(57)【要約】  光情報装置は、第１の散乱体（９）、第２の散乱体（１０）及び第３の散乱体（１１）と、複数の光ビームを生成する回折素子（４）と、第１の散乱体（９）、第２の散乱体（１０）及び第３の散乱体（１１）のうちの第１の散乱体（９）及び第３の散乱体（１１）に、複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導く対物レンズ（６）と、第１の散乱体（９）及び第３の散乱体（１１）からの反射光量の変化に基づいて、第１の散乱体（９）及び第３の散乱体（１１）と情報媒体１２とのギャップ間隔を検出する演算回路（１７）とを備える。
2012140876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の散乱体と、
複数の光ビームを生成する光ビーム生成部と、
前記複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く導光部と、
前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、前記少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする光情報装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの散乱体からの前記反射光量は、互いに異なる前記ギャップ間隔において、最も小さくなることを特徴とする請求項１記載の光情報装置。
【請求項３】
前記導光部は、前記複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導き、
前記２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する２つの受光素子をさらに備え、
前記検出部は、前記２つの受光素子からそれぞれ出力される前記電気信号の差分に基づいて、前記ギャップ間隔を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の光情報装置。
【請求項４】
前記導光部は、前記複数の散乱体のうち、前記少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に、前記複数の光ビームのうち、前記少なくとも２つの光ビームとは異なる少なくとも１つの光ビームを導き、
前記少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、前記情報媒体に情報が記録される、又は、前記情報媒体から情報が再生されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項５】
前記複数の散乱体は、前記複数の光ビームが照射されることにより、プラズモン光を発生させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つの散乱体は、前記少なくとも１つの散乱体に隣接して配置されていることを特徴とする請求項４記載の光情報装置。
【請求項７】
前記導光部は、前記複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導き、
前記２つの散乱体からの前記反射光量は、互いに異なる２つのギャップ間隔において、最も小さくなり、
前記２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する２つの受光素子をさらに備え、
前記検出部は、前記２つの受光素子からそれぞれ出力される前記電気信号の差分に基づいて、前記ギャップ間隔を検出し、
前記差分が最も小さくなる前記２つのギャップ間隔において、前記少なくとも１つの散乱体からの反射光量は、最も小さくなることを特徴とする請求項４記載の光情報装置。
【請求項８】
前記導光部は、前記複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導き、
前記２つの散乱体のうちの一方の散乱体からの前記反射光量は、第１のギャップ間隔において、最も小さくなり、
前記２つの散乱体のうちの他方の散乱体からの前記反射光量は、前記第１のギャップ間隔よりも大きい第２のギャップ間隔において、最も小さくなり、
前記２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する２つの受光素子をさらに備え、
前記検出部は、前記２つの受光素子からそれぞれ出力される前記電気信号の差分に基づいて、前記ギャップ間隔を検出し、
情報が記録又は再生される際の、前記少なくとも１つの散乱体と前記情報媒体とのギャップ間隔である第３のギャップ間隔は、前記第１のギャップ間隔以上、かつ、前記第２のギャップ間隔以下であることを特徴とする請求項４記載の光情報装置。
【請求項９】
前記複数の散乱体の形状はそれぞれ異なることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項１０】
前記光ビーム生成部は、
光ビームを出射する光源と、
前記光源からの光ビームを複数の光ビームに分岐する光学素子と、
を含み、
前記導光部は、前記光学素子によって分岐された前記複数の光ビームを収束させる対物レンズを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項１１】
前記複数の散乱体は、前記情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有する平面基板の前記平坦部の表面に形成されている、又は、前記平面基板の内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項１２】
前記対物レンズの形状は、半球形状又は超半球形状であり、
前記対物レンズは、前記情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有し、
前記複数の散乱体は、前記平坦部の表面に形成されている、又は、前記対物レンズの内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項１０記載の光情報装置。
【請求項１３】
前記対物レンズは、少なくとも２つ以上のレンズを含み、
前記少なくとも２つ以上のレンズのうち、前記情報媒体に対向するレンズは、半球形状又は超半球形状のソリッドイマージョンレンズであり、
前記ソリッドイマージョンレンズは、前記情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有し、
前記複数の散乱体は、前記平坦部の表面に形成されている、又は、前記ソリッドイマージョンレンズの内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項１０記載の光情報装置。
【請求項１４】
前記光ビーム生成部は、光ビームを出射する光源を含み、
前記導光部は、
前記光源からの前記光ビームを導く光導波路と、
前記光導波路を伝搬する前記光ビームを収束させるテーパー導波路と、
を含み、
前記複数の散乱体のうち、前記少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、前記情報媒体に情報が記録される、又は、前記情報媒体から情報が再生されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項１５】
前記光ビーム生成部は、光ビームを出射する複数の光源を含み、
前記導光部は、前記複数の光源のうち、少なくとも１つの光源からの光ビームを、前記複数の散乱体のうち、前記少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に導き、
前記少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、前記情報媒体に情報が記録される、又は、前記情報媒体から情報が再生され、
前記導光部は、前記複数の光源のうち、前記少なくとも１つの光源とは異なる別の少なくとも１つの光源からの光ビームを、前記少なくとも２つの散乱体に導き、
前記検出部は、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、前記少なくとも２つの散乱体と前記情報媒体とのギャップ間隔を検出することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項１６】
前記情報媒体上には複数のトラックが形成されており、
前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、前記散乱体とトラックとの距離に応じて変化し、
前記少なくとも２つの散乱体のうちの少なくとも１つが、前記複数のトラックのうちの少なくとも２つのトラックと相互作用することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項１７】
前記情報媒体上には複数のトラックが形成されており、
前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、前記散乱体とトラックとの距離に応じて変化し、
前記複数の散乱体のうち、前記少なくとも２つの散乱体とは異なる、少なくとも１つの散乱体は、複数のトラックのうちの少なくとも２つのトラックに位置する微粒子と相互作用し、
前記少なくとも１つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームを照射することにより得られる、前記少なくとも１つの散乱体からの反射光量の変化と、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化とに基づいて、前記少なくとも２つの散乱体が前記トラッキング方向へずれたか否かを判別する判別部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項１８】
前記判別部によって前記少なくとも２つの散乱体が前記トラッキング方向へずれたと判別された場合に、前記少なくとも２つの散乱体の前記トラッキング方向へのずれを補正するトラッキング制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１７記載の光情報装置。
【請求項１９】
前記情報媒体上には複数のトラックが形成されており、
前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、前記散乱体とトラックとの距離に応じて変化し、
前記情報媒体上を所定の時間だけ走査する間に、前記検出部によって複数回数検出された複数のギャップ間隔を記憶するギャップ間隔記憶部と、
前記ギャップ間隔記憶部に記憶された前記複数のギャップ間隔の平均値を算出するギャップ平均算出部とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかに記載の光情報装置と、
情報媒体を回転させるモータと、
前記光情報装置から得られる電気信号に基づいて、前記モータ及び前記光情報装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスクドライブ装置。
【請求項２１】
前記光情報装置を、前記情報媒体に対して移動させるスイングアームをさらに備え、
前記モータは、前記情報媒体を回転させるとともに、回転力により前記光情報装置を一定距離浮上させることを特徴とする請求項２０記載の光ディスクドライブ装置。
【請求項２２】
請求項２０又は２１記載の光ディスクドライブ装置と、
前記光ディスクドライブ装置によって情報媒体へ記録するための情報を処理する記録情報処理部とを備えることを特徴とする光情報記録装置。
【請求項２３】
請求項２１又は２２記載の光ディスクドライブ装置と、
前記光ディスクドライブ装置によって情報媒体から再生された情報を処理する再生情報処理部とを備えることを特徴とする光情報再生装置。
【請求項２４】
光情報装置に設けられた複数の散乱体と、情報記録媒体との間のギャップ間隔を制御するギャップ制御方法であって、
前記複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを照射する照射ステップと、
前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、前記少なくとも２つの散乱体と前記情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出ステップと、
を包含することを特徴とするギャップ制御方法。
【請求項２５】
複数の散乱体と、
複数の光ビームを生成する光ビーム生成部と、
前記複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く導光部と、
前記少なくとも２つの散乱体からの反射光を受光し、受光した反射光量の変化を出力する受光素子とを備え、
前記少なくとも２つの散乱体からの前記反射光量は、互いに異なる前記ギャップ間隔において、最も小さくなることを特徴とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズモンを利用し、光の回折限界を超えた分解能で、情報媒体に情報を記録する、又は情報媒体に記録された情報を再生する光情報装置、光ディスクドライブ装置、光情報記録装置、光情報再生装置、ギャップ制御方法及び光ピックアップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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る。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、金属中の自由電子を集団的に振動させ、プラズモンを励起させることができる。【０００３】
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。そのため、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。【０００４】
その応用例として、光による超高密度な情報の記録又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、微小金属体近傍の光電場を局所的に増強し、増強した光電場の光を用いることにより、回折限界を超えたナノメータオーダーの微小領域に情報を記録する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。【０００５】
図２０は、特許文献１に記載された、プラズモンを用いて情報媒体に情報を記録又は再生する従来の光ピックアップの構成を示す図である。【０００６】
図２０において、レーザー光源１００から出射したレーザー光１０１は、レンズ１０２を用いて絞り込まれ、レーザー光１０１を透過させる材質で作製された基板１０３の表面に形成された微小金属体１０４に裏側から集光する。【０００７】
微小金属体１０４は、記録媒体１０５上を移動する際の障害にならないように、基板１０３に埋め込まれている。特許文献１においては、基板１０３に直径５０ｎｍ、深さ１００ｎｍ程度の円柱形の穴が形成され、当該穴に金で作製された微小金属体１０４が埋め込まれた構造としている。【０００８】
レンズ１０２は、図示しない機構によって、基板１０３に対して上下左右に微動可能である。レンズ１０２の焦点のちょうど中央が微小金属体１０４と一致するようにレンズ１０２の位置が調整され、固定される。【０００９】
レンズ１０２にレーザー光１０１が入射されると、微小金属体１０４で局在プラズモンが励起され、微小金属体１０４近傍の光電場強度が増強される。【００１０】
特許文献１における微小金属体１０４の形状は円柱形状であり、微小金属体１０４の底面は記録媒体１０５の表面に対向した基板１０３の平坦面内にある。そのため、増強された光電場の広がりは、微小金属体１０４の底面の直径程度、すなわち５０ｎｍ程度となる。【００１１】
微小金属体１０４と記録媒体１０５との距離を制御する機能を有する記録又は再生装置に光ピックアップを搭載し、微小金属体１０４を記録媒体１０５に一定距離接近させると、増強された光電場の広がり程度のスポット径で情報を記録することができる。【００１２】
記録された情報の再生については、記録時よりも入射光強度を弱くした光が用いられ、微小金属体１０４を反射又は透過した光に応じた信号が検出される。【００１３】
信号検出のしきい値は、プラズモンで増強された光電場からの光に応じた信号強度と、光電場以外のレンズ１０２で集光された部分からの光に応じた信号強度との間に設定され、プラズモンで増強された光電場からの光に応じた信号以外は検出されないようにする。これにより、回折限界以下の微小領域に書き込まれた情報を再生することができる。【００１４】
図２０における従来の構成において、発生したプラズモンにより増強された光電場は、微小金属体１０４から遠ざかるにつれて指数関数的に急激に減少する。そのため、光電場を記録媒体１０５に到達させ、情報を記録又は再生するためには、光ピックアップと記録媒体１０５との距離、すなわち、作動距離を、数ナノメータ程度と極めて小さくする必要がある。【００１５】
さらに、作動距離は、サブナノメータオーダーの極めて高い精度で一定に保持する必要がある。作動距離の保持が不十分な場合、作動距離の変動に伴い、記録媒体１０５の信号面に照射されるレーザービームの強度が大きく変動し、記録精度又は再生精度が悪化するおそれがある。【００１６】
作動距離を小さくする構成としては、たとえば、従来のハードディスク装置における磁気ヘッドと同様な構成が考えられる。すなわち、スイングアームの先端に取り付けた、プラズモン光を発生させる集光光学系を、記録媒体の回転に伴う空気流により記録媒体に対して浮上させる。【００１７】
しかしながら、上記の構成では、空気流の強さが記録媒体の線速度に依存する。そのため、記録媒体の線速度の僅かな揺らぎにより、ナノメータオーダー又はサブナノメータオーダーで作動距離が変動し、その結果として、記録光量又は再生光量が変動するという課題が生じる。【００１８】
また、温度変化又は外乱などによっても、作動距離は変動する。そのため、作動距離を極めて高精度にかつ一定に保持するためには、作動距離を検出し、フィードバック制御する新たな手法を導入しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特許第３８２６６８４号公報
【発明の概要】
【００２０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を高精度に検出することができ、高精度かつ安定に情報媒体へ情報を記録又は情報媒体から情報を再生することができる光情報装置、光ディスクドライブ装置、光情報記録装置、光情報再生装置、ギャップ制御方法及び光ピックアップを提供することを目的とするものである。
【００２１】
本発明の一局面に係る光情報装置は、複数の散乱体と、複数の光ビームを生成する光ビーム生成部と、前記複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く導光部と、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、前記少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出部と、を備える。
【００２２】
この構成によれば、光ビーム生成部は、複数の光ビームを生成する。導光部は、複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く。検出部は、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する。
【００２３】
本発明によれば、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔が検出されるので、散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を高精度に検出することができ、高精度かつ安定に情報媒体へ情報を記録又は情報媒体から情報を再生することができる。
【００２４】
本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における光情報装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における基板の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における第１の散乱体、第２の散乱体及び第３の散乱体の別の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における第１の散乱体、第２の散乱体及び第３の散乱体のさらに別の構成を示す図である。
【図５】本実施の形態１において、各散乱体と情報媒体とのギャップ間隔と、各散乱体からの反射光量との関係を示すグラフである。
【図６】本実施の形態１において、ギャップ間隔と、ギャップ検出信号との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態１において、超半球形状である対物レンズの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１において、集光レンズとソリッドイマージョンレンズとを含む対物レンズの構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２における光情報装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における光ディスクドライブ装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４における光集積型の光情報装置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態５における光ディスクドライブ装置の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態６における光情報記録又は再生装置の構成を示す図である。
【図１４】トラック状に微粒子を配置した情報媒体を示す模式図である。
【図１５】トラッキング外れによる散乱体と微粒子との距離の変化を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態７における光ディスクドライブ装置の構成を示す図である。
【図１７】散乱体のトラッキング方向の長さがトラックピッチよりも大きい場合の散乱体と微粒子との距離の変化を説明するための模式図である。
【図１８】ギャップ間隔の変化とトラッキング外れとを判別可能な光情報装置の構成を示す模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態７の変形例における光ディスクドライブ装置の構成を示す図である。
【図２０】プラズモンを用いて情報媒体に情報を記録又は再生する従来の光ピックアップの構成を示す図である。
【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。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光情報装置の構成を示す図である。図１に示す光情報装置は、レーザー光源１、コリメータレンズ２、ミラー３、回折素子４、ビームスプリッタ５、対物レンズユニット８、検出レンズ１３、第１の光検出素子１４、第２の光検出素子１５、第３の光検出素子１６、演算回路１７、集光レンズ２０及び第４の光検出素子２１を備える。対物レンズユニット８は、対物レンズ６及び基板７を備える。基板７は、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１を備える。なお、光ピックアップは、演算回路１７以外の構成を備える。
【００２８】
図１において、レーザー光源１から出射したレーザー光は、コリメータレンズ２により平行光に変換され、ミラー３により対物レンズユニット８の方向へ折り曲げられる。
【００２９】
ミラー３を反射したレーザー光は、回折素子４により、回折光として複数の光（３つの光）に分離される。複数の光（３つの光）は、ビームスプリッタ５を透過し、対物レンズ６により、基板７の表面に形成された、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１にそれぞれ集光される。
【００３０】
第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１としては、たとえば、金、銀、プラチナ、アルミニウム又はクロムなどの金属材料、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、あるいはカーボンナノチューブを用いることができる。第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１は、情報媒体１２に接触した際に剥離又は破損するのをさけるとともに、情報媒体１２上を移動する際に障害にならないように、基板７に埋め込むことが好ましい。
【００３１】
第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１にレーザー光が照射されると、各散乱体上で局在プラズモンが励起され、各散乱体近傍の光電場強度が増強される。すなわち、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１は、それぞれ光ビームが照射されることにより、プラズモン光を発生させる。
【００３２】
たとえば、散乱体の形状が５０ｎｍ程度の直径を有する円柱形状である場合、増強された光電場の広がりは、散乱体の底面の直径程度、すなわち５０ｎｍ程度となる。
【００３３】
散乱体を情報媒体１２に一定距離接近させると、光電場の広がり程度のスポット径で情報を記録することができる。
【００３４】
本実施の形態においては、たとえば、回折素子４の回折効率は、第２の散乱体１０に照射する光量が、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１に照射される光量よりも大きくなるように設定される。第２の散乱体１０からの散乱光により、情報が記録され、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光が検出されることにより、散乱体と情報媒体１２とのギャップ間隔が検出される。
【００３５】
第２の散乱体１０で発生するプラズモン光は、情報媒体１２に情報を記録することが可能な光量に設定され、ギャップ検出に用いる第１の散乱体９及び第３の散乱体１１で発生するプラズモン光は、ギャップ検出時に情報媒体１２に情報を記録しない光量に設定される。ギャップ検出の詳細については後述する。
【００３６】
再生時においては、記録時よりも入射光強度が小さい光が用いられ、第２の散乱体１０を反射又は透過した光が検出される。これにより、回折限界以下の微小領域に書き込まれた情報を再生することができる。
【００３７】
第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１からの反射光は、ビームスプリッタ５を反射し、検出レンズ１３により、それぞれ、第１の光検出素子１４、第２の光検出素子１５及び第３の光検出素子１６に集光される。
【００３８】
第２の光検出素子１５は、第２の散乱体１０からの反射光を受け、反射光量に応じた電気信号に変換する。第２の光検出素子１５からの電気信号は、再生信号１９として図示しない信号処理部に送られる。信号処理部は、情報媒体１２に記録されている信号をディジタル信号として出力する。
【００３９】
また、第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光を受け、反射光量に応じた電気信号に変換する。第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６からの電気信号は、演算回路１７によりギャップエラー信号１８に変換される。
【００４０】
このように、レーザー光源１及び回折素子４は、複数の光ビームを生成する。対物レンズ６は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１に、複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導く。演算回路１７は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光量の変化に基づいて、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１と情報媒体１２とのギャップ間隔を検出する。レーザー光源１は、光ビームを出射する。回折素子４は、レーザー光源１からの光ビームを複数の光ビームに分岐する。対物レンズ６は、回折素子４によって分岐された複数の光ビームを収束させる。
【００４１】
また、第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する。演算回路１７は、第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６からそれぞれ出力される電気信号の差分に基づいて、ギャップ間隔を検出する。
【００４２】
さらに、対物レンズ６は、第２の散乱体１０に、複数の光ビームのうち、２つの光ビームとは異なる１つの光ビームを導く。そして、第２の散乱体１０で発生する光電場を用いて、情報媒体１２に情報が記録される、又は、情報媒体１２から情報が再生される。
【００４３】
図２は、本発明の実施の形態１における基板７の構成を示す図である。図２に示すように、基板７は、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１を備える。第１の散乱体９及び第３の散乱体１１は、第２の散乱体１０に隣接して配置されている。第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は、それぞれ異なっている。本実施の形態では、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は、円柱形状である。第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１のそれぞれの底面の大きさは同じであるが、第２の散乱体１０の高さは、第１の散乱体９よりも長く、第３の散乱体１１の高さは、第２の散乱体１０よりも長い。
【００４４】
基板７は、情報媒体１２の入射面に対向する面に平坦部を有している。第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１は、基板７の平坦部から突出しないように、基板７の内部に埋め込まれている。
【００４５】
なお、本実施の形態において、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１が複数の散乱体の一例に相当し、レーザー光源１及び回折素子４が光ビーム生成部の一例に相当し、対物レンズ６が導光部の一例に相当し、演算回路１７が検出部の一例に相当し、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１が少なくとも２つの散乱体の一例に相当し、第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６が２つの受光素子の一例に相当し、第２の散乱体１０が少なくとも１つの散乱体の一例に相当し、基板７が平面基板の一例に相当し、レーザー光源１が光源の一例に相当し、回折素子４が光学素子の一例に相当し、対物レンズ６が対物レンズの一例に相当する。
【００４６】
以下、図１及び図２を用いてギャップ検出について詳細に説明する。
【００４７】
散乱体で発生するプラズモン光は、ある特定の条件を満足した場合でのみ強く発生する。図１において、この条件を満たすパラメータは、レーザー光の波長、レーザー光の偏光状態、散乱体の構造、散乱体の複素屈折率、散乱体が形成されている基板の屈折率、情報媒体の屈折率、及び情報媒体と散乱体とのギャップ間隔などである。
【００４８】
上記パラメータのうち、情報媒体と散乱体とのギャップ間隔のパラメータのみを変数とし、他のパラメータを一定値とする、すなわち、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１が、それぞれ、ギャップ間隔ａ、ギャップ間隔ｂ及びギャップ間隔ｃのときにプラズモン光が最も強く発生するように各散乱体の構造を決定する。
【００４９】
図２に示すように、たとえば、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状が円柱形状である場合、半径と高さとの比を変えることにより、それぞれ異なるギャップ間隔ａ、ギャップ間隔ｂ及びギャップ間隔ｃのときにプラズモン光が最も強く発生するような第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状を決定することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は円柱形状であるが、本発明は特にこれに限定されない。
【００５１】
その他にも、たとえば、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は、三角柱形状であっても良い。第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状が三角柱形状である場合は、三角柱形状の各散乱体の長さと厚みとをそれぞれ変えることにより、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状を決定することができる。
【００５２】
また、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は、回転楕円体形状であっても良い。第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状が回転楕円体形状である場合は、回転楕円体形状の各散乱体の縦方向と横方向との比率を変えることにより、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状を決定する。
【００５３】
また、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は全て同じであり、各散乱体がそれぞれ異なる複素屈折率の材料にて構成されることも可能である。
【００５４】
また、基板７は、情報媒体１２の入射面に対向する面に平坦部を有している。第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１は、基板７の平坦部の表面に形成されても良い。この場合、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１は、三角形状の膜であることが好ましい。
【００５５】
図３は、本発明の実施の形態１における第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の別の構成を示す図である。
【００５６】
図３に示すように、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１は、三角形状の膜で構成されても良い。図３に示す第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１のそれぞれの大きさは、異なっている。なお、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の大きさを全て同じにし、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１のそれぞれの材質を異ならせても良い。
【００５７】
図４は、本発明の実施の形態１における第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１のさらに別の構成を示す図である。
【００５８】
図４に示すように、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は全て同じであり、基板７は、情報媒体１２の入射面に対向する面に複数の段差を有しても良い。
【００５９】
図４では、基板７は、情報媒体１２の入射面に対向し、情報媒体１２の入射面からの距離がそれぞれ異なる３つの面を有している。第２の散乱体１０が配置される基板７上の面から情報媒体１２の入射面までの距離は、第１の散乱体９が配置される基板７上の面から情報媒体１２の入射面までの距離より短く、第３の散乱体１１が配置される基板７上の面から情報媒体１２の入射面までの距離は、第２の散乱体１０が配置される基板７上の面から情報媒体１２の入射面までの距離より短い。
【００６０】
すなわち、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は全て同じであり、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１から情報媒体１２の入射面までの距離は、それぞれ異なっても良い。
【００６１】
このように決定された散乱体の構造において、図１におけるギャップ間隔２２と、散乱体からの反射光量とは、図５に示すグラフの関係となる。図５は、本実施の形態１において、各散乱体と情報媒体とのギャップ間隔と、各散乱体からの反射光量との関係を示すグラフである。図５において、横軸は、各散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を表し、縦軸は、各散乱体からの反射光量を表す。ここで、図５における曲線Ｐ１、曲線Ｐ２及び曲線Ｐ３は、それぞれ、図１における、第１の散乱体９からの第１の反射光２３の光量、第２の散乱体１０からの第２の反射光２４の光量及び第３の散乱体１１からの第３の反射光２５の光量を示す。
【００６２】
図５において、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１と情報媒体１２とのギャップ間隔がａ、ｂ及びｃのときに、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１においてプラズモン共鳴が起こり、プラズモン光が強く発生する。そのため、逆に、曲線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に示すように、それぞれの散乱体からの反射光量は減少し、ギャップ間隔ａ、ギャップ間隔ｂ及びギャップ間隔ｃにおいて反射光量は極小値となる。
【００６３】
このように、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光量は、互いに異なる２つのギャップ間隔において、最も小さくなる。第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６からそれぞれ出力される電気信号の差分が最も小さくなる２つのギャップ間隔において、第２の散乱体１０からの反射光量は、最も小さくなる。
【００６４】
また、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１のうちの第１の散乱体９からの反射光量は、第１のギャップ間隔ａにおいて、最も小さくなる。第１の散乱体９及び第３の散乱体１１のうちの第３の散乱体１１からの反射光量は、第１のギャップ間隔ａよりも大きい第２のギャップ間隔ｃにおいて、最も小さくなる。情報が記録又は再生される際の、第２の散乱体１０と情報媒体１２とのギャップ間隔である第３のギャップ間隔ｂは、第１のギャップ間隔ａ以上、かつ、前記第２のギャップ間隔ｃ以下である。
【００６５】
ギャップ間隔に比例したギャップ検出信号（ギャップエラー信号）は、図１における、第１の散乱体９からの第１の反射光２３から変換された電気信号と、第３の散乱体１１からの第３の反射光２５から変換された電気信号との差分が算出されることにより得ることができる。
【００６６】
図６は、本実施の形態１において、ギャップ間隔と、ギャップ検出信号との関係を示すグラフである。ギャップ間隔に対しギャップ検出信号はＳ字曲線を描く。したがって、図６に示すように、ギャップ間隔ａからギャップ間隔ｃの範囲において、検出されたギャップ間隔ｇがギャップ間隔ｂより小さい場合（ａ＜ｇ＜ｂ）は、ギャップ間隔ｇを広げるようにフィードバック制御が行われ、また、検出されたギャップ間隔ｇがギャップ間隔ｂより大きい場合（ｂ＜ｇ＜ｃ）は、ギャップ間隔ｇを狭めるようにフィードバック制御が行われる。これにより、ギャップ間隔ｇが、情報を記録又は再生するのに最適なギャップ間隔ｂとなるように収束する。
【００６７】
ギャップ間隔ｇがギャップ間隔ｂに収束した場合、第２の散乱体１０においてプラズモン光が発生するため、第２の散乱体１０により情報媒体１２に対し、情報を記録又は再生することが可能となる。
【００６８】
情報を記録する場合においては、レーザー光に対し強度変調が行われるため、ギャップエラー信号の振幅が変動するという課題がある。そこで、図１におけるミラー３を透過し、集光レンズ２０により集光された光が第４の光検出素子２１によって受光され、第４の光検出素子２１からの電気信号を用いて演算回路１７からのギャップエラー信号が不図示の正規化回路によって正規化される。これにより、ギャップエラー信号の振幅変動をキャンセルすることができる。そのため、安定なギャップエラー信号を得ることが可能となる。
【００６９】
ところで、図１に示す実施の形態においては、光を集光する集光光学系としての対物レンズ６によって、基板７の表面に形成された複数の散乱体にレーザー光が集光されることにより、プラズモン光を得ているが、他の構成により実施することも可能である。
【００７０】
図７は、本発明の実施の形態１において、超半球形状である対物レンズの構成を示す図である。図８は、本発明の実施の形態１において、集光レンズとソリッドイマージョンレンズとを含む対物レンズの構成を示す図である。
【００７１】
たとえば、図７においては、図１における対物レンズ６の代わりに超半球形状のソリッドイマージョンレンズ（超半球レンズ２７）が配置され、超半球レンズ２７が集光レンズとして用いられる。超半球レンズ２７の平坦部には、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１が一体化して配置される。そのため、図１の構成に対し、レンズと散乱体との相対的な位置調整が不要となり、対物レンズの組立調整を簡素化できる。
【００７２】
このように、対物レンズの形状は、超半球形状であっても良い。また、対物レンズは、情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有しても良い。さらに、複数の散乱体は、対物レンズの内部に埋め込まれていても良い。なお、複数の散乱体は、対物レンズの平坦部の表面に形成されても良い。また、図７において、超半球レンズ２７は半球形状の半球レンズであっても良い。
【００７３】
また、図８では、集光レンズ２６と超半球レンズ２７（超半球形状のソリッドイマージョンレンズ）とにより、対物レンズが構成される。この構成では、超半球レンズ２７の半径をｒとすると、超半球レンズ２７の平面部を基準とした場合のレンズ厚みはｒ×（１＋１／ｎ）である。超半球レンズ２７の屈折率をｎとした場合、集光レンズ２６による集光スポットは、超半球レンズ２７内で１／（ｎ×ｎ）のサイズに縮小することが可能となる。
【００７４】
なお、図８において、超半球レンズ２７は半球形状の半球レンズであっても良い。この場合、半球レンズの屈折率をｎとした場合、集光レンズ２６による集光スポットは、半球レンズ内で１／ｎのサイズに縮小することが可能となる。
【００７５】
このように、対物レンズは、少なくとも２つ以上のレンズを含んでも良い。そして、少なくとも２つ以上のレンズのうち、情報媒体に対向するレンズは、半球形状又は超半球形状のソリッドイマージョンレンズであっても良い。ソリッドイマージョンレンズは、情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有する。このとき、複数の散乱体は、ソリッドイマージョンレンズの内部に埋め込まれていても良い。なお、複数の散乱体は、ソリッドイマージョンレンズの平坦部の表面に形成されても良い。
【００７６】
なお、本実施の形態では、光情報装置は、ギャップ間隔を検出するための２つの散乱体を備えているが、本発明は特にこれに限定されず、ギャップ間隔を検出するための３つ以上の散乱体を備えても良い。例えば、光情報装置は、ギャップ間隔を検出するための４つの散乱体を備え、４つの散乱体のうちの一対の散乱体が、情報を記録又は再生するための１つの散乱体を挟んで配置され、さらに、別の一対の散乱体が、３つの散乱体を挟んで配置される。そして、一対の散乱体からの反射光を用いてギャップ間隔が粗調され、別の一対の散乱体からの反射光を用いてギャップ間隔が微調される。
【００７７】
以上のように、本実施の形態１の光情報装置、光ピックアップ及びギャップ制御方法は、主に下記の構成を有している。
【００７８】
すなわち、本実施の形態１の光情報装置は、複数の散乱体と、複数の光ビームを生成する光ビーム生成部と、複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く導光部と、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出部と、を備えている。
【００７９】
この構成により、例えば、少なくとも２つの散乱体からの反射光を検出することにより、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔をナノメータオーダー又はサブナノメータオーダーの極めて高い精度にて検出することが可能となる。
【００８０】
また、本実施の形態１のギャップ制御方法は、複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを照射する照射ステップと、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出ステップと、検出されたギャップ間隔に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体との間隔を制御する制御ステップと、を包含する。
【００８１】
この方法によれば、例えば、少なくとも２つの散乱体からの反射光を検出することにより、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔をナノメータオーダー又はサブナノメータオーダーの極めて高い精度にて検出することが可能となる。
【００８２】
また、本実施の形態１の光情報装置及びギャップ制御方法において、少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、互いに異なるギャップ間隔において、最も小さくなっても良い。
【００８３】
この構成により、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の差分を検出することができる。これにより、反射光量の差分に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔をナノメータオーダー又はサブナノメータオーダーの極めて高い精度にて検出することが可能となる。
【００８４】
また、本実施の形態１の光情報装置及びギャップ制御方法において、光ビーム生成部は、光ビームを出射する光源と、光源からの光ビームを複数の光ビームに分岐する光学素子とを含んでいる。さらに、導光部は、光学素子によって分岐された複数の光ビームを収束させる対物レンズを含んでいる。このとき、導光部は、複数の散乱体のうち、少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に、複数の光ビームのうち、前記少なくとも２つの光ビームとは異なる少なくとも１つの光ビームを導く。そして、少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、情報媒体に情報が記録される、又は、情報媒体から情報が再生される。さらに、導光部は、少なくとも１つの散乱体とは異なる、少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く。検出部は、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する。
【００８５】
また、本実施の形態１の光情報装置及びギャップ制御方法において、複数の散乱体は、複数の光ビームが照射されることにより、プラズモンを発生させる。そして、プラズモンを用いて、情報媒体へ情報が記録又は情報記録媒体から情報が再生されても良く、また、プラズモンを用いて、ギャップ間隔が検出されても良い。
【００８６】
この構成により、例えば、プラズモン光を用いることにより、回折限界以下の光スポットを形成することが可能となるため、情報媒体へ高密度に情報を記録することが可能となる。
【００８７】
また、本実施の形態１の光情報装置及びギャップ制御方法において、ギャップ間隔を検出するための散乱体は２つであり、導光部は、複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導き、２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する２つの受光素子をさらに備え、検出部は、２つの受光素子からそれぞれ出力される電気信号の差分に基づいて、ギャップ間隔を検出しても良い。
【００８８】
この構成により、例えば、２つの受光素子からの電気信号の差分に基づいて、２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔をナノメータオーダー又はサブナノメータオーダーの極めて高い精度にて容易に検出することが可能となる。
【００８９】
また、本実施の形態１の光情報装置及びギャップ制御方法において、ギャップ間隔を検出するための少なくとも２つの散乱体は、情報を記録又は再生するための少なくとも１つの散乱体に隣接して配置されていても良い。
【００９０】
この構成により、例えば、簡単な構成により散乱体を光情報装置に配置することが可能となり、光情報装置を小型化することが可能となる。
【００９１】
また、本実施の形態１の光情報装置及びギャップ制御方法においては、２つの受光素子からそれぞれ出力される差分が最も小さくなるギャップ間隔において、情報を記録又は再生するための少なくとも１つの散乱体からの反射光量は、最も小さくなっても良い。
【００９２】
この構成により、２つの受光素子からそれぞれ出力される差分が最も小さくなるギャップ間隔を検出することで、情報を記録又は再生する上で、最も適したギャップ間隔を決定することができる。
【００９３】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２における光情報装置の構成を示す図である。図９において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００９４】
図９の実施の形態２の光情報装置は、図１の実施の形態１の光情報装置とは異なり、情報を記録又は再生するためのレーザーと、ギャップ間隔を検出するためのレーザーとにそれぞれ異なるレーザーを用いている。
【００９５】
具体的には、第１のレーザー光源１ａは、情報を記録又は再生するために用いられ、第２のレーザー光源１ｂは、ギャップ間隔を検出するために用いられる。
【００９６】
図９に示す光情報装置は、第１のレーザー光源１ａ、第２のレーザー光源１ｂ、コリメータレンズ２、ミラー３、回折素子４、ビームスプリッタ５、対物レンズユニット８、検出レンズ１３、第１の光検出素子１４、第２の光検出素子１５、第３の光検出素子１６、演算回路１７、コリメータレンズ２９、ミラー３０、ビームスプリッタ３１及び検出レンズ３２を備える。対物レンズユニット８は、対物レンズ６及び基板７を備える。基板７は、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１を備える。なお、光ピックアップは、演算回路１７以外の構成を備える。
【００９７】
なお、本実施の形態において、第１のレーザー光源１ａ及び第２のレーザー光源１ｂが複数の光源の一例に相当する。
【００９８】
図９において、実施の形態１と同様、第１のレーザー光源１ａから出射したレーザー光は、コリメータレンズ２により平行光に変換され、ミラー３により対物レンズユニット８の方向へ折り曲げられる。
【００９９】
ミラー３を反射したレーザー光は、回折素子４によって回折されずに回折素子４を透過する。回折素子４を透過したレーザー光は、ビームスプリッタ５及びビームスプリッタ３１を透過した後、対物レンズ６により、基板７の表面に形成された第２の散乱体１０に集光される。第２の散乱体１０は、プラズモン光を発生させ、情報媒体１２に情報を記録又は再生する。
【０１００】
情報媒体１２からの情報の再生は、第２の散乱体１０からの反射光量を検出することで行われる。
【０１０１】
第２の散乱体１０からの反射光は、対物レンズ６を透過し、ビームスプリッタ３１を反射し、検出レンズ３２により第２の光検出素子１５に集光される。第２の光検出素子１５は、第２の散乱体１０からの反射光を受け、反射光量に応じた電気信号に変換する。第２の光検出素子１５からの電気信号は、再生信号１９として図示しない信号処理部に送られる。信号処理部は、情報媒体１２に記録されている信号をディジタル信号として出力する。
【０１０２】
また、図９において、第２のレーザー光源１ｂから出射したレーザー光は、コリメータレンズ２９により平行光に変換され、ミラー３０により対物レンズユニット８の方向へ折り曲げられる。
【０１０３】
ミラー３０を反射したレーザー光は、回折素子４によって回折され、複数の光（２つの光）に分離される。回折素子４によって回折された２つの光は、ビームスプリッタ５及びビームスプリッタ３１を透過した後、対物レンズ６により、基板７の表面に形成された第１の散乱体９及び第３の散乱体１１に集光される。第１の散乱体９及び第３の散乱体１１は、プラズモン光を発生させ、実施の形態１と同様な方法により、ギャップ間隔が検出される。
【０１０４】
第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光は、対物レンズ６及びビームスプリッタ３１を透過し、ビームスプリッタ５を反射し、検出レンズ１３によりそれぞれ第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６に集光される。
【０１０５】
第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光を受け、反射光量に応じた電気信号に変換する。第１の光検出素子１４及び第３の光検出素子１６からの電気信号は、演算回路１７によりギャップエラー信号１８に変換される。
【０１０６】
このように、対物レンズ６は、第１のレーザー光源１ａからの光ビームを第２の散乱体１０に導く。そして、第２の散乱体１０で発生する光電場を用いて、情報媒体１２に情報が記録される、又は、情報媒体１２から情報が再生される。また、対物レンズ６は、第２のレーザー光源１ｂからの光ビームを第１の散乱体９及び第３の散乱体１１に導く。そして、演算回路１７は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光量の変化に基づいて、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１と情報媒体１２とのギャップ間隔を検出する。
【０１０７】
本構成によれば、情報を記録するとともに再生信号を生成するための光学系と、ギャップ間隔を検出し、ギャップエラー信号を生成するための光学系とが独立しているため、情報を記録又は再生するためのレーザー光と、ギャップ間隔を検出するためのレーザー光とが互いに干渉することにより発生するノイズを低減することが可能となる。
【０１０８】
なお、本実施の形態２における第１のレーザー光源１ａと第２のレーザー光源１ｂとは、互いに異なる波長又は互いに異なる偏光状態を有するレーザー光を出射することが好ましい。これにより、ビームスプリッタ５及びビームスプリッタ３１で光を分離するための構成が容易となり、また、回折素子４での回折効率をそれぞれのレーザー光に対して変えることが可能となる。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態２の光情報装置及びギャップ制御方法は、主に下記の構成を有している。
【０１１０】
すなわち、本実施の形態２の光情報装置は、複数の散乱体と、複数の光ビームを生成する光ビーム生成部と、複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く導光部と、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出部と、を備えている。
【０１１１】
この構成により、例えば、少なくとも２つの散乱体からの反射光を検出することにより、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔をナノメータオーダー又はサブナノメータオーダーの極めて高い精度にて検出することが可能となる。
【０１１２】
また、本実施の形態２のギャップ制御方法は、複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを照射する照射ステップと、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出ステップと、検出されたギャップ間隔に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体との間隔を制御する制御ステップと、を包含する。
【０１１３】
この方法によれば、例えば、少なくとも２つの散乱体からの反射光を検出することにより、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔をナノメータオーダー又はサブナノメータオーダーの極めて高い精度にて検出することが可能となる。
【０１１４】
また、本実施の形態２の光情報装置及びギャップ制御方法において、光ビーム生成部は、光ビームを出射する複数の光源を含み、導光部は、複数の光源のうち、少なくとも１つの光源からの光ビームを、複数の散乱体のうち、少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に導き、少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、情報媒体に情報が記録又は再生され、導光部は、複数の光源のうち、少なくとも１つの光源とは異なる別の少なくとも１つの光源からの光ビームを、少なくとも２つの散乱体に導き、検出部は、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出しても良い。
【０１１５】
この構成により、情報を記録又は再生するための光ビームと、ギャップ間隔を検出するための光ビームとを、たとえば波長分離素子などで容易に分離することができる。そのため、情報を記録又は再生するためのレーザー光と、ギャップ間隔を検出するためのレーザー光との干渉を低減させ、再生信号及びギャップ検出信号に含まれるノイズを低減することが可能となる。
【０１１６】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における光ディスクドライブ装置について図１０を参照して説明する。
【０１１７】
図１０は、本発明の実施の形態３における光ディスクドライブ装置の構成を示す図である。
【０１１８】
図１０における光情報装置３９は、実施の形態１及び実施の形態２における光情報装置であり、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
図１０に示すように、本実施の形態３における光ディスクドライブ装置は、光情報装置３９、スピンドルモータ３４、信号処理部３７、インターフェース３８、サーボ制御部３５、図示しない送りモータ及びシステムコントローラ３６を備える。
【０１２０】
スピンドルモータ３４は、サーボ制御部３５により駆動制御され、所定の回転数で情報媒体１２を回転させる。
【０１２１】
光情報装置３９は、スピンドルモータ３４により回転される情報媒体１２に近接して配置されている。光情報装置３９において、情報媒体１２と近接して配置した第２の散乱体１０により発生するプラズモン光により情報媒体１２の記録面に微細マークが形成されて情報が記録される。また、第２の散乱体１０からの戻り光に基づいて情報媒体１２から情報信号が読み出される。
【０１２２】
また、光情報装置３９は、情報媒体１２の記録トラックに対して垂直な方向（トラッキング方向）に移動可能に支持される。図示しない送りモータは、情報媒体１２の記録トラックに対して垂直な方向に光情報装置３９を駆動する。
【０１２３】
信号処理部３７は、光情報装置３９から出力された信号に対して各種信号処理を行う。信号処理部３７は、具体的には、情報信号の再生系として、信号復調器及び誤り訂正回路を備え、また、情報信号の記録系として、信号変調器等を備えている。信号処理部３７は、情報を再生する際には、光情報装置３９により情報媒体１２から読み出された再生信号を信号復調器により復調し、訂正回路により誤り訂正を行う。
【０１２４】
インターフェース３８は、外部接続された電子機器との間でデータを送受信する。外部接続された電子機器とは、たとえば、外部コンピュータである。
【０１２５】
たとえば、光ディスクドライブ装置において再生動作が行われるときには、信号処理部３７の信号復調器及び誤り訂正回路等において信号処理された再生信号が、インターフェース３８を介して外部コンピュータに送出される。
【０１２６】
サーボ制御部３５は、光情報装置３９から得られる電気信号に基づいて、スピンドルモータ３４及び光情報装置３９を制御する。サーボ制御部３５は、光情報装置３９における対物レンズユニット８を駆動する二軸アクチュエータ等のレンズ駆動部３３をサーボ制御し、対物レンズユニット８をフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動させる。
【０１２７】
また、サーボ制御部３５は、光情報装置３９を送り操作する図示しない送りモータをサーボ制御する。
【０１２８】
さらに、サーボ制御部３５は、情報媒体１２を回転駆動するスピンドルモータ３４をサーボ制御する。サーボ制御部３５は、上述した各部のサーボ制御を、システムコントローラ３６からの制御信号に基づいて行う。システムコントローラ３６は、光ディスクドライブ装置を構成する各部を制御する。
【０１２９】
以上のように構成された光ディスクドライブ装置において、情報媒体１２から情報を再生する際には、スピンドルモータ３４によって回転される情報媒体１２から光情報装置３９によって読み出された再生信号に対して、信号処理部３７の信号復調器による復調と、訂正回路による誤り訂正とが行われる。そして、信号処理が施された再生信号は、たとえば、インターフェース３８を介して、外部接続される電子機器に送出される。
【０１３０】
また、光ディスクドライブ装置において、情報媒体１２に情報を記録する際には、信号処理部３７の信号変調器により情報信号が変調され、変調された情報信号に基づく所定のレーザー出力を有する記録用レーザー光が、スピンドルモータ３４により回転される情報媒体１２に対して光情報装置３９から照射する。
【０１３１】
なお、本実施の形態３において、光情報装置３９が光情報装置の一例に相当し、スピンドルモータ３４がモータの一例に相当し、サーボ制御部３５、システムコントローラ３６及び信号処理部３７が制御部の一例に相当する。また、サーボ制御部３５、システムコントローラ３６及び信号処理部３７は、実施の形態１及び２のギャップ制御を行う際にも機能する。
【０１３２】
すなわち、信号処理部３７は、演算回路１７によって検出されたギャップエラー信号に対して所定の信号処理施し、サーボ制御部３５へ出力する。サーボ制御部３５は、演算回路１７によって検出されたギャップ間隔を表すギャップエラー信号に基づいて、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１と情報媒体１２との間隔を制御する。サーボ制御部３５は、ギャップエラー信号に基づいて、情報媒体１２の表面に垂直な方向へ光情報装置３９を移動させ、ギャップ間隔を制御する。なお、光ディスクドライブ装置は、情報媒体１２の表面に垂直な方向へ光情報装置３９を移動させるヘッド駆動部を備える。
【０１３３】
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４における光集積型の光情報装置の構成を示す図である。
【０１３４】
図１１の光集積型の光情報装置は、実施の形態１から実施の形態３に示す光情報装置とは異なる構成であり、光導波路などを用いて光情報装置の各構成要素を基板４９上に一体集積化した構造を有する。
【０１３５】
基板４９としては、シリコン基板、ＬｉＮｂＯ３基板又はガラス基板などを用いる。基板４９の表面には光導波路が形成され、レーザー光源、光検出器及び散乱体などが、半導体プロセスなどの技術を用いて基板４９上に配置される。
【０１３６】
図１１に示す光情報装置は、半導体レーザー素子４０、光導波路４１、テーパー結合器４２、第１の散乱体４３、第２の散乱体４４、第３の散乱体４５、第１の光検出素子４６、第２の光検出素子４７、第３の光検出素子４８及び演算回路１７を備える。なお、光ピックアップは、演算回路１７以外の構成を備える。
【０１３７】
半導体レーザー素子４０、光導波路４１、テーパー結合器４２、第１の散乱体４３、第２の散乱体４４、第３の散乱体４５、第１の光検出素子４６、第２の光検出素子４７及び第３の光検出素子４８は、基板４９上に配置される。なお、図１１では、演算回路１７は、基板４９上に配置されていないが、基板４９上に配置しても良い。
【０１３８】
なお、本実施の形態において、半導体レーザー素子４０が光源の一例に相当し、光導波路４１が光導波路の一例に相当し、テーパー結合器４２がテーパー導波路の一例に相当する。
【０１３９】
図１１において、基板４９の端面に配置された半導体レーザー素子４０から出射したレーザー光は、基板４９の表面に形成された光導波路４１を伝搬し、分岐導波構造などにより３つのレーザー光に分離される。分離されたそれぞれのレーザー光は、テーパー構造を有するテーパー結合器４２を通過した後、第１の散乱体４３、第２の散乱体４４及び第３の散乱体４５にそれぞれ照射される。
【０１４０】
図１１の光集積型の光情報装置では、第１の散乱体４３、第２の散乱体４４及び第３の散乱体４５が、図示しない情報媒体に、微小な間隔で近接するように配置されることで、図１に示す実施の形態１における光情報装置と同等の作用効果を奏する。第１の散乱体４３、第２の散乱体４４及び第３の散乱体４５の役割は、図１に示す実施の形態１における、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１と同じである。
【０１４１】
したがって、たとえば、第２の散乱体４４により発生するプラズモン光を用いて、情報が情報媒体に記録又は再生され、第１の散乱体４３及び第３の散乱体４５からの反射光を用いて、光集積型の光情報装置と、情報媒体とのギャップ間隔が検出される。
【０１４２】
第１の散乱体４３及び第３の散乱体４５からの反射光は、光導波路４１内を再び通り、Ｙ分岐導波路などにより分岐され、それぞれ第１の光検出素子４６及び第３の光検出素子４８に導かれる。
【０１４３】
第１の光検出素子４６及び第３の光検出素子４８は、第１の散乱体４３及び第３の散乱体４５からの反射光を受け、反射光量に応じた電気信号に変換する。第１の光検出素子４６及び第３の光検出素子４８から出力される電気信号は、演算回路１７によりギャップエラー信号に変換される。
【０１４４】
一方、第２の散乱体４４からの反射光は、光導波路４１内を再び通り、Ｙ分岐導波路などにより分岐され、第２の光検出素子４７に導かれる。
【０１４５】
第２の光検出素子４７は、第２の散乱体４４からの反射光を受け、反射光量に応じた電気信号に変換する。第２の光検出素子４７からの電気信号は、再生信号として不図示の信号処理部に送られる。信号処理部は、情報媒体に記録されている信号をディジタル信号として出力する。
【０１４６】
以上のように、本実施の形態４の光情報装置及びギャップ制御方法は、主に下記の構成を有している。
【０１４７】
本実施の形態４の光情報装置及びギャップ制御方法において、光ビーム生成部は、光源を含んでいる。さらに、導光部は、光源からの光ビームを導く光導波路と、光導波路を伝搬する光ビームを収束させるテーパー導波路とを含んでいる。このとき、複数の散乱体のうち、少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、情報媒体に情報が記録される、又は、情報媒体から情報が再生される。さらに、検出部は、情報を記録又は再生するための少なくとも１つの散乱体とは異なる、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出しても良い。
【０１４８】
この構成により、例えば、光導波路を用いて、基板上に光学素子を集積化することにより、光情報装置の光学性能の安定性を向上させることができる。さらに、光情報装置の構成部品の調整工程又は接着工程を省略することができるため、製造コストを低減することが可能になる。
【０１４９】
本実施の形態４の構成を用いることにより、超小型の光集積型の光情報装置を構成することが可能となる。
【０１５０】
また、本実施の形態４の光情報装置は、光学素子が基板上に一体集積化された構造であるため、従来の微細加工技術を適用することにより、光学部品の調整、接着又は固定などの工程を削減することが可能となり、生産コストを低減して安価な光情報装置を実現できる。
【０１５１】
さらに、本実施の形態４の光情報装置は、光学素子が基板上に一体集積化された構造であるため、経時変化等の影響を受けにくく、安定した光情報装置の実現が可能となる。
【０１５２】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５における光ディスクドライブ装置について図１２を参照して説明する。
【０１５３】
図１２は、本発明の実施の形態５における光ディスクドライブ装置の構成を示す図である。
【０１５４】
本実施の形態５は、実施の形態４に係る光集積型の光情報装置を具備した光ディスクドライブ装置の実施の形態である。
【０１５５】
図１２において、光ディスクドライブ装置は、スピンドルモータ３４、光集積素子５０、スイングアーム５２、ボイスコイルアクチュエータ５３及び制御回路５４を備える。光集積素子５０は、情報媒体５１に情報を記録する、又は、情報媒体５１から情報を再生する光集積型の光情報装置である。スイングアーム５２は、光集積素子５０を固定する。ボイスコイルアクチュエータ５３は、光集積素子５０を情報媒体５１上の任意の場所に移動させる。
【０１５６】
制御回路５４は、光集積素子５０からの電気信号を処理し、再生信号又は制御信号などを出力し、ボイスコイルアクチュエータ５３により光集積素子５０の位置を制御する。制御回路５４は、図１０に示すサーボ制御部３５、システムコントローラ３６、信号処理部３７及びインターフェース３８と同じ機能を有している。スピンドルモータ３４は、情報媒体５１を回転させる。
【０１５７】
スイングアーム５２は、光集積素子５０を、情報媒体５１に対して移動させる。スピンドルモータ３４は、情報媒体５１を回転させるとともに、回転力により光集積素子５０を一定距離浮上させる。
【０１５８】
情報媒体５１は、スピンドルモータ３４により高速回転する。さらに、光集積素子５０は、ボイスコイルアクチュエータ５３によって、スイングアーム５２を介して情報媒体５１上の所望の位置に移動する。
【０１５９】
この際、光集積素子５０は、情報媒体５１の回転力により、情報媒体５１に対し数ｎｍ〜数十ｎｍのギャップ間隔を有して浮上する。ギャップ間隔は、実施の形態４における光情報装置と同様の構成を有する光集積素子５０からのギャップエラー信号に基づいて、図示しないアクチュエータによりフィードバック制御され、一定に保たれる。アクチュエータとしては、たとえば、ピエゾ素子を用いることができる。アクチュエータは、光集積素子５０と情報媒体５１との間の距離を一定に保つように、光集積素子５０を光軸方向へ移動させる。
【０１６０】
本実施の形態５では、光集積素子５０と情報媒体５１とのギャップ間隔の初期位置を、専用のアクチュエータを用いずに、情報媒体５１の回転力により容易に決定することができる。そのため、光ディスクドライブ装置を簡単な構成にて実現することができる。
【０１６１】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６における光情報記録装置及び光情報再生装置について図１３を参照して説明する。
【０１６２】
図１３は、本発明の実施の形態６における光情報記録又は再生装置の構成を示す図である。
【０１６３】
本実施の形態６は、実施の形態３又は実施の形態５に係る光ディスクドライブ装置を具備した光情報記録又は再生装置の実施の形態である。
【０１６４】
図１３に示した光情報記録又は再生装置５８は、光ディスクドライブ装置５５、記録用信号処理部（記録情報処理部）５６及び再生用信号処理部（再生情報処理部）５７を備える。光ディスクドライブ装置５５は、実施の形態３又は実施の形態５に係る光ディスクドライブ装置である。記録用信号処理部５６は、画像情報を、光ディスクドライブ装置５５によって情報媒体へ記録するための情報信号に変換する。記録用信号処理部５６は、光ディスクドライブ装置５５によって情報媒体へ記録するための情報を処理する。再生用信号処理部５７は、光ディスクドライブ装置５５から得られる情報信号を画像情報に変換する。再生用信号処理部５７は、光ディスクドライブ装置５５によって情報媒体から再生された情報を処理する。
【０１６５】
本実施の形態６における、光情報記録又は再生装置５８は、記録用信号処理部５６及び再生用信号処理部５７を備えているが、本発明は特にこれに限定されず、記録用信号処理部５６及び再生用信号処理部５７のうちのいずれか一方のみを備える構成であっても良い。さらに、光情報記録又は再生装置５８は、情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置などの出力装置５９を備えても良い。
【０１６６】
なお、本実施の形態６において、光情報記録又は再生装置５８が光情報記録装置及び光情報再生装置の一例に相当し、記録用信号処理部５６が記録情報処理部の一例に相当し、再生用信号処理部５７が再生情報処理部の一例に相当する。
【０１６７】
本実施の形態６に係る前記光情報記録又は再生装置は、実施の形態３又は実施の形態５に係る光ディスクドライブ装置５５を具備しており、プラズモン光により情報を記録又は再生するための情報媒体に情報を安定に記録又は再生することができるので、広い用途に使用できる。
【０１６８】
（実施の形態７）
情報媒体１２は記録層を有していても良い。記録層は、誘電体材料、金属材料、又は相変化材料を含んでいても良い。記録層が含む材料は、プラズモン共鳴を生じるものであればこれらに限定されるものではない。
【０１６９】
また、相変化材料としては、例えば、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ａｕ及びＡｇのうちの少なくとも２つを含む合金であっても良い。より具体的には、相変化材料としては、Ｔｅ６０Ｇｅ４Ｓｎ１１Ａｕ２５、Ａｇ４ＩｎＳｂ７６Ｔｅ１６、ＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３、ＧｅＴｅ−Ｂｉ２Ｔｅ３、ＧｅＴｅ、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ、ＧｅＴｅ−Ｂｉ２Ｔｅ３、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｂｉ２Ｔｅ３、Ｓｂ−Ｇｅ、ＧｅＴｅ、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ、ＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３、ＧｅＴｅ−Ｂｉ２Ｔｅ３、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−Ｂｉ２Ｔｅ３、ＧｅＴｅ−（Ｓｂ−Ｂｉ）２Ｔｅ３、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−（Ｓｂ−Ｂｉ）２Ｔｅ３、ＧｅＴｅ−（Ｂｉ−Ｉｎ）２Ｔｅ３、（Ｇｅ−Ｓｎ）Ｔｅ−（Ｂｉ−Ｉｎ）２Ｔｅ３、Ｓｂ−Ｇａ、（Ｓｂ−Ｔｅ）−Ｇａ、Ｓｂ−Ｇｅ、（Ｓｂ−Ｔｅ）−Ｇｅ、Ｓｂ−Ｉｎ、（Ｓｂ−Ｔｅ）−Ｉｎ、Ｓｂ−Ｍｎ−Ｇｅ、Ｓｂ−Ｓｎ−Ｇｅ、Ｓｂ−Ｍｎ−Ｓｎ−Ｇｅ、又は（Ｓｂ−Ｔｅ）−Ａｇ−Ｉｎなどを含む材料であっても良い。
【０１７０】
また、情報媒体１２上には、図１４に示すように、複数の微粒子１０７が形成されていても良い。図１４は、トラック状に微粒子を配置した情報媒体を示す模式図である。また、複数の微粒子１０７は、複数のトラックを形成して配置されていても良い。微粒子１０７の直径は、３０ｎｍ以下であっても良いし、例えば、１０ｎｍであっても良い。
【０１７１】
また、微粒子１０７の形状は、球状、半球形状又は半長球形状などであっても良い。もしくは、微粒子１０７の形状は、円柱形状又は長円柱形状などであっても良い。もしくは、微粒子１０７の形状は、立方体形状又は直方体形状などであっても良い。
【０１７２】
また、微粒子１０７は、誘電体材料又は金属を含む材料を含んでいても良い。もしくは、微粒子１０７は、前述した相変化材料を含んでいても良い。これにより、プラズモン光が微粒子１０７に照射されることで、微粒子１０７をアモルファス状態又は結晶状態へ変化させることができる。この現象を利用して、微粒子１０７の一つ一つを１単位として、微粒子１０７に情報を記録することが可能である。例えば、記録状態を結晶状態に対応させ、未記録状態をアモルファス状態に対応させても良いし、その逆に、記録状態をアモルファス状態に対応させ、未記録状態を結晶状態に対応させても良い。
【０１７３】
また、情報媒体１２上には複数のトラックが形成されていても良い。複数のトラックは、例えば、複数の微粒子１０７が列状に配列されることで形成されても良い。また、複数のトラックは、２種類の異なる材料で作製された複数の微粒子１０７を、同心円状に交互に隣接させて配置することで形成されても良い。
【０１７４】
また、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光量は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１とトラックとの距離に応じて変化しても良い。
【０１７５】
光情報装置は、所望のトラックに対して情報を記録又は再生するための第２の散乱体１０が、所望のトラック上に位置するようにトラッキング制御されていることが好ましい。これにより、第２の散乱体１０により、所望のトラックの微粒子１０７に対して情報を記録又は再生することができる。
【０１７６】
このとき、所望のトラック上から、第２の散乱体１０が、トラックに対して垂直な方向（トラッキング方向）へずれてしまうと、第２の散乱体１０から発生したプラズモン光を所望のトラックへ正確に照射することが困難となる。このずれは、トラッキング外れと呼ばれる。
【０１７７】
図１５は、トラッキング外れによる散乱体と微粒子との距離の変化を説明するための模式図である。
【０１７８】
図１５に示すように、散乱体とトラックとが１対１で対応付けられている場合、トラッキング外れによって、第１の散乱体９とトラックとの距離がｄ１からｄ２へと変化する。このとき、トラッキング外れの前後でギャップ間隔は変化していないが、第１の散乱体９とトラックとの距離が変化したことで、第１の散乱体９の共鳴状態が変化する。
【０１７９】
このため、誤ったギャップ間隔が検出され、散乱体と情報媒体１２との実際のギャップ間隔は変化していないにも関わらず、ギャップ制御が行われてしまう場合がある。この場合、ギャップ制御を安定に行うことが困難となる。
【０１８０】
そこで、実施の形態７における光情報装置は、さらに、ギャップ間隔を検出するための少なくとも２つの散乱体のトラックに垂直な方向へのずれを補正するトラッキング制御部を備えていても良い。なお、この場合、図１０に示すサーボ制御部３５がトラッキング制御部の機能を有する。
【０１８１】
これにより、散乱体のトラックに対する垂直な方向へのずれ、すなわちトラッキング外れによるトラック（又は、微粒子１０７）に対するプラズモン光の照射精度の低下、及び誤ったギャップ間隔の検出を抑制することができ、ギャップ制御を安定に行うことが可能となる。
【０１８２】
もしくは、実施の形態７における光情報装置は、光情報装置が情報媒体１２上を所定の時間走査する間に、複数回数検出された複数のギャップ間隔の値を記憶するギャップ間隔記憶部を備えていても良い。さらに、光情報装置は、ギャップ間隔記憶部に記憶された複数のギャップ間隔の平均値を算出するギャップ平均算出部を備えていても良い。
【０１８３】
図１６は、本発明の実施の形態７における光ディスクドライブ装置の構成を示す図である。図１６における光ディスクドライブ装置において、図１及び図１０と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
【０１８４】
図１６に示す光ディスクドライブ装置は、光情報装置３９、スピンドルモータ３４、信号処理部３７、インターフェース３８、サーボ制御部３５、図示しない送りモータ、システムコントローラ３６及びギャップ間隔記憶部６２を備える。
【０１８５】
情報媒体１２上には複数のトラックが形成されている。少なくとも２つの散乱体（第１の散乱体９及び第３の散乱体１１）からの反射光量は、散乱体とトラックとの距離に応じて変化する。
【０１８６】
ギャップ間隔記憶部６２は、光情報装置３９が情報媒体１２上を所定の時間だけ走査する間に、演算回路１７によって複数回数検出された複数のギャップ間隔を記憶する。
【０１８７】
サーボ制御部３５は、平均算出部６３を備える。平均算出部６３は、情報媒体１２上を所定の時間だけ走査する間に、ギャップ間隔記憶部６２に記憶された複数のギャップ間隔の平均値を算出する。サーボ制御部３５は、平均算出部６３によって算出された複数のギャップ間隔の平均値に基づいて、ギャップ間隔を制御する。
【０１８８】
これにより、一時的なトラッキング外れによるギャップ間隔の検出の変動の影響を低減し、ギャップ制御を安定に行うことができる。
【０１８９】
なお、本実施の形態において、ギャップ間隔記憶部６２がギャップ間隔記憶部の一例に相当し、平均算出部６３がギャップ平均算出部の一例に相当する。
【０１９０】
また、実施の形態７における光情報装置において、ギャップ間隔を検出するための第１の散乱体９又は第３の散乱体１１の大きさ又は形状は、第１の散乱体９又は第３の散乱体１１が複数のトラックと相互作用するように、設計しても良い。例えば、第１の散乱体９又は第３の散乱体１１が、図２に示す円柱形状である場合、複数のトラックに配置される微粒子１０７と相互作用するように、円柱の底面の直径を、微粒子１０７が配置されるトラックのトラックピッチ（トラック間隔）よりも大きくしても良い。
【０１９１】
もしくは、第１の散乱体９又は第３の散乱体１１が、三角柱形状である場合、複数のトラックに配置される微粒子１０７と相互作用するように、三角柱の長さ及び厚みを設定しても良い。
【０１９２】
さらに、第１の散乱体９又は第３の散乱体１１が、楕回転楕円体形状である場合、複数のトラックに配置される微粒子１０７と相互作用するように、回転楕円体の長軸及び短軸の少なくとも一方の長さを、微粒子１０７が構成するトラックのトラックピッチよりも大きくしても良い。
【０１９３】
さらにまた、第１の散乱体９又は第３の散乱体１１が、楕円柱形状である場合、複数のトラックに配置される微粒子１０７と相互作用するように、楕円柱の底面の長軸の長さを、微粒子１０７が構成するトラックのトラックピッチよりも大きくしても良い。
【０１９４】
図１７は、散乱体のトラッキング方向の長さがトラックピッチよりも大きい場合の散乱体と微粒子との距離の変化を説明するための模式図である。なお、図１７では、第１の散乱体９のみを図示しているが、第３の散乱体１１についても同様の構成としても良い。
【０１９５】
情報媒体１２上には複数のトラックが形成されている。少なくとも２つの散乱体（第１の散乱体９及び第３の散乱体１１）からの反射光量は、散乱体とトラックとの距離に応じて変化する。図１７に示すように、少なくとも２つの散乱体（第１の散乱体９及び第３の散乱体１１）のうちの少なくとも１つが、複数のトラックのうちの少なくとも２つのトラックと相互作用する。
【０１９６】
例えば、図１７では、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１のうちの少なくとも一方の形状は、楕円柱形状である。楕円柱の散乱体の長軸方向がトラッキング方向と一致する。なお、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１のうちの少なくとも一方の形状は、直方体形状であってもよく、直方体形状の散乱体の長手方向がトラッキング方向と一致しても良い。
【０１９７】
これによって、ギャップ間隔を検出するための第１の散乱体９又は第３の散乱体１１は、図１７に示すように、トラッキング外れが生じても、常に複数のトラックに対して垂直方向に重なるように配置されることになる。つまり、第１の散乱体９又は第３の散乱体１１がトラッキング方向へずれたとしても、第１の散乱体９又は第３の散乱体１１と情報媒体１２の微粒子１０７との間の距離は、一定の距離ｄ１に維持される。このため、例えば図１５のように、散乱体とトラックとが１対１で対応付けられている場合と比較して、トラッキング外れによる第１の散乱体９又は第３の散乱体１１とトラックとの距離の変化は平均化され、共鳴状態の変化は低減される。したがって、ギャップ制御を安定に行うことができる。
【０１９８】
図１８は、ギャップ間隔の変化とトラッキング外れとを判別可能な光情報装置の構成を示す模式図である。
【０１９９】
図１８に示すように、光情報装置は、トラックと１対１で対応付けられた、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１とは別に、複数のトラックと相互作用するように、大きさ又は形状が設計された第４の散乱体１０８を備えても良い。
【０２００】
この構成によって、散乱体と情報媒体とのギャップ間隔の変化と、トラッキング外れとを判別することが可能となる。
【０２０１】
上述したが、複数のトラックと相互作用するように大きさ又は形状が設計された散乱体のトラッキング外れによる共鳴状態の変化は低減される。そのため、第４の散乱体１０８は、ギャップ間隔の変化のみを検出することが可能である。それに対して、散乱体とトラックとが１対１で対応付けられている場合は、トラッキング外れを、ギャップ間隔の変化として検出してしまう可能性がある。
【０２０２】
しかし、第１の散乱体９、第３の散乱体１１及び第４の散乱体１０８の検出結果を組み合わせて判断することにより、ギャップ間隔の変化とトラッキング外れとのどちらが生じているのかが、判別可能である。
【０２０３】
図１９は、本発明の実施の形態７の変形例における光ディスクドライブ装置の構成を示す図である。図１９における光ディスクドライブ装置において、図１及び図１０と同じ構成要素については同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。
【０２０４】
図１９に示す光ディスクドライブ装置は、光情報装置６１、スピンドルモータ３４、信号処理部３７、インターフェース３８、サーボ制御部３５、図示しない送りモータ、システムコントローラ３６及びトラッキング駆動部１１２を備える。
【０２０５】
光情報装置６１は、第４の散乱体１０８（不図示）及び第４の光検出素子１０９をさらに備える。第４の散乱体１０８は、基板７に配置される。第４の散乱体１０８は、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１とは異なる位置に配置される。第４の散乱体１０８は、複数のトラックのうちの少なくとも２つのトラックに位置する微粒子１０７と相互作用する。
【０２０６】
図１８に示すように、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１の形状は、底面が正方形である四角柱形状（直方体形状）であり、第４の散乱体１０８は、底面が長方形である四角柱形状である。四角柱形状の第４の散乱体１０８の長手方向がトラッキング方向と一致する。
【０２０７】
回折素子４は、レーザー光源１からの光ビームを４つの光ビームに分岐する。対物レンズ６は、回折素子４によって分岐された４つの光ビームを収束させ、第１〜第４の散乱体９，１０，１１，１０８へ導く。
【０２０８】
第４の光検出素子１０９は、第４の散乱体１０８からの反射光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する。
【０２０９】
サーボ制御部３５は、判別部１１０及びトラッキング制御部１１１を備える。
【０２１０】
判別部１１０は、少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームを照射することにより得られる、少なくとも１つの散乱体からの反射光量の変化と、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化とに基づいて、少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向へずれたか否かを判別する。
【０２１１】
すなわち、判別部１１０は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１の共鳴状態が変化したことを検出した場合に、第４の散乱体１０８の共鳴状態も変化しているときは、ギャップ間隔の変化であると判別する。また、判別部１１０は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１の共鳴状態が変化したことを検出した場合に、第４の散乱体１０８の共鳴状態が変化していないときは、トラッキング外れが生じたと判別する。
【０２１２】
このとき、第４の散乱体１０８は、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１に対して、情報媒体１２の回転方向の前方に配置しても良いし、情報媒体１２の回転方向の後方に配置しても良い。また、第４の散乱体１０８は、第１の散乱体９、第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１と、直線的に並ぶように配置しても良い。さらに、第４の散乱体１０８は、情報媒体１２の回転方向の前方の位置、情報媒体１２の回転方向の後方の位置及び第２の散乱体１０及び第３の散乱体１１と直線的に並ぶ位置の複数位置に配置しても良い。
【０２１３】
トラッキング制御部１１１は、判別部１１０によって少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向へずれたと判別された場合に、少なくとも２つの散乱体のトラッキング方向へのずれを補正する。
【０２１４】
トラッキング駆動部１１２は、例えば送りモータで構成され、トラッキング制御部１１１によって制御され、少なくとも２つの散乱体のトラッキング方向へのずれを補正するように、光情報装置６１をトラッキング方向へ移動させる。
【０２１５】
以上のように、判別部１１０は、第４の散乱体１０８に複数の光ビームのうちの１つが照射されることにより得られる、第４の散乱体１０８からの反射光量の変化と、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光量の変化とに基づいて、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１のトラックに垂直な方向へのずれが生じたか否かを判別しても良い。
【０２１６】
より具体的には、レーザー光源１は、第４の散乱体１０８にレーザー光を照射する。第４の散乱体１０８にレーザー光が照射されると、例えば、第４の散乱体１０８上で局在プラズモンが励起され、第４の散乱体１０８近傍の光電場強度が増強される。ここで、第４の散乱体１０８からの反射光は、ビームスプリッタ５を反射し、検出レンズ１３により、第４の光検出素子に集光される。第４の光検出素子１０９は、第４の散乱体１０８からの反射光を受け、反射光量に応じた電気信号に変換する。第４の光検出素子１０９からの電気信号は、信号処理部３７に送られる。このとき、第４の散乱体１０８からの反射光量は、第４の散乱体１０８と情報媒体１２上のトラックとの距離に応じて変化する。
【０２１７】
判別部１１０は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光量が変化し、かつ、第４の散乱体１０８からの反射光量の変化が所定値よりも大きい場合は、ギャップ間隔の変化が生じたと判別する。
【０２１８】
また、判別部１１０は、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１からの反射光量が変化したが、第４の散乱体１０８からの反射光量の変化が所定値以下である場合は、トラックに垂直な方向へのずれ（すなわち、トラッキング外れ）が生じたと判別する。
【０２１９】
なお、上述した所定値は、例えば、第４の散乱体１０８がトラックに垂直な方向へずれた場合における、第４の散乱体１０８からの反射光量の変化の最大値であっても良い。
【０２２０】
さらに、トラッキング制御部１１１は、判別部１１０によって第１の散乱体９及び第３の散乱体１１のトラックに垂直な方向へのずれが生じたと判別された場合に、第１の散乱体９及び第３の散乱体１１のトラックに垂直な方向へのずれを補正するように、光情報装置６１をトラックに垂直な方向へ駆動しても良い。
【０２２１】
以上の構成によれば、トラッキング外れによるギャップ間隔の検出の変動の影響を低減し、ギャップ制御をより安定に行うことができる。
【０２２２】
なお、本実施の形態において、判別部１１０が判別部の一例に相当し、トラッキング制御部１１１がトラッキング制御部の一例に相当する。
【０２２３】
また、実施の形態１〜７の光情報装置においては、ギャップ間隔を検出するための散乱体は２つであっても良い。このとき、２つの散乱体のうちの一方の散乱体からの反射光量は、第１のギャップ間隔において、最も小さくなり、２つの散乱体のうちの他方の散乱体からの反射光量は、第１のギャップ間隔よりも大きい第２のギャップ間隔において、最も小さくなっても良い。
【０２２４】
このとき、２つの散乱体からの反射光は、それぞれ異なる２つの受光素子により受光される。２つの受光素子は、それぞれ入射光量に比例した電気信号に変換し、検出部へ出力する。検出部は、２つの受光素子からのそれぞれの電気信号の差分に比例した信号に基づいて、ギャップ間隔を検出する。このとき、情報を記録又は再生するために最適である、情報を記録又は再生するための少なくとも１つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔である第３のギャップ間隔は、第１のギャップ間隔以上、かつ、第２のギャップ間隔以下であっても良い。
【０２２５】
以上の構成によれば、情報を記録又は再生するための少なくとも１つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を、情報を記録又は再生するために最適であるギャップ間隔に、より精度良く制御することができる。
【０２２６】
また、情報媒体１２は、前述の記録層よりもプラズモン光の照射側に形成された保護層をさらに有しても良い。もしくは、情報媒体１２は、前述の微粒子１０７よりもプラズモン光の照射側に形成された保護層をさらに有しても良い。また、保護層を形成する材料は、微粒子１０７間に充填されていても良い。保護層に用いる材料としては、誘電材料又は金属を含む材料であっても良い。もしくは、保護層は、ＺｒＳｉＯ４、（ＺｒＯ２）２５（Ｃｒ２Ｏ３）５０、ＳｉＣｒ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、ＴｅＯ２、Ｃ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｎｂ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｎ、Ｃｒ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｇｅ−Ｓｉ−Ｎ、Ｇｅ−Ｃｒ−Ｎ、ＺｎＳ、ＳｉＣ、ＬａＦ３、ＣｅＦ３、ＭｇＦ２又はＣなどを含む材料を用いても良い。
【０２２７】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【０２２８】
本発明の一局面に係る光情報装置は、複数の散乱体と、複数の光ビームを生成する光ビーム生成部と、前記複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く導光部と、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、前記少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出部と、を備える。
【０２２９】
この構成によれば、光ビーム生成部は、複数の光ビームを生成する。導光部は、複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く。検出部は、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する。
【０２３０】
したがって、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔が検出されるので、散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を高精度に検出することができ、高精度かつ安定に情報媒体へ情報を記録又は情報媒体から情報を再生することができる。
【０２３１】
また、上記の光情報装置において、前記少なくとも２つの散乱体からの前記反射光量は、互いに異なる前記ギャップ間隔において、最も小さくなることが好ましい。
【０２３２】
この構成によれば、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の差分に基づいて、散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を極めて高い精度で検出することができる。
【０２３３】
また、上記の光情報装置において、前記導光部は、前記複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導き、前記２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する２つの受光素子をさらに備え、前記検出部は、前記２つの受光素子からそれぞれ出力される前記電気信号の差分に基づいて、前記ギャップ間隔を検出することが好ましい。
【０２３４】
この構成によれば、導光部は、複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導く。２つの受光素子は、２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する。検出部は、２つの受光素子からそれぞれ出力される電気信号の差分に基づいて、ギャップ間隔を検出する。
【０２３５】
したがって、２つの受光素子からそれぞれ出力される電気信号の差分に基づいて、散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を極めて高い精度で容易に検出することができる。
【０２３６】
また、上記の光情報装置において、前記導光部は、前記複数の散乱体のうち、前記少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に、前記複数の光ビームのうち、前記少なくとも２つの光ビームとは異なる少なくとも１つの光ビームを導き、前記少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、前記情報媒体に情報が記録される、又は、前記情報媒体から情報が再生されることが好ましい。
【０２３７】
この構成によれば、導光部は、複数の散乱体のうち、少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に、複数の光ビームのうち、少なくとも２つの光ビームとは異なる少なくとも１つの光ビームを導く。少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、情報媒体に情報が記録される、又は、情報媒体から情報が再生される。
【０２３８】
したがって、ギャップ間隔を検出するための少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、情報媒体に情報を記録することができる。また、ギャップ間隔を検出するための少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、情報媒体から情報を再生することができる。
【０２３９】
また、上記の光情報装置において、前記複数の散乱体は、前記複数の光ビームが照射されることにより、プラズモン光を発生させることが好ましい。
【０２４０】
この構成によれば、複数の散乱体は、複数の光ビームが照射されることにより、プラズモン光を発生させるので、プラズモン光を用いて回折限界以下の光スポットを形成することができ、情報媒体へ高密度に情報を記録することができる。
【０２４１】
また、上記の光情報装置において、前記少なくとも２つの散乱体は、前記少なくとも１つの散乱体に隣接して配置されていることが好ましい。
【０２４２】
この構成によれば、少なくとも２つの散乱体は、少なくとも１つの散乱体に隣接して配置されているので、簡単な構成により複数の散乱体を光情報装置に配置することが可能となり、光情報装置を小型化することができる。
【０２４３】
また、上記の光情報装置において、前記導光部は、前記複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導き、前記２つの散乱体からの前記反射光量は、互いに異なる２つのギャップ間隔において、最も小さくなり、前記２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する２つの受光素子をさらに備え、前記検出部は、前記２つの受光素子からそれぞれ出力される前記電気信号の差分に基づいて、前記ギャップ間隔を検出し、前記差分が最も小さくなる前記２つのギャップ間隔において、前記少なくとも１つの散乱体からの反射光量は、最も小さくなることが好ましい。
【０２４４】
この構成によれば、導光部は、複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導く。２つの散乱体からの反射光量は、互いに異なる２つのギャップ間隔において、最も小さくなる。２つの受光素子は、２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する。検出部は、２つの受光素子からそれぞれ出力される電気信号の差分に基づいて、ギャップ間隔を検出する。差分が最も小さくなる２つのギャップ間隔において、少なくとも１つの散乱体からの反射光量は、最も小さくなる。
【０２４５】
したがって、２つの受光素子からそれぞれ出力される電気信号の差分が最も小さくなる２つのギャップ間隔が検出されることで、情報を記録又は再生する上で、最も適したギャップ間隔を決定することができる。
【０２４６】
また、上記の光情報装置において、前記導光部は、前記複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導き、前記２つの散乱体のうちの一方の散乱体からの前記反射光量は、第１のギャップ間隔において、最も小さくなり、前記２つの散乱体のうちの他方の散乱体からの前記反射光量は、前記第１のギャップ間隔よりも大きい第２のギャップ間隔において、最も小さくなり、前記２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する２つの受光素子をさらに備え、前記検出部は、前記２つの受光素子からそれぞれ出力される前記電気信号の差分に基づいて、前記ギャップ間隔を検出し、情報が記録又は再生される際の、前記少なくとも１つの散乱体と前記情報媒体とのギャップ間隔である第３のギャップ間隔は、前記第１のギャップ間隔以上、かつ、前記第２のギャップ間隔以下であることが好ましい。
【０２４７】
この構成によれば、導光部は、複数の散乱体のうちの２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの２つの光ビームを導く。２つの散乱体のうちの一方の散乱体からの反射光量は、第１のギャップ間隔において、最も小さくなる。２つの散乱体のうちの他方の散乱体からの反射光量は、第１のギャップ間隔よりも大きい第２のギャップ間隔において、最も小さくなる。２つの受光素子は、２つの散乱体からの反射光をそれぞれ受光し、受光量に比例した電気信号をそれぞれ出力する。検出部は、２つの受光素子からそれぞれ出力される電気信号の差分に基づいて、ギャップ間隔を検出する。情報が記録又は再生される際の、少なくとも１つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔である第３のギャップ間隔は、第１のギャップ間隔以上、かつ、第２のギャップ間隔以下である。
【０２４８】
したがって、情報を記録又は再生するための少なくとも１つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を、情報を記録又は再生するために最適であるギャップ間隔に、より精度良く制御することができる。
【０２４９】
また、上記の光情報装置において、前記複数の散乱体の形状はそれぞれ異なることが好ましい。
【０２５０】
この構成によれば、複数の散乱体の形状はそれぞれ異なるので、簡単な構成により、高感度かつ高範囲にギャップ間隔を検出することができる。
【０２５１】
また、上記の光情報装置において、前記光ビーム生成部は、光ビームを出射する光源と、前記光源からの光ビームを複数の光ビームに分岐する光学素子と、を含み、前記導光部は、前記光学素子によって分岐された前記複数の光ビームを収束させる対物レンズを含むことが好ましい。
【０２５２】
この構成によれば、光源からの光ビームが複数の光ビームに分岐され、分岐された複数の光ビームを収束させるので、複数の光ビームを複数の散乱体に導くことができる。
【０２５３】
また、上記の光情報装置において、前記複数の散乱体は、前記情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有する平面基板の前記平坦部の表面に形成されている、又は、前記平面基板の内部に埋め込まれていることが好ましい。
【０２５４】
この構成によれば、複数の散乱体は、情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有する平面基板の平坦部の表面に形成されている、又は、平面基板の内部に埋め込まれている。したがって、光情報装置に複数の散乱体を容易に配置することができ、情報媒体に接触した際の散乱体の剥離又は破損を防止することができ、複数の散乱体が情報媒体上を移動する際の障害とならないようにすることができる。
【０２５５】
また、上記の光情報装置において、前記対物レンズの形状は、半球形状又は超半球形状であり、前記対物レンズは、前記情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有し、前記複数の散乱体は、前記平坦部の表面に形成されている、又は、前記対物レンズの内部に埋め込まれていることが好ましい。
【０２５６】
この構成によれば、対物レンズの形状は、半球形状又は超半球形状である。対物レンズは、情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有している。複数の散乱体は、平坦部の表面に形成されている、又は、対物レンズの内部に埋め込まれている。
【０２５７】
したがって、対物レンズに複数の散乱体が一体形成されるので、複数の散乱体を容易に配置することができ、光情報装置の構成を簡素化することができ、光情報装置の製造コストを低減することができる。
【０２５８】
また、上記の光情報装置において、前記対物レンズは、少なくとも２つ以上のレンズを含み、前記少なくとも２つ以上のレンズのうち、前記情報媒体に対向するレンズは、半球形状又は超半球形状のソリッドイマージョンレンズであり、前記ソリッドイマージョンレンズは、前記情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有し、前記複数の散乱体は、前記平坦部の表面に形成されている、又は、前記ソリッドイマージョンレンズの内部に埋め込まれていることが好ましい。
【０２５９】
この構成によれば、対物レンズは、少なくとも２つ以上のレンズを含む。少なくとも２つ以上のレンズのうち、情報媒体に対向するレンズは、半球形状又は超半球形状のソリッドイマージョンレンズである。ソリッドイマージョンレンズは、情報媒体の入射面に対向する面に平坦部を有している。複数の散乱体は、平坦部の表面に形成されている、又は、ソリッドイマージョンレンズの内部に埋め込まれている。
【０２６０】
したがって、ソリッドイマージョンレンズを用いることにより、複数の散乱体へ収束させる光のエネルギー密度を高めることができるため、光の利用効率を向上させることができる。また、ソリッドイマージョンレンズに複数の散乱体が一体形成されるので、複数の散乱体を容易に配置することができ、光情報装置の構成を簡素化することができ、光情報装置の製造コストを低減することができる。
【０２６１】
また、上記の光情報装置において、前記光ビーム生成部は、光ビームを出射する光源を含み、前記導光部は、前記光源からの前記光ビームを導く光導波路と、前記光導波路を伝搬する前記光ビームを収束させるテーパー導波路と、を含み、前記複数の散乱体のうち、前記少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、前記情報媒体に情報が記録される、又は、前記情報媒体から情報が再生されることが好ましい。
【０２６２】
この構成によれば、光源は、光ビームを出射する。光導波路は、光源からの光ビームを導く。テーパー導波路は、光導波路を伝搬する光ビームを収束させる。複数の散乱体のうち、少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、情報媒体に情報が記録される、又は、情報媒体から情報が再生される。
【０２６３】
したがって、光源、光導波路及びテーパー導波路などを基板上に集積化することができ、光情報装置の光学性能の安定性を向上させることができる。また、光情報装置の光学素子の調整工程又は接着工程を省略することができるため、光情報装置の製造コストを低減することができる。
【０２６４】
また、上記の光情報装置において、前記光ビーム生成部は、光ビームを出射する複数の光源を含み、前記導光部は、前記複数の光源のうち、少なくとも１つの光源からの光ビームを、前記複数の散乱体のうち、前記少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に導き、前記少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、前記情報媒体に情報が記録される、又は、前記情報媒体から情報が再生され、前記導光部は、前記複数の光源のうち、前記少なくとも１つの光源とは異なる別の少なくとも１つの光源からの光ビームを、前記少なくとも２つの散乱体に導き、前記検出部は、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、前記少なくとも２つの散乱体と前記情報媒体とのギャップ間隔を検出することが好ましい。
【０２６５】
この構成によれば、光ビーム生成部は、光ビームを出射する複数の光源を含む。導光部は、複数の光源のうち、少なくとも１つの光源からの光ビームを、複数の散乱体のうち、少なくとも２つの散乱体とは異なる少なくとも１つの散乱体に導く。少なくとも１つの散乱体で発生する光電場を用いて、情報媒体に情報が記録される、又は、情報媒体から情報が再生される。また、導光部は、複数の光源のうち、少なくとも１つの光源とは異なる別の少なくとも１つの光源からの光ビームを、少なくとも２つの散乱体に導く。検出部は、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を検出する。
【０２６６】
したがって、情報を記録又は再生するための光ビームと、ギャップ間隔を検出するための光ビームとが分離されるので、情報を記録又は再生するための信号と、ギャップ間隔を検出するための信号との干渉を低減し、再生信号に含まれるノイズを低減することができる。
【０２６７】
また、上記の光情報装置において、前記情報媒体上には複数のトラックが形成されており、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、前記散乱体とトラックとの距離に応じて変化し、前記少なくとも２つの散乱体のうちの少なくとも１つが、前記複数のトラックのうちの少なくとも２つのトラックと相互作用することが好ましい。
【０２６８】
この構成によれば、少なくとも２つの散乱体のうちの少なくとも１つが、複数のトラックのうちの少なくとも２つのトラックと相互作用するので、少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向にずれたとしても、正確にギャップ間隔を検出することができる。
【０２６９】
また、上記の光情報装置において、前記情報媒体上には複数のトラックが形成されており、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、前記散乱体とトラックとの距離に応じて変化し、前記複数の散乱体のうち、前記少なくとも２つの散乱体とは異なる、少なくとも１つの散乱体は、複数のトラックのうちの少なくとも２つのトラックに位置する微粒子と相互作用し、前記少なくとも１つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームを照射することにより得られる、前記少なくとも１つの散乱体からの反射光量の変化と、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化とに基づいて、前記少なくとも２つの散乱体が前記トラッキング方向へずれたか否かを判別する判別部をさらに備えることが好ましい。
【０２７０】
この構成によれば、情報媒体上には複数のトラックが形成されている。少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、散乱体とトラックとの距離に応じて変化する。複数の散乱体のうち、少なくとも２つの散乱体とは異なる、少なくとも１つの散乱体は、複数のトラックのうちの少なくとも２つのトラックに位置する微粒子と相互作用する。判別部は、少なくとも１つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも１つの光ビームを照射することにより得られる、少なくとも１つの散乱体からの反射光量の変化と、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化とに基づいて、少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向へずれたか否かを判別する。
【０２７１】
したがって、少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向へずれたか否かが判別されるので、少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向へずれたことを確実に検出することができる。
【０２７２】
また、上記の光情報装置において、前記判別部によって前記少なくとも２つの散乱体が前記トラッキング方向へずれたと判別された場合に、前記少なくとも２つの散乱体の前記トラッキング方向へのずれを補正するトラッキング制御部をさらに備えることが好ましい。
【０２７３】
この構成によれば、トラッキング制御部は、判別部によって少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向へずれたと判別された場合に、少なくとも２つの散乱体のトラッキング方向へのずれを補正する。
【０２７４】
したがって、少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向へずれることによるギャップ間隔の検出の変動の影響を低減することができ、ギャップ制御をより安定に行うことができる。
【０２７５】
また、上記の光情報装置において、前記情報媒体上には複数のトラックが形成されており、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、前記散乱体とトラックとの距離に応じて変化し、前記情報媒体上を所定の時間だけ走査する間に、前記検出部によって複数回数検出された複数のギャップ間隔を記憶するギャップ間隔記憶部と、前記ギャップ間隔記憶部に記憶された前記複数のギャップ間隔の平均値を算出するギャップ平均算出部とをさらに備えることが好ましい。
【０２７６】
この構成によれば、情報媒体上には複数のトラックが形成されている。少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、散乱体とトラックとの距離に応じて変化する。ギャップ間隔記憶部は、情報媒体上を所定の時間だけ走査する間に、検出部によって検出された複数のギャップ間隔を記憶する。ギャップ平均算出部は、ギャップ間隔記憶部に記憶された複数のギャップ間隔の平均値を算出する。
【０２７７】
したがって、一時的に少なくとも２つの散乱体がトラッキング方向へずれることによるギャップ間隔の検出の変動の影響を低減することができ、ギャップ制御を安定に行うことができる。
【０２７８】
本発明の他の局面に係る光ディスクドライブ装置は、上記のいずれかに記載の光情報装置と、情報媒体を回転させるモータと、前記光情報装置から得られる電気信号に基づいて、前記モータ及び前記光情報装置を制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光情報装置を光ディスクドライブ装置に適用することができる。
【０２７９】
また、上記の光ディスクドライブ装置において、前記光情報装置を、前記情報媒体に対して移動させるスイングアームをさらに備え、前記モータは、前記情報媒体を回転させるとともに、回転力により前記光情報装置を一定距離浮上させることが好ましい。
【０２８０】
この構成によれば、情報媒体の回転力により光情報装置を一定距離浮上させることにより、光情報装置と情報媒体とのギャップ間隔を粗調整することができ、さらに、散乱体からの反射光より得られるギャップ間隔の情報に基づいて、ギャップ間隔を微調整することができる。
【０２８１】
本発明の他の局面に係る光情報記録装置は、上記の光ディスクドライブ装置と、前記光ディスクドライブ装置によって情報媒体へ記録するための情報を処理する記録情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光情報装置を備える光ディスクドライブ装置を光情報記録装置に適用することができる。
【０２８２】
本発明の他の局面に係る光情報再生装置は、上記の光ディスクドライブ装置と、前記光ディスクドライブ装置によって情報媒体から再生された情報を処理する再生情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光情報装置を備える光ディスクドライブ装置を光情報再生装置に適用することができる。
【０２８３】
本発明の他の局面に係るギャップ制御方法は、光情報装置に設けられた複数の散乱体と、情報記録媒体との間のギャップ間隔を制御するギャップ制御方法であって、前記複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを照射する照射ステップと、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、前記少なくとも２つの散乱体と前記情報媒体とのギャップ間隔を検出する検出ステップと、を包含する。
【０２８４】
この構成によれば、照射ステップにおいて、複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームが照射される。検出ステップにおいて、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔が検出される。
【０２８５】
したがって、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔が検出されるので、散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を高精度に検出することができ、高精度かつ安定に情報媒体へ情報を記録又は情報媒体から情報を再生することができる。
【０２８６】
本発明の他の局面に係る光ピックアップは、複数の散乱体と、複数の光ビームを生成する光ビーム生成部と、前記複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、前記複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く導光部と、前記少なくとも２つの散乱体からの反射光を受光し、受光した反射光量の変化を出力する受光素子とを備え、前記少なくとも２つの散乱体からの前記反射光量は、互いに異なる前記ギャップ間隔において、最も小さくなる。
【０２８７】
この構成によれば、光ビーム生成部は、複数の光ビームを生成する。導光部は、複数の散乱体のうちの少なくとも２つの散乱体に、複数の光ビームのうちの少なくとも２つの光ビームを導く。受光素子は、少なくとも２つの散乱体からの反射光を受光し、受光した反射光量の変化を出力する。少なくとも２つの散乱体からの反射光量は、互いに異なるギャップ間隔において、最も小さくなる。
【０２８８】
したがって、少なくとも２つの散乱体からの反射光量の変化に基づいて、少なくとも２つの散乱体と情報媒体とのギャップ間隔が検出されるので、散乱体と情報媒体とのギャップ間隔を高精度に検出することができ、高精度かつ安定に情報媒体へ情報を記録又は情報媒体から情報を再生することができる。
【０２８９】
なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０２９０】
本発明に係る光情報装置、光ディスクドライブ装置、光情報記録装置、光情報再生装置、ギャップ制御方法及び光ピックアップは、プラズモン光を発生する散乱体と、情報媒体とのギャップ間隔をナノメータオーダー又はサブナノメータオーダーで高精度に検出し、安定して制御することが可能となるため、プラズモン光を利用して情報媒体に情報を記録又は再生する光情報装置、光ディスクドライブ装置、光情報記録装置、光情報再生装置、ギャップ制御方法及び光ピックアップとして有用である。
【図１】
2012140876.tif 000003
【図２】
2012140876.tif 000004
【図３】
2012140876.tif 000005
【図４】
2012140876.tif 000006
【図５】
2012140876.tif 000007
【図６】
2012140876.tif 000008
【図７】
2012140876.tif 000009
【図８】
2012140876.tif 000010
【図９】
2012140876.tif 000011
【図１０】
2012140876.tif 000012
【図１１】
2012140876.tif 000013
【図１２】
2012140876.tif 000014
【図１３】
2012140876.tif 000015
【図１４】
2012140876.tif 000016
【図１５】
2012140876.tif 000017
【図１６】
2012140876.tif 000018
【図１７】
2012140876.tif 000019
【図１８】
2012140876.tif 000020
【図１９】
2012140876.tif 000021
【図２０】
2012140876.tif 000022
【国際調査報告】
2012140876.tif 000023
2012140876.tif 000024
2012140876.tif 000025