JP2008310921A - Optical information recording and reproducing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform stable gap servo by preventing a collision with an optical disk during pulling-in of a gap servo. <P>SOLUTION: The optical information recording and reproducing device is provided with: a head part including an objective lens 10 and an SIL 11; an actuator for driving the head part in a focusing direction with respect to an optical disk 12; a circuit for detecting the focus error signal of the head part; a circuit for detecting a gap error signal indicating a gap amount between the head part and the optical disk 12; and a circuit for controlling the gap amount between the head part and the optical disk 12 by performing servo-control of the actuator on the basis of the detected gap error signal. During servo-control pulling-in of the head part is made close to the optical disk 12 while controlling the position of the actuator on the basis of the focus error signal, and then pull-in of servo control is carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は光情報記録再生装置に関し、特に、近接場効果を利用して記録再生を行う光情報記録再生装置に関する。   The present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus, and more particularly, to an optical information recording / reproducing apparatus that performs recording / reproduction utilizing the near-field effect.

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。   In order to improve the recording density of the optical disc, it is required to shorten the wavelength of light used for recording and reproduction, increase the numerical aperture (NA) of the objective lens, and reduce the light spot diameter on the optical disc recording surface. .

従来より、光ディスクと対物レンズの間に配設されるSIL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、NAを空気中においても1以上とする試みがなされて来た。   Conventionally, the SIL disposed between the optical disk and the objective lens is brought close to a fraction of the recording wavelength (for example, 1/2) or less on the recording surface, and the NA is set to 1 or more even in the air. An attempt has been made.

例えば、それらは、非特許文献1及び2に詳細に記載されている。   For example, they are described in detail in Non-Patent Documents 1 and 2.

図8から図11を用いて、従来の技術について説明する。   A conventional technique will be described with reference to FIGS.

図8は、非特許文献1に記載される近接場記録用の光ピックアップの構成を示すブロック図である。   FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an optical pickup for near-field recording described in Non-Patent Document 1.

光源としての波長405nmの半導体レーザ1から出射された光束は、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。   A light beam emitted from the semiconductor laser 1 having a wavelength of 405 nm as a light source is converted into a parallel light beam by the collimator lens 2 and is incident on the beam shaping prism 3 to form an isotropic light amount distribution.

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。   The light beam that has passed through the non-polarizing beam splitter (NBS) 4 and transmitted through the polarizing beam splitter (PBS) 7 passes through the quarter-wave plate (QWP) 8 and is converted from linearly polarized light into circularly polarized light.

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。   Note that a photodetector (LPC-PD) 6 for receiving the light beam reflected by the non-polarizing beam splitter (NBS) 4 and controlling the emission power of the semiconductor laser 1 is provided.

1/4波長板を透過した光束は、エクスパンダレンズ9に入射する。   The light beam transmitted through the quarter-wave plate enters the expander lens 9.

エクスパンダレンズ9は、後記するヘッド部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なように構成されている。   The expander lens 9 is a lens for correcting spherical aberration generated in the head section described later, and is configured so that the distance between the two lenses can be controlled in accordance with the spherical aberration.

エクスパンダレンズ9からの光束は、ヘッド部の対物レンズ10に入射する。   The light beam from the expander lens 9 enters the objective lens 10 of the head unit.

ヘッド部は対物レンズ10とSIL(Solid Immersion Lens)11からなる。対物レンズ10とSIL11はフォーカス方向とトラッキング方向に二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。   The head portion includes an objective lens 10 and a SIL (Solid Immersion Lens) 11. The objective lens 10 and the SIL 11 are mounted on a biaxial actuator (not shown) that integrally drives the two lenses in the focus direction and the tracking direction.

図9は、対物レンズ10により絞り込まれた光束を半球形であるSIL11の底面に集光する様子を示す側面図である。   FIG. 9 is a side view showing a state where the light beam focused by the objective lens 10 is condensed on the bottom surface of the hemispherical SIL 11.

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。   Since the light beam is perpendicularly incident on the spherical surface of the SIL 11 and is condensed on the bottom surface through the same optical path as when there is no hemisphere, it is equivalent to the wavelength being shortened by the refractive index of the SIL 11 and the effect of reducing the light spot diameter. There is.

すなわち、SIL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。   That is, if the refractive index of the SIL is N and the numerical aperture of the objective lens 10 is NA, a light spot equivalent to N × NA can be obtained on the recording surface of the optical disk 12.

例えば、NA=0.7の対物レンズ10にN=2のSIL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。   For example, when an SIL of N = 2 SIL is combined with the objective lens 10 with NA = 0.7, NAeff = 1.4 is reached with the effective NA as NAeff.

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。   Since the thickness error of SIL11 can be tolerated about 10 μm, mass production is easy.

SIL11底面と光ディスク12の距離が、光源の波長405nmの数分の1以下にある場合のみ、SIL11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。光源の波長405nmの数分の1以下の場合とは、例えば100nm以下の近距離にある場合である。   Only when the distance between the bottom surface of the SIL 11 and the optical disk 12 is less than a fraction of the wavelength of 405 nm of the light source, it acts on the recording surface as evanescent light from the bottom surface of the SIL 11, and recording / reproduction with a NAeff light spot diameter is possible. The case where the light source has a wavelength of 405 nm or less is a short distance of, for example, 100 nm or less.

この距離を保つために後記するギャップサーボが用いられる。   In order to maintain this distance, a gap servo described later is used.

図8に戻って復路の光学系について説明する。   Returning to FIG. 8, the return path optical system will be described.

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。   The light beam reflected by the optical disk 12 becomes reverse circularly polarized light, enters the SIL 11 and the objective lens 10 and is converted again into a parallel light beam.

エクスパンダレンズ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。   The light beam that has passed through the expander lens 9 and the quarter-wave plate 8 and is linearly polarized in the direction orthogonal to the forward path is reflected by the PBS 7.

1/2波長板(HWP)13で偏光面を45°回転された光束のうち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。そして、光ディスク12上の情報であるRF出力17が再生される。   Of the light beam whose polarization plane has been rotated by 45 ° by the half-wave plate (HWP) 13, the S-polarized light component is reflected by the polarization beam splitter 14 and passes through the lens 15 onto the photodetector 1 (PD 1) 16. Focused. Then, the RF output 17 that is information on the optical disk 12 is reproduced.

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14を透過し、非偏光ビームスプリッタ18で反射される。そして、レンズ19を経由して2分割光検出器2(PD2)20上に集光されて、それに応じてトラッキングエラー21が出力される。   Of the light beam whose polarization plane has been rotated by 45 ° by the half-wave plate (HWP) 13, the P-polarized light component passes through the polarizing beam splitter 14 and is reflected by the non-polarizing beam splitter 18. Then, the light is condensed on the two-divided photodetector 2 (PD2) 20 via the lens 19, and a tracking error 21 is output accordingly.

一方、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、上記の光ディスク12からの反射光と同じように、入射と逆回りの円偏光として反射される。   On the other hand, among the light beams reflected by the bottom surface of the SIL 11, a light beam of NAeff <1 that does not totally reflect is reflected as circularly polarized light that is opposite to the incident light, similarly to the light reflected from the optical disk 12 described above.

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。   For a light flux of NAeff ≧ 1 that causes total reflection, a phase difference δ shown by the following equation is generated between the P-polarized component and the S-polarized component, and is shifted from circularly polarized light to become elliptically polarized light.

したがって、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。   Therefore, when the light passes through the quarter wavelength plate 8, it includes a polarization component in the same direction as the forward path.

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。   This polarized component passes through the PBS 7 and is reflected by the NBS 4, and is collected on the photodetector 3 (PD 3) 27 via the lens 26.

この光束の光量は、近接場領域において、SIL11底面と光ディスク12の距離が近づくに従い単調減少するので、ギャップエラー信号28として用いることができる。   The light quantity of this light beam can be used as the gap error signal 28 because it monotonously decreases as the distance between the bottom surface of the SIL 11 and the optical disk 12 approaches in the near-field region.

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、SIL11底面と光ディスク12の距離を100nm以下の所望の距離に保つことができる。このギャップサーボに関しては、非特許文献1に詳しい。   If the target threshold value is determined in advance, the gap servo is performed to keep the distance between the bottom surface of the SIL 11 and the optical disk 12 at a desired distance of 100 nm or less. This gap servo is detailed in Non-Patent Document 1.

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、記録情報の有無に関わらず、安定したギャップエラー信号を得ることができる。   Further, since this light beam is not modulated by the recording information on the optical disc 12, a stable gap error signal can be obtained regardless of the presence or absence of the recording information.

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上記の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、SIL11又は光ディスク12の損傷を招くことになる。   The overshoot during the gap servo pull-in needs to be 100 nm or less. If the overshoot exceeds 100 nm, the SIL and the optical disk collide, and the SIL 11 or the optical disk 12 is damaged.

オーバーシュートを抑えるためにサーボ引き込み時のSIL11の光ディスク12に対する接近速度をできるだけ遅くして、サーボ引き込みという方法もある。   In order to suppress overshoot, there is a method called servo pull-in by slowing the approach speed of the SIL 11 to the optical disk 12 as much as possible during servo pull-in.

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。   However, if the approach speed is slow, it takes time to pull in the servo, which is not practical.

この点を考慮して、図10に示すような構成が特許文献1に提案されている。   In consideration of this point, Patent Document 1 proposes a configuration as shown in FIG.

図10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が対物レンズ及びSILを光ディスク101に近づけるため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。対物レンズ10及びSIL11は、図10ではピックアップ102内にある。   In FIG. 10, when pulling in the gap servo, the approach speed generation circuit 108 first outputs a drive signal for bringing the objective lens and SIL closer to the optical disc 101 to the actuator driver circuit 106. The objective lens 10 and the SIL 11 are in the pickup 102 in FIG.

光ディスク101とSILが近づいていく過程において、ギャップエラー生成回路104により生成されたにギャップエラー信号はコンパレータ107に入力される。   The gap error signal generated by the gap error generation circuit 104 is input to the comparator 107 in the process in which the optical disc 101 and the SIL approach each other.

コンパレータ107は入力された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、所定値Vth以下になればHighレベルをスイッチ109へ出力する。   The comparator 107 outputs a low level to the switch 109 when the magnitude of the input gap error signal is equal to or greater than the predetermined value Vth, and when the magnitude is equal to or smaller than the predetermined value Vth.

コンパレータ107の出力がHighレベルになり、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となり、ギャップサーボ制御が開始される。   When it is detected that the output of the comparator 107 is at a high level, the distance between the optical disk and the SIL is small, and the near field state is entered, the switch 109 is turned on and the gap servo control is started.

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11に示す波形となっている。   The output of the approach speed generation circuit 108 until the transition from the far field state to the near field state has the waveform shown in FIG.

ギャップエラーが所定値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ように予め設定されている。   At the time t1 when the gap error is equal to or less than the predetermined value Vth, the output of the approach speed generation circuit 108 is set in advance to be a constant voltage.

このよう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。
特開2005-209246号公報 Japan Journal 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 NA=1.9 and a proposal for a cover−layer incident, dual−layer near field system”
Thus, if the approach voltage of the actuator is set to a constant voltage at the start of the gap servo pull-in, the initial speed of the SIL at the start of the servo becomes almost zero, and the gap servo can be pulled in stably.
JP 2005-209246 A “Near Field Recording ON First-Surface Write-ONce Media with NAS” .Issue of the Journal of Japan Applied Physics, Vol. 44 (2005) P. 3564-3567 Optical Data Storage 2004, Proceedings of SPIE 5380 (2004) “Near Field read-out of first-surface disk with NA-1.9 and a proposal for a coer

しかしながら、上記の従来技術では、以下の難点があった。   However, the above prior art has the following difficulties.

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。光ディスクをスピンドルにより回転させながら引き込む場合、光ディスクやスピンドル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。   An approach voltage is set at which the SIL speed becomes almost zero at the start of the gap servo. When the optical disk is pulled in while being rotated by the spindle, it is difficult to make the SIL speed almost zero at the start of pulling in, considering the influence of surface fluctuation of the optical disk and the spindle.

例えば、面振れ量の多い光ディスクであった場合、図11においてt1よりも前の時点で、すなわ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。   For example, in the case of an optical disk with a large amount of surface deflection, the near field state may be reached at a time before t1 in FIG. 11, that is, before the approach voltage becomes a constant value.

この場合、接近速度生成回路の出力が一定電圧でないということは接近速度がほぼゼロではなく、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。   In this case, the fact that the output of the approach speed generation circuit is not a constant voltage means that the approach speed is not substantially zero, and the gap servo is started in a state where the relative speed between the SIL having the ramp-like approach voltage and the optical disk is high.

この場合のサーボ引き込みの様子を図12に示す。   FIG. 12 shows how the servo is pulled in this case.

光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。   FIG. 10 is an explanatory diagram when the gap servo control is started when the gap error signal becomes equal to or lower than a predetermined level at the time when the approach voltage is not a constant voltage but is in a ramp shape due to the influence of the surface shake of the optical disc or the spindle.

図12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。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、ギャップエラー信号の信号レベルを表す。   In FIG. 12, in the upper graph, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the gap amount. In the lower graph, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the signal level of the actuator drive signal and the gap error signal.

また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を一定速度で移動しても、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表している。   Also, the gap amount before drawing in a sine wave shape indicates that the gap amount is changed due to surface wobbling of the optical disc even if the SIL is moved at a constant speed.

また、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ためである。   The reason why the actuator drive signal is sinusoidal after the gap servo is pulled in is that the gap servo follows the surface vibration of the optical disk.

従来技術による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。   According to the pull-in method according to the prior art, the slope of the ramp-shaped actuator drive signal is constant until the gap error signal falls below a predetermined level depending on the influence of the surface runout.

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、ギャップサーボ制御を開始している。この方式だと引き込み直後のギャップ量はゼロ以下となっている。   While continuing to approach at a constant speed, when the gap error signal falls below a predetermined level, the approach by the ramp-like function is stopped and the gap servo control is started. With this method, the gap amount immediately after pulling is less than zero.

これはSILと光ディスクが衝突していることを示す。この処理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。   This indicates that the SIL and the optical disc collide. In order to avoid a collision with this processing method, it is necessary to make the approach speed sufficiently low.

また、ギャップエラーが所定値Vth以下になるギャップ量は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。   Further, the gap amount at which the gap error is equal to or less than the predetermined value Vth is as small as about 100 nm. For this reason, when an overshoot of 100 nm or more occurs, the optical disk and the SIL collide.

そこで、本発明は、ギャップサーボ引き込み時の光ディスクへの衝突を防ぎ、安定したギャップサーボを行えるようにすることを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent a collision with an optical disk when a gap servo is pulled in and to perform a stable gap servo.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、光源からの光束を光ディスクに集光し、情報の記録再生を行う光情報記録再生装置において、前記光源から出射された光束を集光する対物レンズと、該対物レンズと前記光ディスクとの間に配設されるSIL(Solid Immersion Lens)と、を有するヘッド部と、前記ヘッド部を前記光ディスクに対してフォーカス方向に駆動するアクチュエータと、前記ヘッド部のフォーカスエラー信号を検出する回路と、前記ヘッド部と前記光ディスクとのギャップ量を示すギャップエラー信号を検出する回路と、前記検出されたギャップエラー信号に基づいて前記アクチュエータをサーボ制御することにより前記ヘッド部と前記光ディスクとのギャップ量を制御する回路と、を備え、前記サーボ制御の引き込み時に、前記フォーカスエラー信号に基づいて前記アクチュエータを位置制御しながら前記ヘッド部を前記光ディスクに近接させた後、前記サーボ制御における引き込みを行うことを特徴とする。   The present invention provides an optical information recording / reproducing apparatus that collects a light beam from a light source on an optical disc and collects the light beam emitted from the light source as a means for solving the above-described problems. A head portion having a lens, a SIL (Solid Immersion Lens) disposed between the objective lens and the optical disc, an actuator for driving the head portion in a focus direction with respect to the optical disc, and the head A circuit for detecting a focus error signal of a head part, a circuit for detecting a gap error signal indicating a gap amount between the head part and the optical disc, and servo-controlling the actuator based on the detected gap error signal A circuit for controlling a gap amount between the head unit and the optical disc, At the time of pulling in the servo control, pulling in the servo control is performed after the head portion is brought close to the optical disc while controlling the position of the actuator based on the focus error signal.

本発明によれば、SILと光ディスクが充分離間した状態で、フォーカスエラー信号による制御を行ったまま、光ディスクとSILの間隔を制御可能である。そのため、ギャップエラー信号による制御の引き込みは、ゆっくり近づけてから切り替えることができ、安定かつ短時間でのギャップサーボ引き込みが可能となる。   According to the present invention, it is possible to control the distance between the optical disk and the SIL while performing the control by the focus error signal in a state where the SIL and the optical disk are sufficiently separated from each other. Therefore, the pull-in of control by the gap error signal can be switched after approaching slowly, and the gap servo pull-in can be performed stably and in a short time.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態としての光情報記録再生装置のヘッド部制御系の構成を示すブロック図である。図1において、従来技術と同じ機能を果たすブロックは同じ番号を付してある。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the head unit control system of the optical information recording / reproducing apparatus as the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, blocks that perform the same functions as in the prior art are numbered the same.

図1から図5を用いて、本実施形態の動作を説明する。図2は、本発明の第1の実施形態としての光情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。   The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus as the first embodiment of the present invention.

従来技術と本実施の形態との相違点は、図2において点線で囲まれた部分であり、以下に説明する。   The difference between the prior art and the present embodiment is a portion surrounded by a dotted line in FIG. 2 and will be described below.

非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、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。   The light beam that has passed through the non-polarizing beam splitter 18 passes through the aperture 22, is shielded from the outer periphery of the light beam, and is condensed on the photodetector 4 (PD 4) 24 via the sensor lens 23.

PD4の出力は図1のフォーカスエラー信号生成回路114に入力され、フォーカスエラー信号が生成される。   The output of the PD 4 is input to the focus error signal generation circuit 114 in FIG. 1, and a focus error signal is generated.

点線で囲まれた部分について、図3及び図4を用いて詳細に説明する。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。   A portion surrounded by a dotted line will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, the reflected light beam from the optical disk is NA = 1.4 (NA> 1) at the periphery of the pupil diameter.

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となる光束を遮光している。   The aperture 22 transmits a light beam with NA <1 at the center, for example, NA = 0.85, and blocks a light beam with NA> 1 at the outer periphery.

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。   The reason why the transmitted light beam is made about 10% smaller than NA = 1 is that when the objective lens 10 and the SIL 11 are moved in the radial direction of the optical disk due to the eccentricity of the optical disk, the light beam with NA> 1 in the outer peripheral portion is not mixed. It is.

フォーカスエラー信号を生成するには、センサレンズ23には、例えば、トーリックレンズを用いればよい。また、PD4は、例えばPD4が4分割センサであれば、公知の非点収差法によって生成すればよい。   In order to generate the focus error signal, for example, a toric lens may be used as the sensor lens 23. The PD 4 may be generated by a known astigmatism method, for example, if the PD 4 is a quadrant sensor.

NA<1以下の光束には、光ディスク12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。   A light beam with NA <1 or less contains a large amount of reflected light from the recording layer of the optical disk 12, and a focus error signal can be generated with high accuracy.

次に、本実施形態によるフォーカス制御引き込みの動作を図1及び図5を用いて詳細に説明する。   Next, the focus control pull-in operation according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

まず、フォーカス引き込みを始める際にコントローラ117はエクスパンダレンズ駆動回路118により、ピックアップ102内のエクスパンダレンズ9を駆動する。その際、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は図5(a)のような状態となるようにする。   First, when starting focus pull-in, the controller 117 drives the expander lens 9 in the pickup 102 by the expander lens drive circuit 118. At this time, the focus error signal and the gap error signal generated from the light flux of NA <1 are set to a state as shown in FIG.

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5(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。   The focus error signal is focused at a position further about 1 μm away from the optical disk-SIL distance (100 nm or less in FIG. 5A) where the gap error signal level starts to decrease in the near field state.

フォーカスエラー信号の合焦点は、図2中のエクスパンダレンズ9の位置により決められる。   The focal point of the focus error signal is determined by the position of the expander lens 9 in FIG.

図5(a)の状態で、フォーカス引き込みを行う。   Focus pull-in is performed in the state of FIG.

まず、接近速度生成回路108はランプ状の駆動信号を出力し、対物レンズ10及びSIL11が光ディスク101に接近するように駆動を始める。   First, the approach speed generation circuit 108 outputs a ramp-like drive signal and starts driving so that the objective lens 10 and the SIL 11 approach the optical disc 101.

接近を続ける中でコンパレータ114には上記のNA<1の光束から生成したフォーカスエラー信号が入力されている。   While continuing to approach, the comparator 114 receives the focus error signal generated from the light beam with NA <1.

図6は、コンパレータ114の出力とフォーカスエラー信号の関係を示すグラフである。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the output of the comparator 114 and the focus error signal.

本実施形態の場合、フォーカスエラー信号は0レベルを中心に±に振れ、合焦点に対し光ディスクに近づく方向で+、遠ざかる方向で−に振れるので、所定値FEthは、0レベルより少し小さい程度のレベルに設定される。 In this embodiment, the shake in the ± around the focus error signal is 0 level, + in a direction approaching the optical disc to focus, in the direction away - so deflected, the predetermined value FE th, the degree slightly smaller than the zero level Is set to the level of

コンパレータ114は入力であるフォーカスエラー信号の信号レベルが所定値FEthよりも小さくなったら、出力がLowからHighへ切り替わる。 Comparator 114 When the signal level of the input focus error signal becomes smaller than a predetermined value FE th, the output is switched from Low to High.

コンパレータ112の出力がHighになり、再びLowになると、変化した箇所が合焦点付近である。接近速度生成回路108の出力はその時点でのレベルに固定される。それと同時にスイッチ116が位相補償回路115側にONとなる。そして、フォーカスサーボ制御の処理が開始される。   When the output of the comparator 112 becomes High and becomes Low again, the changed portion is near the focal point. The output of the approach speed generation circuit 108 is fixed at the current level. At the same time, the switch 116 is turned on to the phase compensation circuit 115 side. Then, the focus servo control process is started.

このように、フォーカスサーボ制御の引き込み時に光ディスクとSILとの距離が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た状態で、NA<1の光束から生成するフォーカスエラー信号を用いる。   As described above, the focus error signal generated from the luminous flux of NA <1 is used in a state where the position where the distance between the optical disk and the SIL is about 1 μm is the focal point of the focus error signal when the focus servo control is pulled.

このようにすることによって、フォーカス制御の引き込み時にヘッド部が光ディスクと衝突することがない。   By doing so, the head portion does not collide with the optical disc when the focus control is pulled.

コントローラ117がフォーカス制御を正常に引き込めたと判断したところで、フォーカス引き込みは終了である。   When the controller 117 determines that the focus control has been successfully pulled in, the focus pull-in is finished.

この状態になると、SILと光ディスクとの距離は、ほぼ1μmに位置制御され、光ディスクの面振れに追従して動作している状態となる。   In this state, the distance between the SIL and the optical disc is controlled to be approximately 1 μm, and the optical disc is operating following the surface deflection of the optical disc.

フォーカスエラー信号による位置制御を続けている状態で、エクスパンダレンズ9を動作させることで、SILと光ディスクとの距離を安定的に制御可能となる。   The distance between the SIL and the optical disk can be stably controlled by operating the expander lens 9 while the position control by the focus error signal is continued.

引き続き、フォーカスエラー信号による位置制御から、ギャップエラーによる位置制御に移す動作に入る。   Subsequently, the operation shifts from the position control by the focus error signal to the position control by the gap error.

コントローラ117は合焦点が図5(a)の状態から図5(b)の状態、すなわち合焦点がニアフィールド領域になるようにエクスパンダレンズ駆動回路118にピックアップ102内のエクスパンダレンズ9を駆動させる。   The controller 117 drives the expander lens 9 in the pickup 102 to the expander lens driving circuit 118 so that the focal point is in the state shown in FIG. 5B from the state shown in FIG. Let

この移動量は、設計時に決められた値である。   This amount of movement is a value determined at the time of design.

エクスパンダレンズ9の駆動が完了した後に、コントローラ117は集光制御をギャップサーボに変更すべくスイッチ116を位相補償回路105側に切り換える。   After the drive of the expander lens 9 is completed, the controller 117 switches the switch 116 to the phase compensation circuit 105 side in order to change the condensing control to the gap servo.

以上説明したように、本実施の形態によれば、NA<1の光束から生成したフォーカスエラーによるサーボ制御を行っている状態でエクスパンダレンズの移動により、SILと光ディスクと距離を制御可能となった。そのため、安定に光ディスクの記録層への集光制御が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the distance between the SIL and the optical disk can be controlled by moving the expander lens in a state where servo control is performed by a focus error generated from a light beam with NA <1. It was. Therefore, it is possible to stably control light collection on the recording layer of the optical disc.

[第2の実施形態]
図7は、本発明の第2の実施形態としての光情報記録再生装置のヘッド部制御系の構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the head unit control system of the optical information recording / reproducing apparatus as the second embodiment of the present invention.

第1の実施形態と異なるところは、ギャップエラー生成回路104にコンパレータ107が接続され、その出力が、コントローラ117に接続されている点である。   The difference from the first embodiment is that a comparator 107 is connected to the gap error generation circuit 104 and its output is connected to the controller 117.

コントローラ117がフォーカス制御を正常に引き込めたと判断しフォーカス制御引き込みが終了するまでは、第1の実施形態と同じである。   The process is the same as that in the first embodiment until the controller 117 determines that the focus control has been normally pulled in and the focus control pull-in is completed.

その後のギャップエラー制御に切り替えるまでを図7を用いて、詳細に説明する。   The process until switching to the subsequent gap error control will be described in detail with reference to FIG.

フォーカス引き込みが終了した時点で、SIL11と光ディスク12との距離はほぼ1μmに位置制御され、光ディスクの面振れに追従して動作している状態となる。   When the focus pull-in is completed, the distance between the SIL 11 and the optical disk 12 is controlled to be approximately 1 μm, and the optical disk is operating following the surface vibration of the optical disk.

フォーカスエラー信号による位置制御を続けている状態で、エクスパンダレンズ9を動作させることで、SIL11と光ディスク12との距離を安定的に制御可能となる。   The distance between the SIL 11 and the optical disc 12 can be stably controlled by operating the expander lens 9 while the position control by the focus error signal is continued.

引き続き、コントローラ117は合焦点が図5(a)の状態から図5(b)の状態、すなわち合焦点がニアフィールド領域になるようにエクスパンダレンズ駆動回路118にエクスパンダレンズ9の駆動を開始させる。   Subsequently, the controller 117 starts driving the expander lens 9 to the expander lens driving circuit 118 so that the focal point is in the state of FIG. 5A from the state of FIG. 5A, that is, the focal point is in the near field region. Let

コントローラ117は、エクスパンダレンズ9が移動している最中、コンパレータ107の出力を監視する。   The controller 117 monitors the output of the comparator 107 while the expander lens 9 is moving.

コンパレータ107は、ギャップエラー生成回路104に接続され、ギャップエラー信号と所定の閾値とを比較する。   The comparator 107 is connected to the gap error generation circuit 104 and compares the gap error signal with a predetermined threshold value.

ギャップエラー信号が所定の閾値以下となった時に、コンパレータ107の出力はLowからHighに変わる。   When the gap error signal falls below a predetermined threshold, the output of the comparator 107 changes from Low to High.

そのタイミングでコントローラ117は、エクスパンダレンズ駆動回路118にピックアップ102内のエクスパンダレンズ9の駆動を停止させる。   At that timing, the controller 117 causes the expander lens drive circuit 118 to stop driving the expander lens 9 in the pickup 102.

エクスパンダレンズ9の駆動が完了した後に、コントローラ117は集光制御をギャップサーボに変更すべくスイッチ116を位相補償回路105側に切り換える。   After the drive of the expander lens 9 is completed, the controller 117 switches the switch 116 to the phase compensation circuit 105 side in order to change the condensing control to the gap servo.

このようにした場合、より精度良くエクスパンダレンズ9を動作させることができ、SILと光ディスクが衝突する可能性を低くすることができる。   In this case, the expander lens 9 can be operated with higher accuracy, and the possibility of collision between the SIL and the optical disk can be reduced.

以上説明したように、NA<1の光束から生成したフォーカスエラーによるサーボ制御を行っている状態で、SILと光ディスクと距離を自由に制御可能としたことで、安定に光ディスクの記録層への集光制御が可能となった。   As described above, the distance between the SIL and the optical disc can be freely controlled in a state where the servo control is performed by the focus error generated from the light flux of NA <1, so that the optical disc can be stably collected on the recording layer. Light control became possible.

本発明は、近接場効果を利用した光情報記録再生装置に利用可能である。   The present invention is applicable to an optical information recording / reproducing apparatus using the near-field effect.

本発明の第1の実施形態としての光情報記録再生装置のヘッド部制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the head part control system of the optical information recording / reproducing apparatus as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態としての光情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus as a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態において、フォーカスエラー信号を検出する光学系を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing an optical system for detecting a focus error signal in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における開口22を示す平面図である。It is a top view which shows the opening 22 in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態におけるギャップエラー信号とフォーカスエラー信号の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gap error signal and focus error signal in the 1st Embodiment of this invention. コンパレータ114の出力とフォーカスエラー信号の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output of the comparator 114, and a focus error signal. 本発明の第2の実施形態としての光情報記録再生装置のヘッド部制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the head part control system of the optical information recording / reproducing apparatus as the 2nd Embodiment of this invention. 従来の光情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional optical information recording / reproducing apparatus. 図8のSIL11の近傍を示す側面図である。It is a side view which shows the vicinity of SIL11 of FIG. 従来の光情報記録再生装置のヘッド部制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the head part control system of the conventional optical information recording / reproducing apparatus. 従来の光情報記録再生装置におけるギャップサーボ制御引き込み時のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of the gap servo control pull-in in the conventional optical information recording / reproducing apparatus. 従来の課題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional subject.

符号の説明Explanation of symbols

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 エクスパンダレンズ
10 対物レンズ
11 SIL
12、101 光ディスク
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 コンパレータ
108 接近速度生成回路
109 スイッチ
110 加算器
111 和信号生成回路
112 コンパレータ
113 フォーカスエラー生成回路
114 コンパレータ
115 位相補償回路
116 スイッチ
117 コントローラ
118 エクスパンダレンズ駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Collimator lens 3 Beam shaping prism 4, 18 Non-polarization beam splitter (NBS)
5, 15, 19, 23, 26 Lens 6 LPC-PD
7, 14 Polarizing beam splitter 8 1/4 wavelength plate 9 Expander lens 10 Objective lens 11 SIL
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12, 101 Optical disk 13 1/2 wavelength plate 16, 20, 24, 27 Photo detector 17 RF output 21 Tracking error 22 Aperture 102 Pickup 103 Spindle motor 104 Gap error generation circuit 105 Phase compensation circuit 106 Actuator driver circuit 107 Comparator 108 Approach Speed generation circuit 109 Switch 110 Adder 111 Sum signal generation circuit 112 Comparator 113 Focus error generation circuit 114 Comparator 115 Phase compensation circuit 116 Switch 117 Controller 118 Expander lens drive circuit

Claims (3)

光源からの光束を光ディスクに集光し、情報の記録再生を行う光情報記録再生装置において、
前記光源から出射された光束を集光する対物レンズと、該対物レンズと前記光ディスクとの間に配設されるSIL(Solid Immersion Lens)と、を有するヘッド部と、
前記ヘッド部を前記光ディスクに対してフォーカス方向に駆動するアクチュエータと、
前記ヘッド部のフォーカスエラー信号を検出する回路と、
前記ヘッド部と前記光ディスクとのギャップ量を示すギャップエラー信号を検出する回路と、
前記検出されたギャップエラー信号に基づいて前記アクチュエータをサーボ制御することにより前記ヘッド部と前記光ディスクとのギャップ量を制御する回路と、を備え、
前記サーボ制御の引き込み時に、前記フォーカスエラー信号に基づいて前記アクチュエータを位置制御しながら前記ヘッド部を前記光ディスクに近接させた後、前記サーボ制御における引き込みを行うことを特徴とする光情報記録再生装置。
In an optical information recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information by condensing a light beam from a light source onto an optical disc,
A head unit including an objective lens that collects a light beam emitted from the light source, and a SIL (Solid Immersion Lens) disposed between the objective lens and the optical disc;
An actuator for driving the head unit in a focusing direction with respect to the optical disc;
A circuit for detecting a focus error signal of the head unit;
A circuit for detecting a gap error signal indicating a gap amount between the head unit and the optical disc;
A circuit for controlling a gap amount between the head unit and the optical disc by servo-controlling the actuator based on the detected gap error signal, and
An optical information recording / reproducing apparatus that performs pull-in in the servo control after bringing the head portion close to the optical disc while controlling the position of the actuator based on the focus error signal at the time of pull-in of the servo control. .
前記ヘッド部の前記光束が入射する側にはエクスパンダレンズが配設されており、
前記フォーカスエラー信号の合焦点は前記エクスパンダレンズの位置によって決められることを特徴とする請求項1記載の光情報記録再生装置。
An expander lens is disposed on the side of the head unit on which the light beam is incident,
2. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein a focal point of the focus error signal is determined by a position of the expander lens.
前記フォーカスエラー信号に基づいて前記アクチュエータの位置制御を行いながら、前記エクスパンダレンズの位置を変えることにより、前記合焦点を前記光ディスクに近づくように動作させ、
前記ギャップエラー信号が所定の閾値以下になったところで、前記フォーカスエラー信号に基づいた位置制御から、前記ギャップエラー信号に基づいた位置制御に切り替えることを特徴とする請求項2記載の光情報記録再生装置。
While controlling the position of the actuator based on the focus error signal, by changing the position of the expander lens, the focus is moved closer to the optical disc,
3. The optical information recording / reproducing according to claim 2, wherein when the gap error signal becomes a predetermined threshold value or less, the position control based on the focus error signal is switched to the position control based on the gap error signal. apparatus.
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JP2011048896A (en) * 2009-08-24 2011-03-10 Thomson Licensing Objective lens and optical pickup comprising the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011004497A1 (en) * 2009-07-10 2011-01-13 パイオニア株式会社 Record reproducing device, gap controlling method, gap controlling program, and storing medium
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