(57)【要約】【課題】可搬性及び信頼性に優れ、高い記録密度を有する光記録媒体を提供する。【解決手段】光記録媒体の基板１２上に、記録再生に用いるレーザ光の波長より小さい回転楕円体状の金微粒子１１を方向を揃えて配置する。記録再生の際は、この光記録媒体に配置された金微粒子１１の長軸に平行な直線偏光で、かつこの金微粒子１１の長軸方向における共鳴周波数のレーザ光と、金微粒子１１の短軸に平行な直線偏光で、かつこの金微粒子１１の短軸方向における共鳴周波数のレーザ光とを用いることにより、それぞれ金微粒子１１の長軸方向と短軸方向に光強度を集中させ、記録再生の多重化を行う。【選択図】図２
2006196031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録再生を行う光の波長以下の大きさで、かつ平面形状の一方向の長さが他方向の長さよりも長い構造体が複数設けられた光記録媒体であって、
複数設けられた前記構造体が一つの方向に揃えられており、
前記構造体の長い方向の直線偏光で、かつ、前記構造体の長い方向で共鳴する周波数の第一の光と、
前記構造体の短い方向の直線偏光で、かつ、前記構造体の短い方向で共鳴する周波数の第二の光と、
を照射することにより、前記第一の光と第二の光のそれぞれに対応して前記構造体及びその近傍で電磁界を局在化させ、情報の記録再生が多重化して行われることを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
記録再生を行う光の波長以下の大きさで、かつ平面形状の一方向の長さが他方向の長さよりも長い構造体が複数設けられた光記録媒体であって、
複数設けられた前記構造体が、一つの方向に揃えられている第一の構造体と、この第一の構造体と直交する方向に揃えられている第二の構造体とからなり、
前記第一の構造体の長い方向の直線偏光で、かつ前記第一の構造体の長い方向で共鳴する周波数の第一の光と、
前記第二の構造体の長い方向の直線偏光で、かつ前記第二の構造体の長い方向で共鳴する周波数の第四の光と、
を照射することにより、前記第一の光と第四の光のそれぞれに対応して前記第一の構造体と前記第二の構造体及びそれらの近傍で電磁界を局在化させ、情報の記録再生が多重化して行われることを特徴とする光記録媒体。
【請求項３】
記録再生を行う光の波長以下の大きさで、かつ平面形状の一方向の長さが他方向の長さよりも長い構造体が複数設けられた光記録媒体であって、
複数設けられた前記構造体が、一つの方向に揃えられている第一の構造体と、この第一の構造体と直交する方向に揃えられている第二の構造体とからなり、
前記第一の構造体の短い方向の直線偏光で、かつ前記第一の構造体の短い方向で共鳴する周波数の第二の光と、
前記第二の構造体の短い方向の直線偏光で、かつ前記第二の構造体の短い方向で共鳴する周波数の第三の光と、
を照射することにより、前記第一の光と第三の光のそれぞれに対応して前記第一の構造体と前記第二の構造体及びそれらの近傍で電磁界を局在化させ、情報の記録再生が多重化して行われることを特徴とする光記録媒体。
【請求項４】
記録再生を行う光の波長以下の大きさで、かつ平面形状の一方向の長さが他方向の長さよりも長い構造体が複数設けられた光記録媒体であって、
複数設けられた前記構造体が、一つの方向に揃えられている第一の構造体と、この第一の構造体と直交する方向に揃えられている第二の構造体とからなり、
前記第一の構造体の長い方向の直線偏光で、かつ前記第一の構造体の長い方向で共鳴する周波数の第一の光と、
前記第一の構造体の短い方向の直線偏光で、かつ前記第一の構造体の短い方向で共鳴する周波数の第二の光と、
前記第二の構造体の短い方向の直線偏光で、かつ前記第二の構造体の短い方向で共鳴する周波数の第三の光と、
前記第二の構造体の長い方向の直線偏光で、かつ前記第二の構造体の長い方向で共鳴する周波数の第四の光と、
を照射することにより、前記第一から第四の光のそれぞれに対応して前記第一の構造体と前記第二の構造体及びそれらの近傍で電磁界を局在化させ、情報の記録再生が多重化して行われることを特徴とする光記録媒体。
【請求項５】
前記構造体が粒子であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項６】
前記構造体が膜の開口部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項７】
前記構造体が平板であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項８】
前記第一又は第二の構造体の長い方向が、トラック方向と４５度の角度をなしていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高密度の光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度大容量の光記録については、いろいろな方法が検討され、開発されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。例えば、特許文献１では、図３１に示すように、光記録媒体１０１の記録層１０２に近接して、光反射率又は電気抵抗が周期的に異なる金属層１０３を設け、この金属層１０３の周期的に形成された特異部分１０４がレーザ照射によって周囲より早く高い温度に上昇することによって、特異部分１０４に対応する記録層１０２の部分にのみレーザによる記録マーク１０５を生じさせている。すなわち、記録層１０２は、レーザビーム１０６の照射による温度変化により記録マーク１０５を生じるが、特異部分１０４はこの温度変化をアシストし、マークの記録位置精度を高めて、より小さいマークの記録を可能にしている。しかしながら、この場合、レーザ光の交番電界が直接記録層の原子あるいは分子を振動させ温度を上昇させるため、レーザのエネルギーが熱に変換される効率がやや悪い。また、特異部分以外の部分でも熱が発生するので、特異部分とそれ以外の部分との温度分布のコントラストが悪く、記録マークのサイズ縮小の効果は十分ではない。
【０００３】
特許文献２は、情報ピットのトラック方向における幅と情報ピットの再生用光スポットに対するトラック方向のシフト量の組み合わせによって、多値情報を記録するもので、再生装置としては、光学的情報記録媒体から反射または透過された再生用光束を検出するための多分割光検出器と、予め設定された情報ピットのトラック方向の幅と再生用光スポットに対するトラック方向のシフト量の組み合わせによる多値情報の各情報ピットに対応した全光量と光量分布を記憶するための記憶手段と、前記多分割光検出器で得られた情報ピットの全光量及び光量分布と前記記憶手段に記憶された全光量及び光量分布の相関をとってそれぞれの情報ピットの情報を認識するための情報認識手段とを設けている。しかしながら、この方法では、１６値の多値記録をしても、実際は、信号が多値になることによるノイズマージンの低下や誤り訂正に必要な面積の増加などにより、従来の２値記録のせいぜい１.５倍程度の記録密度にしかならない。
【０００４】
特許文献３では、感光材料に対物レンズを用いてレーザを集光し、３次元的に一点一点データを屈折率変化として書き込み、その３次元的に記録されたデータを反射型の共焦点光学系を用いて読みだすことを特徴としている。この方法では、記録時に、光記録媒体内で２光子吸収を生じさせるために、高出力のフェムト秒レーザが必要である。しかし、フェムト秒レーザの価格は数千万円以上であり、また、少なくとも数十cm立方程度の容積が必要で、従来の半導体レーザに比べると著しく高価かつ大型である。したがって、従来の光ディスクのようなパーソナルコンピュータの周辺機器として使用することは極めて困難である。また、高効率に２光子吸収を発生する高感度な記録材料が必要であるが、未だ実用的なものは開発されていない。
【０００５】
特許文献４は、ホログラフィを利用して情報の記録再生を行うもので、記録層には反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光との干渉による干渉パターンが記録されるとともに、反射面に入射する前の記録用参照光と反射面で反射された後の情報光との干渉パターンが記録される。この方法は、いわゆる体積ホログラムメモリであるが、レーザ光の干渉を利用しているので、光源の波長シフトに対して特性が非常に敏感なため、発光波長が安定しない半導体レーザを使用するとエラーが発生しやすいなど、特性が安定しない。また、書き込み時に既に記録したデータを部分的に消去してしまうなどの問題があり、発明から数十年経た現在でも研究の域を出ていないのが現状である。
【０００６】
また、特許文献５では、入射光偏光をこの波長以下のサイズの微小開口に入射させて得られる近視野光を用いて記録再生を行う方法を示している。この方法は近視野光と記録媒体表面とを相互作用させ、透過あるいは反射した散乱光を検出することで微小なデータマークを読み出すもので、記録最小マークサイズは入射光の波長ではなく開口サイズによるため、記録密度の向上が可能となっている。しかしながら、この方法では、微小開口を記録媒体表面に近接して高速に走査させるためのスライダを必要とする。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２９８４３２号公報
【特許文献２】特開平５−１２８５３０号公報
【特許文献３】特開平６−２８６７２号公報
【特許文献４】特開２００２−１２３９４９号公報
【特許文献５】特開２００３−４６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題に対処してなされたもので、従来の光ディスクと同等の可搬性や信頼性を確保したまま、特殊な光源や記録材料を必要とすることなく、省エネルギー・小型で高い記録密度を実現する光記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、請求項１の発明は、記録再生を行う光の波長以下の大きさで、かつ平面形状の一方向の長さが他方向の長さよりも長い構造体が複数設けられた光記録媒体であって、複数設けられた構造体が一つの方向に揃えられており、構造体の長い方向の直線偏光で、かつ、この構造体の長い方向で共鳴する周波数の第一の光と、構造体の短い方向の直線偏光で、かつ、この構造体の短い方向で共鳴する周波数の第二の光とを照射することにより、第一の光と第二の光のそれぞれに対応して構造体及びその近傍で電磁界を局在化させ、情報の記録再生が多重化して行われることを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明においては、第一の光により構造体の長い方向周辺のみに記録することが可能となり、第二の光により構造体の短い方向周辺にのみ記録することが可能となるため、記録再生の多重化が可能となる。
【００１１】
請求項２の発明は、記録再生を行う光の波長以下の大きさで、かつ平面形状の一方向の長さが他方向の長さよりも長い構造体が複数設けられた光記録媒体であって、複数設けられた構造体が、一つの方向に揃えられている第一の構造体と、この第一の構造体と直交する方向に揃えられている第二の構造体とからなり、第一の構造体の長い方向の直線偏光で、かつこの第一の構造体の長い方向で共鳴する周波数の第一の光と、第二の構造体の長い方向の直線偏光で、かつこの第二の構造体の長い方向で共鳴する周波数の第四の光とを照射することにより、第一の光と第四の光のそれぞれに対応して第一の構造体と第二の構造体及びそれらの近傍で電磁界を局在化させ、情報の記録再生が多重化して行われることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明においては、第一の光により第一の構造体の長い方向周辺のみに記録することが可能となり、第四の光により第二の構造体の長い方向周辺のみに記録することが可能となるため、記録再生の多重化が可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、記録再生を行う光の波長以下の大きさで、かつ平面形状の一方向の長さが他方向の長さよりも長い構造体が複数設けられた光記録媒体であって、複数設けられた構造体が、一つの方向に揃えられている第一の構造体と、この第一の構造体と直交する方向に揃えられている第二の構造体とからなり、第一の構造体の短い方向の直線偏光で、かつこの第一の構造体の短い方向で共鳴する周波数の第二の光と、第二の構造体の短い方向の直線偏光で、かつこの第二の構造体の短い方向で共鳴する周波数の第三の光とを照射することにより、第一の光と第三の光のそれぞれに対応して第一の構造体と第二の構造体及びそれらの近傍で電磁界を局在化させ、情報の記録再生が多重化して行われることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明においては、第二の光により第一の構造体の短い方向周辺のみに記録することが可能となり、第三の光により第二の構造体の短い方向周辺のみに記録することが可能となるため、記録再生の多重化が可能となる。
【００１５】
請求項４の発明は、記録再生を行う光の波長以下の大きさで、かつ平面形状の一方向の長さが他方向の長さよりも長い構造体が複数設けられた光記録媒体であって、複数設けられた構造体が、一つの方向に揃えられている第一の構造体と、この第一の構造体と直交する方向に揃えられている第二の構造体とからなり、第一の構造体の長い方向の直線偏光で、かつこの第一の構造体の長い方向で共鳴する周波数の第一の光と、第一の構造体の短い方向の直線偏光で、かつこの第一の構造体の短い方向で共鳴する周波数の第二の光と、第二の構造体の短い方向の直線偏光で、かつこの第二の構造体の短い方向で共鳴する周波数の第三の光と、第二の構造体の長い方向の直線偏光で、かつこの第二の構造体の長い方向で共鳴する周波数の第四の光とを照射することにより、第一から第四の光のそれぞれに対応して第一の構造体と第二の構造体及びそれらの近傍で電磁界を局在化させ、情報の記録再生が多重化して行われることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明においては、第一の光により第一の構造体の長い方向周辺のみに記録することが可能となり、第二の光により第一の構造体の短い方向周辺のみに記録することが可能となり、第三の光により第二の構造体の短い方向周辺のみに記録することが可能となり、第四の光により第二の構造体の長い方向周辺のみに記録することが可能となるため、記録再生の多重化が可能となる。
【００１７】
請求項１〜４の発明において、構造体としては粒子、平板、あるいは膜に形成された開口等が挙げられる。
【００１８】
また、請求項２〜４の発明において、第一又は第二の構造体は、長い方向が光記録媒体のトラック方向と４５度の角度をなすように配置してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、記録再生に用いる光の波長より小さく平面形状の長さが方向によって異なる構造体を方向を揃えて配置するとともに、記録再生光として、構造体の長い方向で電界強度が大きくなる直線偏光と構造体の短い方向で電界強度が大きくなる直線偏光を用いることにより、従来の光ディスクと同等の可搬性及び信頼性を確保したまま、かつ特殊な光源や記録材料を必要とすることなく高い記録密度を実現するとともに、多重化されたチャンネル間でのクロスライト、クロスイレース、クロスリードのない光記録媒体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、図１に基づいて本発明の光記録媒体の記録再生時のシステム構成について概略的に説明する。図１において、光記録媒体１は回転モータ軸２に接合されているが、簡単に取り外しができるようになっている。したがって、光記録媒体１は可搬性のある、いわゆるリムーバブルメディアである。回転モータにより光記録媒体１は高速（線速にして数ｍ／秒）に回転している。光記録媒体表面に対向して光ピックアップ３が配置され、記録再生を行うためにレーザ光が照射されている。光ピックアップ３は図示しない直線運動をするアクチュエータにより光記録媒体１の動径方向（放射方向）に移動され、光ピックアップ３内にある微動のアクチュエータとともに、いわゆるトラッキング動作をする。
【００２１】
次に、本発明の第１の実施の形態について説明する。
図２は、本実施の形態の光記録媒体の構成例を示すもので、（ａ）はレーザ光の入射側から見た光記録媒体の構造体である金微粒子１１の配置状態を示す平面図、（ｂ）は光記録媒体をトラック方向と直交して切断した断面図である。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、光記録媒体の基板１２には、いわゆるランドグルーブ溝が形成され、それに沿って記録層１３が形成されている。ランド上とグルーブ上にはそれぞれ、回転楕円体状の例えば金微粒子１１が、長軸方向を光記録媒体のトラック方向と直交する方向、つまり動径方向（放射方向）に揃えて配置されている。この金微粒子１１の大きさは回転楕円体の短径、長径とも記録再生に使用するレーザ光源の波長よりも充分小さい寸法にする。図２（ａ）に示すように、これらの金微粒子１１はランドグルーブそれぞれの上で２次元的に最密充填に配置されている。なお、ここではランドとグルーブの両方に金微粒子１１を配置した例を示したが、ランドだけあるいはグルーブだけの構成でも良い。また、特に金微粒子１１を２次元的に最密充填に配置する必要はなく、正方格子に配置しても良い。ランドグルーブはトラッキングエラー信号を得るために配置している。
【００２３】
図３は本実施の形態の光記録媒体の他の構成例を示すもので、ここではランドグルーブは形成されていない。しかし、金微粒子列１４の間隔が離れており（図３（ａ）では判りやすくするために点線で金微粒子列１４の区切りを示してある。)、これが実質上のトラックとなり、トラッキングエラー信号を得ることができる。これは既に実用化されているＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭのトラッキング動作と同様である。これらの光ディスクでは情報を記録しているピット列がトラッキングエラー信号を与えることになる。
【００２４】
図２及び図３では、基板１２側から記録再生用のレーザ光が照射されている。この基板１２上には光記録材料からなる記録層１３が積層されている。材料や構成によっては記録層１３側からレーザ光を照射しても良い。これらの基板材料及び光記録材料は従来から広く使用されている材料でよい。例えば基板材料としてはポリカーボネートでよい。光記録材料はフタロシアニンやアニリンなどの有機色素など、あるいはポリカーボネートのような可視光をほとんど吸収しない材料でも良い。
【００２５】
本発明の中核となる、回転楕円体の金微粒子１１の光共鳴現象を予測するため、ＦＤＴＤ（Finite Difference Time-Domain Analysis；時間領域差分法）シミュレーションを行った。図４に計算モデルを示す。回転楕円体形状の金微粒子１１を空気中に置き、これに直線偏光の光を照射する。金微粒子１１の長径は１００ｎｍ、短径は５０ｎｍとする。金微粒子１１の長軸方向をｘ軸方向とし、この方向を角度０°とする。また、金微粒子１１の短軸方向をｙ軸方向とし、この方向を角度９０°とする。照射する光の直線偏光方向の角度θを０°から９０°に変化したときの、金微粒子中心でのｘ軸方向（長軸方向）の電界強度をＩx、金微粒子中心でのｙ軸方向（短軸方向）の電界強度をＩyとする。
【００２６】
この状態での、角度θにおける、照射する光の周波数（角周波数）に対するＩx、Ｉyを示したものが図５である。Ｉx、Ｉyが特定の周波数の時に大きくなるのは、その周波数で光共鳴現象を起しているためである。この図から明らかなように、角度θが０°の場合には、２.６４×１０15rad/ｓ（４.２０×１０14Hz）においてＩxが光共鳴を起し、角度が９０°の場合は、３.９１×１０15rad/ｓ（６.２２×１０14Hz）においてＩyが光共鳴を起す。ここでは、角度θが０°でＩxが光共鳴を起す周波数（２.６４×１０15rad/ｓ）を第一の共鳴周波数とする。また、同様に角度θが９０°でＩyが光共鳴を起す周波数（３.９１×１０15rad/ｓ）を第二の共鳴周波数とする。この図からわかるように、共鳴が生じる周波数でのＩx、Ｉyは共鳴を起さない周波数のそれらに対して千倍以上の大きさがあるため、この電界（つまり光）により生じる光記録媒体の記録再生は光共鳴により生じるものを考慮すれば良く、他の周波数での記録再生は、電界の強さから考えて無視しても差しつかえない。
【００２７】
また、図５において、第一の共鳴周波数におけるＩxに対するＩyの大きさは非常に小さく、無視できる。また、第二の共鳴周波数におけるＩyに対するＩxの大きさも非常に小さく、これも無視できる。したがって、用いるレーザ光の偏光方向が角度θ＝０°の場合に生じるＩxによる記録再生と、偏光方向が角度θ＝９０°の場合に生じるＩyによる記録再生は互いに干渉することがほとんど無い。これは一つの金微粒子について言えることであるから、情報を二重に記録再生することができる。いわゆる多重化により記録密度を二倍にすることができる。
【００２８】
なお、図６は光の角周波数を空気中での波長に換算して図５をプロットし直したものである。
【００２９】
さらに本発明の動作を示すために、金の回転楕円体微粒子に対して、第一の共鳴周波数と第二の共鳴周波数および長軸方向（図４のｘ軸方向）の直線偏光と短軸方向（図４のｙ軸方向）の直線偏光を組みあわせた合計四種類の光を照射した場合の、金回転楕円体微粒子周辺の電界分布をＦＤＴＤシミュレーションにより計算した結果を図７〜１０に示す。なお、図７は長軸方向（ｘ軸方向）の直線偏光で第一の共鳴周波数の光を照射した場合、図８は短軸方向（ｙ軸方向）の直線偏光で第二の共鳴周波数を照射した場合、図９は長軸方向（ｘ軸方向）の直線偏光で第二の共鳴周波数の光を照射した場合、図１０は短軸方向（ｙ軸方向）の直線偏光で第一の共鳴周波数の光を照射した場合で、図７と図８は共鳴している状態、図９と図１０は非共鳴の状態である。共鳴している状態では、照射している光の偏光方向の金微粒子周辺に電界が集中している。一方、非共鳴の状態では電界そのものが小さい。共鳴している状態では金微粒子内の偏光方向のエッジ部分に電界が集中している。つまり、図７では長軸方向に、図８では短軸方向に電界が集中している。共鳴していない場合では、金微粒子内には電界は入らず、微粒子外の周辺に電界が偏光方向に集中している。この場合、金微粒子そのものはジュール熱を発しないので、その熱による記録(熱記録)ができない。
【００３０】
図１１に、本実施の形態の記録再生を行う具体的な光ピックアップの構成を示す。ここでは、光記録媒体１は図２に示すものを用いている。記録媒体中の回転楕円体である金微粒子１１の長軸（図４のｘ軸)は動径方向に向いているので、図４のｘ軸方向は図１１では紙面の上方になる。これを第一の方向とする。ｙ軸方向は紙面表面から垂直に立ち上がる方向である。これを第二の方向とする。
【００３１】
図１１において、半導体レーザＬＤ1は、第一の方向に平行な直線偏光で、かつ金微粒子１１の長軸方向（第一の方向）における共鳴周波数ω1（第一の共鳴周波数）のレーザ光（第一の光）を放つ。また、半導体レーザＬＤ2は第二の方向に平行な直線偏光で、かつ金微粒子１１の短軸方向（第二の方向）における共鳴周波数ω2（第二の共鳴周波数）のレーザ光（第二の光）を放つ。
【００３２】
第一の光は半導体レーザＬＤ1から放たれた後、コリメートレンズＣＬを通り、無偏光ビームスプリッタＢＳを通り、ダイクロイックミラーＤＭに入射する。このダイクロイックミラーＤＭは第一の共鳴周波数ω1の光を透過し、第二の共鳴周波数ω2の光を反射する。第一の光の周波数はω1なので、ダイクロイックミラーＤＭを透過し、対物レンズＯＬを通って光記録媒体１上に集光されて金微粒子１１に照射される。金微粒子１１は回転楕円体であり、長軸が第一の方向に向けて並べられているので、周波数ω1で第一の方向の直線偏光のレーザ光が照射されると光共鳴を起す（図５においてθ=０°で周波数が第一の共鳴周波数におけるＩxの状態）。この時、金微粒子１１周辺の電界は、図７に示すように、長軸方向（ｘ軸方向）に強く集中するので、この金微粒子１１周辺の記録層１３のうち長軸方向周辺のみが局所的に温度上昇し、この部分のみを変性させ得る。
【００３３】
一方、第二の光は半導体レーザＬＤ2から放たれた後、コリメートレンズＣＬを通り、無偏光ビームスプリッタＢＳを通り、ダイクロイックミラーＤＭに入射する。第二の光の周波数はω2なので、ダイクロイックミラーＤＭで記録媒体方向に反射され、対物レンズＯＬを通って光記録媒体１上に集光されて金微粒子１１に照射される。金微粒子１１は周波数ω2で短軸方向（第二の方向）の直線偏光のレーザ光が照射されると光共鳴を起す（図５においてθ＝９０°で周波数が第二の共鳴周波数におけるＩyの状態）。この時、金微粒子周辺の電界は図８に示すように、短軸方向（ｙ軸方向）に強く集中するので、この金微粒子１１周辺の記録層１３のうち、短軸方向周辺のみが局所的に温度上昇し、この部分のみを変性させ得る。つまり、同じ金微粒子１１に二重に情報を記録できるので、記録密度が二倍に高くできる。
【００３４】
この場合、第一の方向（図４中のｘ軸方向、長軸方向）に偏光した第一の共鳴周波数の光では、Ｉyはほとんど生じないし、また、第二の方向（図４中のｙ軸方向、短軸方向）に偏光した第二の共鳴周波数の光に関してもＩxはほとんど生じない。したがって、クロスライトやクロスイレースが生じない。さらに、半導体レーザＬＤ1からの第一の光と半導体レーザＬＤ2からの第二の光は、周波数が異なるので、互いに干渉無く同時かつ独立に記録ができる。つまり二倍の速度で記録することができる。
【００３５】
再生は記録したときよりも半導体レーザＬＤの発光強度を低くして、読み出す。記録媒体内の光強度は照射したレーザ光強度に全て比例するので、記録が生じない程度にレーザ強度を下げれば非破壊に再生ができる。この場合も光強度の分布は図７および図８と同じである（ただし、絶対値は小さい。）。記録時の光の偏光および周波数と、再生時のそれらを一致させれば、金微粒子１１周辺の読み出したい部分だけ、すなわち長軸方向周辺のみあるいは短軸周辺のみに光強度を集中できるので、その部分からの反射光または透過光を検出すれば、所望の偏光の情報だけを再生することができる。よって、再生光の偏光方向と同じ偏光方向で記録した情報のみを再生することができる。つまり多重化して記録した情報の内の一つを分離して再生することができる。
【００３６】
図１１で具体的に説明すると、金微粒子１１の長軸方向周辺に記録された情報を再生するときは、半導体レーザＬＤ1を、その発光パワーを記録時よりも、記録層１３が変化しない程度に低くして、発光させる。偏光方向と周波数は記録時と同じである。先に述べたと同じ偏光、周波数で記録媒体表面に到達するが、電界強度は図７と同じである（ただし、絶対値は小さい。）。したがって、金微粒子１１の長軸周辺のみの状態に対応した光が記録媒体から反射される。この反射光の偏光と周波数も第一の方向に平行である。したがって、対物レンズＯＬを通って、ダイクロイックミラーＤＭを透過し、無偏光ビームスプリッタＢＳで反射され（半分の光量であるが）、集光レンズＬを介してフォトダイオードＰＤ1に入射され、半導体レーザＬＤ1で記録した情報のみを再生することができる。
【００３７】
半導体レーザＬＤ2に関しても、偏光方向が第二の方向に平行であり、周波数が第二の共鳴周波数であること、ダイクロイックミラーＤＭと無偏光ビームスプリッタＢＳで反射されてフォトダイオードＰＤ2に入射する以外は、半導体レーザＬＤ1の場合と同じである。ここでは、ダイクロイックミラーＤＭの反射特性に周波数選択性があるため、半導体レーザＬＤ1と半導体レーザＬＤ2を同時に発光させても、ダイクロイックミラーＤＭで二つの周波数の光を分離するために、同時かつ独立に二重記録された情報を再生することができる。したがって、多重化された情報を完全には分離できずに再生されてしまうクロスリードの問題は防ぐことができる。
【００３８】
図１２は、記録媒体からの透過光を用いて再生する場合の光ピックアップの構成例を示すものである。この構成は、図１１とは反射光を無偏光ビームスプリッタＢＳによりフォトダイオードＰＤ方向に向ける以外は同じ動作なので、詳しい動作説明は省略する。ただし、透過光は無偏光ビームスプリッタＢＳをまったく通らないので、これによる光の損失が少なく高効率である。
【００３９】
なお、本実施の形態では、回転楕円体の金微粒子１１の長軸方向が、光記録媒体１のトラック方向と直交する方向、つまり動径方向（放射方向）に揃えられている場合の構成・動作を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、回転楕円体の金微粒子１１の長軸方向がトラック方向に揃えられていても良いし、他の方向に揃えられていても良い。肝心なことは一定の方向に揃えられていることである。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図１３は、本実施の形態の光記録媒体の構成例を示すもので、図２と同様に（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図２に示す第１の実施の形態の光記録媒体と同様に、基板１２にランドグルーブ溝が形成され、ランド上とグルーブ上にそれぞれ回転楕円状の金微粒子１１が配置され、金微粒子１１の大きさは記録再生に使用するレーザ光源の波長よりも充分小さい寸法とされている。ただし、本実施の形態では、長軸が動径方向に向いて揃えられている金微粒子１１ａと、トラック方向（記録媒体円板の接線方向）に向いて揃えられている金微粒子１１ｂがある。前者を第一の構造体、後者を第二の構造体とする。
【００４１】
これらの金微粒子１１は、ランドグルーブそれぞれの上で異なる方向に並んでいるものが交互に２次元的に最密充填に配置されている。なお、ここではランドとグルーブの両方に金微粒子１１を配置した例を示したが、ランドだけあるいはグルーブだけの構成でも良い。また、特に金微粒子１１を２次元的に最密充填に配置する必要はなく、正方格子に配置しても良い。ランドグルーブはトラッキングエラー信号を得るために配置している。本実施の形態の場合も図３と同様に、ランドグルーブは形成されていない構成もありえる。また、材料や構成によっては記録層１３側からレーザ光を照射しても良い。これらの基板材料及び光記録材料は第１の実施の形態と同じ物を使用することができる。
【００４２】
本実施の形態の記録再生を行う光ピックアップの構成例を図１４に示す。図１４において、光記録媒体１中の第一の構造体である金微粒子１１ａの長軸（図４のｘ軸）は動径方向に向いているので、図４のｘ軸は紙面の上方になる。これを第一の方向とする。一方、第一の構造体の短軸（図４のｙ軸）及び第二の構造体である金微粒子１１ｂの長軸はトラック方向に向いているので、図４のｙ軸は紙面表面から垂直に立ち上がる方向である。これを第二の方向とする。
【００４３】
半導体レーザＬＤ1は第一の方向（第一の構造体の長軸）に平行な直線偏光で、かつ第一の構造体の長軸方向における共鳴周波数ω1（第一の共鳴周波数）のレーザ光（第一の光）を放つ。また、半導体レーザＬＤ4は第二の方向（第二の構造体の長軸）に平行な直線偏光で、かつ第二の構造体の長軸方向における共鳴周波数ω1（第一の共鳴周波数）のレーザ光（第四の光）を放つ。
【００４４】
第一の光は半導体レーザＬＤ1から放たれた後、コリメートレンズＣＬを通り、無偏光ビームスプリッタＢＳを通り、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。この偏光ビームスプリッタＰＢＳは第一の方向に偏光された光（ここでは第一の光）を透過し、これと直交する偏光の光（ここでは第四の光）を反射する。したがって、第一の光は偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、対物レンズＯＬを通って光記録媒体１上に集光されて金微粒子１１に照射される。
【００４５】
第一の構造体の金微粒子１１ａは回転楕円体であり、長軸が動径方向（第一の方向）に並べられているので、周波数ω1で第一の方向の直線偏光のレーザ光が照射されると光共鳴を起す（図５においてθ＝０°で周波数が第一の共鳴周波数におけるＩxの状態)。この時、金微粒子１１ａ周辺の電界は、図７に示すように、長軸方向に強く集中するので、この金微粒子１１ａ周辺の記録層１３のうち長軸方向周辺のみが局所的に温度上昇し、この部分のみを変性させ得る。また、第一の構造体の短軸方向の電界は共鳴を超さないので（図５のθ＝０°で周波数が第一の共鳴周波数でのＩyの状態)、金微粒子１１ｂの短軸方向周辺の温度は上昇せず、変性すなわち記録はされない。
【００４６】
一方、第二の構造体の金微粒子１１ｂにとっては、短軸方向の直線偏光で周波数が第一の共鳴周波数で励起されている状態となるが、共鳴を起さないので（図５のθ＝９０°で周波数が第一の共鳴周波数でのＩx及びＩyの状態）、第二の構造体の電界強度はＩxとＩyともに小さい。この状態での金微粒子１１ｂ周辺の電界は図１０に示すように、電界そのものが小さい。したがって、第二の構造体周辺は温度上昇せず、この部分のみを変性させ得ない。つまり、第一の構造体のみに記録することができる。
【００４７】
第二の構造体に記録する場合は半導体レーザＬＤ4を用いる。半導体レーザＬＤ4を出た光は偏光方向が第二の方向（紙面表面から垂直に立ち上がる方向）なので、偏光ビームスプリッタＰＢＳに反射されて光記録媒体１に照射される。この場合は、前述の場合とは逆で、第二の構造体の金微粒子１１ｂのみに記録がなされ、第一の構造体のそれには記録がされない。原理は第一の構造体の場合と同じなので省略する。
【００４８】
以上から、異なる方向を向いている二種類の金微粒子にそれぞれ独立に記録することができるので、つまり二重に情報を記録できるので、記録密度が二倍に高くできる。
【００４９】
再生は記録したときよりも半導体レーザの発光強度を低くして、読み出す。この場合も、光強度の分布は図７〜１０と同じである（絶対値は小さい）。半導体レーザＬＤ1を再生光源として用いた場合は、光記録媒体１からの反射光（再生光）の偏光も第一の方向となるので、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、無偏光ビームスプリッタＢＳで反射されてフォトダイオードＰＤ1に入り情報を読み出すことができる。このときの再生光は偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されないので、フォトダイオードＰＤ4に入射することはなく、クロスリード無く情報を読み出せる。半導体レーザＬＤ4を用いた再生に関しては、再生光が偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されてフォトダイオードＰＤ4に入射して情報が読み出せる。この時、再生光は偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過しないので、フォトダイオードＰＤ1に入射することはなく、クロスリード無く情報を読み出せる。つまり多重化して記録した情報の内の一つを分離して再生することができる。
【００５０】
また、図１５に透過光を用いて再生する場合の構成例を示す。図１４の構成と比較して、反射光を無偏光ビームスプリッタＢＳによりフォトダイオードＰＤ方向に向ける以外は同じ動作なので、詳しい動作説明は省略する。ただし、透過光は無偏光ビームスプリッタＢＳをまったく通らないので、これによる光の損失が少なく高効率である。
【００５１】
なお、本実施の形態では、第一の構造体の回転楕円体の金微粒子の長軸方向（ｘ軸方向）が、光記録媒体の動径方向に、第二の構造体のそれが、トラック方向に揃えられている場合の構成・動作を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、金微粒子が互いに直交すれば、他の方向に揃えられていても良い。肝心なことは直交して一定の方向に揃えられていることである。
【００５２】
また、一つの半導体レーザＬＤと一つのフォトダイオードＰＤで記録再生することもできる。この場合の光ピックアップは、例えば図１６あるいは図１７に示すような構成を挙げることができる。
図１６において、半導体レーザＬＤからのレーザ光は、偏光子６３により直線偏光になり、π/４板６４を通ることにより円偏光になり、無偏光ビームスプリッタＢＳを通過して回転偏光子６６に入射する。回転偏光子６６は、偏光子が偏光子板面に垂直な軸を中心に回転できるようになっていて、ここでは偏光方向がトラッキング方向に対してなす角度が０°、９０°で止まるようになっている。この角度調整は、例えば回転モータとエンコーダにより、電気信号により前記角度に合わせられるようになっている。この回転偏光子６６を通ることで、０°と９０°のいずれかの偏光角の直線偏光になり、対物レンズＯＬを介して光記録媒体１上に照射される。
再生の場合は、レーザ光の発光強度を記録時よりも小さくし、再生したい偏光角に回転偏光子６６の角度を合わせると記録の時と同じように、設定した偏光角の直線偏光の光が光記録媒体１に照射される。光記録媒体１からの反射光の偏光は、照射した光の偏光と同じになるので、対物レンズＯＬで拾われた反射光はほとんど損失無く回転偏光子６６を通る。そして反射光は、無偏光ビームスプリッタＢＳにより反射されてフォトダイオードＰＤに入り情報が読み取られる。以上の動作により、光記録媒体１上の特定の偏光角に対応する情報のみを再生することができる。これに対して、図１７は、光記録媒体１からの透過光を使って再生する構成例である。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。ここで用いる光記録媒体は、第２の実施の形態と同じ構成で良い。例えば図１３に示すものである。
【００５４】
本実施の形態では、図１８に示すような光ピックアップを用いて記録再生を行う。図１８において、光記録媒体１は、図１３に示すものを用いている。図１８においては、図１４と同様に、光記録媒体１中の第一の構造体である金微粒子１１ａの長軸（図４のｘ軸）は動径方向に向いているので、図４のｘ軸は紙面の上方になる。これを第一の方向とする。第一の構造体の短軸（図４のｙ軸）及び第二の構造体である金微粒子１１ｂの長軸はトラック方向に向いているので、図４のｙ軸は紙面表面から垂直に立ち上がる方向である。これを第二の方向とする。
【００５５】
半導体レーザＬＤ3は、第一の方向に平行な直線偏光で、かつ第二の構造体の金微粒子１１ｂの短軸方向（第一の方向）における共鳴周波数ω2（第二の共鳴周波数）のレーザ光（第三の光）を放つ。また、半導体レーザＬＤ2は、第二の方向に平行な直線偏光で、かつ第一の構造体の金微粒子１１ａの短軸方向（第二の方向）における共鳴周波数ω2(第二の共鳴周波数)のレーザ光（第二の光）を放つ。
【００５６】
第三の光は半導体レーザＬＤ3から放たれた後、コリメートレンズＣＬを通り、無偏光ビームスプリッタＢＳを通り、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。この偏光ビームスプリッタＰＢＳは、第一の方向に偏光された光（ここでは第三の光）を透過し、これと直交する偏光の光（ここでは第二の光）を反射する。したがって、第三の光は偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、対物レンズＯＬを通って光記録媒体１上に集光されて金微粒子１１に照射される。
【００５７】
第二の構造体の金微粒子１１ｂは回転楕円体であり、短軸が動径方向（第一の方向）に並べられているので、周波数ω2で第一の方向の直線偏光のレーザ光が照射されると光共鳴を起こす（図５において、θ＝９０°で周波数が第二の共鳴周波数におけるＩyの状態)。この時、金微粒子１１ｂ周辺の電界は、図８に示すように、短軸方向に強く集中するので、この金微粒子１１ｂ周辺の記録層１３のうち、短軸方向周辺のみが局所的に温度上昇し、この部分のみを変性させ得る。一方、第一の構造体の金微粒子１１ａにとっては、図５のθ＝０°で周波数が第二の共鳴周波数で励起されている状態となるが、共鳴はしないので、ｘ軸方向（ここでは動径方向）の電界強度Ｉxと、ｙ軸方向（ここではトラック方向）の電界強度Ｉyともに小さい。この状態での金微粒子１１ａ周辺の電界は、図９に示すように、電界そのものが小さい。したがって、第一の構造体周辺は温度上昇せず、この部分のみを変性させ得ない。つまり、第二の構造体のみに記録することができる。
【００５８】
第一の構造体に記録する場合は半導体レーザＬＤ2からの第二の光を用いる。半導体レーザＬＤ2を出た光は偏光方向が第二の方向（紙面表面から垂直に立ち上がる方向）なので、偏光ビームスプリッタＰＢＳに反射されて光記録媒体１に照射される。この場合は、前述の場合とは逆で、第一の構造体の金微粒子１１ａのみに記録がなされ、第二の構造体のそれには記録がされない。原理は第二の構造体の場合と同じなので省略する。
【００５９】
以上から、異なる方向を向いている二種類の金微粒子にそれぞれ独立に記録することができるので、つまり二重に情報を記録できるので、記録密度が二倍に高くできる。
【００６０】
再生は記録したときよりも半導体レーザの発光強度を低くして、読み出す。この場合も光強度の分布は図８および図９と同じである（絶対値は小さい）。半導体レーザＬＤ3を再生光源として用いた場合は、光記録媒体１からの反射光（再生光）の偏光も第一の方向となるので、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、無偏光ビームスプリッタＢＳで反射されてフォトダイオードＰＤ3に入り情報を読み出すことができる。このときの再生光は偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されないので、フォトダイオードＰＤ2に入射することはなく、したがってクロスリード無く情報を読み出せる。半導体レーザＬＤ2を用いた再生に関しては、再生光が偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されてフォトダイオードＰＤ2に入射して情報が読み出せる。この時、再生光は偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過しないので、フォトダイオードＰＤ3に入射することはなく、したがってクロスリード無く情報を読み出せる。つまり多重化して記録した情報の内の一つを分離して再生することができる。
【００６１】
図１９は、本実施の形態の光ピックアップの他の構成例である。ここでは記録媒体からの透過光を使って再生をする。図１８とは、反射光を無偏光ビームスプリッタＢＳによりフォトダイオードＰＤ方向に向ける以外は同じ動作なので、詳しい動作説明は省略する。ただし、透過光は無偏光ビームスプリッタＢＳをまったく通らないので、これによる光の損失が少なく高効率である。
【００６２】
なお、本実施の形態では、第一の構造体の回転楕円体の金微粒子の長軸方向（ｘ軸方向）が光記録媒体の動径方向に、第二の構造体のそれがトラック方向に揃えられている場合の構成・動作を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、金微粒子が互いに直交すれば、他の方向に揃えられていても良い。肝心なことは直交して一定の方向に揃えられていることである。
【００６３】
また、一つの半導体レーザＬＤと一つのフォトダイオードＰＤで記録再生することもできる。この場合の光ピックアップは、例えば図１６あるいは図１７に示すような構成を挙げることができる。
【００６４】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。ここで用いる光記録媒体は、第２の実施の形態と同じ構成で良い。例えば図１３に示すものである。
【００６５】
本実施の形態では、図２０に示すような光ピックアップを用いて記録再生を行う。図２０において、光記録媒体１は、図１３に示すものを用いている。図２０においては、図１４と同様に、光記録媒体１中の第一の構造体である金微粒子１１ａの長軸（図４のｘ軸）は動径方向に向いているので、第一の方向（図４のｘ軸方向）は紙面の上方になる。第二の構造体である金微粒子１１ｂの長軸はトラック方向に向いているので、第二の方向は紙面表面から垂直に立ち上がる方向である。
【００６６】
半導体レーザＬＤ1は、第一の方向に平行な直線偏光で、かつ第一の構造体の金微粒子１１ａの長軸（第一の方向）における共鳴周波数ω1（第一の共鳴周波数）のレーザ光（第一の光）を放つ。また、半導体レーザＬＤ4は、第二の構造体の金微粒子１１ｂの長軸（第二の方向）に平行な直線偏光で、かつ第二の構造体の金微粒子１１ｂの長軸方向における共鳴周波数ω1（第一の共鳴周波数）のレーザ光（第四の光）を放つ。
【００６７】
第一の光は、半導体レーザＬＤ1から放たれた後、コリメートレンズＣＬを通り、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。この偏光ビームスプリッタＰＢＳは第一の方向に偏光された光（ここでは第一の光）を透過し、これと直交する偏光の光（ここでは第四の光）を反射する。第一の光は第一の方向の直線偏光なので、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、ダイクロイックミラーＤＭに入射する。このダイクロイックミラーＤＭは第一の周波数ω1の光を透過し、第二の周波数ω2の光を反射する。第一の光の周波数はω1なので、ダイクロイックミラーＤＭを透過し、対物レンズＯＬを通って光記録媒体１上に集光されて金微粒子１１に照射される。
【００６８】
第一構造体の金微粒子１１ａは回転楕円体であり、長軸が動径方向(第一の方向)に並べられているので、周波数ω1で第一の方向の直線偏光のレーザ光が照射されると光共鳴を起こす （図５のθ＝０°で周波数が第一の共鳴周波数でのＩxの状態）。この時、金微粒子１１ａ周辺の電界は図７に示すように、長軸方向に強く集中するので、この金微粒子１１ａ周辺の記録層１３のうち、長軸方向周辺のみが局所的に温度上昇し、この部分のみを変性させ得る。また、第一の構造体の短軸方向の電界は共鳴を超さない（図５のθ＝０°で周波数が第一の共鳴周波数でのＩy状態）ので、短軸方向周辺の温度は上昇せず、変性は起きないため、記録はされない。
【００６９】
一方、第二の構造体の金微粒子１１ｂにとっては、図５のθ＝９０°で周波数が第一の共鳴周波数で励起されている状態となるが、共鳴を起さない（図５においてのθ＝９０°で周波数が第一の共鳴周波数におけるＩx及びＩyの状態）ので、第二の構造体の電界強度はＩxとＩyともに小さい。この状態での金微粒子１１ｂ周辺の電界は、図１０に示すように、電界そのものが小さい。したがって、第二の構造体周辺は温度上昇せず、この部分のみを変性させ得ない。つまり、第一の構造体の長軸方向の周辺のみに記録することができる。
【００７０】
第二の構造体の長軸方向のみに記録する場合は半導体レーザＬＤ4を用いる。半導体レーザＬＤ4を出た第四の光は、偏光方向が第二の方向（紙面表面から垂直に立ち上がる方向）なので、偏光ビームスプリッタＰＢＳに反射されて、無偏光ビームスプリッタＢＳ、ダイクロイックミラーＤＭを通り、光記録媒体１に照射される。この場合は、第二の構造体の金微粒子１１ｂの長軸方向のみに記録がなされ、第一の構造体の長軸と短軸には記録がされない。原理は半導体レーザＬＤ1を使って第一の構造体の長軸方向に記録した場合と同じなので省略する。
【００７１】
半導体レーザＬＤ2は、第二の方向に平行な直線偏光で、かつ第一の構造体の金微粒子１１ａの短軸方向（第二の方向）における共鳴周波数ω2（第二の共鳴周波数）のレーザ光（第二の光）を放つ。また、半導体レーザＬＤ3は、第一の方向に平行な直線偏光で、かつ第二の構造体の金微粒子１１ｂの短軸方向（第一の方向）における共鳴周波数ω2（第二の共鳴周波数）のレーザ光（第三の光）を放つ。
【００７２】
第二の光は、半導体レーザＬＤ2から放たれた後、コリメートレンズＣＬを通り、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。この偏光ビームスプリッタＰＢＳは第一の方向に偏光された光（ここでは第三の光）を透過し、これと直交する偏光の光（ここでは第二の光）を反射する。したがって、第二の光は偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、偏光ビームスプリッタＢＳを通って、ダイクロイックミラーＤＭに入射する。このダイクロイックミラーＤＭは第一の周波数ω1の光を透過し、第二の周波数ω2の光を反射する。第二の光の周波数はω2なので、ダイクロイックミラーＤＭで反射され、対物レンズＯＬを通って光記録媒体１上に集光されて金微粒子１１に照射される。
【００７３】
第一の構造体の金微粒子１１ａは、短軸がトラック方向（第二の方向）に向いているので、周波数ω2で第二の方向の直線偏光のレーザ光が照射されると光共鳴を起こす（図５のθ＝９０°で周波数が第二の共鳴周波数でのＩyの状態）。この時、金微粒子１１ａ周辺の電界は図８に示すように、短軸方向に強く集中するので、この金微粒子１１ａ周辺の記録層１３のうち、短軸方向周辺のみが局所的に温度上昇し、この部分のみを変性させ得る。また、第一の構造体の長軸方向の電界は共鳴を超さない（図５のθ＝９０°で周波数が第二の共鳴周波数でのＩxの状態）ので、長軸方向周辺の温度は上昇せず、変性は起きず、記録はされない。
【００７４】
一方、第二の構造体の金微粒子１１ｂにとっては、図５のθ＝０°で周波数が第二の共鳴周波数で励起されている状態となるが、共鳴を起さない（図５においてθ＝０°で周波数が第二の共鳴周波数におけるＩx及びＩyの状態）ので、第二構造体のｘ軸方向の電界強度Ｉxと、第二構造体のｙ軸方向の電界強度Ｉyともに小さい。この状態での金微粒子周辺の電界は図９に示すように、電界そのものが小さい。したがって、第二の構造体周辺は温度上昇せず、この部分のみを変性させ得ない。つまり、第一構造体の短軸方向の周辺のみに記録することができる。
【００７５】
第二の構造体の短軸方向のみに記録する場合は半導体レーザＬＤ3を用いる。半導体レーザＬＤ3を出た光は偏光方向が第一の方向(紙面の上方)なので、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、無偏光ビームスプリッタＢＳダイクロイックミラーＤＭを通り、光記録媒体１に照射される。この場合は、第二の構造体の金微粒子１１ｂの短軸方向のみに記録がなされ、第一の構造体の長軸と短軸には記録がされない。原理は半導体レーザＬＤ2を使って第一の構造体の短軸方向に記録した場合と同じなので省略する。
【００７６】
以上から、異なる方向を向いている二種類の金微粒子の短軸方向と長軸方向にそれぞれ独立に記録することができるので、つまり四重に情報を記録できるので、記録密度が四倍に高くできる。
【００７７】
再生は記録したときよりも半導体レーザの発光強度を低くして、読み出す。この場合も光強度の分布は図７から図１０と同じである（絶対値は小さい）。半導体レーザＬＤ1を再生光源として用いた場合は、光記録媒体１からの反射光（再生光）の周波数もω1、偏光も第一の方向となるので、ダイクロイックミラーＤＭを透過し、無偏光ビームスプリッタＢＳで反射されて偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過してフォトダイオードＰＤ1に入り情報を読み出すことができる。このときの再生光は偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されないので、フォトダイオードＰＤ4に入射することはない。また、周波数はω1なので、ダイクロイックミラーＤＭに反射されることも無いので、フォトダイオードＰＤ2やＰＤ3に入射することがない。よって、クロスリード無く情報を読み出せる。
【００７８】
半導体レーザＬＤ4を用いた再生に関しては、再生光が偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されてフォトダイオードＰＤ4に入射して情報が読み出せる。この時、再生光は偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過しないので、フォトダイオードＰＤ1に入射することはない。また、周波数がω1なので、先に述べた如くフォトダイオードＰＤ2とＰＤ3に入射することもない。よって、クロスリード無く情報を読み出せる。
【００７９】
半導体レーザＬＤ3を再生光源として用いた場合は、光記録媒体１からの反射光（再生光）の周波数もω2、偏光も第一の方向となるので、ダイクロイックミラーＤＭと無偏光ビームスプリッタＢＳで反射されて偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過してフォトダイオードＰＤ3に入り、情報を読み出すことができる。このときの再生光は偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されないので、フォトダイオードＰＤ2に入射することはない。また、周波数はω2なので、ダイクロイックミラーＤＭを透過することも無いので、フォトダイオードＰＤ1やＰＤ4に入射することがない。よって、クロスリード無く情報を読み出せる。
【００８０】
半導体レーザＬＤ2を用いた再生に関しては、再生光が偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されてフォトダイオードＰＤ2に入射して情報が読み出せる。この時、再生光は偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過しないので、フォトダイオードＰＤ3に入射することはない。また、周波数がω2なので、先に述べた如くフォトダイオードＰＤ1とＰＤ4に入射することもない。よって、クロスリード無く情報を読み出せる。つまり多重化して記録した情報の内の一つを分離して再生することができる。
【００８１】
図２１は、本実施の形態の光ピックアップの他の構成例である。ここでは記録媒体からの透過光を使って再生をする。図１８とは、反射光を無偏光ビームスプリッタＢＳによりフォトダイオードＰＤ方向に向ける以外は同じ動作なので、詳しい動作説明は省略する。ただし、透過光は無偏光ビームスプリッタＢＳをまったく通らないので、これによる光の損失が少なく高効率である。
【００８２】
なお、本実施の形態では、第一の構造体の回転楕円体の金微粒子の長軸方向（ｘ軸方向）が光記録媒体の動径方向に、第二の構造体のそれがトラック方向に揃えられている場合の構成・動作を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、金微粒子が互いに直交すれば、他の方向に揃えられていても良い。肝心なことは直交して一定の方向に揃えられていることである。
【００８３】
また、上記第１〜第４の実施の形態では、光記録媒体は回転楕円体状の金微粒子が配置された構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、微粒子以外の構造体を用いることもできる。以下、微粒子以外の構造体を配置した光記録媒体の構成例を図２２〜２７に示す。
【００８４】
図２２は、図２に対応する光記録媒体の変形例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図２２において、光記録媒体の基板１２には、いわゆるランドグルーブ溝が形成されている。ランド上とグルーブ上にそれぞれ金の薄膜２０が形成されていて、そこに楕円体状穴２１が形成され、配置されている。この大きさは楕円体状穴２１の短径、長径とも本光記録媒体への記録再生に使用するレーザ光源の波長よりも充分小さい寸法にする。平面図（ａ）からも判るように、これらの楕円体状穴２１はランドグルーブそれぞれの上で２次元的に最密充填に配置されている。なお、ここではランドとグルーブの両方に楕円体状穴２１を配置した例を示したが、ランドだけあるいはグルーブだけの構成でも良い。また、特に楕円体状穴２１を２次元的に最密充填に配置する必要はなく、正方格子に配置しても良い。前記ランドグルーブはトラッキングエラー信号を得るために配置している。
【００８５】
また、ここでは図２に示す光記録媒体と同様に、楕円体状穴２１の長軸方向がトラック方向と直交する方向、つまり動径方向(放射方向)に揃えられている。
【００８６】
また、ここでは基板１２側から記録再生用のレーザ光が照射されている。基板１２上には記録層１３が積層されている。材料や構成によっては記録層１３側からレーザ光を照射しても良い。これらの基板材料及び光記録材料は従来から広く使用されている材料でよい。例えば基板材料としてはポリカーボネートでよい。光記録材料はフタロシアニンやアニリンなどの有機色素など、あるいはポリカーボネートのような可視光をほとんど吸収しない材料でも良い。
【００８７】
また、楕円体状穴２１の中に記録材料が充填された構造になっている。好ましくはこの形態がよいが、特にこれに限定されているのではなく、楕円体状穴２１の中に記録材料がなく、薄膜２０の上及び／又は下に記録材料がある形態でも良い。
【００８８】
図２３は、図２２における光記録媒体の基板１２にランドグルーブは形成されていない例を示すもので、図３に示す構成に対応する。ここでは、楕円体状穴列２２の間隔が離れており（図２３では判りやすくするために平面図に点線で楕円体状穴列２２の並びを示してある。）、これが実質上のトラックとなり、トラッキングエラー信号を得ることができる。
【００８９】
図２４は、図１３に対応する光記録媒体の変形例を示すもので、図２２、２３と同様に、構造体として楕円体状穴２１が配置されている。すなわち、基板１２のランド上とグルーブ上にそれぞれ金の薄膜２０が形成されていて、そこに楕円体状穴２１が形成され、配置されている。この楕円体状穴２１の大きさは、短径、長径とも記録再生に使用するレーザ光源の波長よりも充分小さい寸法となっている。そして、図１３の構成と同様に、金微粒子（構造体）に対応する楕円体状穴２１には長軸を動径方向に向けて揃えられているもの（第一の構造体）と、トラック方向に揃えられているもの（第二の構造体）がある。
【００９０】
図２４の平面図（ａ）に示すように、これらの楕円体状穴２１は、ランドグルーブそれぞれの上で異なる方向に並んでいるものが交互に２次元的に最密充填に配置されている。なお、ここではランドとグルーブの両方に楕円体状穴を配置した例を示したが、ランドだけあるいはグルーブだけの構成でも良い。また、特に楕円体状穴を２次元的に最密充填に配置する必要はなく、正方格子に配置しても良い。ランドグルーブはトラッキングエラー信号を得るために配置している。
【００９１】
図２５は、図２及び図２２に対応する光記録媒体の他の例を示すもので、基板１２のランド上とグルーブ上にそれぞれ金の薄膜をフォトリソエッチングの手法などで楕円体状に形成された楕円体状ドット３１が配置されている。なお、図２６は、図３や図２３と同様に、基板１２にランドグルーブ溝が形成されていない構成を示すもので、平面図（ａ）に点線で示すように楕円体状ドット列３２が間隔を置いて配置されている。
【００９２】
図２７は、図１３及び図２４に対応する光記録媒体の他の例を示すもので、第一の構造体及び第二の構造体として、回転楕円体状微粒子や楕円体状穴の代わりに、図２５で示した楕円体状ドット３１が基板１２上に配置されている。
【００９３】
図２８は、図１３に示す光記録媒体の第一の構造体と第二の構造体の向きを変えた例を示すもので、金微粒子１１の長軸が動径方向に対して４５度の方向に揃えられているものと、これに直交する方向に揃えられているものがある。なお、ここではランドとグルーブの両方に金微粒子１１を配置した例を示したが、ランドだけあるいはグルーブだけの構成でも良い。また、特に金微粒子１１の配置関係は図２８に示したような正方格子でなくても良い。また、ランドグル−ブを形成しない構成にも適用することができる。
【００９４】
図２９は、図２８に示す光記録媒体の他の例を示すもので、金微粒子１１の代わりに図２２又は図２４に示す光記録媒体で用いた構造体すなわち楕円体状穴２１が配置されている。
【００９５】
図３０は、図２８に示す光記録媒体のさらに他の例を示すもので、構造体として図２５又は図２７に示す光記録媒体で用いた楕円体状ドット３１が配置されている。
【００９６】
なお、上記実施の形態で構造体の材料として金を使った場合を述べてきたが、特にこれに限定されるものではなく、銀、アルミニュウム、銅、白金等でも良い。また、半導体材料であっても良い。記録材料としても特に有機色素でなくても熱による記録ができるものであれば良い。
【００９７】
また、上記実施の形態においては、構造体として微粒子は回転楕円体形状ものを挙げたが、これに限定されるものではなく、長方形の回転体すなわちロッド状のものでも良い。同様に、薄膜にあけた穴は、楕円体形状のものに限定されるものではなく、長方形状でも良い。さらに、構造体としてのドットの形状も楕円体形状に限定されるものではなく、長方形状ドットでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の光記録媒体の記録再生時のシステム構成を概略低に示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光記録媒体の構成例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図３】図２に示す光記録媒体の他の構成例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）図である。
【図４】回転楕円体の光共鳴現象を予測するための計算モデルを示す図である。
【図５】図４の計算モデルについて入射光の偏光角度θにおける角周波数に対するｘ軸の電界強度Ｉxとｙ軸の電界強度Ｉyを示す図である。
【図６】図５の角周波数を波長に変換した図である。
【図７】ＦＤＴＤシミュレーションによる金微粒子周辺の電界分布を示す図である。
【図８】ＦＤＴＤシミュレーションによる金微粒子周辺の電界分布を示す図である。
【図９】ＦＤＴＤシミュレーションによる金微粒子周辺の電界分布を示す図である。
【図１０】ＦＤＴＤシミュレーションによる金微粒子周辺の電界分布を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態の光ピックアップの反射式の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態の光ピックアップの透過式の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の光記録媒体の構成例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の光ピックアップの反射式の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の光ピックアップの透過式の構成例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の光ピックアップの反射式の他の構成例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態の光ピックアップの透過式の他の構成例を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態の光ピックアップの反射式の構成例を示す図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態の光ピックアップの透過式の構成例を示す図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態の光ピックアップの反射式の構成例を示す図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態の光ピックアップの透過式の構成例を示す図である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態の光記録媒体の変形例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２３】図２２に示す光記録媒体の他の構成例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態の光記録媒体の変形例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２５】本発明の第１の実施の形態の光記録媒体の他の変形例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２６】図２５に示す光記録媒体の他の構成例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態の他の変形例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２８】図１３に示す光記録媒体の他の構成例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２９】図２８に示す光記録媒体の変形例を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図３０】図２８に示す光記録媒体の他の変形例を示す断面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図３１】従来の光記録媒体の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１，１０１  光記録媒体
３  光ピックアップ
１１  金微粒子
１１ａ  第一の構造体の金微粒子
１１ｂ  第二の構造体の金微粒子
１２  基板
１３，１０２  記録層
２１  楕円体状穴
３１  楕円体状ドット
【図１】
2006196031.tif 000003
【図２】
2006196031.tif 000004
【図３】
2006196031.tif 000005
【図４】
2006196031.tif 000006
【図５】
2006196031.tif 000007
【図６】
2006196031.tif 000008
【図１１】
2006196031.tif 000009
【図１２】
2006196031.tif 000010
【図１３】
2006196031.tif 000011
【図１４】
2006196031.tif 000012
【図１５】
2006196031.tif 000013
【図１６】
2006196031.tif 000014
【図１７】
2006196031.tif 000015
【図１８】
2006196031.tif 000016
【図１９】
2006196031.tif 000017
【図２０】
2006196031.tif 000018
【図２１】
2006196031.tif 000019
【図２２】
2006196031.tif 000020
【図２３】
2006196031.tif 000021
【図２４】
2006196031.tif 000022
【図２５】
2006196031.tif 000023
【図２６】
2006196031.tif 000024
【図２７】
2006196031.tif 000025
【図２８】
2006196031.tif 000026
【図２９】
2006196031.tif 000027
【図３０】
2006196031.tif 000028
【図３１】
2006196031.tif 000029
【図７】
2006196031.tif 000030
【図８】
2006196031.tif 000031
【図９】
2006196031.tif 000032
【図１０】
2006196031.tif 000033