JP2001023182A - Device and method for positioning optical system, and recording/reproducing device - Google Patents
Device and method for positioning optical system, and recording/reproducing deviceInfo
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- JP2001023182A JP2001023182A JP11196738A JP19673899A JP2001023182A JP 2001023182 A JP2001023182 A JP 2001023182A JP 11196738 A JP11196738 A JP 11196738A JP 19673899 A JP19673899 A JP 19673899A JP 2001023182 A JP2001023182 A JP 2001023182A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学記録媒体に収
束光を照射する光学系の位置決め装置と位置決め方法、
ならびに、収束光を光学記録媒体に照射して情報の記録
または再生を行う記録再生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning apparatus and a positioning method for an optical system for irradiating convergent light onto an optical recording medium,
Further, the present invention relates to a recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information by irradiating convergent light onto an optical recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】光学装置としては、例えば、光ディスク
等の光学記録媒体を用いて情報の記録または再生を行う
記録再生装置、光学顕微鏡等がある。光学装置における
カットオフ空間周波数fc は、対物レンズの開口数(Nu
merical Aperture)NAと光源の出力光の波長λとを用
いて、一般に次式で表される。2. Description of the Related Art Optical devices include, for example, a recording / reproducing device for recording or reproducing information using an optical recording medium such as an optical disk, and an optical microscope. The cut-off spatial frequency fc in the optical device is determined by the numerical aperture (Nu) of the objective lens.
It is generally expressed by the following equation using the NA of the mercury aperture and the wavelength λ of the output light of the light source.
【0003】[0003]
【数1】fc =2NA/λ …Fc = 2NA / λ ...
【0004】光源からの光の波長λが短いほど、また、
対物レンズの開口数NAが大きいほど、その分解能は高
くなり、記録再生装置では高密度の記録ができ、光学顕
微鏡では詳細な観察が可能となる。対物レンズの開口数
NAを大きくする手法として、ソリッドイマージョンレ
ンズ(SIL:Solid Immersion Lens)を用いた近接場
(Near-field) 光学系が知られており、この手法によ
り、開口数が1を越える光学系が実現されている。The shorter the wavelength λ of light from a light source, the more
The higher the numerical aperture NA of the objective lens, the higher the resolution, the higher the recording density with the recording / reproducing apparatus, and the more detailed the observation with the optical microscope. As a method for increasing the numerical aperture NA of an objective lens, a near-field using a solid immersion lens (SIL: Solid Immersion Lens)
(Near-field) optical systems are known, and an optical system having a numerical aperture exceeding 1 is realized by this method.
【0005】近接場光学系およびソリッドイマージョン
レンズに関する参考文献としては、例えば、 S. M. Man
sfield, W. R. Studenmund, G. S. Kino, and K. Osat
o, "High-numerical-aperture lens system for optica
l storage," Opt. Lett. 18,pp.305-307 (1993) (以
下、「参考文献1」という。)がある。また、他の参考
文献として、例えば、 H. J. Mamin, B. D. Terris, an
d D. Rugar, "Near-field optical data storage," App
l. Phys. Lett. 68, pp.141-143 (1996)(以下、「参考
文献2」という。)がある。[0005] References relating to near-field optics and solid immersion lenses include, for example, SM Man.
sfield, WR Studenmund, GS Kino, and K. Osat
o, "High-numerical-aperture lens system for optica
l storage, "Opt. Lett. 18, pp. 305-307 (1993) (hereinafter referred to as" Reference Document 1 "). Other references include, for example, HJ Mamin, BD Terris, an
d D. Rugar, "Near-field optical data storage," App
l. Phys. Lett. 68, pp. 141-143 (1996) (hereinafter referred to as “Reference Document 2”).
【0006】なお、USP4183060とUSP43
00226には、光ディスクと電極との距離を静電容量
センサにより検出することが開示されているが、近接場
光学系およびソリッドイマージョンレンズ(SIL)に
ついての記載はない。特開平8−212579号公報に
は、光ヘッドおよび光学記録媒体の発明が開示されてい
る。この公報には、対物レンズを第1のレンズホルダで
保持し、ソリッドイマージョンレンズを第2のレンズホ
ルダで保持し、第2のレンズホルダに導電性の素材を用
いて第2のレンズホルダ・光ディスク間の静電容量に基
づいてソリッドイマージョンレンズの位置制御を行うこ
とが開示されている。Note that USP 4183060 and USP 43
No. 00226 discloses that the distance between an optical disk and an electrode is detected by a capacitance sensor, but does not describe a near-field optical system and a solid immersion lens (SIL). Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-212579 discloses an invention of an optical head and an optical recording medium. In this publication, an objective lens is held by a first lens holder, a solid immersion lens is held by a second lens holder, and a second lens holder and an optical disk are formed by using a conductive material for the second lens holder. It is disclosed that the position of a solid immersion lens is controlled based on the capacitance between them.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】近接場光学系では、光
を効率良く光学記録媒体に照射するため、光学系と光学
記録媒体との距離(エアギャップ:Air Gap )を、近接
場が形成される領域(近接場の領域)内に保つ必要があ
る。特に、開口数が1を越える場合では、エアギャップ
が前記領域よりも大きくなると、光学系・光学記録媒体
間の光の多重反射および干渉により光学記録媒体での光
強度がかなり低下するので、エアギャップを前記領域内
に保つことが重要になる。In the near-field optical system, the distance (air gap) between the optical system and the optical recording medium is determined by a near-field in order to efficiently irradiate the optical recording medium with light. It must be kept within the region (near-field region). In particular, when the numerical aperture exceeds 1, if the air gap is larger than the above-mentioned region, the light intensity at the optical recording medium is considerably reduced due to multiple reflection and interference of light between the optical system and the optical recording medium. It is important to keep the gap in the region.
【0008】しかしながら、近接場が形成されるエアギ
ャップ、例えば500nm以下のエアギャップ(好まし
くは100nm以下のエアギャップ)を実現するため
に、前記領域外の初期設定値から領域内の最終目標値へ
と光学系を光学記録媒体に一挙に近づける(引き込む)
と、オーバーシュートにより光学系と光学記録媒体とが
接触するおそれがあり、この接触により光学系および光
学記録媒体の双方が衝撃を受ける可能性がある。However, in order to realize an air gap in which a near field is formed, for example, an air gap of 500 nm or less (preferably an air gap of 100 nm or less), the initial value outside the region is changed to the final target value within the region. And optical system at once to optical recording medium (pull in)
Then, the optical system may come into contact with the optical recording medium due to overshoot, and the optical system and the optical recording medium may be impacted by this contact.
【0009】本発明の第1の目的は、光学系と光学記録
媒体との距離を短くして近接場を形成するときに、光学
系と光学記録媒体との接触を防止可能な光学系の位置決
め装置と位置決め方法とを提供することにある。A first object of the present invention is to position an optical system capable of preventing contact between the optical system and the optical recording medium when forming a near field by shortening the distance between the optical system and the optical recording medium. It is to provide an apparatus and a positioning method.
【0010】本発明の第2の目的は、光源からの光を光
学系を介して光学記録媒体に照射して情報の記録または
再生を行う記録再生装置であって、光学系と光学記録媒
体との距離を短くして近接場を形成するときに、光学系
と光学記録媒体との接触を防止可能な記録再生装置を提
供することにある。A second object of the present invention is a recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information by irradiating an optical recording medium with light from a light source via an optical system, and comprising an optical system and an optical recording medium. It is an object of the present invention to provide a recording / reproducing apparatus capable of preventing contact between an optical system and an optical recording medium when a near field is formed by shortening the distance.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学系の位
置決め装置は、光学記録媒体との間で近接場を形成して
収束光を前記光学記録媒体に照射する光学系と、前記光
学記録媒体の記録面とは直交するフォーカス方向に前記
光学系を移動させるアクチュエータと、前記光学系と前
記光学記録媒体との距離を、前記近接場が形成される領
域の外から領域内へと多段階に短くし、さらに前記領域
内に維持するように前記アクチュエータを制御する制御
回路とを有する。An optical system positioning apparatus according to the present invention comprises: an optical system for forming a near field with an optical recording medium and irradiating convergent light to the optical recording medium; An actuator for moving the optical system in a focus direction orthogonal to a recording surface of the medium, and a distance between the optical system and the optical recording medium is multi-stepped from outside the area where the near field is formed to inside the area. And a control circuit for controlling the actuator so as to maintain the actuator within the region.
【0012】本発明に係る光学系の位置決め装置では、
好適には、前記制御回路は、前記距離を、前記領域外の
初期設定値から中間目標値にして前記中間目標値または
実質的に前記中間目標値に一旦維持し、当該中間目標値
から前記領域内の最終目標値に近づけるように前記アク
チュエータを制御する。In the positioning apparatus for an optical system according to the present invention,
Preferably, the control circuit sets the distance to an intermediate target value from an initial setting value outside the area, temporarily maintains the intermediate target value or substantially the intermediate target value, and sets the distance from the intermediate target value to the area. The actuator is controlled so as to approach the final target value in the above.
【0013】本発明に係る光学系の位置決め装置では、
好適には、前記光学系は、光を収束させる対物レンズと
この対物レンズの通過光を収束させて前記光学記録媒体
に照射するソリッドイマージョンレンズとを備えた第1
の光学系、または、前記対物レンズと前記ソリッドイマ
ージョンレンズとを一体化した第2の光学系を有する。In the optical system positioning apparatus according to the present invention,
Preferably, the optical system includes a first lens having an objective lens for converging light and a solid immersion lens for converging light passing through the objective lens and irradiating the optical recording medium.
Or a second optical system in which the objective lens and the solid immersion lens are integrated.
【0014】本発明に係る光学系の位置決め装置では、
より好適には、前記光学記録媒体は、光ディスクであ
り、前記ソリッドイマージョンレンズは、前記光ディス
クとの対向面のうち中央部が突起していると共にその周
辺部が平坦であって当該周辺部には導電膜が形成され、
前記対物レンズの通過光を収束させて前記中央部を通過
させ、前記制御回路は、前記導電膜と前記光ディスクと
の間の静電容量に基づいて前記アクチュエータを制御し
て前記距離を調節する。In the optical system positioning apparatus according to the present invention,
More preferably, the optical recording medium is an optical disk, and the solid immersion lens has a central portion protruding at the surface facing the optical disk and its peripheral portion is flat, and the peripheral portion has A conductive film is formed,
The control circuit adjusts the distance by controlling the actuator based on a capacitance between the conductive film and the optical disc, by converging light passing through the objective lens and passing the light through the central portion.
【0015】本発明に係る光学系の位置決め装置では、
例えば、前記光学系の開口数は、1よりも大きく3以下
であり、前記近接場が形成される領域は、前記光学系と
前記光学記録媒体とが非接触状態であって前記距離が5
00nm以下の領域である構成としてもよい。In the positioning apparatus for an optical system according to the present invention,
For example, the numerical aperture of the optical system is greater than 1 and 3 or less, and the area where the near field is formed is in a state where the optical system and the optical recording medium are not in contact with each other and the distance is 5
The configuration may be a region of 00 nm or less.
【0016】本発明に係る光学系の位置決め方法は、光
学記録媒体との間で近接場を形成して収束光を光学記録
媒体に照射する光学系から、前記光学記録媒体までの距
離を制御する光学系の位置決め方法であって、前記光学
系と前記光学記録媒体との距離を、前記近接場が形成さ
れる領域の外から領域内へと多段階に短くする工程と、
前記距離を前記領域内に維持する工程とを有する。In the method for positioning an optical system according to the present invention, the distance from the optical system that forms a near field with the optical recording medium and irradiates the optical recording medium with convergent light is controlled. An optical system positioning method, wherein the distance between the optical system and the optical recording medium is reduced in multiple stages from outside the region where the near-field is formed into the region,
Maintaining the distance within the region.
【0017】本発明に係る光学系の位置決め方法では、
好適には、前記多段階に短くする工程は、前記距離を、
前記領域外の初期設定値から中間目標値にし、前記中間
目標値または実質的に前記中間目標値に維持する工程
と、前記距離を、前記中間目標値から前記領域内の最終
目標値にする工程とを有する。In the method for positioning an optical system according to the present invention,
Preferably, the step of shortening in multiple stages comprises:
Converting the initial value outside the region to an intermediate target value and maintaining the intermediate target value or substantially the intermediate target value; and setting the distance from the intermediate target value to a final target value within the region. And
【0018】本発明に係る光学系の位置決め方法では、
例えば、前記光学系の開口数は、1よりも大きく3以下
であり、前記近接場が形成される領域は、前記光学系と
前記光学記録媒体とが非接触状態であって前記距離が5
00nm以下の領域である構成としてもよい。In the method for positioning an optical system according to the present invention,
For example, the numerical aperture of the optical system is greater than 1 and 3 or less, and the area where the near field is formed is in a state where the optical system and the optical recording medium are not in contact with each other and the distance is 5
The configuration may be a region of 00 nm or less.
【0019】本発明に係る記録再生装置は、光源と、光
学記録媒体との間で近接場を形成し、前記光源からの光
を収束させて前記光学記録媒体に照射する光学系と、前
記光学記録媒体の記録面とは直交するフォーカス方向に
前記光学系を移動させるアクチュエータと、前記光学系
と前記光学記録媒体との距離を、前記近接場が形成され
る領域の外から領域内へと多段階に短くし、さらに前記
領域内に維持するように前記アクチュエータを制御する
制御回路と、情報を記録する場合および情報を再生する
場合に、前記光学記録媒体を回転させるモータと、情報
を記録する場合に、記録する情報に応じて前記光源から
の光の強度を変調させる強度変調回路と、情報を再生す
る場合に、前記光学記録媒体で反射した反射光から記録
情報を検出する検出回路とを有する。The recording / reproducing apparatus according to the present invention comprises: an optical system which forms a near field between a light source and an optical recording medium, converges light from the light source and irradiates the optical recording medium with the optical system; An actuator for moving the optical system in a focus direction orthogonal to the recording surface of the recording medium, and increasing a distance between the optical system and the optical recording medium from outside the area where the near field is formed to inside the area. A control circuit for controlling the actuator so as to shorten the phase and further maintain the actuator in the area; a motor for rotating the optical recording medium when recording and reproducing information; and recording information. An intensity modulation circuit for modulating the intensity of the light from the light source in accordance with the information to be recorded; and a detection circuit for detecting the recorded information from the light reflected by the optical recording medium when reproducing the information. And a circuit.
【0020】本発明に係る記録再生装置では、好適に
は、前記制御回路は、前記距離を、前記領域外の初期設
定値から中間目標値にして前記中間目標値または実質的
に前記中間目標値に一旦維持し、前記中間目標値から前
記領域内の最終目標値に近づけるように前記アクチュエ
ータを制御する。In the recording / reproducing apparatus according to the present invention, preferably, the control circuit sets the distance to an intermediate target value from an initial set value outside the area, or the intermediate target value or substantially the intermediate target value. And the actuator is controlled so as to approach the final target value in the area from the intermediate target value.
【0021】本発明に係る記録再生装置では、好適に
は、前記光学系は、前記光源からの光を収束させる対物
レンズとこの対物レンズの通過光を収束させて前記光学
記録媒体に照射するソリッドイマージョンレンズとを備
えた第1の光学系、または、前記対物レンズと前記ソリ
ッドイマージョンレンズとを一体化した第2の光学系を
有する。In the recording and reproducing apparatus according to the present invention, preferably, the optical system includes an objective lens for converging light from the light source and a solid for converging light passing through the objective lens and irradiating the optical recording medium with the light. A first optical system including an immersion lens, or a second optical system in which the objective lens and the solid immersion lens are integrated.
【0022】本発明に係る記録再生装置では、より好適
には、前記光学記録媒体は、光ディスクであり、前記ソ
リッドイマージョンレンズは、前記光ディスクとの対向
面のうち中央部が突起していると共にその周辺部が平坦
であって当該周辺部には導電膜が形成され、前記対物レ
ンズの通過光を収束させて前記中央部を通過させ、前記
制御回路は、前記導電膜と前記光ディスクとの間の静電
容量に基づいて前記アクチュエータを制御して前記距離
を調節する構成としてもよい。In the recording / reproducing apparatus according to the present invention, more preferably, the optical recording medium is an optical disk, and the solid immersion lens has a central portion protruding from a surface opposing the optical disk, and the solid immersion lens has an optical disk. A peripheral portion is flat, and a conductive film is formed on the peripheral portion, and the light passing through the objective lens is converged to pass through the central portion, and the control circuit controls a gap between the conductive film and the optical disc. The distance may be adjusted by controlling the actuator based on capacitance.
【0023】本発明に係る記録再生装置では、より好適
には、前記モータは、前記距離が前記領域内に維持され
てから前記光学記録媒体を回転させる。In the recording / reproducing apparatus according to the present invention, more preferably, the motor rotates the optical recording medium after the distance is maintained within the area.
【0024】本発明に係る記録再生装置では、例えば、
前記光学系の開口数は、1よりも大きく3以下であり、
前記近接場が形成される領域は、前記光学系と前記光学
記録媒体とが非接触状態であって前記距離が500nm
以下の領域である構成としてもよい。In the recording / reproducing apparatus according to the present invention, for example,
The numerical aperture of the optical system is greater than 1 and 3 or less;
The region where the near field is formed is where the optical system and the optical recording medium are in a non-contact state and the distance is 500 nm.
The following areas may be used.
【0025】制御回路は、光学系と光学記録媒体との距
離(エアギャップ)が、近接場が形成される領域の外か
ら領域内へと多段階に短くなるようにアクチュエータを
制御するので、光学系と光学記録媒体との距離を徐々に
短くすることができ、接触を防止することが可能であ
る。制御回路は、前記距離を、前記領域外の初期設定値
から中間目標値にして一旦維持し、中間目標値から前記
領域内の最終目標値に近づけるようにアクチュエータを
制御することで、前記距離を段階的に短くすることがで
きると共に、オーバーシュートが生じた場合にこのオー
バーシュートの量を小さくすることができ、万一接触し
た場合に接触時の衝撃を小さく抑えることが可能であ
る。The control circuit controls the actuator so that the distance (air gap) between the optical system and the optical recording medium is shortened in multiple steps from outside the area where the near field is formed to inside the area. The distance between the system and the optical recording medium can be gradually reduced, and contact can be prevented. The control circuit temporarily maintains the distance as an intermediate target value from the initial setting value outside the area, and controls the actuator to approach the final target value in the area from the intermediate target value, thereby controlling the distance. In addition to being able to be shortened stepwise, the amount of this overshoot can be reduced when overshoot occurs, and the impact at the time of contact in the event of contact should be reduced.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。本発明に係る光学系の位置決
め装置として、光ディスク駆動装置を例にとって説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An optical disk drive will be described as an example of an optical system positioning device according to the present invention.
【0027】光ヘッド 図1は、光ヘッドの構成例を示す図である。この光ヘッ
ド1は、前記光ディスク駆動装置の光ピックアップに取
り付けてある。光ヘッド1は、対物レンズ2と、ソリッ
ドイマージョンレンズ(SIL)3と、レンズホルダ4
と、電磁アクチュエータ5とを有する。 Optical Head FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical head. The optical head 1 is attached to an optical pickup of the optical disk drive. The optical head 1 includes an objective lens 2, a solid immersion lens (SIL) 3, and a lens holder 4.
And an electromagnetic actuator 5.
【0028】対物レンズ2は、前記光ピックアップ内の
光源である半導体レーザからレーザビームLBが供給さ
れ、このレーザビームLBを収束させてソリッドイマー
ジョンレンズ3に供給する。The objective lens 2 is supplied with a laser beam LB from a semiconductor laser, which is a light source in the optical pickup, and converges the laser beam LB and supplies it to the solid immersion lens 3.
【0029】ソリッドイマージョンレンズ3は、対物レ
ンズ2を通過したレーザビームLBを収束させて光ディ
スク51に供給する。このソリッドイマージョンレンズ
3は、球形レンズの一部を切り取った形状をしており、
一般的に、「Super Sphere SIL」または「Hyper Sphere
SIL」と呼ばれる。ソリッドイマージョンレンズ3は、
球面が対物レンズ3と対向し、球面とは反対側の面(底
面)が光ディスク51と対向するように配置されてい
る。The solid immersion lens 3 converges the laser beam LB passing through the objective lens 2 and supplies the laser beam LB to the optical disk 51. This solid immersion lens 3 has a shape obtained by cutting a part of a spherical lens.
Generally, "Super Sphere SIL" or "Hyper Sphere
Called SIL. The solid immersion lens 3
The spherical surface is opposed to the objective lens 3, and the surface (bottom surface) opposite to the spherical surface is arranged to face the optical disk 51.
【0030】レンズホルダ4は、対物レンズ2およびソ
リッドイマージョンレンズ3を所定の位置関係で一体に
保持する。ソリッドイマージョンレンズ3は、光軸と平
行なレーザビームLBが対物レンズ2に入射された場合
に、当該対物レンズ2からのレーザビームLBを収束さ
せてソリッドイマージョンレンズ3の底面の中央部を通
過させ、通過したレーザビームLBを光ディスク51に
照射するようになっている。なお、対物レンズ2および
ソリッドイマージョンレンズ3は光軸が一致するように
配置され、この光軸上に前記中央部が位置している。The lens holder 4 integrally holds the objective lens 2 and the solid immersion lens 3 in a predetermined positional relationship. When the laser beam LB parallel to the optical axis is incident on the objective lens 2, the solid immersion lens 3 converges the laser beam LB from the objective lens 2 to pass through the center of the bottom surface of the solid immersion lens 3. The optical disk 51 is irradiated with the passed laser beam LB. The objective lens 2 and the solid immersion lens 3 are arranged so that their optical axes coincide with each other, and the central portion is located on this optical axis.
【0031】レンズホルダ4は導電性の部材を有してお
り、ソリッドイマージョンレンズ3の底面には後述する
ように導電膜が形成されており、前記底面の導電膜とレ
ンズホルダ4の前記導電性の部材は半田7を介して電気
的に接続されている。The lens holder 4 has a conductive member, and a conductive film is formed on the bottom surface of the solid immersion lens 3 as described later. Are electrically connected via the solder 7.
【0032】電磁アクチュエータ5は、レンズホルダ4
を移動させる。この電磁アクチュエータ5は、不図示の
フォーカシング・アクチュエータおよびトラッキング・
アクチュエータを有する。前記フォーカシング・アクチ
ュエータは、光ディスク51の記録面とは直交するフォ
ーカス方向にレンズホルダ4を移動させ、ソリッドイマ
ージョンレンズ3と光ディスク51とを所定の距離に保
持する。前記トラッキング・アクチュエータは、レンズ
ホルダ4を光ディスク51の半径方向(またはトラッキ
ング方向)に移動させ、ソリッドイマージョンレンズ3
を通過したレーザビームLBを光ディスク51のトラッ
クの中心に保持する。The electromagnetic actuator 5 includes the lens holder 4
To move. The electromagnetic actuator 5 includes a focusing actuator (not shown) and a tracking actuator (not shown).
It has an actuator. The focusing actuator moves the lens holder 4 in a focus direction orthogonal to the recording surface of the optical disk 51, and holds the solid immersion lens 3 and the optical disk 51 at a predetermined distance. The tracking actuator moves the lens holder 4 in the radial direction (or the tracking direction) of the optical disk 51, and moves the solid immersion lens 3
Is held at the center of the track of the optical disc 51.
【0033】なお、ソリッドイマージョンレンズ3は、
レーザビームLBを無収差に収束するように設計されて
おり、Stigmatic Focusingの条件を満たすようになって
いる。このソリッドイマージョンレンズ3は、光ディス
ク51の記録面に焦点が結ばれるように、対物レンズ2
からのレーザビームLBを集光する。光軸方向のソリッ
ドイマージョンレンズ3の厚さtは、前記球形レンズの
半径rと屈折率nとを用いて、次式で表される。The solid immersion lens 3 is
The laser beam LB is designed to converge without aberration, and satisfies the condition of Stigmatic Focusing. The solid immersion lens 3 is set so that the recording surface of the optical disc 51 is focused on.
From the laser beam LB. The thickness t of the solid immersion lens 3 in the optical axis direction is represented by the following equation using the radius r and the refractive index n of the spherical lens.
【0034】[0034]
【数2】t=r×(1+1/n) …T = r × (1 + 1 / n)
【0035】また、前記参考文献2によれば、対物レン
ズ2およびソリッドイマージョンレンズ3からなる光学
系10の開口数NAeff は、対物レンズ2の開口数NA
objと、ソリッドイマージョンレンズ3の屈折率nとを
用いて、次式で表される。According to Reference 2, the numerical aperture NA eff of the optical system 10 including the objective lens 2 and the solid immersion lens 3 is equal to the numerical aperture NA of the objective lens 2.
Using obj and the refractive index n of the solid immersion lens 3, it is expressed by the following equation.
【0036】[0036]
【数3】NAeff =n2 ×NAobj …[ Equation 3] NA eff = n 2 × NA obj ...
【0037】本実施の形態では、一例として、対物レン
ズ2の開口数NAobj =0.45とし、ソリッドイマー
ジョンレンズ3の屈折率n=1.83とする。この場
合、上式により、光学系10の開口数NAeff ≒1.
5となる。また、レーザビームLBの波長λは一例とし
てλ=640nmとし、近接場を形成するためにエアギ
ャップAを一例として0<A≦100nmとし、好まし
くはA≒50nmに維持する。In the present embodiment, as an example, the numerical aperture NA obj of the objective lens 2 is set to 0.45, and the refractive index n of the solid immersion lens 3 is set to 1.83. In this case, according to the above equation, the numerical aperture NA eff of the optical system 10 { 1.
It becomes 5. The wavelength λ of the laser beam LB is, for example, λ = 640 nm, and the air gap A is, for example, 0 <A ≦ 100 nm, preferably A ≒ 50 nm, for forming a near field.
【0038】ソリッドイマージョンレンズ 図2は、ソリッドイマージョンレンズの構成例を示す図
である。ソリッドイマージョンレンズ3が光ディスク5
1と対向する対向面(底面)は、直径D=1.5mmで
あり、中央部3aが突起していると共に、その周辺部3
bは平坦になっている。中央部3aの突起は、高さが約
2μmであり、直径φ≒40μmである。The solid immersion lens FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a solid immersion lens. Solid immersion lens 3 is optical disk 5
1 has a diameter D = 1.5 mm, a central portion 3a protrudes, and a peripheral portion 3
b is flat. The projection of the central portion 3a has a height of about 2 μm and a diameter φ ≒ 40 μm.
【0039】周辺部3bの平坦面には、アルミニウム等
の導電膜6が蒸着等により形成されて覆われており、こ
の導電膜の膜厚は、前記突起の高さ(約2μm)よりも
薄い。この導電膜6と光ディスク51のアルミニウム等
の反射膜(記録膜)は、ソリッドイマージョンレンズ3
の平坦面と光ディスク51との間隔hに応じた静電容量
Cg を形成する。The flat surface of the peripheral portion 3b is covered with a conductive film 6 of aluminum or the like formed by vapor deposition or the like, and the thickness of the conductive film is smaller than the height (about 2 μm) of the protrusion. . The conductive film 6 and a reflective film (recording film) such as aluminum of the optical disk 51 are formed by a solid immersion lens 3.
The capacitance Cg corresponding to the distance h between the flat surface of the optical disk 51 and the optical disk 51 is formed.
【0040】この静電容量Cg は、周辺部3bと光ディ
スク51との対向面積Sと間隔hとを用いて、次式で
表される。なお、前記導電膜の膜厚は、間隔hに比べて
無視できる程度に小さいものとする。The capacitance Cg is expressed by the following equation using the facing area S between the peripheral portion 3b and the optical disk 51 and the interval h. The thickness of the conductive film is assumed to be negligibly small as compared with the interval h.
【0041】[0041]
【数4】Cg =ε0 ×εr ×S/h …Cg = ε 0 × ε r × S / h
【0042】但し、ε0 は真空の誘電率であり、その値
は、8.854×10-12 F/mである。εr は比誘電
率であり、その値は空気中ではほぼ1である。Here, ε 0 is a dielectric constant in a vacuum, and its value is 8.854 × 10 −12 F / m. ε r is the relative dielectric constant, and its value is approximately 1 in air.
【0043】対向面積Sは、前記底面の直径D=1.5
mmであるので、S=π×(D/2)2 ≒1.767×
10-6m2 となる。間隔hは、中央部3aの突起が光デ
ィスク51に接触するとき、すなわち光学系10と光デ
ィスク51との距離(エアギャップ)Aが0nmのとき
に最小値2μmとなる。間隔hは、エアギャップAが5
0nm,100nm,200nmの場合に、それぞれ
2.05μm,2.10μm,2.20μmとなる。The facing area S is the diameter of the bottom surface D = 1.5.
mm, S = π × (D / 2) 2 ≒ 1.767 ×
10 −6 m 2 . The interval h has a minimum value of 2 μm when the projection of the central portion 3a contacts the optical disk 51, that is, when the distance (air gap) A between the optical system 10 and the optical disk 51 is 0 nm. The interval h is such that the air gap A is 5
In the case of 0 nm, 100 nm, and 200 nm, they are 2.05 μm, 2.10 μm, and 2.20 μm, respectively.
【0044】したがって、エアギャップAが0nm,5
0nm,100nm,200nmの場合の静電容量Cg
は、上式から、それぞれ約7.82pF,約7.63
pF,約7.45pF,約7.11pFとなる。このよ
うに、エアギャップAに応じて静電容量Cg が変化する
ので、この静電容量Cg を用いてエアギャップAを検出
することができ、静電容量Cg を用いて電磁アクチュエ
ータ5のサーボ制御を行うことでエアギャップAを近接
場の領域内とすることが可能である。Therefore, the air gap A is 0 nm, 5
Capacitance Cg at 0 nm, 100 nm, and 200 nm
Are about 7.82 pF and about 7.63, respectively, from the above equations.
pF, about 7.45 pF, and about 7.11 pF. As described above, since the capacitance Cg changes according to the air gap A, the air gap A can be detected using the capacitance Cg, and the servo control of the electromagnetic actuator 5 is performed using the capacitance Cg. Is performed, the air gap A can be set in the near-field region.
【0045】また、ソリッドイマージョンレンズ3の対
向面の中央部3aを突起させ、その周辺部3bに突起の
高さよりも薄く導電膜6を形成しているので、導電膜6
が中央部3aよりも光ディスク51に近づいて光ディス
ク51に接触することを防止することができる。また、
図1に示したように、導電膜6と導電性のレンズホルダ
4とを半田7で電気的に接続しているので、導電膜6に
対する配線接続をレンズホルダ4を介して容易に行うこ
とができる。Further, since the central portion 3a of the opposing surface of the solid immersion lens 3 is protruded, and the peripheral portion 3b is formed with the conductive film 6 thinner than the height of the protrusion, the conductive film 6 is formed.
Can be prevented from approaching the optical disk 51 more than the central portion 3a and coming into contact with the optical disk 51. Also,
As shown in FIG. 1, since the conductive film 6 and the conductive lens holder 4 are electrically connected by the solder 7, wiring connection to the conductive film 6 can be easily performed via the lens holder 4. it can.
【0046】光ディスク駆動装置 図3は、本発明に係る光学系の位置決め装置の一例であ
る光ディスク駆動装置を示す概略的なブロック構成図で
ある。この光ディスク駆動装置100には、図1の光ヘ
ッド1を光ピックアップに取り付けてある。光ディスク
駆動装置100は、一例として、半導体レーザからのレ
ーザ光を光学系を介して光ディスク51に照射して情報
の記録または再生を行う記録再生装置に設置される。 Optical Disk Drive FIG. 3 is a schematic block diagram showing an optical disk drive as an example of an optical system positioning apparatus according to the present invention. In the optical disk drive 100, the optical head 1 of FIG. 1 is attached to an optical pickup. The optical disk drive device 100 is installed in, for example, a recording / reproducing device that records or reproduces information by irradiating the optical disk 51 with laser light from a semiconductor laser via an optical system.
【0047】光ディスク駆動装置100は、光ヘッド1
と、光ピックアップ12と、スピンドルモータ11と、
電圧制御発振器(VCO)13と、参照用の電圧制御発
振器(RVCO)14と、比較回路15と、位相補償回
路16,20と、増幅回路17,18,21と、トラッ
キングマトリクス回路19と、中央処理装置(CPU)
22と、半導体レーザ駆動回路25と、モータ駆動回路
26と、検出回路27とを有する。半導体レーザ駆動回
路25は、自動パワーコントロール(APC)回路23
および強度変調回路24を有する。The optical disk drive 100 includes an optical head 1
, An optical pickup 12, a spindle motor 11,
A voltage controlled oscillator (VCO) 13, a reference voltage controlled oscillator (RVCO) 14, a comparing circuit 15, phase compensating circuits 16 and 20, amplifying circuits 17, 18, 21 and a tracking matrix circuit 19; Processing unit (CPU)
22, a semiconductor laser drive circuit 25, a motor drive circuit 26, and a detection circuit 27. The semiconductor laser drive circuit 25 includes an automatic power control (APC) circuit 23.
And an intensity modulation circuit 24.
【0048】光ディスク駆動装置100は、光ヘッド1
および光ピックアップ12を用いて波長640nmのレ
ーザ光を光ディスク51に照射し、情報の記録または再
生を行う。光ディスク駆動装置100に装着された光デ
ィスク51は、スピンドルモータ11により一定の回転
速度で回転する。この光ディスク51は、一例としてC
AV(Constant Angular Velocity :角速度一定記録)
方式により情報が記録される。The optical disk drive 100 includes an optical head 1
Then, the optical disk 51 is irradiated with laser light having a wavelength of 640 nm using the optical pickup 12 to record or reproduce information. The optical disk 51 mounted on the optical disk drive 100 is rotated at a constant rotation speed by the spindle motor 11. This optical disk 51 has a C
AV (Constant Angular Velocity)
Information is recorded according to the method.
【0049】フォーカスサーボ用の信号処理系は、以下
のように構成されている。VCO( Voltage Controlle
d Oscillator)13は、内部にインダクタを備えて外部
にキャパシタを備えたLC発振回路を有する。前記外部
のキャパシタの一方の電極は、光ヘッド1のソリッドイ
マージョンレンズ3の平坦面に形成された導電膜6であ
り、他方の電極は、光ディスク51の反射膜または記録
膜であり、このキャパシタは、前記平坦面と光ディスク
51との間隔hに応じた静電容量Cg を有する。このV
CO13の発振周波数fは、前記外部のキャパシタの静
電容量Cg と、回路の浮遊容量Cf と、前記内部のイン
ダクタのインダクタンスLとを用いて、次式で表され
る。The signal processing system for the focus servo is configured as follows. VCO (Voltage Controlle
The d oscillator 13 has an LC oscillation circuit having an inductor inside and a capacitor outside. One electrode of the external capacitor is a conductive film 6 formed on the flat surface of the solid immersion lens 3 of the optical head 1, and the other electrode is a reflective film or a recording film of the optical disk 51. And the capacitance Cg according to the distance h between the flat surface and the optical disk 51. This V
The oscillation frequency f of the CO 13 is expressed by the following equation using the capacitance Cg of the external capacitor, the stray capacitance Cf of the circuit, and the inductance L of the internal inductor.
【0050】[0050]
【数5】 f=1/〔2π×{L×(Cg +Cf )}1/2 〕 …F = 1 / [2π × {L × (Cg + Cf)} 1/2 ]
【0051】エアギャップAと、間隔hと、静電容量C
g と、発振周波数fとの対応を、図4に示す。ここで
は、一例としてインダクタンスL=100μHとし、浮
遊容量Cf =5pFとした。すなわち、エアギャップA
が0nm,50nm,100nm,200nm,10μ
mの場合に、発振周波数fは上式から、それぞれ約
4.45MHz,約4.48MHz,約4.51MH
z,約4.57MHz,約6.34MHzとなる。The air gap A, the interval h, and the capacitance C
FIG. 4 shows the correspondence between g and the oscillation frequency f. Here, as an example, the inductance L was set to 100 μH, and the stray capacitance Cf was set to 5 pF. That is, the air gap A
Are 0 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 10 μ
In the case of m, the oscillation frequency f can be calculated from the above equation by about 4.45 MHz, about 4.48 MHz, and about 4.51 MHz, respectively.
z, about 4.57 MHz and about 6.34 MHz.
【0052】電圧制御発振器(RVCO:Reference Vo
ltage Controlled Oscillator )14は、参照信号を生
成する。参照信号の周波数fr は、例えば4.48MH
zであり、この周波数はエアギャップA=50nmの場
合のVCO13の発振周波数と等しい。なお、RVCO
14は例えばバラクタ・ダイオードを有し、このバラク
タ・ダイオードの印加電圧をCPU22から制御するこ
とにより、参照信号の周波数fr を設定可能となってい
る。A voltage controlled oscillator (RVCO: Reference Vo)
ltage Controlled Oscillator) 14 generates a reference signal. The frequency fr of the reference signal is, for example, 4.48 MHz.
z, which is equal to the oscillation frequency of the VCO 13 when the air gap A is 50 nm. In addition, RVCO
Reference numeral 14 includes, for example, a varactor diode. The frequency fr of the reference signal can be set by controlling the voltage applied to the varactor diode from the CPU 22.
【0053】比較回路15は、VCO13からの周波数
fの出力信号と、RVCO14からの周波数fr の出力
信号とが供給される。この比較回路15は、VCO13
の出力信号の周波数および位相と、RVCO14の出力
信号の周波数および位相とを比較し、両者の周波数およ
び位相の差に応じた信号(誤差信号)を生成する。The comparison circuit 15 is supplied with the output signal of the frequency f from the VCO 13 and the output signal of the frequency fr from the RVCO 14. The comparison circuit 15 includes a VCO 13
Is compared with the frequency and phase of the output signal of the RVCO 14, and a signal (error signal) corresponding to the difference between the frequency and phase of the output signal is generated.
【0054】位相補償回路16は、比較回路15の出力
信号が供給され、この比較回路15の出力信号を補償
(位相補償および/または周波数補償)した補償信号を
生成して増幅回路17に供給する。増幅回路17は、前
記補償信号を増幅し、エアギャップAを調整する制御信
号として電磁アクチュエータ5のフォーカシング・アク
チュエータに供給する。The phase compensation circuit 16 is supplied with the output signal of the comparison circuit 15, generates a compensation signal in which the output signal of the comparison circuit 15 is compensated (phase compensation and / or frequency compensation), and supplies it to the amplification circuit 17. . The amplification circuit 17 amplifies the compensation signal and supplies the compensation signal to the focusing actuator of the electromagnetic actuator 5 as a control signal for adjusting the air gap A.
【0055】前記フォーカシング・アクチュエータは、
増幅回路17からの制御信号に基づいてレンズホルダ4
をフォーカス方向に移動させ、エアギャップAを近接場
が形成される領域の外から領域内とし、更にエアギャッ
プAを前記領域内に保つ。このようにして、エアギャッ
プAは0<A≦100nmに維持されると共にA≒50
nmに調節され、前記間隔hは2.05μmに調節さ
れ、フォーカスサーボが実現される。The focusing actuator comprises:
The lens holder 4 based on the control signal from the amplifier circuit 17
Is moved in the focus direction, the air gap A is set to be within the region where the near field is formed, and the air gap A is kept within the region. Thus, the air gap A is maintained at 0 <A ≦ 100 nm and A ≒ 50.
The distance h is adjusted to 2.05 μm, and the focus servo is realized.
【0056】中央処理装置(CPU:Central Processi
ng Unit )22は、光ディスク駆動装置100の全体の
制御を司るコントローラであり、例えば1チップマイク
ロコンピュータ(1チップマイコン)で構成する。この
CPU22は、比較回路15の出力信号が供給され、こ
の比較回路15の出力信号に基づき、エアギャップAが
近接場の領域(近接場が形成される領域)内に維持され
ていることを検出して開始信号STを生成し、この開始
信号STをモータ駆動回路26に供給する。また、CP
U22は、スピンドルモータ11または光ディスク51
の回転数もしくは回転速度を示す信号が供給されるよう
になっている。トラッキングサーボおよびフォーカスサ
ーボは、CPU22の制御下で行われる。A central processing unit (CPU: Central Processi)
The ng Unit) 22 is a controller that controls the entire optical disc driving device 100, and is constituted by, for example, a one-chip microcomputer (one-chip microcomputer). The CPU 22 is supplied with the output signal of the comparison circuit 15 and detects based on the output signal of the comparison circuit 15 that the air gap A is maintained in the near-field region (the region where the near-field is formed). Then, a start signal ST is generated, and the start signal ST is supplied to the motor drive circuit 26. Also, CP
U22 is the spindle motor 11 or the optical disc 51
A signal indicating the number of rotations or the rotation speed is supplied. The tracking servo and the focus servo are performed under the control of the CPU 22.
【0057】CPU22と、VCO13と、RVCO1
4と、比較回路15と、位相補償回路16と、増幅回路
17とにより、制御回路28が形成されている。この制
御回路28は、エアギャップAが近接場の領域内(例え
ば0<A≦500nm、好ましくは0<A≦200n
m、より好ましくは0<A≦100nm)となるように
電磁アクチュエータ5を制御する機能を有する。エアギ
ャップAを近接場の領域内とすることで、光ディスク5
1の記録面におけるビームスポット中心のビーム強度を
エアギャップA=0nmの場合に対して例えば50%以
上(好適には60%以上)に保つことが可能であり、一
例としてエアギャップAを50nm程度に制御すること
で80%程度のビーム強度を得ることが可能である。CPU 22, VCO 13, RVCO 1
4, the comparison circuit 15, the phase compensation circuit 16, and the amplification circuit 17 form a control circuit 28. The control circuit 28 determines that the air gap A is in a near-field region (for example, 0 <A ≦ 500 nm, preferably 0 <A ≦ 200 n).
m, more preferably 0 <A ≦ 100 nm). By setting the air gap A within the near-field region, the optical disk 5
The beam intensity at the center of the beam spot on the recording surface of No. 1 can be maintained at, for example, 50% or more (preferably 60% or more) with respect to the case where the air gap A is 0 nm. , It is possible to obtain a beam intensity of about 80%.
【0058】モータ駆動回路26は、スピンドルモータ
11に電源を供給して一定の回転速度で回転させる。例
えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御等によ
り、回転制御を行ってもよい。このモータ駆動回路26
は、CPU22から開始信号STが供給された場合に、
スピンドルモータ11の回転を開始させる。スピンドル
モータ11の回転軸上には不図示のターンテーブルが取
り付けてあり、スピンドルモータ11の回転に伴ってタ
ーンテーブル上の光ディスク51が回転する。The motor drive circuit 26 supplies power to the spindle motor 11 to rotate it at a constant rotation speed. For example, rotation control may be performed by PWM (Pulse Width Modulation) control or the like. This motor drive circuit 26
Is, when the start signal ST is supplied from the CPU 22,
The rotation of the spindle motor 11 is started. A turntable (not shown) is mounted on the rotation shaft of the spindle motor 11, and the optical disk 51 on the turntable rotates with the rotation of the spindle motor 11.
【0059】図5は、光ピックアップ12の構成例を示
す図である。光ピックアップ12は、半導体レーザ31
と、コリメータレンズ32と、回折格子33と、1/2
波長板34と、偏光ビームスプリッタ35と、1/4波
長板36と、集光レンズ37,39と、光検出器38,
40と、対物レンズ2と、ソリッドイマージョンレンズ
3とを有する。この光ピックアップ12には光ヘッド1
が取り付けてあり、この光ヘッド1は、対物レンズ2お
よびソリッドイマージョンレンズ3からなる光学系10
を有する。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the optical pickup 12. The optical pickup 12 includes a semiconductor laser 31
, A collimator lens 32, a diffraction grating 33, and a half
Wave plate 34, polarizing beam splitter 35, quarter wave plate 36, condenser lenses 37 and 39, photodetectors 38 and
40, an objective lens 2 and a solid immersion lens 3. This optical pickup 12 has an optical head 1
The optical head 1 has an optical system 10 comprising an objective lens 2 and a solid immersion lens 3.
Having.
【0060】半導体レーザ31は、コヒーレント光を放
射する光源および発光素子の一例である。半導体レーザ
31は、波長640nmの直線偏光のレーザビームLB
を生成し、このレーザビームLBをコリメータレンズ3
2に供給する。コリメータレンズ32は、半導体レーザ
31からのレーザビームLBを平行光にして回折格子3
3に供給する。The semiconductor laser 31 is an example of a light source that emits coherent light and a light emitting element. The semiconductor laser 31 has a linearly polarized laser beam LB having a wavelength of 640 nm.
Is generated, and this laser beam LB is
Feed to 2. The collimator lens 32 converts the laser beam LB from the semiconductor laser 31 into parallel light,
Supply 3
【0061】回折格子33は、コリメータレンズ32か
らのレーザビームLBを主ビーム(第0次回折光)と副
ビーム(第1次回折光)とに分離し、主ビームおよび副
ビームを1/2波長板34に供給する。1/2波長板3
4は、回折格子33からの主ビームおよび副ビームの偏
光面を回転させて偏光ビームスプリッタ35に供給す
る。The diffraction grating 33 separates the laser beam LB from the collimator lens 32 into a main beam (0th-order diffracted light) and a sub-beam (first-order diffracted light), and separates the main beam and the sub-beam into a half-wave plate. 34. 1/2 wave plate 3
Reference numeral 4 rotates the polarization planes of the main beam and the sub-beam from the diffraction grating 33 and supplies the rotated beam to the polarization beam splitter 35.
【0062】偏光ビームスプリッタ35は、1/2波長
板34からの入射レーザビームの大部分を通過させて1
/4波長板36に供給し、前記入射レーザビームの一部
分を反射して集光レンズ39に供給する。The polarizing beam splitter 35 passes most of the incident laser beam from the half-wave plate 34 and
The laser beam is supplied to the 波長 wavelength plate 36, and a part of the incident laser beam is reflected and supplied to the condenser lens 39.
【0063】集光レンズ39は、偏光ビームスプリッタ
35からの反射レーザビームを収束して光検出器40に
供給する。光検出器40は、集光レンズ39からのレー
ザビームを光電変換し、レーザビームの強度に対応する
信号SPを生成する。この光検出器40は、半導体レー
ザ31の発光強度のモニタ用または光ディスク51の記
録面(記録膜)上におけるビーム強度のモニタ用に利用
される。なお、光検出器40への入射レーザビームの光
量は、1/2波長板34を回転させることで、調整可能
となっている。The condensing lens 39 converges the reflected laser beam from the polarizing beam splitter 35 and supplies it to the photodetector 40. The photodetector 40 photoelectrically converts the laser beam from the condenser lens 39 and generates a signal SP corresponding to the intensity of the laser beam. The photodetector 40 is used for monitoring the emission intensity of the semiconductor laser 31 or for monitoring the beam intensity on the recording surface (recording film) of the optical disk 51. The amount of the laser beam incident on the photodetector 40 can be adjusted by rotating the half-wave plate 34.
【0064】1/4波長板36は、偏光ビームスプリッ
タ35の通過レーザビームの偏光面を回転させて円偏光
にし、この円偏光のレーザビームを光ヘッド1の対物レ
ンズ2に供給する。対物レンズ2は、1/4波長板36
からのレーザビームを収束させてソリッドイマージョン
レンズ3に供給する。ソリッドイマージョンレンズ3
は、対物レンズ3からのレーザビームを収束させて前記
中央部3aを通過させ、この通過レーザビームを光ディ
スク51の信号記録面に供給する。The quarter-wave plate 36 rotates the plane of polarization of the laser beam passing through the polarizing beam splitter 35 into circularly polarized light, and supplies the circularly polarized laser beam to the objective lens 2 of the optical head 1. The objective lens 2 includes a 波長 wavelength plate 36
Is converged and supplied to the solid immersion lens 3. Solid immersion lens 3
Converges the laser beam from the objective lens 3 and passes it through the central portion 3a, and supplies this passing laser beam to the signal recording surface of the optical disk 51.
【0065】光ディスク51の信号記録面(記録膜)で
反射したレーザビームは、ソリッドイマージョンレンズ
3および対物レンズ2を経て、1/4波長板36に供給
される。1/4波長板36は、対物レンズ2からのレー
ザビームの偏光面を回転させて直線偏光にし、この直線
偏光のレーザビームを偏光ビームスプリッタ35に供給
する。なお、偏光ビームスプリッタ35から1/4波長
板36に供給される入射レーザビームの偏光面と、1/
4波長板36から偏光ビームスプリッタ35に供給され
る反射レーザビームの偏光面は、直交するようになって
いる。The laser beam reflected on the signal recording surface (recording film) of the optical disk 51 is supplied to the 波長 wavelength plate 36 via the solid immersion lens 3 and the objective lens 2. The 波長 wavelength plate 36 rotates the plane of polarization of the laser beam from the objective lens 2 to be linearly polarized, and supplies this linearly polarized laser beam to the polarization beam splitter 35. The polarization plane of the incident laser beam supplied from the polarization beam splitter 35 to the quarter wavelength plate 36 is
The plane of polarization of the reflected laser beam supplied from the four-wavelength plate 36 to the polarization beam splitter 35 is orthogonal.
【0066】偏光ビームスプリッタ35は、1/4波長
板36からのレーザビームを反射して集光レンズ37に
供給する。集光レンズ37は、偏光ビームスプリッタ3
5からの反射レーザビームを収束させて光検出器38に
供給する。光検出器38は、集光レンズ37からのレー
ザビームを光電変換して信号SA〜SHを生成する。こ
の光検出器38は、トラッキングエラー信号TEおよび
再生RF信号の検出用に利用される。The polarization beam splitter 35 reflects the laser beam from the 波長 wavelength plate 36 and supplies the laser beam to the condenser lens 37. The condenser lens 37 is used for the polarization beam splitter 3.
The reflected laser beam from 5 is converged and supplied to the photodetector 38. The photodetector 38 photoelectrically converts the laser beam from the condenser lens 37 to generate signals SA to SH. This photodetector 38 is used for detecting the tracking error signal TE and the reproduced RF signal.
【0067】光検出器38は、図6に示すように、中央
部に主ビーム受光用の第1の受光部381が配置されて
おり、この第1の受光部381の両側に、副ビーム受光
用の第2の受光部382および第3の受光部383が配
置されている。第1の受光部381は、4個の受光部3
8A〜38Dに等分割されている。第2の受光部382
は、2個の受光部38E,38Fに等分割されている。
第3の受光部383は、2個の受光部38G,38Hに
等分割されている。この光検出器38は、受光部を8分
割した受光素子で形成してもよい。As shown in FIG. 6, the photodetector 38 has a first light receiving portion 381 for receiving a main beam at the center thereof, and a sub-beam receiving portion on both sides of the first light receiving portion 381. Second light receiving unit 382 and third light receiving unit 383 are disposed. The first light receiving unit 381 includes four light receiving units 3
It is equally divided into 8A to 38D. Second light receiving unit 382
Are equally divided into two light receiving sections 38E and 38F.
The third light receiving unit 383 is equally divided into two light receiving units 38G and 38H. The light detector 38 may be formed by a light receiving element in which a light receiving portion is divided into eight.
【0068】光検出器38の各受光部38A〜38Hの
出力信号SA〜SHは、図3中の増幅回路(ヘッドアン
プ)18で増幅されてトラッキングマトリクス回路(ト
ラッキング誤差検出回路)19および検出回路27に供
給される。トラッキングマトリクス回路19は、増幅さ
れた前記出力信号SA〜SHに基づいて次式の演算を
行い、差動プッシュプル法を用いてトラッキングエラー
信号TEを生成する。なお、式中のkは定数である。The output signals SA to SH of the respective light receiving sections 38A to 38H of the photodetector 38 are amplified by an amplifier circuit (head amplifier) 18 in FIG. 3 and are tracked by a tracking matrix circuit (tracking error detection circuit) 19 and a detection circuit. 27. The tracking matrix circuit 19 calculates the following equation based on the amplified output signals SA to SH, and generates a tracking error signal TE using a differential push-pull method. Note that k in the equation is a constant.
【0069】[0069]
【数6】 TE=(SA+SD)−(SB+SC)+k×{(SE−SF)+(SG−SH )} …## EQU6 ## TE = (SA + SD)-(SB + SC) + k × {(SE-SF) + (SG-SH)}
【0070】位相補償回路20は、前記トラッキングエ
ラー信号TEが供給され、このトラッキングエラー信号
TEを位相補償した補償信号を生成して増幅回路21に
供給する。増幅回路21は、前記補償信号を増幅し、制
御信号として電磁アクチュエータ5のトラッキング・ア
クチュエータに供給する。前記トラッキング・アクチュ
エータは、増幅回路21からの制御信号に基づいてレン
ズホルダ4を光ディスク51の半径方向(またはトラッ
キング方向)に移動させ、その結果、トラッキングサー
ボが実現される。The phase compensation circuit 20 is supplied with the tracking error signal TE, generates a compensation signal obtained by phase-compensating the tracking error signal TE, and supplies the compensation signal to the amplifier circuit 21. The amplification circuit 21 amplifies the compensation signal and supplies it to the tracking actuator of the electromagnetic actuator 5 as a control signal. The tracking actuator moves the lens holder 4 in the radial direction (or the tracking direction) of the optical disk 51 based on a control signal from the amplifier circuit 21. As a result, tracking servo is realized.
【0071】検出回路(情報検出回路)27は、増幅回
路(ヘッドアンプ)18で増幅された前記出力信号SA
〜SDに基づき、次式の演算を行って再生RF信号R
Fを生成する。そして、この再生RF信号に基づいて復
調等を行って光ディスク51の記録情報Soを再生す
る。The detection circuit (information detection circuit) 27 outputs the output signal SA amplified by the amplification circuit (head amplifier) 18.
To SD, the following equation is calculated to obtain the reproduced RF signal R
Generate F. Then, the recording information So of the optical disk 51 is reproduced by performing demodulation and the like based on the reproduced RF signal.
【0072】[0072]
【数7】RF=SA+SB+SC+SD …## EQU7 ## RF = SA + SB + SC + SD ...
【0073】半導体レーザ駆動回路25は、強度変調回
路24とAPC回路23とを有し、光ピックアップ12
内の半導体レーザ31を駆動する。強度変調回路24
は、光ディスク51に記録する情報Siがメモリまたは
外部装置等から供給され、この入力情報Siに応じて変
調制御信号SMを生成する。The semiconductor laser drive circuit 25 has an intensity modulation circuit 24 and an APC circuit 23, and
Drive the semiconductor laser 31 inside. Intensity modulation circuit 24
Supplies information Si to be recorded on the optical disk 51 from a memory or an external device or the like, and generates a modulation control signal SM in accordance with the input information Si.
【0074】APC(Automatic Power Control )回路
23は、光ピックアップ12内のモニター用の光検出器
40の出力信号SPと、前記変調制御信号SMとが供給
される。このAPC回路23は、情報記録時には、変調
制御信号SMに基づいて半導体レーザ31の駆動電圧ま
たは駆動電流を変化させてレーザビームLBを強度変調
し、また、光検出器40の出力信号SPに基づいて半導
体レーザ31の発光強度を第1の設定範囲R1内に保
ち、半導体レーザ31のレーザ光出力を調節する。一
方、APC回路23は、情報再生時には、光検出器40
の出力信号SPに基づいて半導体レーザ31の発光強度
を第2の設定範囲R2(<R1)内に保ち、半導体レー
ザ31のレーザ光出力を調節する。An APC (Automatic Power Control) circuit 23 is supplied with the output signal SP of the monitoring photodetector 40 in the optical pickup 12 and the modulation control signal SM. When recording information, the APC circuit 23 modulates the drive voltage or drive current of the semiconductor laser 31 based on the modulation control signal SM to modulate the intensity of the laser beam LB, and also controls the output signal SP of the photodetector 40. Thus, the emission intensity of the semiconductor laser 31 is kept within the first set range R1, and the laser light output of the semiconductor laser 31 is adjusted. On the other hand, when reproducing information, the APC circuit
, The light emission intensity of the semiconductor laser 31 is kept within the second set range R2 (<R1) based on the output signal SP, and the laser light output of the semiconductor laser 31 is adjusted.
【0075】光ディスク駆動装置の動作例 図7と図8は、光ディスク駆動装置100の動作を示す
概略的なフローチャートである。先ず、ステップS1で
は、CPU22は、フォーカスサーボの開始命令を検出
する。例えば、光ディスク駆動装置100を備えた記録
再生装置に対し、操作者が記録または再生のスイッチ操
作を行うことで、前記開始命令がCPU22に供給され
る。なお、このときのエアギャップAは、近接場の領域
外の初期設定値となっている。[0075] Operation Example Figure 7 and Figure 8 of the optical disk drive is a schematic flow diagram illustrating the operation of the optical disk drive 100. First, in step S1, the CPU 22 detects a focus servo start command. For example, when the operator performs a recording or reproducing switch operation on the recording / reproducing device provided with the optical disk drive device 100, the start command is supplied to the CPU 22. Note that the air gap A at this time is an initial setting value outside the near-field region.
【0076】次に、ステップS2では、CPU22は、
RVCO14の発振周波数fr を約6.34MHzに設
定し、エアギャップAの目標値を中間目標値である10
μmに設定する。そして、電磁アクチュエータ5の駆動
を開始し、ソリッドイマージョンレンズ3(ひいては光
学系10)の引込み(フォーカス引込み)を開始する。
発振周波数fr =6.34MHzは、前記図4に示すよ
うに、エアギャップA=10μmのときのVCO13の
発振周波数fに等しい。Next, in step S2, the CPU 22
The oscillation frequency fr of the RVCO 14 is set to about 6.34 MHz, and the target value of the air gap A is set to an intermediate target value of 10%.
Set to μm. Then, the drive of the electromagnetic actuator 5 is started, and the pull-in (focus pull-in) of the solid immersion lens 3 (and the optical system 10) is started.
The oscillation frequency fr = 6.34 MHz is equal to the oscillation frequency f of the VCO 13 when the air gap A = 10 μm, as shown in FIG.
【0077】ステップS3では、CPU22は、エアギ
ャップAを10μmまたは実質的に10μmにする引込
み動作が完了したか否かを、比較回路15の出力信号に
基づいて判定する。引込みが終了していない場合は、終
了するまで待つ。引込みが終了した場合は、エアギャッ
プAは中間目標値(10μm)または実質的に中間目標
値に維持されており、ステップS4に進む。In step S3, the CPU 22 determines whether or not the pull-in operation for setting the air gap A to 10 μm or substantially 10 μm is completed based on the output signal of the comparison circuit 15. If the retraction has not been completed, wait until it is completed. When the retraction is completed, the air gap A is maintained at the intermediate target value (10 μm) or substantially at the intermediate target value, and the process proceeds to step S4.
【0078】ステップS4では、CPU22は、RVC
O14の発振周波数fr を4.48MHzに設定し、エ
アギャップAの目標値を最終目標値である50nmに設
定する。そして、電磁アクチュエータ5によるソリッド
イマージョンレンズ3(ひいては光学系10)の更なる
引込み(フォーカス引込み)を行う。発振周波数fr =
4.48MHzは、前記図4に示すように、エアギャッ
プA=50nmのときのVCO13の発振周波数fに等
しい。なお、6.34MHzから4.48MHzまでを
複数段階に分けて発振周波数fr を段階的に徐々に低下
させてVCO13の発振周波数fを追従させてもよく、
これによりエアギャップAを徐々に小さくすることがで
きる。In step S4, the CPU 22 determines whether the RVC
The oscillation frequency fr of O14 is set to 4.48 MHz, and the target value of the air gap A is set to 50 nm which is the final target value. Then, the solid immersion lens 3 (and the optical system 10) is further retracted (focus retracted) by the electromagnetic actuator 5. Oscillation frequency fr =
4.48 MHz is equal to the oscillation frequency f of the VCO 13 when the air gap A = 50 nm as shown in FIG. The oscillation frequency fr of the VCO 13 may be made to follow by dividing the oscillation frequency fr gradually from 6.34 MHz to 4.48 MHz in a plurality of stages,
Thereby, the air gap A can be gradually reduced.
【0079】ステップS5では、CPU22は、エアギ
ャップAを50nmまたは実質的に50nmにする引込
み動作(フォーカス引込み動作)が完了したか否かを、
比較回路15の出力信号に基づいて判定する。引込みが
終了していない場合は、終了するまで待つ。引込みが終
了した場合は、ステップS6に進む。このとき、エアギ
ャップAは、最終目標値(50nm)または実質的に最
終目標値に維持されており、また近接場の領域内に維持
されている。In step S5, the CPU 22 determines whether or not the pull-in operation (focus pull-in operation) for setting the air gap A to 50 nm or substantially 50 nm has been completed.
The determination is made based on the output signal of the comparison circuit 15. If the retraction has not been completed, wait until it is completed. When the retraction is completed, the process proceeds to step S6. At this time, the air gap A is maintained at the final target value (50 nm) or substantially at the final target value, and is maintained in the near-field region.
【0080】ステップS6では、CPU22は、開始信
号STを生成してモータ駆動回路26に供給する。ステ
ップS7では、モータ駆動回路26は、開始信号STに
基づいてスピンドルモータ11に電源供給を開始し、光
ディスク51の回転を開始させる。At step S 6, the CPU 22 generates a start signal ST and supplies it to the motor drive circuit 26. In step S7, the motor drive circuit 26 starts power supply to the spindle motor 11 based on the start signal ST, and starts rotation of the optical disk 51.
【0081】ステップS8では、CPU22は、光ディ
スク51の回転速度(ディスク回転速度)Vが予め決め
られた一定の回転速度Vc (>0)であるか否かを判定
する。ディスク回転速度Vが一定回転速度Vc でない場
合は、CPU22はモータ駆動回路26を介してスピン
ドルモータ11の回転制御を行い、一定回転速度Vcに
する。ディスク回転速度Vが一定回転速度Vc である場
合は、ステップS9に進む。In step S8, the CPU 22 determines whether or not the rotation speed (disk rotation speed) V of the optical disk 51 is a predetermined constant rotation speed Vc (> 0). If the disk rotation speed V is not the constant rotation speed Vc, the CPU 22 controls the rotation of the spindle motor 11 via the motor drive circuit 26 to set the rotation speed to the constant rotation speed Vc. If the disk rotation speed V is the constant rotation speed Vc, the process proceeds to step S9.
【0082】ステップS9では、CPU22は、半導体
レーザ駆動回路25内のAPC回路23にパワーオン信
号を供給する。APC回路23は、パワーオン信号に基
づいて半導体レーザ31を点灯させてレーザビームLB
を出力させる。At step S9, the CPU 22 supplies a power-on signal to the APC circuit 23 in the semiconductor laser drive circuit 25. The APC circuit 23 turns on the semiconductor laser 31 based on the power-on signal and outputs the laser beam LB
Output.
【0083】光ディスク51の停止中に半導体レーザ3
1を点灯させた場合は、ソリッドイマージョンレンズ3
の引込み時(フォーカス引込み時)に光ディスク51の
特定箇所にレーザビームが長時間照射されて照射箇所が
高温となるおそれがあり、前記照射箇所の特性が変化す
る可能性がある。一方、本実施の形態に示すように、光
ディスク51の回転後に半導体レーザ31を点灯させる
ことで、ソリッドイマージョンレンズ3の引込み時に光
ディスク51の特定箇所にレーザビームが長時間照射さ
れて照射箇所が高温となることを防止することができ
る。While the optical disk 51 is stopped, the semiconductor laser 3
When 1 is turned on, the solid immersion lens 3
When a laser beam is applied to a specific portion of the optical disk 51 for a long time at the time of pull-in (at the time of focus pull-in), the temperature of the irradiated portion may be high, and the characteristics of the irradiated portion may change. On the other hand, as shown in the present embodiment, by turning on the semiconductor laser 31 after the rotation of the optical disk 51, a specific portion of the optical disk 51 is irradiated with the laser beam for a long time when the solid immersion lens 3 is retracted, so that the irradiated portion has a high temperature. Can be prevented.
【0084】以上に説明したように、この光ディスク駆
動装置100によれば、ソリッドイマージョンレンズ3
を用いることで1を越える開口数を得ることができ、ま
たエアギャップAを近接場の領域内の所定値(例えば約
50nm)にする制御を、静電容量Cg に基づいて高精
度に行うことができる。なお、光学系10の開口数は、
例えば、1よりも大きく3以下としてもよく、1よりも
大きく2.5以下としてもよい。ソリッドイマージョン
レンズ3の底面に導電膜6を形成したので、導電膜6と
光ディスク51との間隙を小さくして静電容量Cg を大
きくすることができ、フォーカスサーボをいっそう高精
度に行うことが可能である。As described above, according to the optical disk drive 100, the solid immersion lens 3
Can be used to obtain a numerical aperture exceeding 1, and to control the air gap A to a predetermined value (for example, about 50 nm) in the near-field region based on the capacitance Cg with high accuracy. Can be. The numerical aperture of the optical system 10 is
For example, it may be larger than 1 and 3 or less, and may be larger than 1 and 2.5 or less. Since the conductive film 6 is formed on the bottom surface of the solid immersion lens 3, the gap between the conductive film 6 and the optical disk 51 can be reduced to increase the capacitance Cg, and the focus servo can be performed with higher precision. It is.
【0085】また、制御回路28は、エアギャップA
が、近接場の領域外から領域内へと多段階に短くなるよ
うに電磁アクチュエータ5を制御するので、エアギャッ
プAを徐々に短くして光学系10と光ディスク51との
接触を防止することが可能であり、万一接触した場合に
その衝撃を小さく抑えることが可能である。The control circuit 28 controls the air gap A
However, since the electromagnetic actuator 5 is controlled so as to be shortened in a multi-step manner from outside the near-field region to inside the region, the air gap A can be gradually shortened to prevent the optical system 10 from contacting the optical disk 51. It is possible, and in the event of a contact, the impact can be reduced.
【0086】この制御回路28は、エアギャップAを、
近接場の領域外の初期設定値から中間目標値にして一旦
維持し、中間目標値から近接場の領域内の最終目標値に
近づけるように電気アクチュエータ5を制御すること
で、エアギャップAを段階的に短くすることができると
共に、オーバーシュートが生じた場合にこのオーバーシ
ュートの量を小さくすることができ、万一接触した場合
にその衝撃を小さく抑えることが可能である。なお、近
接場の領域外の初期設定値から近接場の領域内の最終目
標値までの間に複数の中間目標値を設定し、前記複数の
中間目標値を順次経由することで、エアギャップAを最
終目標値に徐々に近づけてもよい。例えば、静電容量C
g が実質的に形成される範囲内(一例として約10μm
〜約100μm)に、前記中間目標値を複数設定しても
よい。This control circuit 28 sets the air gap A
The air gap A is stepped by controlling the electric actuator 5 so that the initial target value outside the near-field region is set to the intermediate target value and temporarily maintained, and the intermediate target value is brought closer to the final target value within the near-field region. In addition to the above, the overshoot can be reduced when the overshoot occurs, and the impact can be suppressed to a small extent in the event of a contact. A plurality of intermediate target values are set between an initial set value outside the near-field region and a final target value within the near-field region, and the air gap A is set by sequentially passing through the plurality of intermediate target values. May gradually approach the final target value. For example, the capacitance C
g is substantially formed (for example, about 10 μm
To about 100 μm), a plurality of the intermediate target values may be set.
【0087】また、光ディスク駆動装置100によれ
ば、光学系10を近接場の領域内の至近距離に引き込む
時に、光ディスク51を停止した状態とすることができ
る。これにより、光学系10と光ディスク51とが万一
接触した場合に、接触面積および衝撃を、光ディスク5
1が回転している場合に比べて小さくすることができ
る。Further, according to the optical disk drive 100, the optical disk 51 can be stopped when the optical system 10 is pulled to a close distance in the near-field region. In this way, if the optical system 10 and the optical disk 51 come into contact with each other, the contact area and the impact are reduced.
1 can be made smaller than when it is rotating.
【0088】上記実施の形態では、対物レンズ2とソリ
ッドイマージョンレンズ3とにより光学系10を形成
し、開口数が約1.5であるこの光学系10を光ヘッド
1に設けている。しかしながら、対物レンズ2とソリッ
ドイマージョンレンズ3とを一体化した単一の光学素子
からなる光学系を光ヘッド1に設けてもよい。このよう
な単一の光学素子として、例えば、Chul Woo Lee, Kun
Ho Cho, Chong Sam Chung, Jang Hoon Yoo, Yong Hoon
Lee, "Feasibility study on near field optical memo
ry using a catadioptric optical system," Digest of
Optical Data Storage, pp.137-139, Aspen, CO. (199
8)に開示されている反射型集光素子を用いてもよい。ま
た、対物レンズ2の機能を持つ光学素子とソリッドイマ
ージョンレンズの機能を持つ光学素子として、3個以上
の光学素子を光ヘッド1に設けてもよく、ホログラム素
子を光ヘッド1に設けてもよい。In the above embodiment, the optical system 10 is formed by the objective lens 2 and the solid immersion lens 3, and the optical system 10 having a numerical aperture of about 1.5 is provided in the optical head 1. However, the optical head 1 may be provided with an optical system including a single optical element in which the objective lens 2 and the solid immersion lens 3 are integrated. Such single optical elements include, for example, Chul Woo Lee, Kun
Ho Cho, Chong Sam Chung, Jang Hoon Yoo, Yong Hoon
Lee, "Feasibility study on near field optical memo
ry using a catadioptric optical system, "Digest of
Optical Data Storage, pp.137-139, Aspen, CO. (199
The reflection type light condensing element disclosed in 8) may be used. Further, as the optical element having the function of the objective lens 2 and the optical element having the function of the solid immersion lens, three or more optical elements may be provided in the optical head 1, and the hologram element may be provided in the optical head 1. .
【0089】本実施の形態では、光学記録媒体の一例と
して相変化型の光ディスク51を用いているが、光磁気
ディスクを用いてもよい。更に、浮上スライダを用いた
受動的な光ヘッドを用いる場合においても、静電容量C
g から、エアギャップAに相当する浮上量の検出、及
び、浮上量の最適化を行うことが可能である。In this embodiment, the phase-change optical disk 51 is used as an example of the optical recording medium, but a magneto-optical disk may be used. Further, even when a passive optical head using a flying slider is used, the capacitance C
From g, the flying height corresponding to the air gap A can be detected and the flying height can be optimized.
【0090】なお、導電膜6が形成されるソリッドイマ
ージョンレンズ3(または光学系10)の対向面の半径
は、光ディスク51の記録面の内側の縁から最内周のト
ラックまでの幅よりも小さい正の値とし、また、光ディ
スク51の記録面の外側の縁から最外周のトラックまで
の幅よりも小さい正の値とすることが好ましい。このよ
うにすることで、最内周のトラックにレーザビームLB
を集光する場合、および最外周のトラックにレーザビー
ムLBを集光する場合に、ソリッドイマージョンレンズ
3の底面全域と記録面とを対向させることができ、集光
位置による静電容量Cg の変動を小さくすることが可能
である。The radius of the opposing surface of the solid immersion lens 3 (or the optical system 10) on which the conductive film 6 is formed is smaller than the width from the inner edge of the recording surface of the optical disk 51 to the innermost track. It is preferable to use a positive value and a positive value smaller than the width from the outer edge of the recording surface of the optical disc 51 to the outermost track. By doing so, the laser beam LB is applied to the innermost track.
When the laser beam LB is focused on the outermost track, the entire bottom surface of the solid immersion lens 3 can be opposed to the recording surface, and the capacitance Cg varies depending on the focusing position. Can be reduced.
【0091】本実施の形態では、光学系の位置決め装置
の一例として、光ディスク駆動装置100について説明
した。本実施の形態に係る光学系の位置決め装置は、光
源の可干渉性(Coherence )が高く、光学系(または対
物レンズ)の動作距離(Working Distance)が小さい条
件下、すなわち干渉縞が生じ易い光学装置において、有
用である。このような光学装置では、光学干渉による強
度分布のために光学的な手法による焦点制御に誤差が生
じ易く、上記光ディスク駆動装置100ではLC発振回
路の出力信号(電気信号)を用いた焦点制御により誤差
を小さくすることが可能である。In the present embodiment, the optical disk drive 100 has been described as an example of an optical system positioning device. The optical system positioning apparatus according to the present embodiment has an optical system in which the coherence of the light source is high and the working distance of the optical system (or the objective lens) is short, that is, interference fringes are likely to occur. Useful in equipment. In such an optical device, an error is likely to occur in focus control by an optical method due to intensity distribution due to optical interference. In the optical disc drive device 100, focus control using an output signal (electric signal) of an LC oscillation circuit is performed. The error can be reduced.
【0092】上記光ディスク駆動装置100を、記録再
生装置の他に、光を照射する種々の光照射装置に適用し
てもよく、例えば加工装置、露光装置、検査装置等に適
用してもよい。例えば、光学検査装置を用いて金属、半
導体ウェハ等の試料の検査を行う場合に、光学系10と
試料との間の静電容量に基づいて焦点制御を行うことが
可能である。もちろん、光学記録媒体を試料としてもよ
い。半導体ウェハの検査装置のように、試料の全領域を
速やかに検査する必要がある場合、光学系10と試料と
の間の静電容量に基づいて焦点制御を行うことで、可動
ステージや試料の傾きに応じて光学系の位置補正を行う
ことが可能であり、検査の所要時間を短縮することが可
能である。The optical disk drive device 100 may be applied to various light irradiation devices for irradiating light, in addition to the recording / reproducing device, for example, to a processing device, an exposure device, an inspection device, and the like. For example, when inspecting a sample such as a metal and a semiconductor wafer using an optical inspection apparatus, it is possible to perform focus control based on the capacitance between the optical system 10 and the sample. Of course, an optical recording medium may be used as a sample. When it is necessary to quickly inspect the entire region of a sample as in a semiconductor wafer inspection apparatus, focus control is performed based on the capacitance between the optical system 10 and the sample, thereby enabling the movable stage and the sample to be inspected. The position of the optical system can be corrected according to the inclination, and the time required for the inspection can be reduced.
【0093】なお、上記実施の形態は本発明の例示であ
り、本発明は上記実施の形態に限定されない。The above embodiment is an exemplification of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment.
【0094】[0094]
【発明の効果】本発明に係る光学系の位置決め装置およ
び位置決め方法では、エアギャップを近接場の領域外か
ら領域内へと多段階に短くするので、光学系と光学記録
媒体との接触を防止可能であり、光学系および光学記録
媒体の信頼性および耐久性を向上することが可能であ
る。According to the positioning apparatus and the positioning method of the optical system according to the present invention, the air gap is shortened in multiple steps from outside the near-field region to the inside thereof, so that the contact between the optical system and the optical recording medium is prevented. It is possible to improve the reliability and durability of the optical system and the optical recording medium.
【0095】例えば、エアギャップを、近接場の領域外
の初期設定値から中間目標値にして一旦維持し、中間目
標値から近接場の領域内の最終目標値に近づけること
で、エアギャップを段階的に短くすることができると共
に、オーバーシュートが生じた場合にこのオーバーシュ
ートの量を小さくすることができ、万一接触した場合に
その衝撃を小さく抑えることが可能である。For example, the air gap is temporarily set to an intermediate target value from an initial setting value outside the near-field region, and is maintained once, and the air gap is gradually brought close to the final target value in the near-field region from the intermediate target value. In addition to the above, the overshoot can be reduced when the overshoot occurs, and the impact can be suppressed to a small extent in the event of a contact.
【0096】本発明に係る記録再生装置では、エアギャ
ップを近接場の領域外から領域内へと多段階に短くする
ので、光学系と光学記録媒体との接触を防止可能であ
り、光学系および光学記録媒体の信頼性および耐久性
と、記録情報および再生情報の信頼性とを向上すること
が可能である。In the recording / reproducing apparatus according to the present invention, the air gap is shortened from outside the near-field region to the inside of the region in multiple steps, so that contact between the optical system and the optical recording medium can be prevented. It is possible to improve the reliability and durability of the optical recording medium and the reliability of recorded information and reproduced information.
【0097】例えば、エアギャップを、近接場の領域外
の初期設定値から中間目標値にして一旦維持し、中間目
標値から近接場の領域内の最終目標値に近づけること
で、エアギャップを段階的に短くすることができると共
に、オーバーシュートが生じた場合にこのオーバーシュ
ートの量を小さくすることができ、万一接触した場合に
その衝撃を小さく抑えることが可能であり、光学系およ
び光学記録媒体の信頼性および耐久性と、記録情報およ
び再生情報の信頼性とを向上することが可能である。For example, the air gap is temporarily set to an intermediate target value from an initial setting value outside the near-field region and is maintained once, and the air gap is gradually increased by approaching the final target value within the near-field region from the intermediate target value. It is possible to reduce the amount of overshoot when an overshoot occurs, and to reduce the impact in the event of contact with the optical system and optical recording. It is possible to improve the reliability and durability of the medium and the reliability of recorded information and reproduced information.
【図1】光ヘッドの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical head.
【図2】ソリッドイマージョンレンズの構成例を示す図
である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a solid immersion lens.
【図3】本発明に係る光学系の位置決め装置の一例であ
る光ディスク駆動装置を示す概略的なブロック構成図で
ある。FIG. 3 is a schematic block diagram showing an optical disk drive as an example of an optical system positioning apparatus according to the present invention.
【図4】エアギャップAと、間隔hと、静電容量Cg
と、発振周波数fとの対応を例示する図である。FIG. 4 shows an air gap A, an interval h, and a capacitance Cg.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of correspondence between the oscillation frequency f and the oscillation frequency f.
【図5】光ピックアップの構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an optical pickup.
【図6】光検出器38の受光部の配置例を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing an example of the arrangement of a light receiving section of the photodetector 38.
【図7】本発明に係る光学系の位置決め装置の一例であ
る光ディスク駆動装置の動作を示す概略的なフローチャ
ートである。FIG. 7 is a schematic flowchart showing the operation of an optical disk drive as an example of the optical system positioning apparatus according to the present invention.
【図8】図7に続いて、本発明に係る光学系の位置決め
装置の一例である光ディスク駆動装置の動作を示す概略
的なフローチャートである。FIG. 8 is a schematic flowchart showing the operation of the optical disk drive as an example of the optical system positioning device according to the present invention, following FIG. 7;
1…光ヘッド、2…対物レンズ、3…ソリッドイマージ
ョンレンズ(SIL)、3a…中央部、3b…周辺部、
4…レンズホルダ、5…電磁アクチュエータ(アクチュ
エータ)、6…導電膜、7…半田、10…光学系、11
…スピンドルモータ(モータ)、12…光ピックアッ
プ、13…電圧制御発振器(VCO)、14…電圧制御
発振器(RVCO)、15…比較回路、16,20…位
相補償回路、17,21…増幅回路、18…増幅回路
(ヘッドアンプ)、19…トラッキングマトリクス回
路、22…中央処理装置(CPU)、23…自動パワー
コントロール回路(APC回路)、24…強度変調回
路、25…半導体レーザ駆動回路、26…モータ駆動回
路、27…検出回路、28…制御回路、31…半導体レ
ーザ(光源)、32…コリメータレンズ、33…回折格
子、34…1/2波長板、35…偏光ビームスプリッ
タ、36…1/4波長板、37,39…集光レンズ、3
8,40…光検出器、38A〜38H…受光部、51…
光ディスク(光学記録媒体)、100…光ディスク駆動
装置(光学系の位置決め装置)、381〜383…第1
〜第3の受光部、D,φ…直径、h…間隔、LB…レー
ザビーム(レーザ光)、r…半径。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical head, 2 ... Objective lens, 3 ... Solid immersion lens (SIL), 3a ... Central part, 3b ... Peripheral part,
4 lens holder, 5 electromagnetic actuator (actuator), 6 conductive film, 7 solder, 10 optical system, 11
... Spindle motor (motor), 12 ... Optical pickup, 13 ... Voltage controlled oscillator (VCO), 14 ... Voltage controlled oscillator (RVCO), 15 ... Comparing circuit, 16,20 ... Phase compensation circuit, 17,21 ... Amplifying circuit, 18 Amplification circuit (head amplifier), 19 Tracking matrix circuit, 22 Central processing unit (CPU), 23 Automatic power control circuit (APC circuit), 24 Intensity modulation circuit, 25 Semiconductor laser drive circuit, 26 Motor drive circuit, 27 detection circuit, 28 control circuit, 31 semiconductor laser (light source), 32 collimator lens, 33 diffraction grating, 34 half-wave plate, 35 polarization beam splitter, 36 1 / 4 wavelength plates, 37, 39 ... condenser lens, 3
8, 40: photodetector, 38A to 38H: light receiving section, 51:
Optical disk (optical recording medium), 100 ... optical disk drive (optical system positioning device), 381-383 ... first
To the third light receiving portion, D, φ: diameter, h: interval, LB: laser beam (laser light), r: radius.
Claims (14)
束光を前記光学記録媒体に照射する光学系と、 前記光学記録媒体の記録面とは直交するフォーカス方向
に前記光学系を移動させるアクチュエータと、 前記光学系と前記光学記録媒体との距離を、前記近接場
が形成される領域の外から領域内へと多段階に短くし、
さらに前記領域内に維持するように前記アクチュエータ
を制御する制御回路とを有する光学系の位置決め装置。An optical system that forms a near field with the optical recording medium and irradiates the optical recording medium with a convergent light; and sets the optical system in a focus direction orthogonal to a recording surface of the optical recording medium. The actuator to be moved, and the distance between the optical system and the optical recording medium is shortened in a multi-step manner from outside the region where the near field is formed to within the region,
A control circuit for controlling the actuator so as to maintain the actuator in the region.
の初期設定値から中間目標値にして前記中間目標値また
は実質的に前記中間目標値に一旦維持し、当該中間目標
値から前記領域内の最終目標値に近づけるように前記ア
クチュエータを制御する請求項1記載の光学系の位置決
め装置。2. The control circuit sets the distance to an intermediate target value from an initial set value outside the area and temporarily maintains the intermediate target value or substantially the intermediate target value. 2. The positioning device for an optical system according to claim 1, wherein the actuator is controlled so as to approach a final target value in the area.
とこの対物レンズの通過光を収束させて前記光学記録媒
体に照射するソリッドイマージョンレンズとを備えた第
1の光学系、または、前記対物レンズと前記ソリッドイ
マージョンレンズとを一体化した第2の光学系を有する
請求項1記載の光学系の位置決め装置。3. The first optical system comprising an objective lens for converging light and a solid immersion lens for converging light passing through the objective lens and irradiating the optical recording medium. The positioning device for an optical system according to claim 1, further comprising a second optical system in which an objective lens and the solid immersion lens are integrated.
の対向面のうち中央部が突起していると共にその周辺部
が平坦であって当該周辺部には導電膜が形成され、前記
対物レンズの通過光を収束させて前記中央部を通過さ
せ、 前記制御回路は、前記導電膜と前記光ディスクとの間の
静電容量に基づいて前記アクチュエータを制御して前記
距離を調節する請求項3記載の光学系の位置決め装置。4. The optical recording medium is an optical disk, and the solid immersion lens has a central portion protruding from a surface facing the optical disk, a peripheral portion thereof is flat, and a peripheral portion thereof is provided. A conductive film is formed, the light passing through the objective lens is converged and passed through the central portion, and the control circuit controls the actuator based on a capacitance between the conductive film and the optical disk. The positioning device for an optical system according to claim 3, wherein the distance is adjusted.
以下であり、 前記近接場が形成される領域は、前記光学系と前記光学
記録媒体とが非接触状態であって前記距離が500nm
以下の領域である請求項1記載の光学系の位置決め装
置。5. The numerical aperture of the optical system is greater than 1 and 3
The region where the near field is formed is such that the optical system and the optical recording medium are in a non-contact state and the distance is 500 nm.
The positioning device for an optical system according to claim 1, wherein:
束光を光学記録媒体に照射する光学系から、前記光学記
録媒体までの距離を制御する光学系の位置決め方法であ
って、 前記光学系と前記光学記録媒体との距離を、前記近接場
が形成される領域の外から領域内へと多段階に短くする
工程と、 前記距離を前記領域内に維持する工程とを有する光学系
の位置決め方法。6. A method for positioning an optical system for controlling a distance from an optical system that forms a near field with the optical recording medium and irradiates convergent light to the optical recording medium to the optical recording medium, comprising: An optical system comprising: a step of shortening the distance between the optical system and the optical recording medium from outside the region where the near field is formed to a region in multiple stages; and a step of maintaining the distance within the region. How to position the system.
し、前記中間目標値または実質的に前記中間目標値に維
持する工程と、 前記距離を、前記中間目標値から前記領域内の最終目標
値にする工程とを有する請求項6記載の光学系の位置決
め方法。7. The multi-step shortening step includes: changing the distance from an initial value outside the region to an intermediate target value, and maintaining the distance at the intermediate target value or substantially at the intermediate target value; 7. A method for positioning an optical system according to claim 6, further comprising: changing a distance from the intermediate target value to a final target value in the area.
以下であり、 前記近接場が形成される領域は、前記光学系と前記光学
記録媒体とが非接触状態であって前記距離が500nm
以下の領域である請求項6記載の光学系の位置決め方
法。8. The numerical aperture of the optical system is greater than 1 and 3
The region where the near field is formed is such that the optical system and the optical recording medium are in a non-contact state and the distance is 500 nm.
7. The positioning method for an optical system according to claim 6, wherein the area is the following area.
光を収束させて前記光学記録媒体に照射する光学系と、 前記光学記録媒体の記録面とは直交するフォーカス方向
に前記光学系を移動させるアクチュエータと、 前記光学系と前記光学記録媒体との距離を、前記近接場
が形成される領域の外から領域内へと多段階に短くし、
さらに前記領域内に維持するように前記アクチュエータ
を制御する制御回路と、 情報を記録する場合および情報を再生する場合に、前記
光学記録媒体を回転させるモータと、 情報を記録する場合に、記録する情報に応じて前記光源
からの光の強度を変調させる強度変調回路と、 情報を再生する場合に、前記光学記録媒体で反射した反
射光から記録情報を検出する検出回路とを有する記録再
生装置。9. An optical system that forms a near field between a light source and an optical recording medium, converges light from the light source and irradiates the optical recording medium, and a recording surface of the optical recording medium. An actuator for moving the optical system in the orthogonal focus direction, shortening the distance between the optical system and the optical recording medium in multiple steps from outside the area where the near field is formed to an area,
A control circuit for controlling the actuator so as to be maintained in the area; a motor for rotating the optical recording medium when recording and reproducing information; and recording when recording information. A recording / reproducing apparatus comprising: an intensity modulation circuit for modulating the intensity of light from the light source according to information; and a detection circuit for detecting recorded information from light reflected by the optical recording medium when reproducing information.
外の初期設定値から中間目標値にして前記中間目標値ま
たは実質的に前記中間目標値に一旦維持し、前記中間目
標値から前記領域内の最終目標値に近づけるように前記
アクチュエータを制御する請求項9記載の記録再生装
置。10. The control circuit sets the distance to an intermediate target value from an initial set value outside the area and temporarily maintains the intermediate target value or substantially the intermediate target value. The recording / reproducing apparatus according to claim 9, wherein the actuator is controlled so as to approach a final target value in the area.
させる対物レンズとこの対物レンズの通過光を収束させ
て前記光学記録媒体に照射するソリッドイマージョンレ
ンズとを備えた第1の光学系、または、前記対物レンズ
と前記ソリッドイマージョンレンズとを一体化した第2
の光学系を有する請求項10記載の記録再生装置。11. A first optical system comprising: an objective lens for converging light from the light source; and a solid immersion lens for converging light passing through the objective lens and irradiating the optical recording medium. Or a second one in which the objective lens and the solid immersion lens are integrated.
The recording / reproducing apparatus according to claim 10, further comprising an optical system.
り、 前記ソリッドイマージョンレンズは、前記光ディスクと
の対向面のうち中央部が突起していると共にその周辺部
が平坦であって当該周辺部には導電膜が形成され、前記
対物レンズの通過光を収束させて前記中央部を通過さ
せ、 前記制御回路は、前記導電膜と前記光ディスクとの間の
静電容量に基づいて前記アクチュエータを制御して前記
距離を調節する請求項11記載の記録再生装置。12. The optical recording medium is an optical disk, and the solid immersion lens has a central portion protruding from a surface facing the optical disk, a peripheral portion thereof is flat, and a peripheral portion thereof is provided. A conductive film is formed, the light passing through the objective lens is converged and passed through the central portion, and the control circuit controls the actuator based on a capacitance between the conductive film and the optical disk. The recording / reproducing apparatus according to claim 11, wherein the distance is adjusted.
維持されてから前記光学記録媒体を回転させる請求項1
0記載の記録再生装置。13. The motor according to claim 1, wherein the motor rotates the optical recording medium after the distance is maintained within the area.
0. The recording / reproducing apparatus according to 0.
3以下であり、 前記近接場が形成される領域は、前記光学系と前記光学
記録媒体とが非接触状態であって前記距離が500nm
以下の領域である請求項10記載の記録再生装置。14. The numerical aperture of the optical system is greater than 1 and 3 or less, and the area where the near field is formed is in a state where the optical system and the optical recording medium are not in contact with each other and the distance Is 500 nm
The recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein the recording / reproducing apparatus is the following area.
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---|---|---|---|---|
WO2003071527A1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Tae-Sun Song | Optical pickup apparatus capable of compensating thickness deviation of optical recording media |
JP2007220205A (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Sony Corp | Optical disk device and gap control method |
US7406016B2 (en) * | 2004-01-20 | 2008-07-29 | Sony Corporation | Optical disk apparatus and control method for controlling distance between a head and a disk |
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- 1999-07-09 JP JP19673899A patent/JP4106818B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP4591376B2 (en) * | 2006-02-16 | 2010-12-01 | ソニー株式会社 | Optical disc apparatus and gap control method |
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