JP2008204562A - 光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＩＬの接近速度を低くする必要がなく、光記録媒体との衝突も確実に避けることができ、安定且つ短時間でギャップサーボを引き込むことが可能な光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】光ディスク１０１の記録層からの反射光束のうちＳＩＬ１１による実効開口数が１未満に相当する光束のみを検出し、ＳＩＬ１１を光ディスク１０１に近接させる方向へ駆動する過程においてその検出信号が予め設定された値以上になった時にＳＩＬ１１の速度を低下させる。そうすることで、ＳＩＬ１１と光ディスク１０１が充分離間したタイミングが分かり、そのタイミングでＳＩＬの速度を落とすことでＳＩＬと光ディスクが衝突せず、短時間での引き込みが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、Solid Immersion Lens（以下ＳＩＬと省略する）を用いて情報記録媒体に情報を記録又は再生する光情報記録再生装置、特に、ギャップサーボ或いはフォーカスサーボの引き込み制御に関するものである。

一般に、光ディスクの記録密度を向上させるためには、記録再生に用いる光の波長を短くし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくして、光ディスク記録面上の光スポット径を小さくすることが求められる。従来より、対物レンズの先玉を記録面上に記録波長の数分の１（例えば、１／２）以下に近接させて、いわゆるＳＩＬを構成し、ＮＡを空気中においても１以上とする試みがなされている。

これは、例えば、Ｊａｐａｎ Ｊｏｕｒ ＮＡ１ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ 誌 ４４巻（２００５）Ｐ.３５６４−３５６７に記載の“Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｏｎ Ｆｉｒｓｔ−Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ Ｍｅｄｉａ ｗｉｔｈ ａ ＮＡ＝１.９ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ”に詳しい（非特許文献１）。

また、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ ２００４，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ ５３８０巻（２００４）“Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ ｒｅａｄ−ｏｕｔ ｏｆ ｆｉｒｓｔ−ｓｕｒｆａｃｅ ｄｉｓｋ ｗｉｔｈ ＮＡ１＝１.９ ａｎｄ ａ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｆｏｒ ａ ｃｏｖｅｒ−ｌａｙｅｒ ｉｎｃｉｄｅｎｔ， ｄｕａｌ−ｌａｙｅｒ ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｓｙｓｔｅｍ”（非特許文献２）等に詳しい。

図１１から図１４を用いて従来技術を説明する。まず、図１１を用いて上記非特許文献１の近接場記録用の光ピックアップの構成を説明する。光源である波長４０５ｎｍの半導体レーザ１から出射した光束はコリメータレンズ２で平行光束とされ、ビーム整形プリズム３に入射して等方的な光量分布とされる。

更に、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）４を経て偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７を透過した光束は１／４波長板（ＱＷＰ）８を通過し、直線偏光から円偏光に変換される。なお、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）４で反射された光束を受光し、半導体レーザ１の出射パワーを制御するための光検出器（ＬＰＣ−ＰＤ）６が設けられている。

１／４波長板８を透過した光束はエキスパンダレンズ９に入射する。エキスパンダレンズ９は後述する対物レンズやＳＩＬで発生する球面収差を補正するためのレンズで、球面収差に応じて２枚のレンズ間隔を制御可能に構成されている。エキスパンダレンズ９からの光束は対物レンズの後玉レンズ１０に入射する。

対物レンズは後玉レンズ１０とＳＩＬ（先玉レンズ）１１からなり、それらはフォーカスとトラッキング方向に２つのレンズを一体に駆動する２軸アクチュエータ（図示しない）上に実装されている。便宜上、本願明細書では後玉レンズ１０を対物レンズ、先玉レンズをＳＩＬ１１という。

図１２は対物レンズ１０により絞り込まれた光束を半球レンズのＳＩＬ１１の底面に集光する様子を示す。光束はＳＩＬ１１の球面に垂直に入射し、半球がない場合と同じ光路を経て底面に集光されるので、ＳＩＬ１１の屈折率分だけ波長が短くなるのと等価となり、光スポット径を縮小する効果がある。

即ち、半球レンズの屈折率をＮ、対物レンズ１０の開口数をＮＡとすると、光ディスク１２の記録面上ではＮ×ＮＡ相当の光スポットが得られる。例えば、ＮＡ＝０.７の対物レンズ１０にＮ＝２の半球レンズのＳＩＬを組み合わせれば、実効ＮＡをＮＡｅｆｆとして、ＮＡｅｆｆ＝１.４に達する。ＳＩＬ１１の厚み誤差は１０μｍ程度許容できるので量産が容易である。

ＳＩＬ底面と光ディスク１２の距離が、光源の波長４０５ｎｍの数分の１以下、例えば１００ｎｍ以下の近距離にある場合のみ、ＳＩＬ底面からエバネッセント光として記録面に作用し、ＮＡｅｆｆの光スポット径による記録再生が可能である。この距離を保つために後述するギャップサーボが用いられる。

図１１に戻って復路の光学系を説明する。光ディスク１２で反射された光束は逆回りの円偏光となり、ＳＩＬ１１及び対物レンズ１０に入射して平行光束に再び変換される。更に、エキスパンダレンズ９、１／４波長板８を通過し、往路とは直交する方向の直線偏光とされた光束はＰＢＳ７で反射される。

ＰＢＳ７からの反射光束は１／２波長板（ＨＷＰ）１３で偏光面を４５°回転され、その光束のうちＳ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１４で反射され、レンズ１５を経由して光検出器１（ＰＤ１）１６上に集光される。光検出器１（ＰＤ１）１６の受光信号に基づき図示しない情報再生回路によって光ディスク１２上の情報であるＲＦ出力１７が再生される。

一方、１／２波長板（ＨＷＰ）１３で偏光面を４５°回転された光束のうちＰ偏光成分は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１４を透過し、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）１８で反射される。その反射光束はレンズ１９を経由して２分割光検出器２（ＰＤ２）２０上に集光される。２分割光検出器２（ＰＤ２）２０の受光信号に基づき図示しないトラッキングエラー検出回路によりトラッキングエラー信号２１が生成される。そして、図示しないトラッキングサーボ回路によりそのトラッキングエラー信号２１に基づいてトラッキングサーボを行う。

また、ＳＩＬ１１の底面で反射された光束のうち、全反射をしないＮＡｅｆｆ＜１の光束については光ディスク１２からの反射光と同様に入射と逆回りの円偏光として反射される。全反射を起こすＮＡｅｆｆ≧１の光束については、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の間に次式で示す位相差δを生じ、円偏光からずれて楕円偏光となる。

ｔａｎ（δ／２）
＝ｃｏｓθi×√（Ｎ^２×ｓｉｎ^２θｉ−１）／（Ｎ×ｓｉｎ^２θｉ）…（１）式
従って、１／４波長板８を通過すると往路と同じ方向の偏光成分を含むことになる。この偏光成分は、ＰＢＳ７を透過してＮＢＳ４で反射され、レンズ２６を経由して光検出器３（ＰＤ３）２７上に集光される。この光束の光量は近接場領域においてＳＩＬ底面と光ディスクの距離が近づくに従い単調減少するので、光検出器３（ＰＤ３）２７の受光信号からギャップエラー信号２８が得られる。

予め目標の閾値を決めておけば、ギャップサーボを行うことによりＳＩＬ底面と光ディスクの距離を１００ｎｍ以下の所望の距離に保つことができる。ギャップサーボに関しては上述の非特許文献１に詳しい。また、この光束は光ディスク１２上の記録情報による変調を受けていないので、記録情報の有無に拘わらず安定したギャップエラー信号を得ることができる。

ところでこのギャップサーボ引き込み時におけるオーバーシュートは前述の１００ｎｍ以下である必要がある。オーバーシュートが１００ｎｍを越えるとＳＩＬと光ディスクが衝突し、ＳＩＬや光ディスクの損傷を招くことになる。オーバーシュートを抑える為にサーボ引き込み時のＳＩＬの光ディスクに対する接近速度をできるだけ遅くして、サーボを引き込むという方法もある。しかし接近速度が遅いとそれだけサーボ引き込みに時間がかかってしまい、実用的ではない。

この問題を解消する装置として、例えば、特開２００５−２０９２４６号公報に提案されたものがある（特許文献１）。図１３は同公報の装置構成を示す。図１３において、ギャップサーボを引き込む際、まず、接近速度生成回路１０８は光ピックアップ１０２内にある対物レンズ及びＳＩＬを光ディスク１０１に近づける為の駆動信号をアクチュエータドライバ回路１０６に出力する。図１３の光ピックアップ１０２は、例えば、図１１や図１２の光学系と同様の構成とする。また図１３の光ディスク１０１は図１１の光ディスク１２に対応する。

光ディスク１０１とＳＩＬ１１が近接していく過程においてギャップエラー生成回路１０４により生成されたギャップエラー信号はコンパレータ１０７に入力される。コンパレータ１０７はギャップエラー信号の大きさが所定値Ｖｔｈ以上ならばＬｏｗレベル信号、所定値Ｖｔｈ以下にならばＨｉｇｈレベル信号をスイッチ１０９へ出力する。

コンパレータ１０７の出力がＨｉｇｈレベル、即ち、ギャップエラー信号が所定値Ｖｔｈ以下となり、光ディスクとＳＩＬの距離が小さくなり、ニアフィールド状態になったと検出したらスイッチ１０９はＯＮとなる。スイッチ１０９がＯＮするとギャップサーボが開始される。その際、ギャップエラー信号は位相補償回路１０５、スイッチ１０９、加算器１１０を介してアクチュエータドライバ回路１０６に供給される。

また、ファーフィールド状態からニアフィールド状態に遷移するまでの接近速度生成回路１０８の出力は図１４に示す波形となっている。ギャップエラー信号が所定値Ｖｔｈ以下になる時間ｔ１において、接近速度生成回路１０８の出力が一定電圧になる様に予め設定されている。この様にギャップサーボ引き込み開始時にアクチュエータの接近電圧が一定電圧となるように設定しておけば、サーボ開始時のＳＩＬの初速度がほぼゼロとなり、安定にギャップサーボを引き込める。
Ｊａｐａｎ Ｊｏｕｒ ＮＡ１ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ 誌 ４４巻（２００５）Ｐ.３５６４−３５６７に記載の"Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｏｎ Ｆｉｒｓｔ−Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ Ｍｅｄｉａ ｗｉｔｈ ａ NA＝１.９ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ" Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ ２００４，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ ５３８０巻（２００４）"Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ ｒｅａｄ−ｏｕｔ ｏｆ ｆｉｒｓｔ−ｓｕｒｆａｃｅ ｄｉｓｋ ｗｉｔｈ ＮＡ１＝１.９ ａｎｄ ａ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｆｏｒ ａ ｃｏｖｅｒ−ｌａｙｅｒ ｉｎｃｉｄｅｎｔ， ｄｕａｌ−ｌａｙｅｒ ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｓｙｓｔｅｍ" 特開２００５−２０９２４６号公報

特許文献１の方法では、ギャップサーボ開始時にＳＩＬの速度がほぼゼロとなる接近電圧を設定している。しかしながら、光ディスク１０１をスピンドル１０３により回転させながら引き込む場合、光ディスク１０１やスピンドル１０３の面振れの影響を考えると、引き込み開始時にＳＩＬの速度を必ずほぼゼロにすることは難しい。

例えば、面振れ量の多いディスクであった場合には、図１４においてｔ１よりも前の時点、即ち、接近電圧が一定値となる前にニアフィールド状態になることもあり得る。この場合、接近速度生成回路１０８の出力が一定電圧でないということは接近速度がゼロではない。つまり、接近電圧がランプ状であるＳＩＬと光ディスクの相対速度が高い状態でギャップサーボを開始することになる。

この場合のサーボ引き込みの様子を図６（ａ）に示す。同図はディスクやスピンドルの面振れの影響により接近電圧が一定電圧ではなくランプ状の時点でギャップエラー信号が所定レベル以下になり、ギャップサーボ制御を開始した場合の説明図である。

図６（ａ）において、上のグラフは横軸が時間、縦軸がギャップ量である。図６（ａ）の下のグラフは横軸が時間、縦軸はアクチュエータ駆動信号とギャップエラー信号の信号レベルを示す。

また、図６（ａ）の上のグラフにおいてギャップサーボ引き込み前のギャップ量が正弦波状になっているのは、ＳＩＬを一定速度で移動させても光ディスクの面振れによりギャップ量が変化していることを示す。更に、ギャップサーボ引き込み後にアクチュエータ駆動信号が正弦波状になっているのは、光ディスクの面振れにギャップサーボが追従している為である。

特許文献１の引き込み方法によれば、面振れの影響次第でギャップエラー信号が所定レベル以下になるまで、ランプ状のアクチュエータ駆動信号の傾きは一定である。ＳＩＬが一定速度で接近を続ける中で、ギャップエラー信号が所定レベル以下になった時にランプ状の関数による接近を止め、ギャップサーボを開始する。

この方法だと引き込み直後のギャップ量はゼロ以下となる。これはＳＩＬと光ディスクが衝突することを示す。この方法で衝突を避けるには接近速度を充分に低くする必要がある。また、ギャップエラー信号が所定値Ｖｔｈ以下になるギャップ長は１００ｎｍ程度と非常に小さい。このため、１００ｎｍ以上のオーバーシュートが発生すると光ディスクとＳＩＬが衝突するという課題があった。

本発明の目的は、ＳＩＬの接近速度を低くする必要がなく、光記録媒体との衝突も確実に避けることができ、安定且つ短時間でギャップサーボを引き込むことが可能な光情報記録再生装置を提供することにある。

本発明は、ＳＩＬを用いる場合、光記録媒体の記録層からの反射光束のうちＳＩＬによる実効開口数が１未満に相当する光束を検出する。ＳＩＬを光記録媒体に近接させる方向へ駆動する過程においてその検出信号が予め設定された値以上になった時にＳＩＬの速度を低下させる。

即ち、ギャップサーボ等の引き込み時にＳＩＬによる実効開口数が１未満に相当する光束から生成した信号を用いることでサーボ引き込み開始前に十分にＳＩＬと光記録媒体が離間した正確なタイミングが分かる。そのタイミングでＳＩＬの接近速度を落とすことで安定且つ短時間でサーボの引き込みが可能となる。

本発明によれば、実効開口数が１未満に相当する光束から生成した和信号を用いてサーボ引き込みを制御することにより、ＳＩＬと光記録媒体が衝突することがなく、安定且つ短時間でサーボの引き込みが可能となる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明に係る光情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図中、従来技術の図１３と同一部分には同一符号を付している。また図２は本実施形態の光学系（光ピックアップ）の構成を示す。図２と従来技術の図１３との違いは光学系の破線で囲まれた部分であり、その部分に特徴を有する。図２では図１３と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

なお、図２の光記録媒体（光ディスク１２）は図１の光ディスク１０１に対応する。また、図１では光ディスクに情報を記録する回路、情報を再生する回路、フォーカスやトラッキング等のサーボ制御回路、光ディスクの回転を制御する回路や機構等に関しては省略している。これは、以下の実施形態でも同様である（但し、後述する実施形態ではフォーカスサーボ回路は図面に記載している）。

まず、図２を用いて光学系の構成を説明する。光源（半導体レーザ１）から出射された光束は光ディスク１２で反射され、ＰＢＳ７を経て偏光ビームスプリッタ１８を透過する。この偏光ビームスプリッタ１８を透過した光束は開口２２を通過して光束の外周部を遮光され、更にセンサレンズ２３を経由して光検出器４（ＰＤ４）２４上に集光される。光検出器（ＰＤ４）２４の出力は図１の和信号生成回路１１１に入力され、和信号が生成される。光検出器４（ＰＤ４）２４は光ディスク１０１の記録層からの反射光束のうちＳＩＬ１１による実効開口数（ＮＡｅｆｆ）が１未満に相当する光束のみを検出する検出手段である。

図２の破線で囲まれた部分を図３及び図４を用いて詳述する。図３において、光ディスクからの反射光束は、瞳径周縁部ではＮＡ＝１.４（ＮＡ＞１）となる。開口２２はその中心部のＮＡ＜１、例えば、ＮＡ＝０.８５程度の光束を透過し、外周部のＮＡ＞１となる光束を遮光する。透過光束をＮＡ＝１よりも１０％程度小さくするのは、対物レンズ１０及びＳＩＬ１１が光ディスク偏芯に伴い、光ディスク半径方向に移動した場合に外周部のＮＡ＞１となる光束が混入しないためである。

図４は瞳内の光量分布とギャップエラー信号及びＮＡ＜１の光束から生成した和信号の関係を模式的に示す。ＮＡ＞１の輪環部にはＳＩＬ底面からの反射光が多く含まれていて、和信号にとってはノイズとなる。従って、開口２２はＮＡ＜１以下、例えば、図４の破線の内側であるＮＡ＜０.８５の光束を透過する。

ＮＡ＜１以下の光束からは、光ディスク１０１の記録層からの反射光である和信号を得ることができる。ギャップエラー信号は図１のギャップエラー生成回路１０４に基づいて生成される。その際、図２の光検出器（ＰＤ３）２７の受光信号からギャップエラー信号が得られる。

ギャップエラー信号は図４に示すように光ディスク表面とＳＩＬ１１の距離が１００ｎｍ程度になると信号レベルが落ち始める。それに対し、ＮＡ＜１の光束から生成した和信号は光ディスク１０１の表面とＳＩＬ１１が１μｍ程度離れた位置から信号レベルが上がり始める（ＳＩＬを光ディスクに接近させる場合）。

この和信号を用いた本発明のギャップサーボ引き込み方法を図１及び図５を用いて詳述する。先述の従来技術と同様にギャップサーボの引き込み時には、まず、接近速度生成回路１０８からランプ状の駆動信号が出力され、対物レンズ１０及びＳＩＬ１１が一体となって配置された状態で光ディスク１０１に接近する様に駆動を開始する。対物レンズ１０及びＳＩＬ１１は上述のようにそれらをフォーカス方向とトラッキング方向に一体に駆動する２軸アクチュエータ上に備えられている。

接近を続ける中でコンパレータ１１２には先述のＮＡ＜１の光束から生成した和信号が入力されている。コンパレータ１１２の出力は図５に示すように入力である和信号の信号レベルが所定値ＳＵＭ_ｔｈよりも大きくなったらＬｏｗからＨｉｇｈレベルへ切り替わる。コンパレータ１１２の出力がＨｉｇｈ（図５のｔ１時点）になったら、接近速度生成回路１０８は対物レンズ１０及びＳＩＬ１１の接近速度を下げる。

駆動信号がランプ関数である場合、その傾きを小さくする事で接近速度を下げる。接近速度を下げた状態で更に接近を続ける。更に接近を続ける中でコンパレータ１０７にはギャップエラー信号が入力されている。ギャップエラー信号が所定レベルＧＥ_ｔｈ２よりも小さくなったら、コンパレータ１０７の出力はＬｏｗからＨｉｇｈレベルに切り替わる（図５のｔ２時点）。

図５のｔ２の時点で、接近速度生成回路１０８の出力がｔ２時点でのレベルに固定されると同時にスイッチ１０９がＯＮとなり、通常のサーボループ制御の処理を開始する。つまり、ギャップエラー信号に対して位相補償回路１０５が位相補償処理を施し、その出力に応じてアクチュエータが駆動される。その際、位相補償回路１０５の出力はスイッチ１０９、加算器１１０を介してアクチュエータドライバ回路１０６に出力され、その出力に応じて図示しない２軸アクチュエータが駆動される。

ここで、接近速度生成回路１０８、アクチュエータドライバ回路１０６等はＳＩＬ１１１を光ディスク１０１に近接させる方向へ駆動する駆動手段に相当する。また、接近速度生成回路１０８等はＳＩＬを駆動する過程において検出手段の検出信号が予め設定された値以上になった時にＳＩＬの速度を低下させる手段に相当する。

このサーボ引き込み処理の効果を図６（ｂ）を用いて説明する。本発明による引き込み方法によれば、和信号が所定値以上になる時点まで高い速度で接近しても、図５のｔ１時点で充分に速度を落とした上で、ｔ２時点で引き込みを開始することが可能となる。そうすることで、図６（ｂ）に示すようにギャップ量がゼロ以下となることがなく、ＳＩＬと光ディスクが衝突しない事が分かる。

具体的には、引き込み開始時のオーバーシュートを１０ｎｍ未満に抑えられ、光ディスクとＳＩＬの衝突を確実に回避することが可能となる。またｔ１の時点までは高い速度で接近できるので短時間での引き込みが可能となる。

以上の様に本発明は、ＮＡ＜１の光束から生成した和信号を用いてギャップサーボの引き込み制御を行う。つまり、ギャップサーボの引き込み時にＮＡ＜１の光束から生成した和信号を用いることで、引き込み開始前に十分にＳＩＬと光ディスクが充分離間した正確なタイミングが分かる。そして、そのタイミングでＳＩＬの接近速度を落とすことで安定且つ短時間でサーボ引き込みが可能となる。

（第２の実施形態）
図７は本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。図中、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。また図８は本実施形態の光学系（光ピックアップ）の構成を示す。図８では図２と同一部分には同一符号を付している。第１の実施形態との違いはＮＡ＜１の光束を受光する光検出器（ＰＤ４）２４の出力から和信号と共にフォーカスエラー信号を生成することである。なお、図７の光ディスク１０１は図８の光ディスク１２に対応する。

フォーカスエラー生成回路１１３は光検出器（ＰＤ４）２４の出力からフォーカスエラー信号を検出する。フォーカスエラー信号の生成方法として、例えば、センサレンズ２３としてトーリックレンズ、光検出器（ＰＤ４）２４として４分割センサを用いれば、公知の非点収差法によりフォーカスエラー信号を生成する。

ＮＡ＜１以下の光束には、光ディスク１０１の記録層からの反射光が多く含まれていて、精度良くフォーカスエラー信号を生成できる。光ディスクが多層ディスクの場合でも、ＮＡ＜１の光束からフォーカスエラー信号を生成し、そのフォーカスエラー信号を用いてフォーカス制御を行う。

そうすることにより、カバー層や中間層に僅かな厚みむらが生じてもそれに迅速に追従でき、正確な情報の記録或いは再生が可能となる。このフォーカス制御の引き込み時に同様にＮＡ＜１の光束から生成した和信号を用いて引き込みを制御することで、安定且つ短時間での引き込みが可能となる。

本実施形態によるフォーカス制御の引き込み方法を図７、図９、図１０を用いて詳述する。まず、フォーカス引き込みを始める際にコントローラ１１７はエキスパンダレンズ駆動回路１１８を制御する。即ち、ＮＡ＜１の光束から生成したフォーカスエラー信号とギャップエラー信号が図９（ａ）に示す状態となる様に光ピックアップ１０２内のエキスパンダレンズ９を制御する。図９（ａ）は光ディスク−ＳＩＬ間距離と、フォーカスエラー信号、ギャップエラー信号、光検出器（ＰＤ４）２４からの和信号との関係を示すものである。

ニアフィールド状態となりギャップエラー信号レベルが低下を始める光ディスク−ＳＩＬ間距離（図９（ａ）でいうと１００ｎｍ以下）より更に１μｍ程度離れた位置がフォーカスエラー信号の合焦点となっている。フォーカスエラー信号の合焦点は図８中のエキスパンダレンズ９のレンズ間隔により決められる。

図９（ａ）の状態でフォーカス引き込みを行う。まず、接近速度生成回路１０８からランプ状の駆動信号が出力され、対物レンズ１０及びＳＩＬ１１が光ディスク１０１に接近する様に駆動を始める。接近を続ける中でコンパレータ１１２には先述のＮＡ＜１の光束から生成した和信号が入力されている。

コンパレータ１１２の出力は図１０に示すように入力である和信号の信号レベルが所定値ＳＵＭ_ｔｈよりも大きくなったらＬｏｗからＨｉｇｈレベルへ切り替わる。コンパレータ１１２の出力がＨｉｇｈ（図１０のｔ１時点）になったら、接近速度生成回路１０８は対物レンズ１０及びＳＩＬ１１の接近速度を下げる。

駆動信号がランプ関数である場合、その傾きを小さくする事で接近速度を下げる。接近速度を下げた状態で更に接近を続ける。更に接近を続ける中でコンパレータ１１４にはフォーカスエラー生成回路１１３からフォーカスエラー信号が入力されている。フォーカスエラー信号のゼロクロス点を検出したら、コンパレータ１１４の出力はＬｏｗからＨｉｇｈレベルに切り替わる（図１０のｔ２時点）。

フォーカスエラー信号のゼロクロス点を検出すると、接近速度生成回路１０８の出力はｔ２の時点でのレベルに固定されると同時にスイッチ１１６が位相補償回路１１５側にＯＮとなり、フォーカスサーボが開始する。

その場合、フォーカスエラー信号が位相補償回路１１５、スイッチ１１６、加算器１１０を介してアクチュエータドライバ回路１０６に出力される。この様にフォーカス制御の引き込み時にも、ＮＡ＜１の光束から生成する和信号を用いることで、図１０のｔ１時点までは高い速度で接近できる。

更にｔ１時点から接近速度を落とすことで、フォーカス制御の引き込み時に対物レンズとＳＩＬが光ディスクと衝突することがない。またエキスパンダレンズ９により合焦点がＳＩＬと光ディスク間距離が１μｍ以上ある状態でフォーカス引き込みを行うので、ＳＩＬと光ディスクが衝突する可能性がより低くなる。

以上の様にフォーカス制御の引き込み時にもＮＡ＜１の光束から生成する和信号を用いれば、安定且つ短時間での引き込みが可能となる。コントローラ１１７はフォーカス制御を正常に引き込めたと判断すると、ＳＩＬによる集光制御をフォーカス制御からギャップエラー信号によるギャップサーボに切り換える。

具体的には、図１０のｔ２時点から所定時間以上和信号レベルが所定レベル以上であり続けたら、フォーカス制御が正常に引き込めたと判断する。次いで、コントローラ１１７は合焦点を図９（ａ）の状態から図９（ｂ）の状態、即ち、合焦点がニアフィールド領域になる様にエキスパンダレンズ駆動回路１１８を制御し、光ピックアップ１０２内のエキスパンダレンズ９を駆動させる。

エキスパンダレンズ９の駆動が完了した後にコントローラ１１７はギャップエラー信号のレベルが所定値以下になったら集光制御をギャップサーボに切り換えるべくスイッチ１１６を位相補償回路１０５側に切り換える。その状態で、光ディスク１０１に情報の記録或いは再生を開始する。

以上の様にＮＡ＜１の光束から生成したフォーカスエラー信号によるフォーカスサーボの引き込みの際にも、ＮＡ＜１の光束から生成した和信号を利用することでより安定に光ディスクの記録層への集光制御が可能となる。

本発明に係る光情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の光ピックアップ光学系を示す構成図である。 和信号を検出する光学手段を示す図である。 ＮＡ＜１の光束、和信号、ギャップエラー信号の関係を示す図である。 第１の実施形態によるギャップサーボの引き込み時の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明と従来技術とのギャップサーボ引き込みの効果を比較して説明する図である。 本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の光ピックアップ光学系を示す構成図である。 第２の実施形態のギャップエラー信号とフォーカスエラー信号を示す図である。 第２の実施形態によるギャップサーボの引き込み時の動作を説明するタイミングチャートである。 従来の近接場記録用光情報記録再生装置の光学系を示す図である。 半球ＳＩＬの説明図である。 ＳＩＬを用いた従来の光情報記録再生装置を示すブロック図である。 従来の光情報記録再生装置におけるギャップサーボ引き込み時の動作を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１ 半導体レーザ
２ コリメータレンズ
３ ビーム整形プリズム
４、１８ 非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）
５、１５、１９、２３、２６ レンズ
６ ＬＰＣ−ＰＤ
７、１４ 偏光ビームスプリッタ
８ １／４波長板
９ エキスパンダレンズ
１０ 対物レンズ（後玉レンズ）
１１ ＳＩＬ（先玉レンズ）
１２、１０１ 光ディスク（記録媒体）
１３ １／２波長板
１６、２０、２４、２７ 光検出器
１７ ＲＦ出力
２１ トラッキングエラー
２２ 開口
１０２ ピックアップ
１０３ スピンドルモータ
１０４ ギャップエラー生成回路
１０５ 位相補償回路
１０６ アクチュエータドライバ回路
１０７、１１２ コンパレータ
１０８ 接近速度生成回路
１０９、１１６ スイッチ
１１０ 加算器
１１１ 和信号生成回路
１１３ フォーカスエラー生成回路
１１５ 位相補償回路
１１７ コントローラ
１１８ エキスパンダレンズ駆動回路

Claims (4)

1. 光源と、前記光源からの光束を集光する対物レンズと、前記対物レンズと光記録媒体の間に配置されたＳＩＬと、前記光記録媒体の記録層からの反射光束のうち前記ＳＩＬによる実効開口数が１未満に相当する光束を検出するための検出手段と、前記ＳＩＬを前記光記録媒体に近接させる方向へ駆動する駆動手段と、前記駆動手段により前記ＳＩＬを駆動する過程において、前記検出手段の検出信号が予め設定された値以上になった時に前記ＳＩＬの速度を低下させる手段とを備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
2. 前記駆動手段により前記ＳＩＬを前記光記録媒体に近接させる方向へ駆動する過程において、前記ＳＩＬの速度を低下させた後に前記光記録媒体からの反射光束から生成したギャップエラー信号に基づきギャップサーボを開始することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
3. 前記駆動手段により前記ＳＩＬを前記光記録媒体に近接させる方向へ駆動する過程において、前記ＳＩＬの速度を低下させた後に前記検出手段の出力から生成したフォーカスエラー信号に基づきフォーカスサーボを開始することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
4. 前記フォーカスサーボを正常に引き込めた場合には、前記フォーカスサーボから前記ギャップサーボに切り換えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光情報記録再生装置。