置し、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体から得られる信号より前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、前記第２の散乱体と前記第５の散乱体から得られる信号より前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００１９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光情報装置は、請求項１から８のいずれかに記載の光ピックアップと、光記録媒体を回転させるモータと、前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ及び前記光ピックアップを制御する制御部とを備えることを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００２０】
前記従来の課題を解決するために、本発明のコンピュータは、請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００２１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の映像記録再生装置は、請求項１０に記載の光情報装置を備え、光記録媒体に映像を記録し、および再生することを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００２２】
前記従来の課題を解決するために、本発明のサーバーは、請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００２３】
前記従来の課題を解決するために、本発明のカーナビゲーションシステムは、請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。本構成によって、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光ピックアップによれば、フォーカス及びトラッキングを制御する信号を検出でき、記録及び再生で異なる波長の光を用いるので、光記録媒体の所望の位置に近接場光で記録及び再生を安定に行うことができる。また、光記録媒体の記録材料の選定が容易になる。また、記録時も再生用の光を使ってフォーカス及びトラッキングを制御する信号を検出するので、制御信号を検出する光で記録することはなく安定した記録を行うことができる。また、導波路を用いた集積光ピックアップであるので、小型軽量であり、アクセススピードを速くすることができる。また、フォーカス制御が可能であるので光記録媒体を傷つける可能性を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における光ピックアップと光記録媒体の位置関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における第１の金属アンテナ４と光記録媒体２０の記録材料の微粒子３０の模式図
【図４】本発明の実施の形態１における金属アンテナと光記録媒体のトラックとの位置関係を示す図
【図５】（ａ）は、第２及び第５の金属アンテナ５及び８のトラックからの距離に対する近接場光強度の変化を示すグラフ、（ｂ）は、第２及び第５の金属アンテナ５及び８を第３の金属アンテナに対してそれぞれトラックに垂直な方向（図１のｚ軸方向）に、トラックピッチＴｐの４分の１だけ離して設置したときの、第２の受光部１３からの検出信号ｔｅ１と第４の受光部１５からの検出信号ｔｅ２の変化を示すグラフ、（ｃ）はｔｅ１とｔｅ２の差としてのトラッキング信号ＴＥの変化を示すグラフ
【図６】光ピックアップと光記録媒体２０とのエアギャップの間隔と、金属アンテナからの反射光量との関係を示すグラフ
【図７】ギャップ間隔に対するフォーカスエラー信号の変化を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態１における別構成の光ピックアップの構成図
【図９】本発明の実施の形態２における光ピックアップの構成図
【図１０】本発明の実施の形態２における金属アンテナと光記録媒体のトラックとの位置関係を示す図
【図１１】本発明の実施の形態３における光情報装置の構成図
【図１２】本発明の実施の形態４におけるコンピュータの構成図
【図１３】本発明の実施の形態５における光ディスクレコーダの構成図
【図１４】本発明の実施の形態６におけるサーバーの構成図
【図１５】本発明の実施の形態７におけるカーナビゲーションシステムの構成図
【図１６】従来の光ピックアップの構成図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップ１７の構成図である。
【００２８】
図１において、１は基板、２は第１の光源、３は第２の光源、４は第１の金属アンテナ、５は第２の金属アンテナ、６は第３の金属アンテナ、７は第４の金属アンテナ、８は第５の金属アンテナ、９は第６の金属アンテナ、１０は第１の導波路、１１は第２の導波路、１２は第１の受光部、１３は第２の受光部、１４は第３の受光部、１５は第４の受光部、１６は第５の受光部である。また、図２は図１に示した光ピックアップを用いて情報が記録または再生される相変化材料で構成された微粒子が列状に配置されたトラックを有している光記録媒体２０から情報を再生している状態を図１のｚ方向から見た模式図であり、光記録媒体２０と光ピックアップ１７はｙ軸方向に、あるギャップ間隔だけ離れている。また、トラックはｚ方向に並んでおり、第１、第３、第４、第６の金属アンテナ４、６、７、９はトラックに対して平行な直線上に並んでいる。ここで、散乱体は金属アンテナで構成されている。
【００２９】
ここで、基板１は例えばシリコン基板であり、第１の光源２は、例えば波長が７８０ｎｍの半導体レーザー素子で構成され、光記録媒体２０に対し、再生用のコヒーレント光を出力する光源である。第２の光源３は、例えば波長が４０５ｎｍの半導体レーザー素子で構成され、光記録媒体２０に対し、記録用のコヒーレント光を出力する光源である。第１から第６の金属アンテナ４から９は金で形成され、三角形形状を有している。第１の導波路１０はシリコン基板を酸化させた二酸化ケイ素で構成されており、第１の光源２から出射された光を第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に光を導く５分岐の導波路である。第２の導波路１１はシリコン基板を酸化させた二酸化ケイ素で構成されており、第２の光源３から出射された光を分岐することなく第４の金属アンテナ７に光を導く導波路である。第１から第５の受光部１２から１６はシリコン基板上に形成され、光を受光して電気信号に変換する素子であり、第１の金属アンテナ４から戻ってくる光を第１の受光部１２で受光し、第２の金属アンテナ５から戻ってくる光を第２の受光部１３で受光し、第３の金属アンテナ６から戻ってくる光を第３の受光部１４で受光し、第５の金属アンテナ８から戻ってくる光を第４の受光部１５で受光し、第６の金属アンテナ９から戻ってくる光を第５の受光部１６で受光する。
【００３０】
このように構成された光ピックアップの動作について説明する。
【００３１】
光記録媒体２０から情報を再生する場合、第１の光源２はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第１の導波路１０を通って、第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に導かれる。各金属アンテナは光記録媒体２０の微粒子と共鳴状態になりプラズモン共鳴が励起され、この状態で発生した反射光が第１の導波路１０を通って第１の光源２側に戻ってくる。第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９から戻ってくる光は第１の導波路から分岐されてそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５の受光部１２、１３、１４、１５、１６に導かれ、受光された光は電気信号に変換される。ここで、後で詳細に述べるが、第２及び第５の金属アンテナ５及び８から戻ってきた光を受光して得られる第２及び第４の受光部１３及び１５からの電気信号を用いて光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を検出し、第１及び第６の金属アンテナ４及び９から戻ってきた光を受光して得られる第１及び第５の受光部１２及び１６からの電気信号を用いて、光記録媒体２０と金属アンテナとのギャップ状態を示すフォーカスエラー信号を検出する。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、再生を行う金属アンテナである第３の金属アンテナ６と光記録媒体２０のｙ軸方向の距離を常に一定になるように、光記録媒体２０と光ピックアップのｙ軸方向の位置を制御する。また、図示していないトラッキング制御手段はトラッキングエラー信号に基づき、再生を行う金属アンテナである第３の金属アンテナ６を光記録媒体２０上の所望のトラックに位置するようにその位置を制御する。また、第３の金属アンテナ６から戻ってきた光を受光して得られる第３の受光部１４からの電気信号を用いて、光記録媒体２０に記録された情報を再生する再生信号を得る。
【００３２】
また、光記録媒体２０に情報を記録する場合は、再生と同様に、第１の光源２はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第１の導波路１０を通って、第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に導かれる。各金属アンテナは光記録媒体２０の微粒子と共鳴状態になりプラズモン共鳴が励起され、この状態で発生した反射光が第１の導波路１０を通って第１の光源２側に戻ってくる。第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９から戻ってくる光は第１の導波路から分岐されてそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５の受光部１２、１３、１４、１５、１６に導かれ、受光された光は電気信号に変換される。ここで、後で詳細に述べるが、第２及び第５の金属アンテナ５及び８から戻ってきた光を受光して得られる第２及び第４の受光部１３及び１５からの電気信号を用いて光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を検出し、第１及び第６の金属アンテナ４及び９から戻ってきた光を受光して得られる第１及び第５の受光部１２及び１６からの電気信号を用いて光記録媒体２０と金属アンテナとのギャップ状態を示すフォーカスエラー信号を検出する。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、記録を行う金属アンテナである第４の金属アンテナ７と光記録媒体２０のｙ軸方向の距離を常に一定になるように、光記録媒体２０と光ピックアップのｙ軸方向の位置を制御する。また、図示していないトラッキング制御手段はトラッキングエラー信号に基づき、記録を行う金属アンテナである第４の金属アンテナ７を光記録媒体２０上の所望のトラックに位置するようにその位置を制御する。また、第２の光源３はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第２の導波路１１を通って、第４の金属アンテナ７に導かれ、この金属アンテナと光記録媒体２０の微粒子との共鳴によりプラズモン共鳴が励起され強い近接場光が発生し、光記録媒体２０に情報を記録する。
【００３３】
金属アンテナについて、詳細に述べる。図３に第１の金属アンテナ４と光記録媒体２０の記録材料の微粒子３０の模式図を示す。図３に示したように第１の金属アンテナ４は金の三角形形状になっている。図３において、第１の金属アンテナ４は三角形の頂点が微粒子３０表面にもっとも近接するように配置されており、プラズモン共鳴が励起されることにより三角形の頂点近傍に強い近接場光を発生する。非特許文献１（Ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｐｌａｓｍｏｎｓ ｉｎ ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｓｉｎｇｌｅ ｓｉｌｖｅｒ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｐａｉｒｓ： ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｔｒｏｎｇ ｉｎｔｅｒｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ， Ｌ． Ｇｕｎｎａｒｓｓｏｎ ｅｔ． ａｌ．， Ｊ． Ｐｈｙｓ． Ｃｈｅｍ． Ｂ， ２００５， １０９， １０７９−１０８７）によると、２つの金属粒子間の相互作用は金属粒子間の距離が数十ｎｍ以下であるときに顕著に現れ、数ｎｍでさらに顕著になる。つまり、金属アンテナと微粒子３０表面との距離は数十ｎｍ以下であることが好ましく、数ｎｍであることがより好ましい。なお、図３では特に図示していないが、第２から第６の金属アンテナ５から９についても第１の金属アンテナ４と同様に配置され、三角形の頂点近傍に強い近接場を発生する。
【００３４】
次に、トラッキングエラー信号検出について詳細に述べる。上記したようにトラッキングエラー信号検出には第２及び第５の金属アンテナ５及び８を使用する。まず、図４に光記録媒体２０のトラックに対する各金属アンテナの位置関係を示す。第１、第３、第４、第６の金属アンテナ４、６、７、９はトラックに対して平行な直線上に配置されている。図５ａは第２及び第５の金属アンテナ５及び８のトラックからの距離に対する近接場光強度の変化を示している。一般に、プラズモン共鳴の共鳴条件は共鳴素子の周囲の媒質の誘電率に大きく依存する。そのため、第２及び第５の金属アンテナ５及び８の形状を、第１の光源２の光の周波数に対して微粒子３０上にてプラズモン共鳴条件が満たされるように設計すれば、発生する近接場光強度は図５ａのようにトラック位置で最大となり、トラック位置からの距離がトラック周期の半分となる位置で最小となる。次に、図５ｂは第２及び第５の金属アンテナ５及び８を第３の金属アンテナ６に対してそれぞれトラックに垂直な方向（図１のｚ軸方向）に、トラックピッチＴｐの４分の１だけ離して設置したときの、第２の受光部１３からの検出信号ｔｅ１と第４の受光部１５からの検出信号ｔｅ２の変化を示している。また、図５ｃはｔｅ１とｔｅ２の差としてのトラッキング信号ＴＥの変化を示すグラフである。このように、第２及び第５の金属アンテナ５及び８を再生及び記録を行うアンテナである第３及び第４の金属アンテナ６及び７に対してそれぞれトラックに垂直な方向に、トラックピッチＴｐの４分の１だけ離して設置しているため、検出信号ｔｅ１とｔｅ２の差を最大とすることができ、高精度なトラッキング信号を得ることができる。この状態は、図１に示したように第２の金属アンテナ５のｚ方向の位置及び第５の金属アンテナ８のｚ方向の位置が再生に用いる第３の金属アンテナ６と記録に用いる第４の金属アンテナ７のｚ方向の位置に対してずれていることで対応している。ここで、第２及び第５の金属アンテナ５及び８を再生及び記録を行うアンテナである第３及び第４の金属アンテナ６及び７に対してそれぞれトラックに垂直な方向に、トラックピッチＴｐの４分の１が望ましいが、８分の１から８分の３であればトラッキングエラー信号の振幅は問題ないレベルになる。また、第２の金属アンテナ５のｘ方向の位置及び第５の金属アンテナ８のｘ方向の位置の中間位置が第３の金属アンテナ６と第４の金属アンテナ７のｘ方向の中間位置と一致するように構成されている。これにより、得られたトラッキングエラー信号で第３の金属アンテナ６と第４の金属アンテナ７の両方の制御を安定に行うことができる。
【００３５】
また、トラッキングエラー信号を検出するために、記録時及び再生時のどちらも再生に用いられる光で励起されたプラズモンによる近接場光を用いてトラッキングエラー信号を検出するので、トラッキングエラー信号を検出する近接場光で記録することはなく安定した記録を行うことができる。
【００３６】
次に、フォーカスエラー信号検出について詳細に述べる。上記したようにフォーカスエラー信号検出には第１及び第６の金属アンテナ４及び９を使用する。ここで、金属アンテナが三角形状の場合、頂点から底辺までの距離を変えることであるギャップ間隔でプラズモン共鳴が最大になり、近接場光がもっとも強くすることができる。そこで、第１、第３、第６の金属アンテナ４、６、９の形状をそれぞれギャップ間隔ａ、ギャップ間隔ｂ、ギャップ間隔ｃのときにプラズモン共鳴による近接場光が強く発生するような形状にする。このように決定された金属アンテナの構造において、図２における光ピックアップと光記録媒体２０とのエアギャップの間隔を横軸に取り、金属アンテナからの反射光量を縦軸にとると、図６に示すグラフの関係となる。ここで、図６における曲線Ｐ１、曲線Ｐ２、および、曲線Ｐ３は、それぞれ、図１における第１の金属アンテナ４からの反射光の光量（Ｐ１）、第３の金属アンテナ６からの反射光の光量（Ｐ２）、第６の金属アンテナ９からの反射光の光量（Ｐ３）を示す。図６において、ギャップ間隔がａ、ｂ、ｃのときに、第１の金属アンテナ４、第３の金属アンテナ６、第６の金属アンテナ９においてプラズモン共鳴が起こり、近接光が強く発生するため、逆に、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれの曲線における反射光量は減少し、極小値を取る。ここで、第１の金属アンテナ４から反射される光は第１の受光部１２で受光され、電気信号に変換され、第６の金属アンテナ９からの反射光は第５の受光部１６で受光され、電気信号に変換される。これらの電気信号の差分を取ることで、ギャップ間隔に比例したフォーカスエラー信号が検出される。
【００３７】
図７は、エアギャップと、フォーカスエラー信号の関係を示すグラフであり、ギャップ間隔に対しフォーカスエラー信号はＳ字曲線を描く。したがって、図７に示すように、ギャップ間隔がａからｃの範囲において、ギャップ間隔ｇが第３の金属アンテナ６の最適なギャップ間隔ｂより小さい場合（ａ＜ｇ＜ｂ）ではギャップ間隔を広げるように、また、ギャップ間隔ｇが第３の金属アンテナ６の最適なギャップ間隔ｂより大きい場合（ｂ＜ｇ＜ｃ）ではギャップ間隔を狭めるように、フィードバック制御をかければ、ギャップ間隔がｂとなるように収束していく。
【００３８】
ギャップ間隔がｂに収束した場合、第３の金属アンテナ６においてプラズモン励起による近接場光が発生するため、第３の金属アンテナ６により光記録媒体２０に対し、情報の再生を行うことが可能となる。また、第４の金属アンテナ７の形状もギャップ間隔ｂのときにプラズモン共鳴による近接場光が強く発生するような形状にする。このようにしておけば、ギャップ間隔がｂに収束した場合、第４の金属アンテナ７により光記録媒体２０に対し、情報の記録を行うことが可能となる。
【００３９】
また、第１の金属アンテナ４のｘ方向の位置及び第６の金属アンテナ９のｘ方向の位置の中間位置が第３の金属アンテナ６と第４の金属アンテナ７のｘ方向の中間位置と一致するように構成されている。これにより、得られたフォーカスエラー信号で第３の金属アンテナ６と第４の金属アンテナ７の両方の制御を安定に行うことができる。
【００４０】
また、フォーカスエラー信号を検出するために、記録時及び再生時のどちらも再生に用いられる光で励起されたプラズモンによる近接場光を用いてフォーカスエラー信号を検出するので、フォーカスエラー信号を検出する近接場光で記録することはなく安定した記録を行うことができる。
【００４１】
さらに、円盤状の記録媒体を考えた場合、トラックは円周状になるので、トラッキングエラーを検出する第２及び第５の金属アンテナ５及び８の間隔が大きくなると第２及び第５の金属アンテナ５及び８のｚ方向の位置が、トラックに対してアンバランスになり、良好なトラッキングエラー信号が得られなくなる。そこで、図１に示したように再生及び記録を行う第３及び第４の金属アンテナ６及び７をトラッキングエラー信号を検出する第２及び第５の金属アンテナ５及び８で挟み、それらをフォーカスエラー信号を検出する第１及び第６の金属アンテナ４及び９で挟む配置にすることで、良好なトラッキング信号を得ることができる。
【００４２】
本実施の形態によれば、再生と記録で光源を変え、再生に用いる光を５分岐させてトラッキングエラー信号の検出及びフォーカスエラー信号の検出を行うことで、光記録媒体の記録材料の選定を容易にし、また、記録時にトラッキングエラー信号検出及びフォーカスエラー信号検出を行うアンテナで記録してしまうことがない。
【００４３】
また、記録用の光を分離してトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出しないので、記録に用いる光の利用効率を高めることができ、記録に用いる光源の出力を小さくすることができる。
【００４４】
さらに、再生及び記録を行う第３及び第４の金属アンテナ６及び７をトラッキングエラー信号を検出する第２及び第５の金属アンテナ５及び８で挟み、それらをフォーカスエラー信号を検出する第１及び第６の金属アンテナ４及び９で挟む配置にすることで、円盤状の光記録媒体に対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００４５】
また、導波路構成で光ピックアップを小型、軽量化しているので、アクセススピードを高めることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では金属アンテナが基板の端面に形成されているが、図８に示すように基板内に形成しても何ら問題ない。これであれば、基板端面に段差をつける処理が不要で作製が容易になる。
【００４７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における光ピックアップを図面を参照して説明する。図９は、本発明の実施の形態２における光ピックアップの構成図である。本実施の形態が上記した実施の形態１と異なるのは、基板の端面形状が平面になっており、この平面に金属アンテナが配置されていることと、第１から第６の金属アンテナ４から９はトラックに対して斜めに配置されていることに関する点のみであり、それ以外は、実施の形態１と同様である。従って、本実施の形態において、特に説明のないものについては実施の形態１と同じとし、実施の形態１と同一符号を付与している構成部材については、特に説明のない限り、実施の形態１と同様の機能を持つものとする。
【００４８】
このように構成された光ピックアップの動作について説明する。
【００４９】
光記録媒体２０から情報を再生する場合、第１の光源２はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第１の導波路１０を通って、第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に導かれる。各金属アンテナは光記録媒体２０の微粒子と共鳴状態になりプラズモン共鳴が励起され、この状態で発生した反射光が第１の導波路１０を通って第１の光源２側に戻ってくる。第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９から戻ってくる光は第１の導波路から分岐されてそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５の受光部１２、１３、１４、１５、１６に導かれ、受光された光は電気信号に変換される。ここで、後で詳細に述べるが、第２及び第５の金属アンテナ５及び８から戻ってきた光を受光して得られる第２及び第４の受光部１３及び１５からの電気信号を用いて光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を検出し、第１及び第６の金属アンテナ４及び９から戻ってきた光を受光して得られる第１及び第５の受光部１２及び１６からの電気信号を用いて光記録媒体２０と金属アンテナとのギャップ状態を示すフォーカスエラー信号を検出する。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、再生を行う金属アンテナである第３の金属アンテナ６と光記録媒体２０のｙ軸方向の距離を常に一定になるように、光記録媒体２０と光ピックアップのｙ軸方向の位置を制御する。また、図示していないトラッキング制御手段はトラッキングエラー信号に基づき、再生を行う金属アンテナである第３の金属アンテナ６を光記録媒体２０上の所望のトラックに位置するようにその位置を制御する。また、第３の金属アンテナ６から戻ってきた光を受光して得られる第３の受光部１４からの電気信号を用いて、光記録媒体２０に記録された情報を再生する再生信号を得る。
【００５０】
また、光記録媒体２０に情報を記録する場合は、再生と同様に、第１の光源２はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第１の導波路１０を通って、第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９に導かれる。各金属アンテナは光記録媒体２０の微粒子と共鳴状態になりプラズモン共鳴が励起され、この状態で発生した反射光が第１の導波路１０を通って第１の光源２側に戻ってくる。第１、第２、第３、第５、第６の金属アンテナ４、５、６、８、９から戻ってくる光は第１の導波路から分岐されてそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５の受光部１２、１３、１４、１５、１６に導かれ、受光された光は電気信号に変換される。ここで、後で詳細に述べるが、第２及び第５の金属アンテナ５及び８から戻ってきた光を受光して得られる第２及び第４の受光部１３及び１５からの電気信号を用いて光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を検出し、第１及び第６の金属アンテナ４及び９から戻ってきた光を受光して得られる第１及び第５の受光部１２及び１６からの電気信号を用いて光記録媒体２０と金属アンテナとのギャップ状態を示すフォーカスエラー信号を検出する。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、記録を行う金属アンテナである第４の金属アンテナ７と光記録媒体２０のｙ軸方向の距離を常に一定になるように、光記録媒体２０と光ピックアップのｙ軸方向の位置を制御する。また、図示していないトラッキング制御手段はトラッキングエラー信号に基づき、記録を行う金属アンテナである第４の金属アンテナ７を光記録媒体２０上の所望のトラックに位置するようにその位置を制御する。また、第２の光源３はｙ軸に平行な直線偏光の光を出射し、出射された光は第２の導波路１１を通って、第４の金属アンテナ７に導かれ、この金属アンテナと光記録媒体２０の微粒子との共鳴によりプラズモン共鳴が励起され強い近接場光が発生し、光記録媒体２０に情報を記録する。
【００５１】
まず、図１０に光記録媒体２０のトラックに対する各金属アンテナの位置関係を示す。第１から第６の金属アンテナ４から９は直線上に配置されており、この直線はトラックと交差している。このような状態でのトラッキングエラー信号の検出について述べる。第２及び第５の金属アンテナ５及び８は実施の形態１と同様にトラックに直交する方向にそれぞれトラックピッチのＴｐの４分の１だけ離して設置されているので図５ｃに示したのと同様のトラッキングエラー信号を検出できる。ただし、第２及び第５の金属アンテナ５及び８のｘ軸方向の位置の中間位置が第３及び第４の金属アンテナ６及び７のｘ軸方向の位置の中間位置に一致しているので、トラッキングエラー信号を０にすると第３及び第４の金属アンテナ６及び７のｘ軸方向の位置の中間位置がトラック上にくることになる。すなわち、再生を行う第３の金属アンテナ６及び記録を行う第４の金属アンテナ７はトラックに対してずれることになる。このずれ量は金属アンテナの配置より求めることができるので、再生を行う場合はトラッキングエラー信号が０からオフセットさせた値（＋α）になるように制御を行い、記録を行う場合はトラッキングエラー信号が０からオフセットさせた値（−α）になるように制御を行う。これにより、再生時は第３の金属アンテナ６がトラック上にくるように制御でき、安定な再生を行うことができる。また、記録時は第４の金属アンテナ７がトラック上にくるように制御でき、安定な記録を行うことができる。
【００５２】
ここで、第２及び第５の金属アンテナ５及び８を再生及び記録を行うアンテナである第３及び第４の金属アンテナ６及び７に対してそれぞれトラックに垂直な方向に、トラックピッチＴｐの４分の１が望ましいが、８分の１から８分の３であればトラッキングエラー信号の振幅は問題ないレベルになる。
【００５３】
フォーカスエラー信号については実施の形態１で述べたのと同様であり、図７に示したフォーカスエラー信号を検出することができる。
【００５４】
また、金属アンテナが配置されている端面が平面であるので、実施の形態１よりも作製が容易になる。
【００５５】
本実施の形態によれば、再生と記録で光源を変え、再生に用いる光を５分岐させてトラッキングエラー信号検出及びフォーカスエラー信号検出することで、光記録媒体の記録材料の選定を容易にし、また、記録時にトラッキングエラー信号検出及びフォーカスエラー信号検出を行うアンテナで記録してしまうことがない。
【００５６】
また、記録用の光を分離してトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出しないので、記録に用いる光の利用効率を高めることができ、光源の出力を小さくすることができる。
【００５７】
さらに、再生及び記録を行う第３及び第４の金属アンテナ６及び７をトラッキングエラー信号を検出する第２及び第５の金属アンテナ５及び８で挟み、それらをフォーカスエラー信号を検出する第１及び第６の金属アンテナ４及び９で挟む配置にすることで、円盤状の光記録媒体に対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００５８】
また、導波路構成で光ピックアップを小型、軽量化しているので、アクセススピードを高めることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態では金属アンテナが基板端面に形成されているが、実施の形態１で述べたのと同様、基板内部に形成しても何ら問題はない。
【００６０】
なお、上記の実施の形態１及び２では金属アンテナを金で構成しているが銀、銅、チタン、アルミ、クロムなどの金属で構成しても問題はない。また、すべての金属アンテナを同一金属で構成しているが、異なる材料で構成しても何ら問題はない。例えば、フォーカス用金属アンテナはその形状を変えることでプラズモン共鳴を起こすギャップ間隔を変えるために三角形の形状を変えているが金属を変えて構成すれば同じ形状にすることが可能である。
【００６１】
また、上記の実施の形態１及び２では金属アンテナを三角形状にしているが、例えば、長方形、菱形などのプラズモン共鳴を起こす形状であればどのような形状でも問題はない。
【００６２】
また、上記の実施の形態１及び２では基板１に、第１及び第２の光源２及び３が貼り合わされているが、光源が基板から離れており、光源から出射された光をレンズで基板端面に絞り込んで導波路とカップリングしても良い。また、光源から出射された光を光ファイバで導波路近くに導いても何ら問題はない。
【００６３】
以上のように、実施の形態１、および、実施の形態２における光ピックアップは、主に下記の構成を有している。
【００６４】
すなわち、実施の形態１、および、実施の形態２における光ピックアップは、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップであって、第１の光源と、第１の光源と波長が異なる第２の光源と、基板と、基板上に設けられた第１の散乱体と、基板上に設けられた第２の散乱体と、基板上に設けられた第３の散乱体と、基板上に設けられた第４の散乱体と、基板上に設けられた第５の散乱体と、基板上に設けられた第６の散乱体と、第１の光源から出射された光を第１の散乱体、第２の散乱体、第３の散乱体、第５の散乱体、第６の散乱体に導く基板上に設けられた第１の導波路と、第２の光源から出射された光を第４の散乱体に導く基板上に設けられた第２の導波路と、第１の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第１の受光部と、第２の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第２の受光部と、第３の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第３の受光部と、第５の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第４の受光部と、第６の散乱体からの反射光を受光し基板上に設けられた第５の受光部と、を有している。このとき、第３の散乱体と第４の散乱体は、第２の散乱体及び第５の散乱体で挟むように配置され、さらに、第１の散乱体と第６の散乱体で挟むように配置される。そして、第１の散乱体と第６の散乱体から得られる信号により、第３の散乱体もしくは第４の散乱体と、光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出する。また、第２の散乱体と第５の散乱体から得られる信号により、第３の散乱体もしくは第４の散乱体と、光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出する。
【００６５】
以上の構成によれば、プラズモン励起による近接場光でフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を安定に検出でき、光記録媒体に安定に情報を記録または再生を行うことができる。
【００６６】
また、実施の形態１、および、実施の形態２における光ピックアップにおいては、第３の受光部からの信号を基に、光記録媒体から情報を再生しても良い。また、第４の散乱体を用いて、光記録媒体に情報を記録しても良い。
【００６７】
また、実施の形態１における光ピックアップにおいては、基板の端面に凹部と凸部が存在し、凹部には第３の散乱体もしくは第５の散乱体のどちらか一方が存在し、凸部には第３の散乱体もしくは第５の散乱体のどちらか一方が配置されていても良い。
【００６８】
これにより、第３の散乱体及び第４の散乱体のトラッキング方向の位置制御において、どちらの場合もオフセットを与えずに行うことができる。このため、記録または再生時のトラッキング制御が容易になる。
【００６９】
また、実施の形態１における光ピックアップにおいては、基板の端面に対して凹部は光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有し、基板の端面に対して凸部は光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有していても良い。
【００７０】
この構成により、トラッキングエラー信号の振幅が、制御可能となるために十分な大きさになるので、制御性能が安定になる。
【００７１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態２では、本発明の光情報装置の一例について説明する。実施の形態２の光情報装置は、光記録媒体２０に対して信号の記録及び再生を行う装置である。
【００７２】
図１１に実施の形態２の光情報装置１１０の構成を模式的に示す。図１１において、１１１はモータ、１１２は制御部、１１３はターンテーブル、１１４はクランパー、１１５はサスペンション、１１６は光ピックアップの駆動手段である。光ピックアップ１７については、実施の形態１で説明したものと同様であるため、重複する説明は省略する。
【００７３】
図１１において光記録媒体２０は、ターンテーブル１１３に搭載され、クランパー１１４により保持され、モータ１１１によって回転される。実施の形態１に示した光ピックアップ１７は、サスペンション１１５で支えられ、光記録媒体２０との位置関係に対応して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を制御部１１２へ送る。制御部１１２はこの信号に対応して、光ピックアップの駆動手段１１６へ、信号を送る。この信号によって、光ピックアップ１７は、光記録媒体２０に対してフォーカス制御、トラッキング制御を行い、情報の再生、記録を行う。
【００７４】
本実施の形態の光情報装置１１０は、実施の形態１の光ピックアップ１７を有しているので、金属アンテナでのプラズモン共鳴による近接場光を用いて光ピックアップを光記録媒体に対して位置制御を行うことができ、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができる。
【００７５】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、実施の形態３の光情報装置を具備した、コンピュータの一例について説明する。
【００７６】
図１２に実施の形態４のコンピュータの構成を模式的に示す。コンピュータは実施の形態３の光情報装置１２１と、情報の入力を行うためのキーボード１２２と、情報の表示を行うためのモニター１２３とを備える。
【００７７】
上述の実施の形態３の光情報装置を外部記憶装置として具備したコンピュータは、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができる広い用途に使用できる。光情報装置はその大容量性を生かして、コンピュータ内のハードディスクのバックアップをとったり、メディア（光ディスク）が安価で携帯が容易であること、他の光情報装置でも情報が読み出せるという互換性があることを生かして、プログラムやデータを人と交換したり、自分用に持ち歩いたりすることができる。
【００７８】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５では、実施の形態３の光情報装置を具備した、映像記録再生装置（光ディスクレコーダー）の一例について説明する。
【００７９】
図１３に実施の形態５の映像記録再生装置（光ディスクレコーダー）の構成を模式的に示す。映像記録再生装置１３１は実施の形態３の光情報装置（図示せず）を内蔵しており、記録している映像の表示を行うためのモニター１３２と接続されて使用される。
【００８０】
上述の実施の形態３の光情報装置を具備した、映像記録再生装置１３１は、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができるので、広い用途に使用できる。映像記録再生装置はメディア（光ディスク）に映像を記録し、好きな時にそれを再生することができる。光ディスクではテープのように記録後や再生後に巻き戻しの作業が必要なく、ある番組を記録しながらその番組の先頭部分を再生する追っかけ再生や、ある番組を記録しながら以前に記録した番組を再生する同時記録再生が可能となる。メディアが安価で携帯が容易であること、他の映像記録再生装置でも情報が読み出せるという互換性があることを生かして、記録した映像を人と交換したり、自分用に持ち歩いたりすることができる。
【００８１】
なお、ここでは光情報装置だけを備える場合について述べたが、ハードディスクを内蔵していても良いし、ビデオテープの録画再生機能を内蔵していても良い。その場合映像の一時退避や、バックアップが容易にできる。
【００８２】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６では、実施の形態３の光情報装置を具備した、サーバーの一例について説明する。
【００８３】
図１４に実施の形態６のサーバーの構成を模式的に示す。サーバー１４１は実施の形態３の光情報装置１４２と、情報の表示を行うためのモニター１４３と、情報の入力を行うためのキーボード１４４とを備え、ネットワーク１４５と接続されている。
【００８４】
上述の実施の形態３の光情報装置１４２を外部記憶装置として具備した、サーバーは、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができるので、広い用途に使用できる。光情報装置はその大容量性を生かして、ネットワーク１４５からの要求に応じ、光ディスクに記録されている情報（画像、音声、映像、ＨＴＭＬ文書、テキスト文書等）を送出する。また、ネットワークから送られてくる情報をその要求された場所に記録する。
【００８５】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７では、実施の形態３の光情報装置を具備した、カーナビゲーションシステムの一例について説明する。
【００８６】
図１５に実施の形態７のカーナビゲーションシステムの構成を模式的に示す。カーナビゲーションシステムは実施の形態３の光情報装置（図示せず）を内蔵しており、地形や行き先情報の表示を行うための液晶モニター１５１と接続されて使用される。
【００８７】
上述の実施の形態３の光情報装置を具備した、カーナビゲーションシステムは、大容量の光記録媒体に対して情報の記録及び再生を安定に行うことができるので、広い用途に使用できる。カーナビゲーションシステムはメディア（光ディスク）に記録された地図情報と、地上位置確定システム（ＧＰＳ）や、ジャイロスコープ、速度計、走行距離計等の情報を元に、現在位置を割り出しその位置を、液晶モニター上に表示する。また行き先を入力すると、地図情報や道路情報をもとに行き先までの最適な経路を割り出し、それを液晶モニターに表示する。
【００８８】
地図情報を記録するために大容量の光ディスクを用いることで、一枚のディスクで広い地域をカバーして細かい道路情報を提供することができる。また、その道路近辺に付随する、レストランやコンビニエンスストア、ガソリンスタンドなどの情報も同時に光ディスクに格納して提供することができる。さらに、道路情報は時間がたつと古くなり、現実と合わなくなるが、光ディスクは互換性がありメディアが安価であるため、新しい道路情報を収めたディスクと交換することで最新の情報を得ることができる。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づく他の実施の形態に適用することができる。
【００９０】
また、上記実施の形態では、光のみによって情報を記録する光記録媒体について述べたが、光および磁気によって情報を記録する光記録媒体についても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００９１】
また、上記実施の形態では、光記録媒体が光ディスクである場合について説明したが、カード状の光記録媒体など、類似の機能を実現する光学的情報記録再生装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る光ピックアップ、及び光情報装置は、プラズモン励起による近接場光を用いて光記録媒体に高密度で、安定した情報の記録または再生が可能になる。よって、この応用機器である大容量の光ディスクレコーダやコンピュータ用メモリ装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 基板
２ 第１の光源
３ 第２の光源
４ 第１の金属アンテナ
５ 第２の金属アンテナ
６ 第３の金属アンテナ
７ 第４の金属アンテナ
８ 第５の金属アンテナ
９ 第６の金属アンテナ
１０ 第１の導波路
１１ 第２の導波路
１２ 第１の受光部
１３ 第２の受光部
１４ 第３の受光部
１５ 第４の受光部
１６ 第５の受光部
１７ 光ピックアップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源と、
前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、
基板と、
前記基板上に設けられた第１の散乱体と、
前記基板上に設けられた第２の散乱体と、
前記基板上に設けられた第３の散乱体と、
前記基板上に設けられた第４の散乱体と、
前記基板上に設けられた第５の散乱体と、
前記基板上に設けられた第６の散乱体と、
前記第１の光源から出射された光を前記第１の散乱体、前記第２の散乱体、前記第３の散乱体、前記第５の散乱体、前記第６の散乱体に導く前記基板上に設けられた第１の導波路と、
前記第２の光源から出射された光を前記第４の散乱体に導く前記基板上に設けられた第２の導波路と、
前記第１の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第１の受光部と、
前記第２の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第２の受光部と、
前記第３の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第３の受光部と、
前記第５の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第４の受光部と、
前記第６の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第５の受光部と、
を有し、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップであって、
前記第３の散乱体と前記第４の散乱体を前記第２の散乱体及び前記第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体で挟むように配置し、
前記第１の散乱体と前記第６の散乱体から得られる信号により、前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、
前記第２の散乱体と前記第５の散乱体から得られる信号により、前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記第１から第６の散乱体は前記基板の端面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記基板の端面に凹部と凸部が存在し、前記凹部には前記第３の散乱体もしくは前記第５の散乱体のどちらか一方が存在し、前記凸部には前記第３の散乱体もしくは前記第５の散乱体のどちらか一方が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記基板の端面に対して前記凹部は前記光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有し、前記基板の端面に対して前記凸部は前記光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有していることを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記基板の端面が一平面であることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記基板内に前記第１から第６の散乱体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記第１から第６の散乱体は、金、銀、銅、チタン、アルミ、クロムのどれかで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記第１から第６の散乱体は、三角形、長方形、菱形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
第１の光源と、
前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、
基板と、
前記基板上に設けられた第１の散乱体と、
前記基板上に設けられた第２の散乱体と、
前記基板上に設けられた第３の散乱体と、
前記基板上に設けられた第４の散乱体と、
前記基板上に設けられた第５の散乱体と、
前記基板上に設けられた第６の散乱体と、
前記第１の光源から出射された光を前記第１の散乱体、前記第２の散乱体、前記第３の散乱体、前記第５の散乱体、前記第６の散乱体に導く前記基板上に設けられた第１の導波路と、
前記第２の光源から出射された光を前記第４の散乱体に導く前記基板上に設けられた第２の導波路と、
前記第１の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第１の受光部と、
前記第２の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第２の受光部と、
前記第３の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第３の受光部と、
前記第５の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第４の受光部と、
前記第６の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第５の受光部と、
を有し、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法であって、
前記第３の散乱体と前記第４の散乱体を前記第２の散乱体及び前記第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体で挟むように配置し、
前記第１の散乱体と前記第６の散乱体から得られる信号により、前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、
前記第２の散乱体と前記第５の散乱体から得られる信号により、前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の光ピックアップと、
光記録媒体を回転させるモータと、
前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ及び前記光ピックアップを制御する制御部とを備えることを特徴とする光情報装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とするコンピュータ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の光情報装置を備え、光記録媒体に映像を記録し、および再生することを特徴とする映像記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とするサーバー。
【請求項１４】
請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とするカーナビゲーションシステム。
【請求項１】
第１の光源と、
前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、
基板と、
前記基板上に設けられた第１の散乱体と、
前記基板上に設けられた第２の散乱体と、
前記基板上に設けられた第３の散乱体と、
前記基板上に設けられた第４の散乱体と、
前記基板上に設けられた第５の散乱体と、
前記基板上に設けられた第６の散乱体と、
前記第１の光源から出射された光を前記第１の散乱体、前記第２の散乱体、前記第３の散乱体、前記第５の散乱体、前記第６の散乱体に導く前記基板上に設けられた第１の導波路と、
前記第２の光源から出射された光を前記第４の散乱体に導く前記基板上に設けられた第２の導波路と、
前記第１の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第１の受光部と、
前記第２の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第２の受光部と、
前記第３の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第３の受光部と、
前記第５の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第４の受光部と、
前記第６の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第５の受光部と、
を有し、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップであって、
前記第３の散乱体と前記第４の散乱体を前記第２の散乱体及び前記第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体で挟むように配置し、
前記第１の散乱体と前記第６の散乱体から得られる信号により、前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、
前記第２の散乱体と前記第５の散乱体から得られる信号により、前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記第１から第６の散乱体は前記基板の端面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記基板の端面に凹部と凸部が存在し、前記凹部には前記第３の散乱体もしくは前記第５の散乱体のどちらか一方が存在し、前記凸部には前記第３の散乱体もしくは前記第５の散乱体のどちらか一方が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記基板の端面に対して前記凹部は前記光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有し、前記基板の端面に対して前記凸部は前記光記録媒体のトラックピッチの１／８以上３／８以下の段差を有していることを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記基板の端面が一平面であることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記基板内に前記第１から第６の散乱体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記第１から第６の散乱体は、金、銀、銅、チタン、アルミ、クロムのどれかで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記第１から第６の散乱体は、三角形、長方形、菱形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
第１の光源と、
前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、
基板と、
前記基板上に設けられた第１の散乱体と、
前記基板上に設けられた第２の散乱体と、
前記基板上に設けられた第３の散乱体と、
前記基板上に設けられた第４の散乱体と、
前記基板上に設けられた第５の散乱体と、
前記基板上に設けられた第６の散乱体と、
前記第１の光源から出射された光を前記第１の散乱体、前記第２の散乱体、前記第３の散乱体、前記第５の散乱体、前記第６の散乱体に導く前記基板上に設けられた第１の導波路と、
前記第２の光源から出射された光を前記第４の散乱体に導く前記基板上に設けられた第２の導波路と、
前記第１の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第１の受光部と、
前記第２の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第２の受光部と、
前記第３の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第３の受光部と、
前記第５の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第４の受光部と、
前記第６の散乱体からの反射光を受光し、前記基板上に設けられた第５の受光部と、
を有し、光記録媒体に情報を記録または再生する光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法であって、
前記第３の散乱体と前記第４の散乱体を前記第２の散乱体及び前記第５の散乱体で挟むように配置し、さらに、前記第１の散乱体と前記第６の散乱体で挟むように配置し、
前記第１の散乱体と前記第６の散乱体から得られる信号により、前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体とのギャップ間隔を示すフォーカスエラー信号を検出し、
前記第２の散乱体と前記第５の散乱体から得られる信号により、前記第３の散乱体もしくは前記第４の散乱体と、前記光記録媒体の情報を記録または再生する所望の位置との位置関係を示すトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする光ピックアップのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の光ピックアップと、
光記録媒体を回転させるモータと、
前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ及び前記光ピックアップを制御する制御部とを備えることを特徴とする光情報装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とするコンピュータ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の光情報装置を備え、光記録媒体に映像を記録し、および再生することを特徴とする映像記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とするサーバー。
【請求項１４】
請求項１０に記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とするカーナビゲーションシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８９２６６（Ｐ２０１３−８９２６６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７５２６（Ｐ２０１１−２２７５２６）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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