JP2009502003A - 屈折要素を浄化する方法及びニアフィールド光学システムのための光走査装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、光ディスクを走査するためにニアフィールド光走査装置の屈折要素の光出射面を浄化する方法であって、屈折要素の光出射面が浄化パッドの表面に対して平行であり、屈折要素は接触エッジに沿って浄化パッドに接触するように、屈折要素及び前記浄化パッドが機械的に接触するようにする、接触ステップと、少なくとも浄化軸に沿って屈折要素に相対して平行な前記浄化パッドの少なくとも相対移動を有し、ここで、浄化軸は浄化パッドの面内にあり且つ接触エッジに対して実質的に垂直である、第１浄化ステップとを有する方法に関する。本発明はまた、前記方法にしたがって屈折要素を浄化することを可能にするニアフィールド光走査装置に関する。

Description

本発明は、一般に、ニアフィールド型の光散乱装置の屈折要素を浄化する方法に関する。本発明はまた、ニアフィールド型の光散乱装置に関する。

光走査装置は、光ディスクに対して小さいスポット状にフォーカシングされる放射線ビームにより光ディスクを走査する。光ディスク内又は光ディスク上の情報層からの読み取り及び／又はその情報層への書き込みは、光ディスクを走査することを意味する。光ディスクから読み取られる及び／又は光ディスクに記録される最大記録データ密度は、光ディスクにフォーカシングされた放射線スポットのサイズに対応する。ディスクにフォーカシングされるスポットが小さければ小さい程、光ディスクに記録されることができるデータ密度はより高くなる。上記のスポットサイズはまた、放射線光源、例えば、レーザにより生成される走査光ビームの波長λと、対物レンズとも称せられる焦点レンズの開口数（ＮＡ）との比により決定される。

１を上回る開口数（ＮＡ）を達成することは、所謂‘ニアフィールド型’構成を必要とし、光走査装置の屈折要素は、その屈折要素が波長の１／２よりかなり小さい距離だけ、
実際には、数十ｎｍより小さい距離だけ、光ディスクの出射面から間隔を置くように、対物レンズと光ディスクとの間に位置付けられている。

光ディスクから読み取られる又は光ディスクに書き込まれるときに、上記の距離の要求を満たすことを可能にする光走査装置についての既知のデザインは、アクチュエータを使用するアクティブフィードバックシステム及び磁気記録システムに類似しているスライダーを利用するシステムである。

スライダー及びアクチュエータのデザインの両方についての技術的課題は、屈折要素において汚染物質及びダストのない出射面を維持することである。放射線の経路内に付着しているそのような汚染物質又はダストは、光ディスクの表面までの距離を制御するための光走査装置の能力又は光信号に悪影響を与える可能性があり、性能における劣化、又は、極端な場合には、光走査装置の故障に繋がる。

米国特許第６，６２５，１１０号明細書においては、スラーダーに基づくニアフィールド型光ヘッドにおけるダストの凝集を回避するために適切な方法について記載されている。その文献においては、スライダーのサスペンションアームに取り付けられている超音波振動子の使用、レンズの汚染浄化は、スライダーを共振させることにより行われる。米国特許第６，６２５，１１０号明細書においてまた、浄化ユニットにより光ヘッドの機械式浄化及びスライダーにおけるダスト収集電極の使用について開示されている。
米国特許第６，６２５，１１０号明細書

本発明の目的は、ニアフィールド型のアクティブフィードバック（アクチュエータに基づく）光走査システムのためにかなり適切な浄化方法を提供することである。

この目的は、請求項に記載した特徴的な本発明にしたがった方法により達成される。この方法は、ガス及び汚染物質に対する感度が異なる、したがって、目的の課題がスライダーシステムに比べてアクチュエータに基づく光走査システムについて異なるという洞察に基づいている。スライダーシステムは、スライダーが浮かぶ流体力学式空気圧を得るように正及び負圧力点を有する大きい空気軸受け面を有することに依存している。したがって、スライダーシステムは、空気流を乱す圧力点の何れかにおいて堆積される場合に、流体力学式空気圧を低下させ、スラーダーがディスクと衝突するようになる可能性がある。スライダーを支持している薄いリーフスプリングは、一般に、そのような衝突を切り抜けることはできない。それとは対照的に、アクチュエータに基づく光走査システムは、アクチュエータの支持ヒンジがディスクとの極めてロバストに切り抜けられる衝突であるため、より大きいダスト粒子によって影響されない。しかしながら、そのようなシステムは、屈折要素のエッジにおいて優先的に凝集する、より小さいサイズの汚染物質、例えば、指紋からの有機物質に対して高感度であることが理解されている。使用の前及び長期使用の後にアクチュエータに基づく光走査システムで用いる固体含浸レンズ（ＳＩＬ：Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｌｅｎｓ）の光学顕微鏡写真を調べることにより、汚染物質が、その要素を通る放射線の透過に悪影響を与える、レンズのエッジに優先的に凝集することが観測された。射出瞳の小さい直径及び汚染物質の小さい特徴サイズの観点から、ブラッシング及び／又は超音波振動による機械式浄化としてスライダーを用いる既知の浄化方法は、アクチュエータに基づく光走査システムについては適切でない。屈折要素のエッジを優先的に洗浄することを可能にするために、屈折要素の接触エッジに沿って接触が行われるように、屈折要素が浄化パッドに接触して浄化されるようにするステップを有する請求項１に記載の方法により、浄化効率は改善される。

有利な実施形態においては、浄化軸に沿った相対移動の方向は、接触エッジが屈折要素のトレーリングするように選択される。そのような手段は、汚れが屈折要素の表面から遠ざけられるように押し出され、屈折要素の中央を汚染するリスクをなくす有利点を有する。

改善された実施形態が請求項３の手段により得られ、最先端のアクチュエータに基づくニアフィールド式光走査装置において対応可能なレンズ傾け機構は屈折要素を回転するために有利であるように用いられることができる。好適には、回転軸は接触エッジに対して平行に選択される。更に、光ディスクを走査するとき、光ディスクに対する屈折要素の移動のタンジェンシャル方向に一致するように選択される。汚染物質は、走査方向に対して屈折要素の後縁において優先的に凝集し、それ故、前記手段は、汚染物質が最も凝集し易い傾向にある屈折要素のそれらの領域の効率的な浄化を可能にする。

浄化効率を改善するように、好適な複数の浄化ステップが実行される。好適には、その浄化方法は、第１回転ステップにおいて回転方向に対して逆の方向に回転軸の周りにおいて屈折要素を回転させる第２回転ステップと、浄化方向における屈折要素に対する浄化パッドの少なくとも相対移動を有する第２浄化ステップと、を有する。前記方法は、光ディスクの走査方向に対して屈折要素の前縁領域及び後縁領域の両方の効率的な浄化を可能にし、前記領域は、汚染が最も凝集し易い傾向にある。

改善された実施形態は、請求項４の手段により得られる。第１浄化ステップは、接触エッジに対して平行な軸に沿った横方向相対移動を更に有する場合、逆の浄化方向における浄化ステップを有するシーケンスが実行されているときに、浄化パッドの新鮮な表面が各々の浄化ステップを実行する間に与えられ、それ故、光出射表面が再汚染されるリスクが回避されるという有利点を有する。

改善された実施形態が、請求項８の手段により得られる。複数の浄化シーケンスが実行される場合、好適には、第１浄化シーケンスに対応する回折要素の回転角は大きく、好適には、最大である。そのような測定は、回折要素の光出射表面と浄化パッドの表面との間の汚染物質のトラップのリスクがもたらされることなく、回折要素のエッジが浄化されることを確実にする。第１浄化シーケンスの後、回転角は連続する浄化シーケンスについて減少されることが可能であり、好適には、最後の浄化シーケンスは、回折要素自体の光出射表面の浄化を有する。

改善された実施形態が、請求項１１の手段により得られる。所定の浄化シーケンスに対応して回転軸の方向を変えている間に浄化シーケンスを繰り返すことは、屈折要素の光出射表面の全部のエッジが、前縁及び後縁のみではなく、浄化されることができるという有利点を有する。

本発明はまた、請求項１５にしたがって、光ディスクを走査するためのニアフィールド型の光走査装置に関する。本発明にしたがった光走査装置は、浄化パッドと、屈折要素の光出射表面がその浄化パッドの表面に対して非平行であるように、屈折要素及び浄化パッドに機械的に接触するようにするための第１機械式移動手段であって、その屈折要素は接触エッジに沿って浄化パッドと接している、第１機械式移動手段と、少なくとも浄化軸に沿って屈折要素に対して浄化パッドを相対的に移動させるための第２機械式移動手段と、を有し、浄化軸は、浄化パッドの場所にあり、実質的には、接触エッジに対して垂直である。本発明にしたがった光走査装置は、屈折要素の光出射表面を浄化することができる。好適な実施形態においては、第１機械式移動手段は、光ディスクを走査している間に、レンズチルト及び焦点制御を与えるために用いられるアクチュエータである。好適には、回転角は、１乃至１００ｍｒａｄの範囲内にあり、屈折要素は固体含浸レンズ（ＳＩＬ）である。

本発明の上記の及び他の特徴は、下記において詳述する実施形態から明らかになり、それらの実施形態により説明される。下記において、用語“屈折要素”は多くの光要素を包含し、ニアフィールドシステムのためのＳＩＬレンズを含むことと、説明目的のための記載における、用語“ＳＩＬレンズ”は、本発明のアプリケーションを単なるＳＩＬレンズに限定するものではないこととを理解することができる。

本発明の特徴及び有利点については、添付図を参照することにより理解することができる。

図１は、本発明を実行することが可能であるニアフィールド型の光走査装置の模式図である。そのような装置の詳細説明については、文献Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ ２００４），ｅｄ．Ｂ．Ｖ．Ｋ．Ｖｉｊａｙａ Ｋｕｍａｒ，Ｖｏｌ．５３８０，ｐｐ２０９−２２３に記載されている。

装置１００は、ニアフィールド型光学システムの一部を構成する。その装置は、モーター制御部１０２に接続されている制御ユニット１０１を有し、そのモーター制御部に、光ディスク１１５が位置付けられたチャック１０３が置かれている。光ディスク１１５は、光学システムの読み取り及び書き込み動作中に回転するようにされることが可能である。光ディスク１１５の上において、ニアフィールドシステムの屈折要素、例えば、固体含浸レンズ（ＳＩＬ）がヘッドアセンブリ１０５に収容されている。ヘッドアセンブリ１０５は、サーボユニット１０７により光ディスク１１５の上の特定の距離に位置付けられている。光ディスク１１５に入射する放射線ビームはフロントエンドユニット１０８からもたらされ、そのフロントエンドユニットは、レーザ、光学系、検出器等を有し、入力がフォーマットされる及び変調されるユニット１０９を介して制御ユニット１０１からの動作指令を受け入れる。

エアギャップとしても知られている、光ディスク１１５とヘッドアセンブリ１０５との間における所定距離１０６の制御を、そのような小さい距離において機械式アクチュエータにより可能にするように、適切な制御信号が、ギャップサーボシステムについての入力として必要である。適切な制御信号は偏光状態を有する反射された光放射線ビームから得られ、その反射された光放射線ビームにおいては、例えば、光ディスクにフォーカシングされる走査光放射線ビームに対して垂直であることが知られている。光放射線ビームのかなりの部分は、ＳＩＬ−空気−光ディスク界面における反射の後に楕円偏光される。この効果は、反射ビームが偏光子を介して観測されるとき、既知の“マルタクロス（Ｍａｌｔｅｓｅ ｃｒｏｓｓ）”を生成する。制御信号が、偏光光学系及び放射線検出器、例えば、光検出器を用いて、この“マルタクロス”の光全部を積分することにより生成される。光検出器の値は、０である距離（機械的な接触）については略０であり、距離１０６の増加に伴って増加し、距離１０６が光ビームの波長の略１０分の１であるとき、最大値に定められている。制御信号は、ギャップエラー信号（ＧＥＳ）として知られていて、対応するサーボ方法と共に、上記文献及び文献Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４２（２００３）ｐｐ２７１９−２７２４，Ｐａｒｔ１，Ｎｏ．５Ａ，Ｍａｙ ２００３及びＴｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ＩＳＯＭ／ＯＤＳ ２００２，Ｈａｗａｉｉ，７−１１ Ｊｕｌｙ ２００２ ＩＳＢＮ−０−７８０３−７３７９−０に記載され、示されている。

フロントエンドユニット１０８からの出力は信号処理ユニット１１０に供給される。この出力は、特に、読み取りデータ及びギャップエラー信号（ＧＥＳ）距離測定を有する。読み取りデータ１１１は別個のサブシステムの方に方向付けられる。ＧＥＳ信号１１２は閾値ユニット１１３に供給される。この閾値ユニットは、予め決定され、そのユニットに対してプログラムされた１つ又はそれ以上の閾値を有する。更に、そのプログラムは、測定された距離の何れかが閾値から外れている場合に実行される必要がある適切な反応を有する。測定距離と閾値との間の比較が行われ、適切な反応が、必要に応じて、選択される。この情報は、その場合、ＳＩＬレンズを有するヘッド１０５をまた、制御するサーボユニット１０７を制御することにより選択された反応を実行するように作用するエアギャップ制御ユニット１１４に供給される。

ヘッドアセンブリ１０５を有する光ピックアップユニット（ＯＰＵ）及びフロントエンドユニット１０８の更なる詳細について、図２を参照して説明する。この図は例示としての実施例としての意味をもち、幾つかの他の実施形態が当該技術分野において知られている。放射線ビーム、例えば、単色のレーザビームは、レーザダイオード２０１により生成され、そのレーザビームは格子２０２を通り、その格子は、主ビーム及び２つの衛星スポットを有する３ビーム径を生成することを可能にする。放射線ビームは、ビームスプリッタ２０３、コリメータレンズ２０４を更に通る。最終的に、放射線ビームは、対物レンズ２０５により光ディスク１０６に備えられている情報層に対してスポット状にフォーカシングされ、屈折要素２０６、例えば、固体含浸レンズ（ＳＩＬ）から出る。光ディスクにおける情報層は、スクラッチに対する機械的保護のためのカバー層によりカバーされることが可能である。光ディスクにおける情報層により反射された放射線ビームの一部は、ビームスプリッタ２０３を透過し、サーボレンズ２０７及び検出器２０８の方に進む。機械式アクチュエータシステム２０９ａ及び２０９ｂは、光ディスクに対して固体含浸レンズ（ＳＩＬ）２０６及び／又は対物レンズ２０５の位置を確実に調整するためのものである。

固体含浸レンズ（ＳＩＬ）２０６の更なる詳細について、図３を参照して説明する。レンズの開口数（ＮＡ）は、例えば、図３ａに示す半球状の固体含浸レンズ（ＳＩＬ）２０６の中央にフォーカシングすることにより空気−媒体界面における屈折を伴わずに高屈折率の媒体にフォーカシングされる場合、１を上回ることが可能である。この場合、実効開口数（ＮＡ）はＮＡ_ｅｆｆ＝ｎＮＡ_０であり、ここで、ｎは半球状固体含浸レンズ（ＳＩＬ）２０６の屈折率であり、ＮＡ_０は図３ａにしたがった対物レンズ２０５の空気中のＮＡである。

ＮＡを更に大きくするために、当該技術分野においては、図３ｂに示す超半球状固体含浸レンズを用いることが知られている。超半球状レンズは、光軸の方に光ビームを屈折させる。ここで、実効ＮＡはＮＡ_ｅｆｆ＝ｎ^２ＮＡ_０である。超半球状固体含浸レンズの光学膜厚はＲ（１＋１／ｎ）であり、ここで、ｎはレンズ材料の屈折率であり、Ｒは固体含浸レンズ（ＳＩＬ）２０６の半球部分の半径である。

１より大きい実効ＮＡ_ｅｆｆが固体含浸レンズの光出射面から極端に短い距離の範囲内にのみ存在することは、エバネッセント波が存在することであることに留意することは重要である。その距離は、典型的には、放射線の波長の１０分の１より小さい。上記の距離はまた、ニアフィールドと呼ばれているものである。この短いニアフィールドは、光記録担体に書き込んでいる又はそれから読み取っている間に、固体含浸レンズと記録担体との間の距離は常に、数十ｎｍより小さい必要があることを意味している。このことは、ＳＩＬの光出射面３０１に入射する走査光ビームの少なくとも一部がレンズ−空気界面において全反射されるためであり、ここで、光ビームの全反射は、光学的に薄い媒体におけるまさにかなり小さい距離において徐々に消える。

ＳＩＬレンズ２０６の光出射面３０１について、当該技術分野において知られているデザインが、図３ｃ及び３ｄを参照して更に示されている。半球状のＳＩＬレンズの光出射面（３０１）の一実施形態においては、光出射面（３０１）はメサエッチを有し、光出射面（３０１）のメサエッチの実質的に平坦な表面はＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（射出瞳）を規定する。射出瞳の直径は２０乃至１００μｍのオーダーにある。光ディスクを走査している間、光ディスクからの短い距離に維持されている射出瞳の直径は、ＳＩＬレンズの直径が不均一のディスクの高さの課題を未然に防ぐ有利点を有するように、かなり小さい。超半球状のＳＩＬレンズ（図３ｄ）の光出射面３０１の実施形態においては、光出射面３０１は、光出射面３０３に対して小さい角度で２つの表面３０４ｂ及び３０４ａ並びに射出瞳を規定する平面状の光出射表面３０３を有する。そのようなデザインはまた、不均一なディスクの高さの課題を未然に防ぐ有利点を備えている。

そのようなＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（射出瞳）（３０２，３０３）の直径は、従来の光走査装置の直径よりかなり小さく、前記ディスクを走査している間の光ディスクの表面までの距離はかなり小さいため、ダスト及び汚染物質に対処する上で直面する課題は、従来の光走査装置の場合とは異なる。第１に、アクチュエータの支持ヒンジはかなりロバストであり、ディスクとの衝突を切り抜けることができるため、アクチュエータに基づく光走査システムは大きいダスト粒子により影響されないことが判明している。第２に、使用の前及び長期使用の後に、アクチュエータに基づく光走査システムで用いる固体含浸レンズ（ＳＩＬ）の光学顕微鏡写真を調べることにより、汚染物質が、その要素を通る放射線の透過に悪影響を与える、レンズのエッジに優先的に凝集することが観測されている。

図４は、本発明にしたがった、屈折要素、特に、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）を浄化する方法の第１実施形態を示している。光ディスク１１５を走査している間に、光ディスク１１５とＳＩＬレンズ２０６との間における２０乃至５０ｎｍのオーダーのかなり小さい距離は、ＳＩＬレンズ２０６の汚染に繋がる可能性がある。これは、光ディスク１１５において存在する汚染、僅かな接触／衝撃イベントによる残留物等による可能性がある。前記汚染は即時の問題を引き起こすことはないが、大量の残留物は、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）への汚染又は損傷の可能性を高くし、それ故、回避されなければならない。上記のように、汚染は、主に、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面レンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）のエッジのあたりに集まることが観測されている。光出射表面（３０２，３０３）のエッジにおけるそのような汚染物質の凝集について、図４に汚染物質４００で示されている。それ故、既知の方法にしたがって、例えば、浄化パッドの表面に対して平行な光出射表面（３０２，３０３）をブラッシングすることにより、光出射表面（３０２，３０３）を浄化する試みは、有効でないことが判明している。更に、光出射表面（３０２，３０３）を平行にブラッシングすることは、光出射表面（３０２，３０３）に亘って汚染物質４００を引き込み、それ故、スクラッチの可能性を増大させる可能性がある。

本発明にしたがった方法においては、接触ステップにおいて、ＳＩＬレンズ２０６か又は浄化パッド１１６のどちらかは、光出射表面（３０２，３０３）が浄化パッド１１６の表面に対して非平行であるように回転され、それらの２つは機械的な接触がもたらされる。これは、浄化パッドの表面に対して非垂直な方向４０１ａにＳＩＬレンズ２０６の光軸４０１を有することと同等である。接触ステップの結果、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）が接触エッジに沿って浄化パッドと接するようになる。接触ステップは浄化ステップにより後続され、その浄化ステップにおいて、接触パッド１１６は、浄化方向４０２においてＳＩＬレンズに対して移動される。このようにして、浄化パッド１１６がＳＩＬレンズ２０６に対して移動されるとき、汚染物質４００はエッジから効率的に除去される一方、汚染物質４００が光出射表面（３０２，３０３）に亘って引き込まれるリスクが低減される。更に、有利な実施形態においては、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）の回転方向は、汚染物質４００が浄化ステップにおいてＳＩＬレンズ２０６から遠ざかるように除去される（汚染物質４００の移動方向を示す、図４における矢印４０２で示されている）ように、選択される。それ故、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）における汚染の再堆積又は引き込まれの可能性を最小化することが可能である。

有利な実施形態においては、浄化方向が、光ディスク１１５を走査しているときに、光ディスク１１５に対してＳＩＬレンズ２０６の移動のタンジェンシャル方向に沿っているように選択される。走査方向に対して屈折要素の後縁において、汚染物質が優先的に凝集し、それ故、前記測定は、汚染が最も凝集し易い傾向にある屈折要素の領域の効率的な浄化を可能にすることが、実験的に判明している。

上記方法の幾つかの同等のハードウェアの実施形態を容易に考え出すことが可能である。好適な実施形態においては、浄化パッド１１６に対するＳＩＬレンズ２０６の相対回転
が、レンズチルト機構を用いることにより得られる。そのようなレンズチルト機構は、例えば、ディスクに対するレンズのアライメントの目的のために、最先端の光ピックアップユニット（ＯＰＵ）において既に利用可能である。そのようなレンズチルト機構は、全体の光ピックアップユニット（ＯＰＵ）、即ち、図２に示す全体的な光路を傾けることを可能にするものであること、又は、代替として、３Ｄ又は４Ｄアクチュエータとして、当該技術分野において既知である機構であることが可能である。そのような３Ｄ又は４Ｄアクチュエータは、ＳＩＬレンズ２０６（２Ｄ移動）のフォーカシング及びトラッキング移動（平行移動）を実行するばかりでなく、１つの垂直軸（３Ｄ）又は２つの垂直軸（４Ｄ）に沿ってＳＩＬレンズ２０６を傾けることを可能にする。そのような３Ｄ又は４Ｄアクチュエータは、今日、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）及び／又はブルーレイ（ＢＤ）プレーヤ／レコーダのために用いられている。本発明において、“ＳＩＬレンズ２０６のフォーカシング及びトラッキング移動（平行移動）の実行すること”は、ＳＩＬレンズ２０６のみを調整すること、又はＳＩＬレンズ及び焦点レンズ２０５を有するアセンブリを調整することを有する。

ＳＩＬレンズ２０６を回転させるために３Ｄ又は４Ｄアクチュエータを用いること又は全体のＯＰＵの回転のための機構を用いることに代えて、浄化パッドについて回転機構を実施することがまた、可能である。

実施形態においては、（移動可能）浄化パッド１１６は、光走査装置１００の内部に備えられる。浄化パッド１１６は、好適には、ディスク領域のすぐ外側のチャック１０３において位置付けられることが可能である。浄化パッドは、制御ユニット１０１により制御される機械式移動手段１１７（例えば、モーター又はアクチュエータ）によりＳＩＬレンズ２０６に対して移動されることが可能である。そのような機械式移動手段１１７は、ＳＩＬレンズ２０６に対して浄化パッド１１６を回転させること、又は浄化パッドがＳＩＬレンズ２０６と機械的に接触するようにすることを更に可能にする。

それ故、接触ステップにおいて浄化パッド１１６に対してＳＩＬレンズ２０６の相対回転、並びにＳＩＬレンズ２０６及び浄化パッド１１６の接触方法は、浄化パッド１１６又はＯＰＵのアクチュエータシステム（２０９ａ，２０９ｂ）により又は機械式移動手段１１７により実行されることが可能である。光走査装置において既に存在していることを考慮して、ＯＰＵのアクチュエータシステム（２０９ａ，２０９ｂ）を使用することが実行される。上記実施形態においては、好適には、浄化手順の間には、例えば、読み出し／書き込み動作の間には、距離１０６の閉ループ制御は備えられていない。それに代えて、浄化パッド１１６及びＳＩＬレンズ２０６は、互いに対して穏やかに押し当てられる、現状のＯＰＵにおいては、ＳＩＬレンズ２０６は、数百μｍのストロークでワイヤ−スプリングホルダに備えられるため、機械的な許容範囲は、浄化パッド１１６に亘ってレンズを移動させ、それ故、それらを接触するようにするには十分である。最大接触力は、アクチュエータのばね定数により、及び／又は浄化パッドのバッキング材料（例えば、軟らかいゴム又は発泡剤）の弾性により、決定される。このようにして、接触力は、常に、安全な限界の範囲内にある。

代替の実施形態においては、例えば、光ディスク１１５の内周及び／又は外周の近傍に備えられている小さい浄化ストリップにより、各々の光ディスク１１５において浄化パッドを備えることが可能である。これは、浄化パッドの移動制御が通常、一方向のみに回転する光ディスク１１５の移動制御に対して制限される不利点を有する。

図５は、本発明にしたがったＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）を浄化する方法の第２実施形態を示している。それ故、回転及び浄化ステップに対応する浄化シーケンスが実行される。

図５ａ及び５ｂにおいては、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）及び浄化パッド１１６の平面図が示されている。矢印５０３は、ＳＩＬレンズ２０６の有効な回転方向を表し、矢印５０５ａ及び５０５ｂは、浄化パッド１１６の有効な移動方向を表す。参照番号５０１及び５０２は、その方法にしたがって浄化されるＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）の２つのエッジを示す。図５ｂにおける上の図に示すように、ステップの第１シーケンスにおいては、ＳＩＬレンズ２０６は、エッジ５１１が接触エッジであり、エッジ５１２が浄化パッド１１６と接触しないように、方向５０６に回転される。第１浄化ステップにおいては、浄化パッド１１６は、それに応じて、矢印５０７に示されているように移動される。ステップの第２シーケンスにおいては、図５ｂの下の図に示しているように、ＳＩＬレンズ２０６は、ここでは、逆のエッジ５０８が接触エッジであり、エッジ５１０が浄化パッド１１６と接触しないように、逆方向５０８に回転される。第２浄化ステップにおいては、浄化パッド１１６は、それに応じて、第１シーケンスにおける移動方向に比べて逆方向５０８に移動される。ステップの第１シーケンス及び第２シーケンスは、必要に応じて繰り返される。

方法の第１実施形態に類似して、光ディスク１１５を走査しているとき、光ディスク１１５に対してＳＩＬ２０６の移動のタンジェンシャル方向に沿って浄化方向を選択することは有利である。

ハードウェアの複雑化を付加することなく、ＳＩＬレンズ２０６を移動させるためにＯＰＵアクチュエータ（２０９ａ，２０９ｂ）を用いる有利な実施形態において、ＳＩＬレンズ２０６の径方向移動をまた、用いることにより、改善された浄化を得ることができる（図５ｂを参照されたい）。そのような移動は、アクチュエータのトラッキングコイルを用いることにより、又はＯＰＵを所望の半径にするために用いられる回転アーム又は直線状スレッジを用いることにより、得られる。第２実施形態にしたがった浄化方法においては、浄化ステップの間に、ＳＩＬレンズ２０６は、浄化方向に対して垂直に、好適には、浄化の移動と同時に、ゆっくり移動される。クリーナの新鮮な部分が常に用いられるために、再汚染の可能性が著しく減少するという有利点がある。浄化ステップの間にＳＩＬレンズ２０６の横方向移動は、その移動方向が、ディスクの移動方向に対してもはや、平行ではないことを意味する。汚染物質をＳＩＬレンズ２０６から遠ざかるように移動させる有利点を維持するために、ＳＩＬレンズ２０６の横方向移動速度は、好適には、浄化パッド１１６の移動速度の２乃至３倍の範囲内にある必要がある。

例えば、左から右への連続移動の場合、ＳＩＬレンズ２０６は、浄化パッド１１６に亘る千鳥状パターンに従う。代替として、ＳＩＬレンズ２０６の横方向移動は、浄化ステップ間で実行されることが可能である。ここでは、ＳＩｌレンズ２０６は、矩形波状パターンに従う。浄化の移動はまた、好適には、光ディスクを走査しているとき、ＳＩＬレンズ２０６の移動方向に対して平行な方向にある一方、ＳＩＬレンズ２０６の回転は、その横方向移動の前、間又は後に行われることが可能である。

代替の実施形態においては、ＳＩＬレンズ２０６の横方向移動と浄化パッド１１６の移動を組み合わせることに代えて、機械式移動手段１１７は、浄化パッド１１６が両方の方向に移動することが可能である一方、ＳＩＬレンズ２０６が固定されたまま維持されるように、備えられることが可能である。

図６は、本発明にしたがった屈折要素を浄化する方法の第３実施形態を示している。

上記の概念は、（最も重要な）前縁及び後縁のみに代えて、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）の全体のエッジを浄化するように拡大解釈されることが可能である。好適には、これは、４Ｄアクチュエータを用いることにより得られ、２つの直交する方向へのＳＩＬレンズ２０６の回転を可能にする。図６は、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面（３０２，３０３）の円形エッジの平面図からのものである。矢印６０６及び６０７は、ＳＩＬレンズ２０６の回転のために対応可能な回転方向を示している。破線の軸は、浄化パッド１１６の有効な移動方向を示している（明確化のために、浄化パッド１１６は図６に示されていない）。例えば、本発明の第３実施形態にしたがった浄化方法において、その方法は、図６において示している点６０１において、光出射表面（３０２，３０３）のエッジが浄化パッド１１６に触れるように、ＳＩＬレンズ２０６を回転することにより開始される。この回転と同調して、後続の浄化ステップにおいて、浄化パッド１１６の移動速度及びＳＩＬレンズ２０６の横方向移動速度は、図６ｂ（右側）における矢印の大きさにより示されているように適合される。ここでは、模様付けの矢印６０８は、ＳＩＬレンズ２０６に対する浄化パッド１１６の速度を表し、白抜きの矢印６０９は、ＳＩＬレンズ２０６の横方向移動の速度を表す。その方法は、点６０２、６０３、６０４及び６０５について、回転ステップ及び対応する浄化ステップのシーケンスにより続けられる。例えば、ＳＩＬレンズ２０６は、光出射表面（３０２，３０３）が点６０３において浄化パッド１１６と接触するように回転されるとき、浄化パッド１１６（ＳＩＬレンズ２０６からみて）が右方向に移動するように、ＳＩＬレンズ２０６のみが移動する。このことは、ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面から遠ざかるように点６０３から汚染が除去されることをもたらす。点６０４については、横方向ＳＩＬレンズ２０６の速度は低下し、浄化パッドは、ここで、回転が遅くなる。点６０５については、浄化パッドのみが移動する、等々である。浄化パッド１１６の最大移動速度に等しいＳＩＬレンズ２０６の最大横方向移動速度を選択することにより（この実施例の場合のように）、浄化パッド１１６においてＳＩＬレンズ２０６により行われる円形トレースが得られ、そのトレースの半径は選択された速度によりスケーリングされる。一般に、例えば、一意の最大速度の選択により、極端な場合、図４に示すように、第１実施形態により楕円形状のトレース（横方向のレンズ移動はない）が得られる。

代替の実施形態においては、ＳＩＬレンズ２０６の横方向移動と浄化パッド１１６の移動の組み合わせに代えて、機械式移動手段１１７は、浄化パッド１１６が両方の方向に移動することを可能にする一方、ＳＩＬレンズ２０６は固定されたまま維持されるように、備えられることが可能である。

浄化しているとき、複数の浄化シーケンス（シーケンスは上−下、又は１つの平行移動）が、より徹底的な浄化のために用いられることが可能である。ＳＩＬレンズ２０６の光出射表面に渡る高さの差は、浄化パッド１１６において用いられる浄化クロス（毛状のもの、ブラシ、繊維）の構造の高さより大きいように、より大きい回転角を有する第１シーケンスを開始することは有利である。このことは、光出射表面（３０２，３０３）のエッジが、先ず、光出射表面（３０２，３０３）と浄化パッド１１６との間の光出射表面（３０２，３０３）の逆のエッジからの汚染がトラップするリスクを被ることなく浄化されることを確実にする。このシーケンスの後、回転角は、例えば、光出射表面自体の浄化を有するように、連続するシーケンスのために減少されることが可能である。

上記の実施形態は、本発明を限定するのではなく、例示であることに留意する必要がある。当業者は、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施形態をデザインすることができる。用語“を有する”及びその用語の派生の用語は、請求項に記載している要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の単数表現は、その要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、複数の別個の要素を有するハードウェアにより及び適切なファームウェアにより実施されることが可能である。複数の手段が列挙されているシステム／装置／機器請求項においては、それらの手段の幾つかは、同じハードウェア又はソフトウェアの一により実施されることが可能である。単に特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されていることは、それらの手段の組み合わせが有利であるように用いられないことを意味するものではない。

本発明が実行されることが可能である光走査装置の模式図である。 光走査装置の光ピックアップユニットの模式図である。 固体含浸レンズの模式図である。 本発明にしたがった屈折要素を浄化する方法の第１実施形態を示す図である。 本発明にしたがった屈折要素を浄化する方法の第２実施形態を示す図である。 本発明にしたがった屈折要素を浄化する方法の第３実施形態を示す図である。

Claims (34)

1. 光ディスクを走査するためにニアフィールド光走査装置の屈折要素の光出射面を浄化する方法であって：
   前記屈折要素の前記光出射面は浄化パッドの表面に対して平行であり、前記屈折要素が接触エッジに沿って前記浄化パッドに接触するように、前記屈折要素及び前記浄化パッドが機械的に接触するようにする、接触ステップ；並びに
   少なくとも浄化軸に沿って前記屈折要素に相対して平行な前記浄化パッドの少なくとも相対移動を有し、ここで、前記浄化軸は前記浄化パッドの面内にあり且つ前記接触エッジに対して実質的に垂直である、第１浄化ステップ；
   を有する方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記接触エッジは前記屈折要素をトレーリングするように、前記浄化軸に沿った前記相対移動の方向を選択することを特徴とする、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、前記第１浄化ステップに先行する第１回転ステップであって、前記回折要素の面内にある回転軸の周りで前記屈折要素を回転させる、第１回転ステップを更に有することを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記回転軸は前記接触エッジに対して平行であることを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、前記第１浄化ステップは、前記接触エッジに対して平行な軸に沿って横方向相対移動を更に有し、好適には、前記浄化軸に沿った前記相対移動及び前記横方向相対移動は同時に実行されることを特徴とする方法。
6. 請求項３乃至５の何れか一項に記載の方法であって：
   前記第１回転ステップにおける回転方向に対して逆の方向にある回転軸の周りで前記屈折要素を回転させる第２回転ステップ；並びに
   少なくとも浄化方向に前記屈折要素に対して相対的に前記浄化パッドの少なくとも相対移動を有し、前記浄化方向は、前記接触エッジは前記屈折要素をトレーリングするように前記浄化軸に沿っている第２浄化ステップ；
   を更に有することを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、第１回転ステップ、第１浄化ステップ、第２回転ステップ及び第２浄化ステップのシーケンスを繰り返すことを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、第１回転ステップ、第１浄化ステップ、第２回転ステップ及び第２浄化ステップの各々のシーケンスの後に、前記屈折要素を回転させる回転角を減少させることを特徴とする方法。
9. 請求項７又は８に記載の方法であって、前記浄化ステップは、前記接触エッジに対して平行な方向における相対移動を更に有することを特徴とする方法。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の方法であって、前記接触エッジは、光ディスクから情報を読み取るときに、前記光ディスクに対して前記屈折要素の移動のタンジェンシャル方向に対応するように選択されることを特徴とする方法。
11. 請求項７に記載の方法であって、前記回転軸は、第１回転ステップ、第１浄化ステップ、第２回転ステップ及び第２浄化ステップの所定のシーケンスに対応し、他のシーケンスの回転軸と異なるように選択されることを特徴とする方法。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載の方法であって、前記屈折要素の前記回転は、光ディスクを走査している間に、レンズチルト及び焦点制御を与えるために用いられるアクチュエータにより実行されることを特徴とする方法。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の方法であって、前記浄化パッドはコットンに基づく表面を有することを特徴とする方法。
14. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の方法であって、前記回転角は１乃至１００ｍｒａｄの範囲内にあることを特徴とする方法。
15. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載の方法であって、前記屈折要素は固体含浸レンズ（ＳＩＬ）であることを特徴とする方法。
16. 光ディスクを走査するためのニアフィールド光走査装置であって：
    前方放射線ビーム及び反射放射線を生成するためのフロントエンドユニット；
    前記光ディスクの方に前記前方放射線ビームを透過させ、前記フロントエンドユニットの方に前記光ディスクからの前記反射放射線ビームを透過させるための屈折要素を有する光ヘッド；
    浄化パッド；
    前記屈折要素の光出射表面は前記浄化パッドの表面に対して非平行であり、前記屈折要素が接触エッジに沿って前記浄化パッドと接触するように、前記屈折要素及び前記浄化パッドを機械的に接触させるようにするための第１機械式移動手段；並びに
    少なくとも浄化軸に沿って前記屈折要素に相対して前記浄化パッドを相対移動させるための第２機械式移動手段であって、前記浄化軸は、前記浄化パッドの面内にあり且つ前記接触エッジに対して実質的に垂直である、第２機械式移動手段；
    を有するニアフィールド光走査装置。
17. 請求項１６に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記第２機械式移動手段は、前記接触エッジが前記屈折要素をトレーリングするように選択された方向にある前記浄化軸に沿って前記浄化パッドを相対移動するように備えられていることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
18. 請求項１７に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記第１機械式移動手段は、前記屈折要素の面内にある第１方向における回転軸の周りで前記屈折要素を回転させるように備えられていることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
19. 請求項１８に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記回転軸は前記接触エッジに対して平行であることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
20. 請求項１９に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記第２機械式移動手段は、前記接触エッジに対して平行な軸に沿って前記浄化パッドを横方向に移動させるように備えられ、前記第２機械式移動手段は、好適には、前記浄化軸に沿った前記相対移動及び横方向相対移動を同時に実行するように備えられていることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
21. 請求項１８乃至２０の何れか一項に記載のニアフィールド光走査装置であって：
    前記第１機械式移動手段は、前記第１方向に対して逆の方向における前記回転軸の周りで前記屈折要素を回転させるように更に備えられ；
    前記第２機械式移動手段は、少なくとも浄化方向に前記屈折要素に対して前記浄化パッドを移動させるように更に備えられ、前記浄化方向は、前記接触エッジが前記屈折要素をトレーリングするように、前記浄化軸に沿っている；
    ことを特徴とするニアフィールド光走査装置。
22. 請求項２１に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記第１機械式移動手段及び前記第２機械式移動手段は、前記第１回転方向に前記屈折要素を回転させること、前記浄化方向に沿って前記浄化パッドを移動させること、前記第１回転方向に前記逆の方向に前記屈折要素を回転させること及び前記浄化方向に沿って前記浄化パッドを移動させることのシーケンスを繰り返して実行するように更に備えられていることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
23. 請求項２２に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記第１機械式移動手段は、各々の移動のシーケンスを実行した後、前記屈折要素を回転させる回転角を減少させるように更に備えられていることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
24. 請求項２２又は２３に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記第２機械式移動手段は、前記制御エッジに対して平行の方向に前記浄化パッドを移動させるように更に備えられていることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
25. 請求項１６乃至２４の何れか一項に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記接触エッジは、光ディスクから情報を読み取るとき、前記光ディスクに対して前記屈折要素の移動のタンジェンシャル方向に対応するように選択されることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
26. 請求項２２に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記第１機械式移動手段及び前記第２機械式移動手段は、少なくとも２つの異なる回転軸に対応する移動のシーケンスを実行するように更に備えられていることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
27. 請求項１６乃至２６の何れか一項に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記第１機械式移動手段は、光ディスクを走査している間に、レンズチルト及び焦点制御を与えるために用いられるアクチュエータであることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
28. 請求項１６乃至２７の何れか一項に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記浄化パッドはコットンに基づく表面を有することを特徴とするニアフィールド光走査装置。
29. 請求項１６乃至２８の何れか一項に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記回転角は１乃至１００ｍｒａｄの範囲内にあることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
30. 請求項１６乃至２９の何れか一項に記載のニアフィールド光走査装置であって、前記屈折要素は固体含浸レンズ（ＳＩＬ）であることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
31. 光ディスクを走査するためのニアフィールド光走査装置であって：
    前方放射線ビーム及び反射放射線を生成するためのフロントエンドユニット；
    前記光ディスクの方に前記前方放射線ビームを透過させ、前記フロントエンドユニットの方に前記光ディスクからの前記反射放射線ビームを透過させるための屈折要素を有する光ヘッド；
    前記屈折要素の光出射表面が前記浄化パッドの表面に対して非平行であり、前記屈折要素が接触エッジに沿って前記浄化パッドと接触するように、前記光ディスクに備えられている前記屈折要素及び前記浄化パッドを機械的に接触させるようにするための第１機械式移動手段；並びに
    少なくとも浄化軸に沿って前記屈折要素に相対して前記浄化パッドを相対移動させるための第２機械式移動手段であって、前記浄化軸は、前記浄化パッドの面内にあり且つ前記接触エッジに対して実質的に垂直である、第２機械式移動手段；
    を有するニアフィールド光走査装置。
32. 請求項３１に記載のニアフィールド光走査装置であって、第２機械式移動手段はディスク回転手段であることを特徴とするニアフィールド光走査装置。
33. 請求項１に記載の浄化方法を実行する請求項３１に記載のニアフィールド光走査装置と協働するための浄化パッドを有する光ディスク。
34. 請求項３３に記載の光ディスクであって、前記浄化パッドは、前記光ディスクの内側領域に備えられている環状浄化ストリップであることを特徴とする光ディスク。

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