JP2005259329A - チルト制御方法及び光ディスク装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】
チルトをなくすように制御し、適切なギャップサーボを行うことができるチルト制御方法及び光ディスク装置を提供すること。
【解決手段】
本発明では、信号を記録可能なディスクに対向して配置され、光源から出射された光をディスクとの距離が第１の距離となる位置で近接場光として該ディスクに集光させることが可能な集光素子を、該ディスクに接触させ（ステップ２）と、集光素子を前記ディスクに接触させた状態でチルトを制御する（ステップ３〜７）。これにより、ディスクにＳＩＬが接触した状態でチルト調整するので、確実にチルトをなくすことができ、適切なギャップサーボを行うことができる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、近接場光を用いて信号の記録及び再生のうち少なくとも一方を行う光ディスク装置のチルト制御方法及び当該光ディスク装置に関する。

従来から、レーザ光を用いた光ディスクの記録密度を向上させるため、近接場光を用いて信号を記録または再生する光ディスク装置が提案されている。近接場光を用いる光ディスク装置では、ディスクと、光ヘッドに設置される対物レンズ部等のＳＩＬ（Solid Immersion Lens）の端面と間のギャップを近接場光が生じる距離（ニアフィールド）に制御（ギャップサーボ）する必要がある。

ディスク側から反射されたレーザ光の戻り光量に基づいてギャップを制御する方法がある。例えば波長４００ｎｍのレーザ光を用いた場合、ニアフィールド状態になるのは、一般に波長の１／２以下である。このため、ギャップが２００ｎｍ以上の距離、つまりファーフィールド状態では、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射されたレーザ光源からの光は全てＳＩＬ端面で反射され、戻り光量は一定となる。ところが、ギャップ長が２００ｎｍ以下の距離、つまりニアフィールド状態になると、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射された光の一部がＳＩＬ端面を突き抜けるため、戻り光量は小さくなる。そして、ＳＩＬとディスクとのギャップがゼロ、つまりＳＩＬとディスクが接触すると、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射された光が全てＳＩＬ端面を突き抜け、戻り光量はゼロとなる。この技術は、かかる戻り光量をフォトディテクタで検出し、これをＳＩＬのアクチュエータ（例えばフォーシングサーボ及びトラッキングサーボを行うための２軸デバイス）にフィードバックしてＳＩＬのギャップサーボを行うものである（例えば、特許文献１参照。） 。
特開２００２−３１９１５７号公報（段落[００２５]、図７）

しかしながら、ニアフィールドのような狭いギャップを実現するためには、ＳＩＬはディスクに対してチルトがほぼゼロである必要がある。チルトが少しでも生じていると、ＳＩＬがディスクに衝突してしまい、ニアフィールドにＳＩＬ端面を配置させることが困難となる。特に、チルトが生じていることによりＳＩＬからの戻り光量を適切に検出することができない。つまり、チルトがある場合はたとえＳＩＬがディスクに接触したとしても戻り光量がゼロにはならず、ギャップサーボに必要な、ギャップと戻り光量との所望の線形特性が得られないからである。これでは、ギャップサーボに支障を来す結果となる。

また、チルトがほぼゼロでない場合、信号の記録または再生時にコマ収差が生じ、記録再生品質の悪化をもたらす。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、チルトをなくすように制御し、適切なギャップサーボを行うことができるチルト制御方法及び光ディスク装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るチルト制御方法は、（ａ）信号を記録可能なディスクに対向して配置され、光源から出射された光を前記ディスクとの距離が第１の距離となる位置で近接場光として該ディスクに集光させることが可能な集光素子を、該ディスクに接触させるステップと、（ｂ）前記集光素子を前記ディスクに接触させた状態で、前記ディスクの信号の記録面に対する前記集光素子のチルトを制御するステップとを具備する。

本発明では、ディスクに集光素子が接触した状態でチルト制御するので、確実にチルトをなくすように制御することができる。これにより、適切なギャップサーボを行うことができる。また、例えば集光素子がニアフィールドにある状態で、かつ集光素子をディスクに接触させない状態でチルト制御する場合に比べ、ギャップを気にすることなく容易にチルト制御することができる。さらに、チルトがほぼゼロとなる結果、記録または再生信号の高品質化を図ることができる。

本発明の一の形態によれば、前記ディスクに接触した前記集光素子からの戻り光量を検出するステップをさらに具備し、前記ステップ（ｂ）は、検出された前記戻り光量に基づき前記チルトを制御するステップを有する。本発明では、ディスクに集光素子が接触した状態で戻り光量を見ながらチルト制御することができるので、より高精度なチルト制御を行うことができる。

本発明の一の形態によれば、前記ステップ（ｂ）は、前記ディスクのラジアル方向のチルトを制御するステップと、前記ディスクのタンジェンシャル方向の前記チルトを制御するステップとを有する。これにより、当該２方向のチルトを極力小さくすることができ、高精度なチルト制御を行うことができる。

本発明の一の形態によれば、前記ステップ（ｂ）の後、前記集光素子と前記ディスクとの距離が、前記第１の距離より大きい距離であって該ディスクに近接場光として集光されない第２の距離となるように、該集光素子を前記ディスクから離間させるステップと、離間させた前記集光素子と該ディスクとの距離が前記第１の距離となるように該距離を制御するステップとをさらに具備する。本発明では、ギャップサーボの開始前に、いわゆるニアフィールドでチルトが制御されているため、適切なギャップサーボを行うことができる。また、たとえ第２の距離で、つまりファーフィールドで集光素子の自重によりチルトが生じていたとしても、予めニアフィールドでチルト制御されているので問題ない。

本発明の一の形態によれば、前記ディスクは、前記信号が記録される第１の領域と、前記第１の領域以外の領域であって、前記信号が記録されない第２の領域とを有し、前記ステップ（ａ）は、前記集光素子を前記第２の領域に接触させるステップを有する。これにより、ディスクの信号記録面である第１の領域に傷を付けることなくチルト制御することができる。

本発明の一の形態によれば、前記ステップ（ｃ）は、（ｄ）前記集光素子を所定のチルト角度分傾斜させたときの前記戻り光量の変化率を検出するステップと、（ｅ）前記検出された変化率に応じて前記チルトを制御するステップとを有する。戻り光量は集光素子のチルト角度に対して二次関数的に変化するので、本発明のように戻り光量の変化率、つまり戻り光量の微分量に応じてチルトを制御することができる。

本発明の一の形態によれば、例えば、前記ステップ（ｅ）は、前記変化率が閾値より小さくなった場合に前記チルト制御を終了するステップを有していればよい。

本発明の一の形態によれば、前記ステップ（ｅ）は、前記集光素子を前記ディスクのラジアル方向で第１のチルト角度分傾斜させるステップと、前記ラジアル方向で前記傾斜させたときの前記戻り光量の変化率が第１の閾値より小さくなった場合に、前記ラジアル方向での前記チルト制御を終了するステップと、前記集光素子を前記ディスクのタンジェンシャル方向で第２のチルト角度分傾斜させるステップと、前記タンジェンシャル方向で前記傾斜させたときの前記戻り光量の変化率が第２の閾値より小さくなった場合に、前記タンジェンシャル方向での前記チルト制御を終了するステップとを有する。これにより、当該２方向のチルトをなくすことができる。第１のチルト角と第２のチルト角とは同じでもよいし、異なってもよい。第１の閾値と第２の閾値とは同じでもよいし、異なっていてもよい。

本発明の一の形態によれば、前記ステップ（ｅ）は、（ｆ）第１の方向に第１のチルト角度分傾斜させるステップと、（ｇ）前記ステップ（ｆ）で傾斜させた場合に、前記変化率が負であることが検出された場合、さらに前記ステップ（ｆ）を実行するステップと、（ｈ）前記ステップ（ｇ）で前記ステップ（ｆ）を実行した場合に、前記変化率が正であることが検出された場合、前記第１の方向とは逆の第２の方向に、前記第１のチルト角度より小さい第２のチルト角度分傾斜させるステップとを有する。このように、本発明では、ステップ（ｇ）で変化率が負であることが検出されれば、とりあえず次に同じ第１の方向に傾斜させ、そこで変化率の正負を検出すれば、チルトを傾斜させる方向の正誤が確認することができる。これによりチルトが小さくなる方向へ収束させていくことが可能となる。

本発明の一の形態によれば、前記ステップ（ｅ）は、前記ステップ（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）を、前記ディスクのラジアル方向及びタンジェンシャル方向のそれぞれで実行する。これにより、当該２方向のチルトをなくすことができる。

本発明に係る光ディスク装置は、光を出射する光源と、信号を記録可能なディスクに対向して配置され、前記光源から出射された前記光を近接場光として前記ディスクに集光させることが可能な集光素子と、前記集光素子を前記ディスクに接近させて接触させた状態で、前記ディスクの信号の記録面に対する前記集光素子のチルトを制御する手段とを具備する。

本発明では、ディスクに集光素子が接触した状態でチルト制御するので、確実にチルトをなくすように制御することができる。

以上のように、本発明によれば、チルトをほぼゼロにすることができ、適切なギャップサーボを行うことができる。また、チルトがほぼゼロとなる結果、記録または再生信号の高品質化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示す図である。この光ディスク装置１は、光ヘッド２８、サーボ制御系４０、スピンドルモータ４８を有する。光ヘッド２８は、光源となるレーザダイオード（ＬＤ）３０、コリメータレンズ３２及び４６、レーザ光の整形用のアナモフィックプリズム３３、ビームスプリッタ（ＢＳ）３４、１／４波長板（ＱＷＰ）４３、色収差補正レンズ４４、レーザビームの拡張用レンズ４５、ウォラストンプリズム３５、集光レンズ３６及び３８、集光素子５、フォトディテクタ（ＰＤ）３７及び３９、オートパワーコントローラ４１、ＬＤドライバ４２を有する。

ウォラストンプリズム３５は２つのプリズムでなり、このウォラストンプリズム３５に入射した光は、互いに直交するような２つの直線偏光として出射する。ＰＤ３７は光ディスクに記録された信号を再生するためのＲＦ再生信号、サーボ制御に必要なトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等をサーボ制御系４０に出力する。

サーボ制御系４０は、フォーカシングサーボモジュール５１、トラッキングサーボモジュール５２、スピンドルサーボモジュール５４を有する。また、サーボ制御系４０は、言うまでもないが光ヘッド２８の粗移動用のスレッドサーボモジュールも有する。トラッキングサーボモジュール５２は、トラッキングエラー信号に基づき集光素子５をトラッキング制御する。トラッキング制御は、例えば位相差法、３ビーム法、またはプッシュプル法等の手法を用いることができる。スピンドルサーボモジュール５４はスピンドルモータ４８の回転を制御する。

オートパワーコントローラ４１は、ＰＤ３９から出力された信号に基づき、ＬＤ３１から出力されるレーザパワーが一定になるようにＬＤドライバ４２に所定の信号を出力する。

次に、この光ディスク装置１の全体的な動作について説明する。例えば記録媒体となる光ディスク４７が光ディスク装置１にセットされる。そうすると、サーボ制御系４０により各サーボ制御がなされる。一方、ＬＤ３１から出射されたレーザ光はコリメータレンズ３２により平行光とされ、アナモフィックプリズム３３により整形される。ＢＳ３４に入射したレーザ光は、ＢＳ３４によりそのままＱＷＰ４３に入射する光と、集光レンズ３８へ入射する光とに分割される。集光レンズ３８に入射したレーザ光は上述のようにオートパワーコントローラ４１によってレーザ光のパワーが一定に制御される。ＱＷＰ４３に入射した光は、このＱＷＰ４３により直線偏光が円偏光とされ、色収差補正レンズ４４により色収差が補正され、拡張用レンズ４５及びコリメータレンズ４６を介して集光素子５に入射する。

集光素子５に入射したレーザ光は、後述するように光ディスク４７に近接場光として集光され、光ディスク４７に信号を記録する。あるいは、光ディスク４７に近接場光として集光されたレーザ光は、光ディスク４７に記録された信号を読み出すために、光ディスク４７からの反射光または回折光を受ける。光ディスク４７から反射光または回折光は集光素子５を介して戻り光としてコリメータレンズ４６、拡張用レンズ４５、色収差補正レンズ４４及びＱＷＰ４３を介してＢＳ３４に入射する。ＢＳ３４で全反射したレーザ光はウォラストンプリズム３５及び集光レンズ３６を介してＰＤ３７に入射する。ＰＤ３７によりＲＦ再生信号及びサーボ制御信号が得られ、サーボ制御信号はサーボ制御系４０に入力されて各サーボ制御がなされる。

図２は、集光素子５と光ディスク４７とを示した側面図である。集光素子５は光ディスク４７に対向して配置されている。集光素子５は、ＳＩＬ２と非球面レンズ３とがレンズホルダ４に収納されて構成され、２軸アクチュエータ６によって可動する。

２軸アクチュエータ６は、集光素子５の上記トラッキング及びフォーカシングサーボを行う。２軸アクチュエータ６は、図においては、簡略して示しているが、例えば集光素子５に設けられた駆動用コイル６ａ、図示しない固定部側に設置されたマグネットやヨーク等を有している。駆動用コイル６ａに駆動電流が流れることにより、トラッキングサーボ及びフォーカシングサーボの制御が行われる。

次に、後述するチルト調整の後に行われるフォーカシングサーボ（ギャップサーボ）について述べる。

図３は、上記フォーカシングサーボモジュール５１の概要を示すブロック図である。制御対象は２軸アクチュエータ６である。また、検出量（被制御量）は、全反射戻り光量２４であり、これを上述したようにＰＤ３７で検出する。検出された全反射戻り光量２４は、規格化ゲイン１８にて、例えば１Ｖに規格化される。規格化後の信号は、ＡＤ（analog to digital）変換器１９にてディジタル化される。上記のディジタル化された全反射戻り光量は、データ処理部１０に入力される。そして、このデータ処理部１０によりＳＩＬ２を光ディスク４７に接近させるための電圧が出力され、ＤＡ（digital to analog）変換器１１にてアナログ信号化され、接近電圧１４として出力される。また、ギャップエラー信号がフィルタ１３に入力され、ＤＡ変換器１２にてアナログ信号化され、サーボ電圧１５として出力される。フィルタ１３は、例えば位相補償フィルタで構成される。接近電圧１４とサーボ電圧１５とは、加算され、ドライバ１６に入力され、ドライバ１６は、ギャップエラーがゼロになるように２軸アクチュエータ６を駆動する。

図４は、データ処理部１０の詳細を示すブロック図である。

上記データ処理部１０には、全反射戻り光量２４とギャップサーボスイッチ９が入力される。ギャップサーボスイッチ９は、例えば、光ディスク装置１に光ディスクが装填されたことに基づきデータ処理部１０に入力される信号であるが、このときに限られるものではない。全反射戻り光量２４は、コンパレータ２０において、ギャップサーボ開始閾値設定部２１にて設定されたギャップサーボ開始閾値８と比較される。

また、このギャップサーボ開始閾値８は、例えば図５のように設定される。すなわち、このギャップサーボ開始閾値８は、ニアフィールドで、かつ、ギャップサーボの目標値より大きい値に設定される。例えば、図５において、全反射戻り光量２４のファーフィールドにおける値が１（Ｖ）に規格化されたとき、０．８（Ｖ）と設定される。ギャップサーボ目標値はギャップサーボ目標値設定部２２で設定される。

コンパレータ２０の比較結果により、例えば、全反射戻り光量２４がギャップサーボ開始閾値８より大きいとき、つまりＳＩＬ２の端面２ａがファーフィールドにあるときには、コンパレータ２０出力はＬｏｗとなる。一方、全反射戻り光量２４がギャップサーボ開始閾値８より小さいとき、つまりＳＩＬ２の端面２ａがニアフィールドにあるときには、Ｈｉｇｈとなる。コンパレータの出力がＨｉｇｈとなった時点で、スイッチ２６がＯＮとなり、初めてギャップサーボが開始される。ギャップサーボ目標値設定部２２で設定されたギャップサーボ目標値は、ギャップサーボ開始時の接近電圧（ギャップサーボ開始時の全反射戻り光量の電圧）に加算されることで、ギャップが当該目標値になるようにサーボ電圧２７が出力される。

図６は、接近速度生成部２３の構成例を示す図である。接近速度生成部２３において、入力信号はギャップサーボスイッチ９、出力信号は接近電圧１４であり、例えば、ローパスフィルタにより構成される。この場合、ギャップサーボスイッチ９の入力信号は図に示すようにステップ状信号となる。従って、接近速度生成部２３の出力は、上記ステップ状信号がローパスされて図に示すような信号となる。このようにローパスされた信号に基づき集光素子５がディスク４７に向かってなめらかに接近することになる。そして、ギャップサーボは、接近電圧が最終電圧値になった時点で開始される。

この様子を図７に示す。図７において、時刻ｔ１で、コンパレータ２０の出力がＬｏｗからＨｉｇｈになり、ギャップサーボが開始される。このとき、接近電圧は最終電圧値に達していることから、集光素子５はほぼ停止している。つまり、このときの移動速度はほぼゼロである。したがって、ギャップサーボが開始されるときの集光素子５の初速度はほぼゼロとなる。

本実施の形態では、ギャップサーボが開始されるときのＳＩＬ２の位置で当該集光素子５の速度がほぼゼロとなるように、ＳＩＬ２の初期位置が設定されている。すなわち、ギャップサーボが開始されるときのＳＩＬ２の位置で当該ＳＩＬ２の速度がほぼゼロとなるように、光ディスク４７とＳＩＬ２の端面２ａとの距離が予め設定され、かつ、最終電圧値が設定されている。これは、ギャップサーボ開始時に初速があると、ディスク４７へのＳＩＬ２の衝突する可能性があるからであり、これを避けるためである。この初期位置は光ディスク４７からファーフィールドにある。このようにディスクからのＳＩＬ２の初期位置を予め設定しさえすれば、接近速度生成部２３によるＳＩＬ２の接近動作と、ギャップサーボの制御とを独立して制御することができ、比較的簡単な構成でギャップを制御することができる。

図８は、ギャップサーボ開始閾値８とギャップサーボ目標値３１の設定例を示したものである。例えば、全反射戻り光量２４のファーフィールドでの値が１（Ｖ）となるように規格化されると、ギャップサーボ目標値３１は、例えば０．５（Ｖ）のように設定される。

なお、光ディスク４７がシリコンからなる場合、例えば、全反射戻り光量２４が下がり始める距離がほぼ７０ｎｍ、ギャップサーボ開始閾値８に達する距離がほぼ５０ｎｍ、ギャップサーボ目標値３１がほぼ５０ｎｍとなる。

集光素子５の初期位置、つまりＳＩＬ端面２ａの初期位置をニアフィールドにおくことは、ギャップサーボなしでは極めて困難であり、実用的ではない。このため、ＳＩＬ端面２ａの初期位置はファーフィールドにある。ＳＩＬ端面２ａの初期位置がファーフィールドの位置にあると、ファーフィールドの初期状態にてＳＩＬ２のチルトを調整しても、ニアフィールドにおいて、ＳＩＬ２のチルトが生じてしまう。その結果、ギャップがゼロであっても、全反射戻り光量がゼロにならならず、ギャップエラー信号と全反射戻り光量の関係が非線形となり、ギャップ制御が不安定になる。また、ＳＩＬ２がディスク４７に対してチルトしているため、ニアフィールド領域にてＳＩＬ２がディスク４７に衝突する可能性がある。また、ＳＩＬ２がチルトしている場合、コマ収差が生じ、記録再生信号の品質を悪化させる要因となる。そこで、ニアフィールドでのＳＩＬ２にチルトが生じないように、または、ギャップサーボのほぼ制御目標値３１においてＳＩＬ２のチルトが生じないようにするための方法が、本発明の一実施の形態に係るチルト制御方法である。

次に、そのチルト制御の手順について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。

なお、本実施の形態に係るチルト制御の動作は、上記ギャップサーボを開始する前に行うものであるが、ステップ１において、ギャップサーボ動作で用いる接近電圧を利用して、手動で行うものである。

まず、２軸アクチュエータ６にニアフィールドへの上記接近電圧（図７参照）を印加する（ステップ１）。このときは、接近電圧が最終電圧値となっても、スイッチ２６（図４参照）をＯＮとならないようにしておけばよい。このステップ１における接近電圧の設定としては、例えば、最終電圧値ｖ１を２軸アクチュエータ６に印加したときにＳＩＬ端面２ａがディスク４７に接触するように設定する。このように設定された接近電圧を２軸アクチュエータ６に印加し、ＳＩＬ２をディスク４７に接触させる（ステップ２）。

この場合、ＳＩＬ２の接触させるディスク４７上の位置を信号が記録されない領域にすることで、ディスク４７の信号記録面４７ａに傷を付けることなくチルト制御することができる。

ステップ１における接近電圧の最終電圧値ｖ１の他の設定例としては、図８に示すように、ニアフィールドで全反射戻り光量２４が下がり始めるギャップ（７０ｎｍ）に対応する電圧値としてもよい。あるいは上記ニアフィールドであるか否かの閾値となるギャップ（５０ｎｍ）に対応する電圧値を、接近電圧の最終電圧値ｖ１として設定してもよい。これらの場合、ＳＩＬ２を固定（集光素子５を固定）したまま、ディスク４７を動かしてＳＩＬ２とディスク４７とを接触させる。そして、後述するＳＩＬ２のチルト調整が終了後、ディスク４７の位置を元に戻す。

図１０は、ディスク４７とＳＩＬ２とが接触した状態を示す図である。この状態で、全反射戻り光量がほぼゼロであるか否かを調べる（ステップ３）。全反射戻り光量がほぼゼロであれば、図５に示したように、ＳＩＬ２とディスク４７とが接触している状態、つまりギャップがゼロであるので、全反射戻り光量はゼロとなる。しかし、図１０に示すように、ＳＩＬ２がディスク４７に接触している場合であっても、ＳＩＬ２にチルトが生じている場合は、全反射戻り光量を得るＳＩＬ２の中心部においては、ディスク４７とのギャップがゼロにならない。したがって、ＳＩＬ２がチルトしている場合のギャップと全反射戻り光量との関係は、図１１に示すようになり、ギャップがゼロであっても全反射戻り光量がゼロにならない。よって、ギャップゼロ、つまりＳＩＬ２とディスク４７とが接触している場合に、全反射戻り光量がゼロになるか否かを調べれば、ＳＩＬ２がチルトしているか否かがわかる。そこで、ＳＩＬ２がチルトしている場合、上記全反射戻り光量がゼロになるようにＳＩＬ２のチルトを調整する。

ステップ３において、全反射戻り光量がゼロならば、ＳＩＬ２はチルトしていないことになり、ＳＩＬ２のチルト調整をする必要はなく、ステップ１で印加した接近電圧をゼロに戻して（ステップ８）、ＳＩＬ２のディスク４７から離間させファーフィールドにある初期位置に戻す。

ステップ３において全反射戻り光量がほぼゼロでない場合は、２方向のチルトのうち、例えば、まず、タンジェンシャル方向のチルトが最小となるように調整する（ステップ４、５）。

ここで、図１２は、チルトの方向を説明するためのディスク４７及び集光素子５の斜視図である。この図において、Ｘ方向が光ディスク４７のラジアル方向とした場合、Ｘ方向に直交するＹ方向がタンジェンシャル方向となる。この場合、タンジェンシャル方向のチルトとは、Ｘ軸の周りでのチルト角（Ｔｔ）であり、ラジアル方向のチルトとは、Ｙ軸の周りでのチルト角（Ｔｒ）である。

タンジェンシャル方向のチルトが調整された後、次にラジアル方向のチルトが最小となるように調整する（ステップ６、７）。これにより、チルト調整が完了する。このように２方向でチルト調整することにより、高精度なチルト調整を行うことができる。以上で、チルト調整は完了するが、さらに調整する場合は、ステップ４に戻りラジアルチルト、タンジェンシャルチルトの調整を繰り返して、ＳＩＬ２のチルトがゼロになるように追い込んでもよい。

ＳＩＬ２のチルト調整が完了すると、ステップ１で印加した接近電圧をゼロに戻す（ステップ８）。接近電圧をゼロに戻すと、ＳＩＬ２がファーフィールドの初期位置に戻される。ＳＩＬ２が初期位置に戻されると、上述したギャップサーボを開始する（ステップ９）。

ステップ８において、印加した接近電圧をステップ８にてゼロに戻した場合、ＳＩＬ２が初期位置に戻されるが、初期位置に戻されたＳＩＬ２はディスク４７に対してチルトを生じる場合もある。しかし、ステップ９でギャップサーボが開始されれば、ニアフィールドでは予めチルト調整がされているため、ニアフィールドにＳＩＬ２の端面２ａが引き込まれたときにはチルトはほぼゼロとなっており、問題ない。また、ニアフィールドへのＳＩＬ２の接近開始前はＳＩＬ２の端面２ａがファーフィールドにあるので、ＳＩＬ２に入射した光はＳＩＬ２の端面２ａで全て全反射されるため全反射戻り光量は一定であり、たとえＳＩＬ２がチルトしていても問題ない。

図１３はギャップサーボ時の全反射戻り光量の応答波形を示す。この図に示す応答波形は、ギャップの時間変化の波形でもある。すなわち、本実施の形態では、ギャップサーボの開始時（時間ｔ＝ｔ１、ギャップサーボ開始閾値８）から、ギャップがギャップサーボの目標値３１となるまでなめらかに集光素子５を移動させることができる。

以上のように、本実施の形態では、ディスク４７にＳＩＬ２が接触した状態でチルト調整するので、確実にチルトをなくすことができる。これにより、適切なギャップサーボを行うことができる。また、例えばＳＩＬ２の端面２ａがニアフィールドにある状態で、かつＳＩＬ２をディスク４７に接触させない状態でチルト調整する場合に比べ、ギャップを気にすることなく容易にチルト調整することができる。さらに、チルトがほぼゼロとなる結果、記録または再生信号の高品質化を図ることができる。

本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

上記実施の形態では、手動でチルト調整するようにしたが、自動制御されるように構成してもよい。例えば、図９におけるステップ１において、接近電圧が最終電圧値となっても、スイッチ２６（図４参照）がＯＮにならずギャップサーボ制御は行われないようなシステムが組み込まれるようにすればよい。この場合、チルト制御のためのアクチュエータとしては、２軸アクチュエータ６と同様な構成とすることができ、戻り光量を検出量としてフィードバック制御によりチルト制御することができる。そしてさらに、チルトの自動制御の後、ギャップサーボに切り替えるスイッチを設けるようにすればよい。

また、図６に示したように、接近速度生成部２３に入力される信号をステップ状の信号としたが、これに限らずランプ状の入力としてもよい。この場合も、上記実施の形態と同様にＳＩＬ端面２ａがニアフィールド領域内に入った時点でギャップサーボを開始する。接近電圧をランプ状入力とした場合、全反射戻り光量の本来のシステム応答は図１４に示す符号Ｒで示すような波形となる。実際の全反射戻り光量の波形は太線で示す。符号Ｐで示す値はＳＩＬ端面２ａがファーフィールドにあるときの全反射戻り光量（あるいはＳＩＬ端面２ａがファーフィールドにあるときのギャップ長）である。符号Ｑで示す値は、ギャップサーボ目標値に対応する全反射戻り光量（または当該ギャップサーボ目標値）である。時刻ｔ２でギャップサーボが開始され、ｔ２においてはＳＩＬ２の初速による外乱が発生しているが、時刻ｔ３でギャップ目標値に達している。

上記実施の形態では、図９に示すように、タンジェンシャルチルトを調整した後、ラジアルチルトを調整するようにした。しかし、ラジアルチルトを調整した後、タンジェンシャルチルトを調整してももちろんかまわない。

上記実施の形態では、戻り光量に基づきチルト調整及びギャップサーボを行っていたが、戻り光量に代えて、ＳＩＬの端面に導電性膜を形成し、ＳＩＬ端面とディスクとの間の静電容量に基づきチルト制御してもよい。

次に、図９等に示したチルト調整について、さらに具体的な調整方法について説明する。図１５は、その調整方法を示すフローチャートである。

ステップ１１、１２及び１３では、図９で示した場合と同様に、２軸アクチュエータ６にニアフィールドへの接近電圧を印加し、ＳＩＬ２をディスク４７に接触させ、全反射戻り光量がほぼゼロか否かを検出する。なお、上述したように、アクチュエータとしては２軸のアクチュエータ６でなくてもよく、チルトアクチュエータも含む３軸のものを用いてもよい。

ステップ１３において、全反射戻り光量がゼロの場合は、図９で示した場合と同様、ステップ１９に進み、接近電圧をゼロに戻し、ステップ２０でギャップサーボを開始する。ＳＩＬ２がディスクに接触しているにもかかわらず全反射戻り光量がゼロでない場合、ラジアル方向のチルトを調整する（ステップ１４）。このチルト調整は、全反射戻り光量の変化率がΔａより小さくなるまで行われる（ステップ１５）。このチルト調整について、以下より詳しく説明する。

図１６は、ＳＩＬ２をディスク４７に接触させた場合におけるチルト角と全反射戻り光量との関係を示すグラフである。このグラフより、チルト角と全反射戻り光量との関係は例えば二次関数的なものであることがわかる。本実施の形態では、この関係を利用してチルト調整しようというものである。図１６において、チルト角の正負は、ＳＩＬ２の端面２ａの傾斜の方向を表しており、例えば図１０に示したＳＩＬ２の状態のチルトが正ならば、図１７に示したＳＩＬ２の状態のチルトが負で表せる。図１６のグラフにおいて、符号Ｃの部分が、チルトがゼロの状態を示している。上記ステップ１５では、全反射戻り光量の変化率がΔａより小さくなった場合に、ラジアルチルトの調整を終了する。ここで、全反射戻り光量の変化率とは、ＳＩＬ２の所定のチルト角度分傾斜させる前と後との戻り光量の比率であり、極限的には図１６で示した各チルト角における曲線の傾きである。この傾きがゼロであれば、ＳＩＬ２のチルトはゼロ（Ｃ点）になる。

図１８は、ステップ１４及び１５の具体的な動作を示すフローチャートである。まず、収束パラメータＮをＮ＝０、移動ゲインｋをｋ＝１に設定する（ステップ２１）。図１９に示すように、移動ゲインｋは、ＳＩＬ２のチルトを調整していく際に、ＳＩＬ２を所定のチルト角度分傾斜させるときの１回当りの角度量である。図１６のグラフ上では、移動ゲインｋは、横軸上での移動量となる。実際には、移動ゲインｋはチルトアクチュエータに印加される電圧等によっても表せる。収束パラメータＮとは、ＳＩＬ２のチルトを調整していく際に、後述するようにＣ点を通り過ぎるごとに、そのＣ点を通り過ぎた後にＳＩＬ２の極性を反転させる回数（カウント値）である。ここで、所定のチルト角度とは、例えば０．１°〜１０°のうちのいずれかの値とすればよいが、この範囲に限らず任意に設定が可能である。

収束パラメータＮ、移動ゲインｋが設定されると、その移動ゲインｋでＳＩＬ２を所定のチルト角度分傾斜させる（ステップ２２）。ここでは、ステップ１４の説明をしているため、ラジアル方向であって、例えば図１６及び図１９の矢印Ａの方向に傾斜させるものとする。ＳＩＬ２がＡ方向に傾斜し、全反射戻り光量が減少したならば（ステップ２３のＹＥＳ）、全反射戻り光量はＣ点に向かって収束しているので、チルト調整方向は正しいと推定され、次のステップへ進む。全反射戻り光量が増加したならば（ステップ２３のＮＯ）、チルト制御の極性を反転させ（ステップ２４）、今度は逆方向のＢ方向にチルト角を変更してチルト調整をしていく。

ステップ２３で全反射戻り光量が減少したならば、さらにＡ方向に上記移動ゲインｋでＳＩＬ２を傾斜させ（ステップ２５）、これにより全反射戻り光量が減少したならばさらに移動ゲインｋでＡ方向にチルト調整していき、全反射戻り光量がＣ点を越えて増加するまで傾斜させていく。そして全反射戻り光量が増加したら（ステップ２６のＹＥＳ）、収束パラメータＮを１インクリメントし、かつ、移動ゲインｋにα（<１）を乗じ、新たな収束パラメータＮ及び移動ゲインｋにセットする（ステップ２７）。その後、ＳＩＬ２の傾斜方向の極性を反転し（ステップ２８）、新たにセットされた移動ゲインｋで、Ｂ方向にＳＩＬ２を傾斜させる（ステップ２９）。Ｂ方向にＳＩＬ２を傾斜させた場合に、全反射戻り光量が減少していれば（ステップ３０のＮＯ）、チルト調整方向がチルト調整方向は正しいと推定され、さらに続けてＢ方向に移動ゲインｋでＳＩＬ２を傾斜させていく。逆に、全反射戻り光量が増加していれば（ステップ３０のＹＥＳ）、Ｃ点を通り越しているので、さらに収束パラメータＮを１インクリメントし、かつ、移動ゲインをｋにαを乗じて新たにセットし（ステップ３１）、移動方向の極性を反転する（ステップ３２）。そして、収束パラメータＮがＮ≧Ｘ（Ｘは任意に設定可能）となったら（ステップ３３のＹＥＳ）、チルト調整は終了する。図２０に、以上のようなチルト調整による全反射戻り光量の変化の様子を示す。図２０において、横軸は時間経過として見ることもできる。

以上のように、本実施の形態では、ステップ２３で全反射戻り光量が減少、つまり全反射戻り光量の変化率が負であることが検出されれば、ステップ２５でとりあえず次に同じ第１の方向に傾斜させ、全反射戻り光量が減少したか増加したか、つまり全反射戻り光量の変化率の正負を検出すれば、チルトを傾斜させる方向の正誤が確認することができる。これによりチルトが小さくなる方向へ収束させていくことが可能となり、チルトの自動制御が可能となる。

図１５の説明に戻り、上述したようにステップ１５において、全反射戻り光量の変化率がΔａより小さくなった場合、ラジアルチルトの調整が終了する。ステップ１５では、例えば上述したように、Ｎ≧Ｘとなったときに全反射戻り光量の変化率がΔａより小さくなったものと推定することができる。あるいは、全反射戻り光量の変化率、つまり、直前の全反射戻り光量と、現在の全反射戻り光量との比を実際に算出することによってステップ１５の判断がなされてもよい。

以上のようなラジアルチルト調整の手法と同様な手法でタンジェンシャルチルトが調整される（ステップ１６及び１７）。なお、ラジアルチルト調整とタンジェンシャルチルト調整とは順序が逆であってもよい。

そして、最後に、全反射戻り光量がΔｃ以下であるか判断する（ステップ１８）。この場合、直前の全反射戻り光量と、現在の全反射戻り光量との比を実際に算出することによって判断される。上記所定の値Δａ（若しくは、タンジェンシャルチルト調整時の所定の値Δｂ）は、任意の値に設定可能であるが、調整を収束させるには略ゼロが望ましい値である。また、ステップ１８での所定の値Δｃは、ディスクメディアにより依存して決まる値である。ディスクメディアによりギャップゼロ、チルトがゼロでも、全反射戻り光量がゼロになるとは限らない。

ステップ１８において全反射戻り光量が所定の値Δｃ以下であれば、その後は図９に示した場合と同様に、印加した接近電圧をゼロにすることで（ステップ１９）、ＳＩＬ２をディスク４７から引き離し、初期位置にＳＩＬ２を設定する。そしてギャップサーボが行われる（ステップ２０）。

本発明の一実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示す図である。 集光素子と光ディスクとを示した側面図である。 ギャップサーボモジュールの構成を示すブロック図である。 データ処理部の詳細を示すブロック図である。 ギャップサーボ開始閾値の設定例を示す図である。 接近速度生成部の構成例を示す図である。 接近速度生成部から出力された接近電圧の時間変化を示す図である。 ギャップサーボ開始閾値とギャップサーボ目標値の設定例を示した図である。 本発明の一実施の形態に係るチルト調整の手順を示すフローチャートである。 ＳＩＬがディスクに衝突したときにチルトが生じている状態を示す図である。 ＳＩＬがチルトしている場合のギャップと全反射戻り光量との関係を示す図である。 チルトの方向を説明するためのディスク及び集光素子の斜視図である。 接近電圧をステップ状入力とした場合のギャップサーボ時の全反射戻り光量の応答波形を示す図である。 接近電圧をランプ状入力とした場合のギャップサーボ時の全反射戻り光量の応答波形を示す図である。 チルト調整のさらに具体的な調整方法を示すフローチャートである。 ＳＩＬをディスクに接触させた場合におけるチルト角と全反射戻り光量との関係を示すグラフである。 ＳＩＬのチルト角が負の状態を示す図である。 図１５におけるステップ１４及び１５の具体的な動作を示すフローチャートである。 ＳＩＬの傾斜の方向及び移動ゲインｋを説明するための図である。 図１８で示したチルト調整による全反射戻り光量の変化の様子を示す図である。

符号の説明

１…光ディスク装置
５…集光素子
３０…レーザダイオード（ＬＤ）
３７…フォトディテクタ（ＰＤ）
４０…サーボ制御系
４７…光ディスク
５１…フォーカシングサーボモジュール

Claims (11)

1. （ａ）信号を記録可能なディスクに対向して配置され、光源から出射された光を前記ディスクとの距離が第１の距離となる位置で近接場光として該ディスクに集光させることが可能な集光素子を、該ディスクに接触させるステップと、
   （ｂ）前記集光素子を前記ディスクに接触させた状態で、前記ディスクの信号の記録面に対する前記集光素子のチルトを制御するステップと
   を具備することを特徴とするチルト制御方法。
2. 請求項１に記載のチルト制御方法であって、
   前記ディスクに接触した前記集光素子からの戻り光量を検出するステップをさらに具備し、
   前記ステップ（ｂ）は、（ｃ）検出された前記戻り光量に基づき前記チルトを制御するステップを有することを特徴とするチルト制御方法。
3. 請求項１に記載のチルト制御方法であって、
   前記ステップ（ｂ）は、
   前記ディスクのラジアル方向のチルトを制御するステップと、
   前記ディスクのタンジェンシャル方向の前記チルトを制御するステップと
   を有することを特徴とするチルト制御方法。
4. 請求項２に記載のチルト制御方法であって、
   前記ステップ（ｂ）の後、前記集光素子と前記ディスクとの距離が、前記第１の距離より大きい距離であって該ディスクに近接場光として集光されない第２の距離となるように、該集光素子を前記ディスクから離間させるステップと、
   離間させた前記集光素子と該ディスクとの距離が前記第１の距離となるように該距離を制御するステップと
   をさらに具備することを特徴とするチルト制御方法。
5. 請求項１に記載のチルト制御方法であって、
   前記ディスクは、
   前記信号が記録される第１の領域と、
   前記第１の領域以外の領域であって、前記信号が記録されない第２の領域とを有し、
   前記ステップ（ａ）は、前記集光素子を前記第２の領域に接触させるステップを有することを特徴とするチルト制御方法。
6. 請求項２に記載のチルト制御方法であって、
   前記ステップ（ｃ）は、
   （ｄ）前記集光素子を所定のチルト角度分傾斜させたときの前記戻り光量の変化率を検出するステップと、
   （ｅ）前記検出された変化率に応じて前記チルトを制御するステップと
   を有することを特徴とするチルト制御方法。
7. 請求項６に記載のチルト制御方法であって、
   前記ステップ（ｅ）は、前記変化率が閾値より小さくなった場合に前記チルト制御を終了するステップを有することを特徴とするチルト制御方法。
8. 請求項６に記載のチルト制御方法であって、
   前記ステップ（ｅ）は、
   前記集光素子を前記ディスクのラジアル方向で第１のチルト角度分傾斜させるステップと、
   前記ラジアル方向で前記傾斜させたときの前記戻り光量の変化率が第１の閾値より小さくなった場合に、前記ラジアル方向での前記チルト制御を終了するステップと、
   前記集光素子を前記ディスクのタンジェンシャル方向で第２のチルト角度分傾斜させるステップと、
   前記タンジェンシャル方向で前記傾斜させたときの前記戻り光量の変化率が第２の閾値より小さくなった場合に、前記タンジェンシャル方向での前記チルト制御を終了するステップと
   を有することを特徴とするチルト制御方法。
9. 請求項６に記載のチルト制御方法であって、
   前記ステップ（ｅ）は、
   （ｆ）第１の方向に第１のチルト角度分傾斜させるステップと、
   （ｇ）前記ステップ（ｆ）で傾斜させた場合に、前記変化率が負であることが検出された場合、さらに前記ステップ（ｆ）を実行するステップと、
   （ｈ）前記ステップ（ｇ）で前記ステップ（ｆ）を実行した場合に、前記変化率が正であることが検出された場合、前記第１の方向とは逆の第２の方向に、前記第１のチルト角度より小さい第２のチルト角度分傾斜させるステップと
   を有することを特徴とするチルト制御方法。
10. 請求項９に記載のチルト制御方法であって、
    前記ステップ（ｅ）は、前記ステップ（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）を、前記ディスクのラジアル方向及びタンジェンシャル方向のそれぞれで実行することを特徴とするチルト制御方法。
11. 光を出射する光源と、
    信号を記録可能なディスクに対向して配置され、前記光源から出射された前記光を近接場光として前記ディスクに集光させることが可能な集光素子と、
    前記集光素子を前記ディスクに接近させて接触させた状態で、前記ディスクの信号の記録面に対する前記集光素子のチルトを制御する手段と
    を具備することを特徴とする光ディスク装置。

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