JP3545139B2 - 光学式ピックアップ及び情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるＤＶＤ等の、高密度記録が可能な情報記録媒体に対応して、より高密度に情報の記録再生が可能な光学式ピックアップ及びそれを用いた情報記録再生装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、情報が記録されている情報記録媒体に対してレーザ光等の光ビームを用いて情報の記録再生を行う場合には、対物レンズを用いて当該光ビームを当該情報記録媒体の情報記録面に集光させることが行われる。
【０００３】
この場合、情報記録面上に当該光ビームが照射されることにより形成される光スポットが小さければ小さいほど高密度の情報の記録再生が可能となることが知られている。そして、当該光スポットの大きさ（直径）は、対物レンズの開口数をＮＡとし、光ビームの波長をλとすると、
λ／ＮＡ
に比例することが知られており、従って、対物レンズの開口数ＮＡが大きいほど光スポットを小さくできることとなる。
【０００４】
ところが、情報記録媒体の厚さ、記録再生時におけるチルト（傾き）又は光ビームの焦点深度の許容値等との関連から、開口数ＮＡをあまり大きくするとそれらの許容値幅が狭くなってサーボ制御の能力を越えてしまうため、現状における現実的な開口数ＮＡとしては、０．６程度の値となるように設定されている。
【０００５】
そこで、情報記録媒体の厚さ等の許容値幅を維持したまま開口数ＮＡを向上させるための技術として、近年、イマージョンレンズと呼ばれるレンズを対物レンズと情報記録面との間に挿入する技術が開発されている。このイマージョンレンズは、対物レンズと情報記録面の間に平面部が情報記録面に対向するように半円球型の微小レンズ（この微小レンズをイマージョンレンズという。）を配置し、当該イマージョンレンズにおける光ビームの屈折を利用して開口数ＮＡを向上させようというものである。
【０００６】
より具体的には、図１３に示すように、フォーカスサーボ制御用の永久磁石１０８内にフォーカスサーボ用のアクチュエータ１０７と共に固定部１０６に固定されている対物レンズ１００と情報記録媒体１０２の情報記録面１０３との間に半円球型のイマージョンレンズ１０１を挿入し、当該イマージョンレンズ１０１を介して光ビームＢを情報記録面１０３上に集光するのである。このように構成することにより、イマージョンレンズ１０１によって光ビームＢが屈折することに起因して、情報記録面１０３に対する光ビームＢの入射角θが、イマージョンレンズ１０１を挿入しない場合に比して増大し、これにより、ｓｉｎθの値に比例する開口数ＮＡが増大するのである（イマージョンレンズについて詳細には、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ，Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．２４，１０ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９９０，ｐｐ−２５１５〜２５１６を参照のこと。）。
【０００７】
上述のイマージョンレンズ１０１によれば、対物レンズ１００の大きさや厚さ又は枚数等を変更することなく開口数ＮＡを増大させることができ、高密度の記録再生が可能となる。
【０００８】
ところで、イマージョンレンズ１０１と情報記録面１０３との関係については、当該イマージョンレンズ１０１の球面における曲率中心が当該情報記録面１０３上にあることが必要であるため、実際には、図１３に示すようにイマージョンレンズ１０１が情報記録面１０３と平行となるように、支持部材１０４により情報記録媒体１０２から所定の距離をおいてイマージョンレンズ１０１を支持する必要がある。このとき、従来では、支持部材１０４を情報記録媒体１０２に接触させることにより上記所定の距離を保持すると共に、当該支持部材１０４を板バネ等よりなるサスペンション１０５を介して固定部１０６に固定し、情報記録媒体１０２が傾斜しても情報記録面１０３とイマージョンレンズ１０１の位置関係が一定となるように構成していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のイマージョンレンズ１０１を含む光学式ピックアップにおいては、上述のように、イマージョンレンズ１０１と情報記録面１０３との位置関係を維持するために支持部材１０４を用いていたが、当該支持部材１０４は情報記録媒体１０２が静止しているときは当該情報記録媒体１０２に接触し、情報記録媒体１０２が回転を始めると情報記録媒体１０２と支持部材１０４との間に空気の薄層が形成され、情報記録媒体１０２と支持部材１０４とが離れる構成となっているため、例えば、当該情報記録媒体１０２が光ディスクであった場合に、このまま光ディスクが回転移動すると、当該回転移動の初期において透明な保護層の表面に支持部材１０４による傷がつくこととなり、当該傷により光ビームＢが不必要に屈折したり減衰したりして、情報の記録再生が正常にできなくなるという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて成されたもので、その課題は、情報記録媒体１０２の表面に傷等を付けることなくイマージョンレンズ１０１と情報記録面１０３との位置関係を維持することができ、高密度に情報の記録再生が可能な光学式ピックアップ及びそれを用いた情報記録再生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、対物レンズと情報記録媒体の間のレーザ光等の光ビームの光路上に、当該光ビームにおける開口数を増大させるためのイマージョンレンズを備えた光学式ピックアップであって、前記情報記録媒体における前記光ビームが照射される面と反対の面に配置された第１磁石と、前記イマージョンレンズと一体的に可動する第２磁石と、前記イマージョンレンズ及び前記第２磁石を前記対物レンズに対して支持する弾性体と、により構成され、前記第１磁石と前記第２磁石との間における引力又は反発力と前記弾性体の弾性力とを吊り合わせることにより、前記イマージョンレンズの球面中心と前記情報記録媒体における情報を記録する情報記録面との距離が予め設定された所定の許容範囲内の距離となるように、前記情報記録媒体における前記光ビームの照射側の表面に接触することなく前記イマージョンレンズを当該表面から浮上させる浮上手段を備える。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明は、光ディスクから情報を再生するだけでなく、当該光ディスクに対して情報を記録することも可能な情報記録再生装置に対して本発明を適用した場合の実施の形態を説明するものである。
（Ｉ）情報記録再生装置の実施の形態
始めに、実施形態に係る光ディスク情報記録再生装置の全体構成について図１を用いて説明する。
【００３０】
図１に示すように、実施形態に係る光ディスク情報記録再生装置Ｓは、スピンドルモータ１０と、本発明にかかる光学式ピックアップ１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ）アンプ１２と、デコーダ１３と、変調手段及び復調手段としてのエンコーダ・デコーダ１４と、レーザ駆動回路１５と、Ａ／Ｄコンバータ１６と、Ｄ／Ａコンバータ１７と、キャリッジ１８と、サーボコントロール回路１９と、システムコントローラ２０と、キー入力部２１と、表示部２２とにより構成されている。
【００３１】
また、サーボコントロール回路１９は、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１９Ａを含んでいる。
次に動作を説明する。
【００３２】
後述のレーザダイオード、アクチュエータ及び偏光ビームスプリッタ等を有する光学式ピックアップ１１は、スピンドルモータ１０により回転駆動されている光ディスク１に対して記録光又は再生光としてのレーザ光等の光ビームＢを照射し、光ディスク１において反射され戻ってきた当該光ビームＢ中の信号成分をＲＦ信号Ｓｒｆとして出力する。
【００３３】
そして、ＲＦアンプ１２は、上記ＲＦ信号Ｓｒｆを所定のレベルにまで増幅する。
その後、デコーダ１３は、上記ＲＦ信号Ｓｒｆ中からウォブリング周波数を検出すること等により情報未記録時（又は記録マークの未形成部分に光ビームＢを照射しているとき）において光ディスク１における光ビームＢの照射位置を検出する。
【００３４】
一方、エンコーダ・デコーダ１４は、増幅された上記ＲＦ信号Ｓｒｆから光ディスク１に記録されている情報に対応する変調信号を抽出して復調するとともに、外部から入力された記録すべき情報に対応する変調データを出力する。
【００３５】
そして、レーザ駆動回路１５は、上記変調データに基づいて後述のレーザダイオードにおける記録光としてのレーザ光の強度を制御するための制御信号Ｓｃ を出力する。
【００３６】
これと並行して、Ａ／Ｄコンバータ１６は、情報記録時に外部から入力される記録すべき情報としてのアナログ情報信号をディジタルデータに変換する。
また、Ｄ／Ａコンバータ１７は、情報再生時にエンコーダ・デコーダ１４により復調され出力されたディジタルデータをアナログ情報信号に変換する。
【００３７】
そして、キャリッジ１８は、情報記録時又は情報再生時において、光学式ピックアップ１１を光ディスク１の半径方向に移動する。
更に、サーボコントロール回路１９は、情報記録時又は情報再生時において、スピンドルモータ１０、キャリッジ１８及び後述のアクチュエータをサーボ制御する。
【００３８】
上記各動作と並行して、システムコントローラ２０は、マイコン等よりなり、光ディスク情報記録再生装置Ｓ全体を制御する。
このとき、キー入力部２１が、システムコントローラ２０に外部から所定の操作指令を与えると共に、表示部２２が情報再生状態等の必要な情報を表示する。
【００３９】
更に、サーボコントロール回路１９内のＡＰＣ回路１９Ａは、光学式ピックアップ１１内の後述のレーザダイオード内に設けられたモニター用フォトダイオードにより検出された光ビームＢの強度に基づいて、レーザダイオードへの駆動電流を制御することにより、当該光ビームＢの強度を、記録時において記録すべき情報に基づく制御信号Ｓｃ に対応して変調された出力パワーに設定するとともに再生時において当該光ビームＢを所定の出力パワーに保つ。
（ＩＩ）光学式ピックアップの実施の形態
次に、上述の光学式ピックアップ１１の細部構成について、図２を用いて説明する。
【００４０】
図２に示すように、実施形態における光学式ピックアップ１１は、レーザダイオード２と、グレーティング３と、ハーフミラー４と、コリメータレンズ５と、対物レンズ６と、イマージョンレンズ７と、シリンドリカルレンズ８と、フォトディテクタ９とにより構成されている。なお、この構成において、対物レンズ６及びイマージョンレンズ７により、光ビームＢを光ディスク１の情報記録面１’に合焦させるための焦点形成部Ｆを構成している。
【００４１】
次に動作を説明する。
変調データに対応する制御信号Ｓｃ 及びＡＰＣ回路１９Ａの制御に基づいて、レーザダイオード２から出射された光ビームＢ（上記変調データに対応して強度が変化していることとなる。）は、グレーティング３を介してハーフミラー４によりその一部が反射され、コリメータレンズ５によって平行な光束にされた後、対物レンズ６に入射する。そして、対物レンズ６に入射した光ビームＢは、当該対物レンズ６によってイマージョンレンズ７に集光され、更に当該イマージョンレンズ７により屈折されて光ディスク１の情報記録面１’上に集光され、当該情報記録面１’により反射される。そして、当該反射光が情報記録面１’に到達するまでの光路と同じ光路を通過して再び対物レンズ６に入射し、その後、コリメータレンズ５を通ってハーフミラー４によりその一部が透過され、シリンドリカルレンズ８によって非点収差を与えられた後、フォトディテクタ９に入射し、当該反射光に対応するＲＦ信号Ｓｒｆが出力される。その後、当該ＲＦ信号ＳｒｆがＲＦアンプ１２、デコーダ１３及びエンコーダ・デコーダ１４により再生信号に変換されて出力されることとなる。
【００４２】
ここで、フォトディテクタ９は、十文字型の分割線により四つに分割されており、分割された夫々の受光素子のうち、対向する二つづつの受光素子から出力される受光信号が加算され、加算された受光信号同士の差信号に基いて非点収差法によるフォーカスサーボ制御に用いられ、また、四つの受光素子の受光信号を全て加算した信号に基づいてＲＦ信号Ｓｒｆが生成される。
（ＩＩＩ ）焦点形成部の第１実施形態
次に、本発明に係るイマージョンレンズ７及び対物レンズ６を含む焦点形成部Ｆの具体的な実施形態のうちの第１実施形態について、図３乃至図５を用いて説明する。
【００４３】
本第１実施形態においては、磁力を利用して、イマージョンレンズ７が光ディスク１の表面から所定の距離に常に位置するように保持される。
なお、図３及び図５は、焦点形成部Ｆの、光ディスク１の半径方向に平行な方向の断面図を示すものである。
【００４４】
始めに、焦点形成部Ｆの構成について図３を用いて説明すると、当該焦点形成部Ｆは、上記対物レンズ６及びイマージョンレンズ７の他に、永久磁石３０と、アクチュエータ３１と、ホルダ３２及び４１と、サスペンションバネ４２及び弾性体としてのサスペンションバネ３３と、浮上手段としての第２磁石３４と、ストッパ３５と、浮上手段としての第１磁石４０と、アーム４３とにより構成されている。
【００４５】
次に、動作を説明する。
永久磁石３０は、対物レンズ６を囲むように円筒形に形成されたものであり、アクチュエータ３１、ホルダ３２及び対物レンズ６を含む空間に一定方向の磁界を発生させる。
【００４６】
そして、ホルダ３２を介して対物レンズ６が固定されている円筒形のアクチュエータ３１は、図示しないコイルが巻回されることにより構成されている。そして、当該アクチュエータ３１に対してサーボコントロール回路１９Ａにより所定の電流を流すことにより、永久磁石３０が発生している磁界との相互作用で対物レンズ６を光ディスク１に垂直な方向に駆動し、光ビームＢの焦点位置を情報記録面１’上とすべく、いわゆるフォーカスサーボ制御を行う。
【００４７】
このとき、円筒形のホルダ３２は、対物レンズ６をアクチュエータ３１に固定し、アクチュエータ３１の移動に伴って、対物レンズ６を光ディスク１に垂直な方向に移動させる。
【００４８】
一方、イマージョンレンズ７の周囲に配置され、当該イマージョンレンズ７に固定されている円筒形の第２磁石３４は、永久磁石により形成され、後述の第１磁石との相互作用（反発作用又は吸引作用）により、イマージョンレンズ７を光ディスク１の表面（保護層の表面）から一定の距離に保つと共に、円錐形のサスペンションバネ３３を介してホルダ３２に対して可動となるように接続されている。このとき、断面円形でリング状のストッパ３５は、第２磁石３４とホルダ３２との間に配置され、第２磁石３４が不必要に光ディスク１から離れることを防止する。
【００４９】
一方、対物レンズ６又はイマージョンレンズ７に対して、光ディスク１を挟んで反対側に配置されている第１磁石４０は、第２磁石３４に対向するように永久磁石により円筒形に形成されており、ホルダ４１を介して円錐形のサスペンションバネ４２に接続されており、当該サスペンションバネ４２がアーム４３に固定されている。このとき、アーム４３の図示しない他端は、光ディスク１を固定するためのクランパに可動に接続してもよいし、或は永久磁石３０を含む筐体に可動に接続するようにしてもよい。このとき、アーム４３の図示しない他端が永久磁石３０を含む筐体に接続されるときには、光ディスク１は、アーム４３と当該筐体により構成される「コ」の字形の空間の内側に挿入されることとなる。
【００５０】
ここで、上記第１磁石４０と第２磁石３４とサスペンションバネ３３の動作について更に説明すると、第１磁石４０と第２磁石３４において夫々が相互に引合うように極性が設定されている（すなわち、第１磁石４０のＮ極と第２磁石３４のＳ極が対向しているか、又は第１磁石４０のＳ極と第２磁石３４のＮ極が対向している場合）ときには、サスペンションバネ３３は、上記引力に対抗して第２磁石３４とそれに固定されているイマージョンレンズ７が光ディスク１の表面に接触しないように当該第２磁石３４及びイマージョンレンズ７を光ディスク１から引き離す方向に付勢する。
【００５１】
一方、第１磁石４０と第２磁石３４において夫々が相互に反発し合うように極性が設定されている（すなわち、第１磁石４０のＮ極と第２磁石３４のＮ極が対向しているか、又は第１磁石４０のＳ極と第２磁石３４のＳ極が対向している場合）ときには、サスペンションバネ３３は、上記反発力に対抗して第２磁石３４及びイマージョンレンズ７を光ディスク１の表面に近づける方向に付勢する。
【００５２】
そして、上記夫々の場合に、サスペンションバネ３３の弾性力（付勢力）と第１磁石４０と第２磁石３４の間の磁気的引力又は磁気的反発力との平衡により、当該イマージョンレンズ７が光ディスク１の表面から所定の距離を保って支持される。
【００５３】
次に、上記イマージョンレンズ７が支持されるべき光ディスク１の表面からの所定の距離について説明する。
一般に、イマージョンレンズ７は、その球面部における曲率中心が光ディスク１の情報記録面１’上に位置するように設計される。そして、当該設計においては、イマージョンレンズ７が光ディスク１の表面（図３において、光ディスク１の下面の保護層の表面）に接触すること、すなわち、イマージョンレンズ７と光ディスク１の表面との間隙が零となることを前提として設計されることが一般的である。
【００５４】
ところで、上述の様な前提をもって設計されているイマージョンレンズ７を光ディスク１の表面から離した場合に、イマージョンレンズ７の平面部から光ディスク１の保護層の表面までの距離ｄと当該イマージョンレンズ７を通過して情報記録面１’上に集光される光ビームＢに発生する波面収差との関係は、例えば、図４に示す様な直線的な関係となる。
【００５５】
この図４において、マーシャルのクライテリオンとは、イマージョンレンズ７及び対物レンズ６を含む光学式ピックアップ１１の結像光学系全体において許容される波面収差の限界点を示す。すなわち、結像光学系全体の波面収差が当該マーシャルのクライテリオン（より具体的には光ビームＢの波長をλとして、０．０７λである。）以下であれば、フォトディテクタ９上に形成される像の中心強度が完全無収差の場合の８０％以上となり、この値以上であれば問題なく光ディスク１から情報を再生できるのである。
【００５６】
この図４から明らかなように、イマージョンレンズ７の平面部の光ディスク１の保護層の表面からの距離を２０μｍ以下に保持すれば、波面収差を限界値以下に抑制することができる。そして、この場合に、例えば、対物レンズ６の開口数を０．５、保護層の厚さを０．６ｍｍ、イマージョンレンズ７の球面部の曲率半径を１．２０８ｍｍとすると、光ディスク１の情報記録面１’上における開口数は０．７と向上する。従って、イマージョンレンズ７と保護層の表面との距離を２０μｍ以下となるように第１磁石４０及び第２磁石３４の反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力を調節すれば、当該保護層の表面にイマージョンレンズ７を接触させることなく、且つ、情報記録面１’上における光ビームＢの開口数を向上させて高解像度で（すなわち、情報記録面１’上の情報ピットを小さくして）良好に情報ピットに対応する情報を記録再生することができる。
【００５７】
次に、イマージョンレンズレンズ７と保護層の表面との距離を２０μｍ以下となるように第１磁石４０及び第２磁石３４の反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力を調節する方法について、第１磁石４０及び第２磁石３４が永久磁石である場合について説明する。
【００５８】
第１磁石４０及び第２磁石３４が永久磁石である場合には、夫々の磁石が相互に有する反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力とが吊り合ったイマージョンレンズ７の位置と、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離が２０μｍ以下の位置とが一致すればよい。
【００５９】
ここで、サスペンションバネ３３の弾性力については、当該サスペンションバネ３３のバネ定数をＫとし、情報記録面１’に垂直な方向に対するイマージョンレンズ７の変位（移動量）をｘとすると、ｘだけ移動したときにサスペンションバネ３３に働く弾性力Ｆｓ は、
Ｆｓ ＝Ｋ×ｘ ……（１）
となる。
【００６０】
一方、第１磁石４０及び第２磁石３４が永久磁石である場合に当該第１磁石４０と第２磁石３４との間に働く反発力（又は引力）については、第１磁石４０の磁化の強さをｍ１ 、第２磁石３４の磁化の強さをｍ２ 、真空の透磁率をμ０ 、第１磁石４０と第２磁石３４との距離をｒ（すなわち、第２磁石３４とイマージョンレンズ７の平面部とが面一であるときは、ｒ＝「光ディスク１の表面から情報記録面１’までの厚さ）＋２０μｍ」）とすると、当該反発力（又は引力）Ｆｍ は、
Ｆｍ ＝（ｍ１ ×ｍ２ ）／（４×π×μ０ ×ｒ２ ） …（２）
となる。従って、式（１）で示される弾性力Ｆｓ と式（２）で示される反発力（又は引力）Ｆｍ とが、第１磁石４０と第２磁石３４との距離が「光ディスク１の表面から情報記録面１’までの厚さ＋２０μｍ」の位置で吊り合えばよい。よって、例えば、サスペンションバネ３３のバネ定数Ｋを約３４８６［Ｎ／ｍ］（サスペンションバネ３３の材料がりん青銅である場合）、ｒを「０．６ｍｍ＋２０μｍ」とし、イマージョンレンズ７の最大変位が１００μｍで、この位置で弾性力Ｆｓ と反発力（又は引力）Ｆｍ とが吊り合った（すなわち、Ｆｓ ＝Ｆｍ となった）とすると、第１磁石４０と第２磁石３４に必要な磁化は、第１磁石４０の磁化ｍ１ と第２磁石３４の磁化ｍ２ とが等しいときには、
ｍ１ ＝ｍ２ ≒４．３１×１０−７［Ｗｂ］ …（３）
となる。すなわち、式（３）で示される磁化を有する第１磁石４０と第２磁石３４とを用いた場合には、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍ移動した位置で当該イマージョンレンズ７と光ディスク１の表面とが２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置を設定すれば、それ以後、光ディスク１の表面とイマージョンレンズ７とが２０μｍ以上離れることはない。
【００６１】
なお、上述の説明において、弾性力Ｆｓ 及び反発力（又は引力）Ｆｍ の方向については、第１磁石４０と第２磁石３４との間に反発力Ｆｍ が作用するように第１磁石４０の極性と第２磁石３４の極性とを設定した場合には、弾性力Ｆｓ の向きは図３上方向となり、第２磁石３４に作用する反発力Ｆｍ の方向は図３下方向となり、更に、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍだけ図３下方向に移動した位置で光ディスク１の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置が設定されることとなる。
【００６２】
一方、第１磁石４０と第２磁石３４との間に引力Ｆｍ が作用するように第１磁石４０の極性と第２磁石３４の極性とを設定した場合には、弾性力Ｆｓ の向きは図３下方向となり、第２磁石３４に作用する反発力Ｆｍ の方向は図３上方向となり、更に、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍだけ図３上方向に移動した位置で光ディスク１の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置が設定される。
【００６３】
そして、イマージョンレンズ７の位置が設定された以降に情報を記録再生するときには、イマージョンレンズ７と対物レンズ６の相対的位置は変化することはなく、例えば、光ディスク１が面振れ等により図３上下方向に変動した場合には、イマージョンレンズ７と対物レンズ６とが一体的にアクチュエータ３１によるフォーカスサーボ制御により駆動されることとなる。
【００６４】
なお、第１磁石４０については、光ディスク１が回転を開始すると、当該第１磁石４０と光ディスク１との間に空気の薄層が形成されて第１磁石４０は光ディスク１から若干浮き上がることとなる。
【００６５】
更に、第１実施形態において、光ディスク１が光ビームＢの照射により変化する情報記録面１’の温度を利用して磁化の方向により情報を記録する、いわゆる光磁気ディスクである場合には、上記反発力（又は引力）Ｆｍ は、当該光磁気ディスクの記録再生の際に用いられる初期化磁界又は再生磁界よりも弱い磁化とする必要がある。
【００６６】
また、上述の反発力（又は引力）Ｆｍ を含む磁場と永久磁石３０により発生される磁場とが相互に干渉しないように、ホルダ３２の形状（特に、中心軸方向の長さ）を設定することも必要である。
【００６７】
次に、上述の弾性力Ｆｓ と反発力（又は引力）Ｆｍ とが吊り合った状態でイマージョンレンズ７の位置が設定され、光ディスク１に対する情報の記録再生が開始された後、当該光ディスク１がその半径方向に傾いた場合（いわゆるディスクチルト（又はディスクスキューともいう。）が発生した場合）のイマージョンレンズ７と対物レンズ６を含む焦点形成部Ｆの挙動について、図５を用いて説明する。
【００６８】
情報の記録再生中に光ディスク１にディスクチルトが発生した場合には、第１磁石４０を含むホルダ４１等の構成部分（図５において光ディスク１より上の部分）も、当該ディスクチルトに対応して傾く。このときにも、上述の反発力（又は引力）Ｆｍ と弾性力Ｆｓ の吊り合いの平衡状態は保持されているので、図５に示すように、イマージョンレンズ７及び第２磁石３４も傾くこととなる。ここで、図５に示す場合に、第１磁石４０と第２磁石３４との間に引力Ｆｍ が作用しているときは当該引力Ｆｍ により第２磁石３４が引き上げられてイマージョンレンズ７及び第２磁石３４が傾き、第１磁石４０と第２磁石３４との間に反発力Ｆｍ が作用しているときはサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ （図５中上向き）により第２磁石３４が引き上げられてイマージョンレンズ７及び第２磁石３４が傾く。
【００６９】
よって、光ディスク１にディスクチルトが存在する場合にも、第１実施形態の焦点形成部Ｆによれば、イマージョンレンズ７と光ディスク１との相対関係は変化しない。
【００７０】
なお、図５に示す場合には、イマージョンレンズ７から見た光ビームＢの入射方向が図３に示す場合と異なることとなるが、その曲率中心が情報記録面１’上にあることを前提として設計されたイマージョンレンズ７においては、入射する光ビームＢの入射角が変化してもそのことにより収差等が発生することはなく、情報の記録再生に影響を及ぼすことはない。
【００７１】
また、図５に示す場合には、第２磁石３４は、ホルダ３２に固定されているストッパ３５からその一部が離隔することとなる。
以上説明した焦点形成部Ｆの第１実施形態によれば、イマージョンレンズ７が、第１磁石４０と第２磁石３４と間の反発力（又は引力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いにより保持されているので、光ディスク１にディスクチルト等が発生した場合でも、イマージョンレンズ７と光ディスク１との相対的距離は変化しない。よって、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離について、情報の記録再生に影響を及ぼさない距離を保持しつつイマージョンレンズ７及び第２磁石３４を光ディスク１の表面から浮上させることができるので、光ディスク１における光ビームＢの照射側の表面に接触するものがないこととなり、光ディスク１が回転しても当該表面を傷つけることがなく、光ビームＢの開口数を向上させつつ反復して正確な情報の記録再生を行うことができると共に、光ディスク１の寿命の短縮化を防止できる。
【００７２】
また、第１磁石４０と第２磁石３４との間における引力（又は反発力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ とを吊り合わせることにより、イマージョンレンズ７と情報記録面１’との距離が所定の許容範囲内（２０μｍ）の距離となるように当該イマージョンレンズ７を浮上させるので、焦点形成部Ｆの構成が簡易となる。
【００７３】
更に、第１磁石４０と第２磁石３４との間に反発力Ｆｍ を作用させたときには、当該反発力Ｆｍ により、フォーカスサーボ制御が為されなくなることによってイマージョンレンズ７と光ディスク１とが接触することを防止できる。
【００７４】
なお、図３において、第２磁石３４が固定されているイマージョンレンズ７を含むアクチュエータ３１等における、トラッキングサーボ制御における対物レンズ６及びイマージョンレンズ７の移動を考慮して、第１磁石４０の大きさを第２磁石３４より大きくするように構成してもよい。
（ＩＶ）焦点形成部の第２実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第２の実施形態について、図６を用いて説明する。
【００７５】
上述の第１実施形態においては、イマージョンレンズ７に固定された第２磁石３４とそれに対向する位置に配置された第１磁石４０との間の反発力（又は引力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いによりイマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を一定に保ったが、本第２実施形態においては、上述の第１磁石４０と光ディスク１を固定するクランパとが共用とされる。
【００７６】
第２実施形態においては、図６（ａ）に示すように、第１実施形態における第１磁石４０に換えて、光ディスク１と同一形状の磁石クランパ５０により第２磁石３４との引力（又は反発力）Ｆｍ を発生させる。この磁石クランパ５０は、図６（ｂ）に平面図及び断面図を示すように、光ディスク１と同一範囲を磁化して磁石クランパ５０としてもよいし、この他に図６（ｃ）に平面図及び断面図を示すように、焦点形成部Ｆに対応する範囲のみを磁化した磁石クランパ５０’（この場合、磁石クランパ５０’は回転しない。）のように構成してもよい。
【００７７】
なお、上記磁石クランパ５０又は磁石クランパ５０’の磁化部分の磁化の大きさは、上述の第１磁石４０と同じ単位面積当たりの磁化の大きさ（式（３）参照）でよい。
以上説明したように、焦点形成部Ｆの第２実施形態によれば、光ディスク１と同じ大きさの磁石クランパ５０又は５０’により第２磁石３４との引力（又は反発力）Ｆｍ を発生させるので、光ディスク１を保持するクランパと引力（又は反発力）Ｆｍ を発生させる磁石とを共用とすることができると共に、対物レンズ６の光ディスク１の半径方向の移動に合わせて上述の第１磁石４０を移動させる機構を必要としない。
【００７８】
また、光ディスク１をクランプするクランパが光ディスク１と同一形状であるので、光ディスク１における上記ディスクチルトを最小限としてイマージョンレンズ７による高開口数記録再生を効率化することができる。
（Ｖ）焦点形成部の第３実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第３の実施形態について、図７を用いて説明する。
【００７９】
上述の第１実施形態においては、イマージョンレンズ７に固定された第２磁石３４とそれに対向する位置に配置された第１磁石４０との間の反発力（又は引力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いによりイマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を一定に保ったが、本第２実施形態においては、上述第１磁石４０の形状がいわゆるフローティング形状とされる。
【００８０】
なお、図７は、焦点形成部Ｆの、光ディスク１の回転方向に平行な方向の断面図を示すものである。
焦点形成部Ｆの第３実施形態においては、上記第１磁石４０に羽根部４０’が設けられている。この羽根部４０’は、光ディスク１が回転する際に第１磁石４０と光ディスク１との間における空気の薄層の形成を助長するものである。
【００８１】
なお、図７に示す羽根部４０’は、従来では、例えば、情報を磁気的に記録するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ ）装置等において使用されているいわゆるフローティングヘッドと同等のものである。
【００８２】
以上説明した焦点形成部Ｆの第３実施形態によれば、第１磁石４０は、光ディスク１の回転に伴って、当該光ディスク１における光ビームＢが照射される面と反対の面から浮上するフローティング形状（羽根部４０’）を備えているので、当該反対の面を傷つけることなく情報の記録再生を行うことができると共に、光ディスク１の寿命の短縮化を防止できる。
（ＶＩ）焦点形成部の第４実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第４の実施形態について、図８及び図９を用いて説明する。
【００８３】
上述の第１実施形態においては、イマージョンレンズ７に固定された第２磁石３４とホルダ３２との間にリング状のストッパ３５を設け、イマージョンレンズ７が不必要に光ディスク１から離隔することを防止するようにしたが、本第４実施形態においては、イマージョンレンズ７そのものに当該イマージョンレンズ７を串さすように棒状の支持棒を設け、これにより上記ディスクチルトに対応してイマージョンレンズ７が傾くように構成される。
【００８４】
なお、図８は、焦点形成部Ｆの、光ディスク１の半径方向に平行な方向の断面図を示すものであり、図９はイマージョンレンズ７、第２磁石及びサスペンションバネを含む部分のみの平面図を示すである。
【００８５】
第４実施形態においては、図８に示すように、イマージョンレンズ７を串さすように（但し、イマージョンレンズ７の内部は貫通していない。）支持軸としての支持棒６０が当該イマージョンレンズ７に固定される。この支持棒６０の方向は、光ディスク１の回転における接線の方向に平行な方向とされている。
【００８６】
そして、当該支持棒６０の両端（イマージョンレンズ７を挟んだ両端）は、支持部によりホルダ３２に固定されている。この状態を図９を用いて更に説明すると、イマージョンレンズ７を中心として支持棒６０が支持部６１に支持されており、支持棒６０は当該支持部６１上を回転可能となっている。この構成により、光ディスク１にディスクチルトが生じた場合でも、支持棒６０を中心としてイマージョンレンズ７が一定範囲（上記ディスクチルトに対応する範囲）内で回転するので、当該回転動作と上記反発力（又は引力）Ｆｍ と弾性力Ｆｓ との吊り合いにより、当該ディスクチルトに追随してイマージョンレンズ７と光ディスク１との位置関係を常に一定とすることができる。
【００８７】
なお、第４実施形態においては、第２磁石及びサスペンションバネは、第１実施形態に示すような円筒形の第２磁石３４及びサスペンションバネ３３ではなく、図９に示すように、矩形の第２磁石３４’及びサスペンションバネ３３’とされ、イマージョンレンズ７を挟むように配置される。
【００８８】
以上説明した第４実施形態によれば、イマージョンレンズ７が光ディスク１の回転における接線の方向に平行な支持棒６０を中心として回動可能であるように、対物レンズ６に対して支持されているので、光ディスク１にその半径方向の撓みが生じていても、イマージョンレンズ７と情報記録面１’との関係を一定に保つことができる。
（ＶＩＩ ）焦点形成部の第５実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第５の実施形態について、図１０を用いて説明する。
【００８９】
これまでの第１乃至第４実施形態においては、第２磁石３４が永久磁石である場合について説明したが、本第５実施形態においては、第２磁石が電磁石により構成される。
【００９０】
なお、図１０は、焦点形成部Ｆの、光ディスク１の半径方向に平行な方向の断面図を示すものである。
図１０に示すように、第５実施形態における焦点形成部Ｆは、図３に示す第１実施形態における永久磁石３０、アクチュエータ３１、ホルダ３２、サスペンションバネ３３、ストッパ３５、対物レンズ６及びイマージョンレンズ７に加えて、当該イマージョンレンズに固定された円筒状のヨーク（磁芯となる金属）４５と、ヨークの周囲に巻回されたコイル４６と、イマージョンレンズ７及びコイル４６を囲むように形成された円筒状の永久磁石４７とにより構成されている。なお、この構成において、永久磁石４７はホルダ３２に固定され、対物レンズ６と共に一体的に移動可能となっている。また、コイル４６には、ＡＰＣ１９Ａにより後述の電流ｉが流される構成となっている。
【００９１】
次に、動作を説明する。
第５実施形態においては、永久磁石４７が発生する磁界と電流が流されているコイル４６（イマージョンレンズ７と一体的になっている。）との磁気的相互作用により，イマージョンレンズ７を図１０中上下方向に移動しようとする力Ｆｄ が発生され、この力Ｆｄ と弾性力Ｆｓ との吊り合いにより、イマージョンレンズ７と光ディスク１の保護層の表面との距離が上述の２０μｍ以内に保持される。
【００９２】
次に、コイル４６に磁気的に発生する力Ｆｄ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いに基づいて、イマージョンレンズレンズ７と光ディスク１の保護層の表面との距離を２０μｍ以下となるように当該力Ｆｄ と弾性力Ｆｓ を調節する方法について説明する。
【００９３】
図１０に示す場合においては、コイル４６に発生する力Ｆｄ と弾性力Ｆｓ とが吊り合ったイマージョンレンズ７の位置と、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離が２０μｍ以下の位置とが一致すればよい。
【００９４】
ここで、図１０において、コイル４６に流される電流をｉ、コイル４６の長さをｌ、永久磁石４７により発生される磁界の強さをＨとすると、コイルに発生する力Ｆｄ は、
Ｆｄ ＝ｉ×ｌ×Ｈ …（４）
となる。なお、力Ｆｄ の方向は、コイル４６に流される電流に従って、いわゆるフレミングの左手の法則に従う。
【００９５】
一方、サスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ については上記式（１）で与えられるから、式（１）で示される弾性力Ｆｓ と式（４）で示される力Ｆｄ とが、第１磁石４０とイマージョンレンズ７との距離が「光ディスク１の表面から情報記録面１’までの厚さ＋２０μｍ」の位置で吊り合えばよい。すなわち、
Ｆｓ ＝Ｆｄ
となるようにコイル４６に流れる電流ｉの大きさを設定し、コイル４６、すなわちイマージョンレンズ７が静止したときに当該イマージョンレンズ７と光ディスク１の保護層の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置を設定すれば、それ以後、光ディスク１の表面とイマージョンレンズ７とが２０μｍ以上離れることはない。
【００９６】
なお、上述の説明において、弾性力Ｆｓ 及び力Ｆｄ の方向については、サスペンションバネ３３に対して図１０上向きの弾性力（付勢力）Ｆｓ を与えているときは、力Ｆｄ が図１０下向きとなるようにコイル４６に流す電流の方向を設定し、また、サスペンションバネ３３に対して図１０下向きの弾性力Ｆｓ を与えているときは、力Ｆｄ が図１０上向きとなるようにコイル４６に流す電流の方向を設定すればよい。
【００９７】
以上説明したように、焦点形成部Ｆの第５実施形態によれば、イマージョンレンズ７にコイル４６等を含む電磁石を形成しているので、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を容易に変更設定できる。
（ＶＩＩＩ）焦点形成部の第６実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第６の実施形態について、図１１を用いて説明する。
【００９８】
上述の第５実施形態においては、永久磁石４７を用いてコイル４６に磁界Ｈを印加したが、第６実施形態においては、コイル４６に磁界Ｈを印加するための永久磁石が上記永久磁石３０と共用とされる。
【００９９】
図１１に示すように、第６実施形態においては、円筒形の永久磁石３０がその中心軸方向に延長され、当該延長された永久磁石３０からコイル４６を含む空間に磁界Ｈを印加する。
【０１００】
なお、この構成においては、永久磁石３０から発生する磁界Ｈの強さは、コイル４６を含む電磁石のみを考慮して設定することはできないので、この場合は、コイル４６に流れる電流ｉの大きさにより上記力Ｆｄ を適切な値（弾性力Ｆｓ との吊り合いの取れる値）とする必要がある。
【０１０１】
以上説明した第６実施形態においては、上記第５実施形態の効果に加えて、永久磁石を共通化することができるので、焦点形成部Ｆの構成をより簡素化することができる。
（ＩＸ）焦点形成部の第７実施形態
最後に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第７の実施形態について、図１２を用いて説明する。
【０１０２】
上述の第５及び第６実施形態においては、コイル４６に磁界Ｈを印加するための永久磁石を、光ディスク１に対してコイル４６と同じ側に配置したが、第７実施形態においては、第１実施形態における永久磁石である第１磁石４０から発生する磁界とコイル４６に電流ｉを流したときに当該コイル４６に発生する磁界との相互作用により、第１磁石４０とコイル４６との間の引力（又は反発力）Ｆｍ を得、この引力（又は反発力）Ｆｍ と上記弾性力Ｆｓ との吊り合いにより、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を２０μｍに保持する。
【０１０３】
図１２に示すように、第７実施形態においては、第１実施形態（図３参照）における第２磁石３４に代えてイマージョンレンズ７に固定された上述のヨーク４５とコイル４６とを備えており、当該コイル４６には、ＡＰＣ１９Ａにより後述の電流ｉが流される構成となっている。
【０１０４】
次に、イマージョンレンズ７と保護層の表面との距離を２０μｍ以下となるように第１磁石４０及びコイル４６間の反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力を調節する方法について説明する。
【０１０５】
図１２に示す場合においては、第１磁石４０と電流ｉが流れているコイル４６とが相互に及ぼし合う反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力とが吊り合ったイマージョンレンズ７の位置と、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離が２０μｍ以下の位置とが一致すればよい。
【０１０６】
ここで、サスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ については、上述の式（１）により、
Ｆｓ ＝Ｋ×ｘ ……（１）
となる。
【０１０７】
一方、第１磁石４０とコイル４６との間に働く反発力（又は引力）Ｆｍ については、第１磁石４０の磁化の強さをｍ１ 、コイル４６の半径をＲ、コイル４６の巻数をＮ、コイル４６に流れる電流をｉとすると、コイル４６の中心での磁界の強さＨは、
Ｈ＝（Ｎ×ｉ）／（２×Ｒ）
となる。よって、コイル４６により発生する磁束φは、
φ＝μ０ ×Ｈ×２πＲ２ …（５）
となるので、これと、上記式（２）より、反発力（又は引力）Ｆｍ は、
Ｆｍ≒（ｍ１ ×φ）／（４×π×μ０ ×ｒ２ ） …（６）
となる。従って、式（１）で示される弾性力Ｆｓ と式（６）で示される反発力（又は引力）Ｆｍ とが、第１磁石４０とコイル４６（イマージョンレンズ７）との距離が、第１実施形態と同様に、「光ディスク１の表面から情報記録面１’までの厚さ＋２０μｍ」の位置で吊り合えばよい。よって、例えば、サスペンションバネ３３のバネ定数Ｋを約３４８６［Ｎ／ｍ］（サスペンションバネ３３の材料がりん青銅である場合）、ｒを「０．６ｍｍ＋２０μｍ」とし、イマージョンレンズ７の最大変位が１００μｍで、この位置で弾性力Ｆｓ と反発力（又は引力）Ｆｍ とが吊り合った（すなわち、Ｆｓ ＝Ｆｍ となった）とすると、第１磁石４０とコイル４６に必要な磁化は、第１磁石４０の磁化ｍ１ とコイル４６に発生する磁束φとが等しいときには、
ｍ１ ＝φ≒４．３１×１０−７［Ｗｂ］ …（７）
となる。すなわち、式（７）で示される磁化を有する第１磁石４０とコイル４６とを用いた場合には、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍ移動した位置で当該イマージョンレンズ７と光ディスク１の表面とが２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置を設定すれば、それ以後、光ディスク１の表面とイマージョンレンズ７とが２０μｍ以上離れることはない。
【０１０８】
なお、上述の説明において、弾性力Ｆｓ 及び反発力（又は引力）Ｆｍ の方向については、第１磁石４０とコイル４６との間に反発力Ｆｍ が作用するように第１磁石４０の極性とコイル４６の電流ｉの向きとを設定した場合には、弾性力Ｆｓ の向きは図１２上方向となり、コイル４６に作用する反発力Ｆｍ の方向は図１２下方向となり、更に、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍだけ図１２下方向に移動した位置で光ディスク１の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置が設定されることとなる。
【０１０９】
一方、第１磁石４０とコイル４６との間に引力Ｆｍ が作用するように第１磁石４０の極性とコイル４６の電流ｉの向きとを設定した場合には、弾性力Ｆｓ の向きは図１２下方向となり、コイル４６に作用する反発力Ｆｍ の方向は図１２上方向となり、更に、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍだけ図１２上方向に移動した位置で光ディスク１の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置が設定される。
【０１１０】
以上説明した焦点形成部Ｆの第７実施形態によれば、イマージョンレンズ７が、第１磁石４０とコイル４６と間の反発力（又は引力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いにより保持されているので、光ディスク１にディスクチルト等が発生した場合でも、イマージョンレンズ７と光ディスク１との相対的距離は変化しない。よって、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離について、情報の記録再生に影響を及ぼさない距離を保持しつつイマージョンレンズ７及びコイル４６を光ディスク１の表面から浮上させることができるので、光ディスク１における光ビームＢの照射側の表面に接触するものがないこととなり、光ディスク１が回転しても当該表面を傷つけることがなく、光ビームＢの開口数を向上させつつ反復して正確な情報の記録再生を行うことができると共に、光ディスク１の寿命の短縮化を防止できる。
【０１１１】
また、第１磁石４０とコイル４６との間における引力（又は反発力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ とを吊り合わせることにより、イマージョンレンズ７と情報記録面１’との距離が所定の許容範囲内（２０μｍ）の距離となるように当該イマージョンレンズ７を浮上させるので、焦点形成部Ｆの構成が簡易となる。
【０１１２】
更に、第１磁石４０と第２磁石３４との間に反発力Ｆｍ を作用させたときには、当該反発力Ｆｍ により、フォーカスサーボ制御が為されなくなることによってイマージョンレンズ７と光ディスク１とが接触することを防止できる。
【０１１３】
更にまた、イマージョンレンズ７にコイル４６等を含む電磁石を形成しているので、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を容易に変更設定できる。更に、以上説明した各実施形態の焦点形成部Ｆを有する光学式ピックアップ１１を備えた光ディスク情報記録再生装置Ｓによれば、光ディスク１が回転しても当該光ディスク１の保護層の表面を傷つけることがなく、反復して正確且つ高密度な情報の記録再生を行うことができると共に、光ディスク１の寿命の短縮化を防止できる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、第１磁石と第２磁石と弾性体とにより構成される浮上手段が、第１磁石と第２磁石との間における引力又は反発力と弾性体の弾性力とを吊り合わせることにより、イマージョンレンズの球面中心と情報記録面との距離が所定の許容範囲内の距離となるように、情報記録媒体における光ビームの照射側の表面に接触することなくイマージョンレンズを当該表面から浮上させるので、情報記録媒体における光ビームの照射側の表面に接触するものがないこととなり、情報記録媒体が移動しても当該表面を傷つけることがなく、反復して正確な情報の記録再生を行うことができると共に、情報記録媒体の寿命の短縮化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光ディスク情報記録再生装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】光学式ピックアップの概要構成を示す図である。
【図３】焦点形成部の第１実施形態の細部構成を示す図である。
【図４】イマージョンレンズ及び光ディスクの間隔と波面収差との関係を示す図である。
【図５】焦点形成部の第１実施形態の動作を示す図である。
【図６】焦点形成部の第２実施形態を示す図であり、（ａ）は第２実施形態の細部構成を示す図であり、（ｂ）は磁石クランパの実施形態（Ｉ）を示す図であり、（ｃ）は磁石クランパの実施形態（ＩＩ）を示す図である。
【図７】焦点形成部の第３実施形態の細部構成を示す図である。
【図８】焦点形成部の第４実施形態の細部構成を示す図である。
【図９】第４実施形態のイマージョンレンズ付近の構成の平面図である。
【図１０】焦点形成部の第５実施形態の細部構成を示す図である。
【図１１】焦点形成部の第６実施形態の細部構成を示す図である。
【図１２】焦点形成部の第７実施形態の細部構成を示す図である。
【図１３】従来技術のイマージョンレンズを用いた焦点形成部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…光ディスク
１’、１０３…情報記録面
２…レーザダイオード
３…グレーティング
４…ハーフミラー
５…コリメータレンズ
６、１００…対物レンズ
７、１０１…イマージョンレンズ
８…シリンドリカルレンズ
９…フォトディテクタ
１０…スピンドルモータ
１１…光学式ピックアップ
１２…ＲＦアンプ
１３…デコーダ
１４…エンコーダ・デコーダ
１５…レーザ駆動回路
１６…Ａ／Ｄコンバータ
１７…Ｄ／Ａコンバータ
１８…キャリッジ
１９…サーボコントロール回路
１９Ａ…ＡＰＣ回路
２０…システムコントローラ
２１…キー入力部
２２…表示部
３０、４７、１０８…永久磁石
３１、１０７…アクチュエータ
３２、４１…ホルダ
３３、３３’、４２…サスペンションバネ
３４、３４’…第２磁石
３５…ストッパ
４０…第１磁石
４０’…羽根部
４３…アーム
４５…ヨーク
４６…コイル
５０、５０’…磁石クランパ
５１…クランパ
６０…支持棒
６１…支持部
１０２…記録媒体
１０４…支持部材
１０５…サスペンション
１０６…固定部
Ｂ…光ビーム
Ｆ…焦点形成部
Ｓ…光ディスク情報記録再生装置
Ｓｒｆ…ＲＦ信号
Ｓｃ …制御信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるＤＶＤ等の、高密度記録が可能な情報記録媒体に対応して、より高密度に情報の記録再生が可能な光学式ピックアップ及びそれを用いた情報記録再生装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、情報が記録されている情報記録媒体に対してレーザ光等の光ビームを用いて情報の記録再生を行う場合には、対物レンズを用いて当該光ビームを当該情報記録媒体の情報記録面に集光させることが行われる。
【０００３】
この場合、情報記録面上に当該光ビームが照射されることにより形成される光スポットが小さければ小さいほど高密度の情報の記録再生が可能となることが知られている。そして、当該光スポットの大きさ（直径）は、対物レンズの開口数をＮＡとし、光ビームの波長をλとすると、
λ／ＮＡ
に比例することが知られており、従って、対物レンズの開口数ＮＡが大きいほど光スポットを小さくできることとなる。
【０００４】
ところが、情報記録媒体の厚さ、記録再生時におけるチルト（傾き）又は光ビームの焦点深度の許容値等との関連から、開口数ＮＡをあまり大きくするとそれらの許容値幅が狭くなってサーボ制御の能力を越えてしまうため、現状における現実的な開口数ＮＡとしては、０．６程度の値となるように設定されている。
【０００５】
そこで、情報記録媒体の厚さ等の許容値幅を維持したまま開口数ＮＡを向上させるための技術として、近年、イマージョンレンズと呼ばれるレンズを対物レンズと情報記録面との間に挿入する技術が開発されている。このイマージョンレンズは、対物レンズと情報記録面の間に平面部が情報記録面に対向するように半円球型の微小レンズ（この微小レンズをイマージョンレンズという。）を配置し、当該イマージョンレンズにおける光ビームの屈折を利用して開口数ＮＡを向上させようというものである。
【０００６】
より具体的には、図１３に示すように、フォーカスサーボ制御用の永久磁石１０８内にフォーカスサーボ用のアクチュエータ１０７と共に固定部１０６に固定されている対物レンズ１００と情報記録媒体１０２の情報記録面１０３との間に半円球型のイマージョンレンズ１０１を挿入し、当該イマージョンレンズ１０１を介して光ビームＢを情報記録面１０３上に集光するのである。このように構成することにより、イマージョンレンズ１０１によって光ビームＢが屈折することに起因して、情報記録面１０３に対する光ビームＢの入射角θが、イマージョンレンズ１０１を挿入しない場合に比して増大し、これにより、ｓｉｎθの値に比例する開口数ＮＡが増大するのである（イマージョンレンズについて詳細には、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ，Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．２４，１０ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９９０，ｐｐ−２５１５〜２５１６を参照のこと。）。
【０００７】
上述のイマージョンレンズ１０１によれば、対物レンズ１００の大きさや厚さ又は枚数等を変更することなく開口数ＮＡを増大させることができ、高密度の記録再生が可能となる。
【０００８】
ところで、イマージョンレンズ１０１と情報記録面１０３との関係については、当該イマージョンレンズ１０１の球面における曲率中心が当該情報記録面１０３上にあることが必要であるため、実際には、図１３に示すようにイマージョンレンズ１０１が情報記録面１０３と平行となるように、支持部材１０４により情報記録媒体１０２から所定の距離をおいてイマージョンレンズ１０１を支持する必要がある。このとき、従来では、支持部材１０４を情報記録媒体１０２に接触させることにより上記所定の距離を保持すると共に、当該支持部材１０４を板バネ等よりなるサスペンション１０５を介して固定部１０６に固定し、情報記録媒体１０２が傾斜しても情報記録面１０３とイマージョンレンズ１０１の位置関係が一定となるように構成していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のイマージョンレンズ１０１を含む光学式ピックアップにおいては、上述のように、イマージョンレンズ１０１と情報記録面１０３との位置関係を維持するために支持部材１０４を用いていたが、当該支持部材１０４は情報記録媒体１０２が静止しているときは当該情報記録媒体１０２に接触し、情報記録媒体１０２が回転を始めると情報記録媒体１０２と支持部材１０４との間に空気の薄層が形成され、情報記録媒体１０２と支持部材１０４とが離れる構成となっているため、例えば、当該情報記録媒体１０２が光ディスクであった場合に、このまま光ディスクが回転移動すると、当該回転移動の初期において透明な保護層の表面に支持部材１０４による傷がつくこととなり、当該傷により光ビームＢが不必要に屈折したり減衰したりして、情報の記録再生が正常にできなくなるという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて成されたもので、その課題は、情報記録媒体１０２の表面に傷等を付けることなくイマージョンレンズ１０１と情報記録面１０３との位置関係を維持することができ、高密度に情報の記録再生が可能な光学式ピックアップ及びそれを用いた情報記録再生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、対物レンズと情報記録媒体の間のレーザ光等の光ビームの光路上に、当該光ビームにおける開口数を増大させるためのイマージョンレンズを備えた光学式ピックアップであって、前記情報記録媒体における前記光ビームが照射される面と反対の面に配置された第１磁石と、前記イマージョンレンズと一体的に可動する第２磁石と、前記イマージョンレンズ及び前記第２磁石を前記対物レンズに対して支持する弾性体と、により構成され、前記第１磁石と前記第２磁石との間における引力又は反発力と前記弾性体の弾性力とを吊り合わせることにより、前記イマージョンレンズの球面中心と前記情報記録媒体における情報を記録する情報記録面との距離が予め設定された所定の許容範囲内の距離となるように、前記情報記録媒体における前記光ビームの照射側の表面に接触することなく前記イマージョンレンズを当該表面から浮上させる浮上手段を備える。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明は、光ディスクから情報を再生するだけでなく、当該光ディスクに対して情報を記録することも可能な情報記録再生装置に対して本発明を適用した場合の実施の形態を説明するものである。
（Ｉ）情報記録再生装置の実施の形態
始めに、実施形態に係る光ディスク情報記録再生装置の全体構成について図１を用いて説明する。
【００３０】
図１に示すように、実施形態に係る光ディスク情報記録再生装置Ｓは、スピンドルモータ１０と、本発明にかかる光学式ピックアップ１１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ）アンプ１２と、デコーダ１３と、変調手段及び復調手段としてのエンコーダ・デコーダ１４と、レーザ駆動回路１５と、Ａ／Ｄコンバータ１６と、Ｄ／Ａコンバータ１７と、キャリッジ１８と、サーボコントロール回路１９と、システムコントローラ２０と、キー入力部２１と、表示部２２とにより構成されている。
【００３１】
また、サーボコントロール回路１９は、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１９Ａを含んでいる。
次に動作を説明する。
【００３２】
後述のレーザダイオード、アクチュエータ及び偏光ビームスプリッタ等を有する光学式ピックアップ１１は、スピンドルモータ１０により回転駆動されている光ディスク１に対して記録光又は再生光としてのレーザ光等の光ビームＢを照射し、光ディスク１において反射され戻ってきた当該光ビームＢ中の信号成分をＲＦ信号Ｓｒｆとして出力する。
【００３３】
そして、ＲＦアンプ１２は、上記ＲＦ信号Ｓｒｆを所定のレベルにまで増幅する。
その後、デコーダ１３は、上記ＲＦ信号Ｓｒｆ中からウォブリング周波数を検出すること等により情報未記録時（又は記録マークの未形成部分に光ビームＢを照射しているとき）において光ディスク１における光ビームＢの照射位置を検出する。
【００３４】
一方、エンコーダ・デコーダ１４は、増幅された上記ＲＦ信号Ｓｒｆから光ディスク１に記録されている情報に対応する変調信号を抽出して復調するとともに、外部から入力された記録すべき情報に対応する変調データを出力する。
【００３５】
そして、レーザ駆動回路１５は、上記変調データに基づいて後述のレーザダイオードにおける記録光としてのレーザ光の強度を制御するための制御信号Ｓｃ を出力する。
【００３６】
これと並行して、Ａ／Ｄコンバータ１６は、情報記録時に外部から入力される記録すべき情報としてのアナログ情報信号をディジタルデータに変換する。
また、Ｄ／Ａコンバータ１７は、情報再生時にエンコーダ・デコーダ１４により復調され出力されたディジタルデータをアナログ情報信号に変換する。
【００３７】
そして、キャリッジ１８は、情報記録時又は情報再生時において、光学式ピックアップ１１を光ディスク１の半径方向に移動する。
更に、サーボコントロール回路１９は、情報記録時又は情報再生時において、スピンドルモータ１０、キャリッジ１８及び後述のアクチュエータをサーボ制御する。
【００３８】
上記各動作と並行して、システムコントローラ２０は、マイコン等よりなり、光ディスク情報記録再生装置Ｓ全体を制御する。
このとき、キー入力部２１が、システムコントローラ２０に外部から所定の操作指令を与えると共に、表示部２２が情報再生状態等の必要な情報を表示する。
【００３９】
更に、サーボコントロール回路１９内のＡＰＣ回路１９Ａは、光学式ピックアップ１１内の後述のレーザダイオード内に設けられたモニター用フォトダイオードにより検出された光ビームＢの強度に基づいて、レーザダイオードへの駆動電流を制御することにより、当該光ビームＢの強度を、記録時において記録すべき情報に基づく制御信号Ｓｃ に対応して変調された出力パワーに設定するとともに再生時において当該光ビームＢを所定の出力パワーに保つ。
（ＩＩ）光学式ピックアップの実施の形態
次に、上述の光学式ピックアップ１１の細部構成について、図２を用いて説明する。
【００４０】
図２に示すように、実施形態における光学式ピックアップ１１は、レーザダイオード２と、グレーティング３と、ハーフミラー４と、コリメータレンズ５と、対物レンズ６と、イマージョンレンズ７と、シリンドリカルレンズ８と、フォトディテクタ９とにより構成されている。なお、この構成において、対物レンズ６及びイマージョンレンズ７により、光ビームＢを光ディスク１の情報記録面１’に合焦させるための焦点形成部Ｆを構成している。
【００４１】
次に動作を説明する。
変調データに対応する制御信号Ｓｃ 及びＡＰＣ回路１９Ａの制御に基づいて、レーザダイオード２から出射された光ビームＢ（上記変調データに対応して強度が変化していることとなる。）は、グレーティング３を介してハーフミラー４によりその一部が反射され、コリメータレンズ５によって平行な光束にされた後、対物レンズ６に入射する。そして、対物レンズ６に入射した光ビームＢは、当該対物レンズ６によってイマージョンレンズ７に集光され、更に当該イマージョンレンズ７により屈折されて光ディスク１の情報記録面１’上に集光され、当該情報記録面１’により反射される。そして、当該反射光が情報記録面１’に到達するまでの光路と同じ光路を通過して再び対物レンズ６に入射し、その後、コリメータレンズ５を通ってハーフミラー４によりその一部が透過され、シリンドリカルレンズ８によって非点収差を与えられた後、フォトディテクタ９に入射し、当該反射光に対応するＲＦ信号Ｓｒｆが出力される。その後、当該ＲＦ信号ＳｒｆがＲＦアンプ１２、デコーダ１３及びエンコーダ・デコーダ１４により再生信号に変換されて出力されることとなる。
【００４２】
ここで、フォトディテクタ９は、十文字型の分割線により四つに分割されており、分割された夫々の受光素子のうち、対向する二つづつの受光素子から出力される受光信号が加算され、加算された受光信号同士の差信号に基いて非点収差法によるフォーカスサーボ制御に用いられ、また、四つの受光素子の受光信号を全て加算した信号に基づいてＲＦ信号Ｓｒｆが生成される。
（ＩＩＩ ）焦点形成部の第１実施形態
次に、本発明に係るイマージョンレンズ７及び対物レンズ６を含む焦点形成部Ｆの具体的な実施形態のうちの第１実施形態について、図３乃至図５を用いて説明する。
【００４３】
本第１実施形態においては、磁力を利用して、イマージョンレンズ７が光ディスク１の表面から所定の距離に常に位置するように保持される。
なお、図３及び図５は、焦点形成部Ｆの、光ディスク１の半径方向に平行な方向の断面図を示すものである。
【００４４】
始めに、焦点形成部Ｆの構成について図３を用いて説明すると、当該焦点形成部Ｆは、上記対物レンズ６及びイマージョンレンズ７の他に、永久磁石３０と、アクチュエータ３１と、ホルダ３２及び４１と、サスペンションバネ４２及び弾性体としてのサスペンションバネ３３と、浮上手段としての第２磁石３４と、ストッパ３５と、浮上手段としての第１磁石４０と、アーム４３とにより構成されている。
【００４５】
次に、動作を説明する。
永久磁石３０は、対物レンズ６を囲むように円筒形に形成されたものであり、アクチュエータ３１、ホルダ３２及び対物レンズ６を含む空間に一定方向の磁界を発生させる。
【００４６】
そして、ホルダ３２を介して対物レンズ６が固定されている円筒形のアクチュエータ３１は、図示しないコイルが巻回されることにより構成されている。そして、当該アクチュエータ３１に対してサーボコントロール回路１９Ａにより所定の電流を流すことにより、永久磁石３０が発生している磁界との相互作用で対物レンズ６を光ディスク１に垂直な方向に駆動し、光ビームＢの焦点位置を情報記録面１’上とすべく、いわゆるフォーカスサーボ制御を行う。
【００４７】
このとき、円筒形のホルダ３２は、対物レンズ６をアクチュエータ３１に固定し、アクチュエータ３１の移動に伴って、対物レンズ６を光ディスク１に垂直な方向に移動させる。
【００４８】
一方、イマージョンレンズ７の周囲に配置され、当該イマージョンレンズ７に固定されている円筒形の第２磁石３４は、永久磁石により形成され、後述の第１磁石との相互作用（反発作用又は吸引作用）により、イマージョンレンズ７を光ディスク１の表面（保護層の表面）から一定の距離に保つと共に、円錐形のサスペンションバネ３３を介してホルダ３２に対して可動となるように接続されている。このとき、断面円形でリング状のストッパ３５は、第２磁石３４とホルダ３２との間に配置され、第２磁石３４が不必要に光ディスク１から離れることを防止する。
【００４９】
一方、対物レンズ６又はイマージョンレンズ７に対して、光ディスク１を挟んで反対側に配置されている第１磁石４０は、第２磁石３４に対向するように永久磁石により円筒形に形成されており、ホルダ４１を介して円錐形のサスペンションバネ４２に接続されており、当該サスペンションバネ４２がアーム４３に固定されている。このとき、アーム４３の図示しない他端は、光ディスク１を固定するためのクランパに可動に接続してもよいし、或は永久磁石３０を含む筐体に可動に接続するようにしてもよい。このとき、アーム４３の図示しない他端が永久磁石３０を含む筐体に接続されるときには、光ディスク１は、アーム４３と当該筐体により構成される「コ」の字形の空間の内側に挿入されることとなる。
【００５０】
ここで、上記第１磁石４０と第２磁石３４とサスペンションバネ３３の動作について更に説明すると、第１磁石４０と第２磁石３４において夫々が相互に引合うように極性が設定されている（すなわち、第１磁石４０のＮ極と第２磁石３４のＳ極が対向しているか、又は第１磁石４０のＳ極と第２磁石３４のＮ極が対向している場合）ときには、サスペンションバネ３３は、上記引力に対抗して第２磁石３４とそれに固定されているイマージョンレンズ７が光ディスク１の表面に接触しないように当該第２磁石３４及びイマージョンレンズ７を光ディスク１から引き離す方向に付勢する。
【００５１】
一方、第１磁石４０と第２磁石３４において夫々が相互に反発し合うように極性が設定されている（すなわち、第１磁石４０のＮ極と第２磁石３４のＮ極が対向しているか、又は第１磁石４０のＳ極と第２磁石３４のＳ極が対向している場合）ときには、サスペンションバネ３３は、上記反発力に対抗して第２磁石３４及びイマージョンレンズ７を光ディスク１の表面に近づける方向に付勢する。
【００５２】
そして、上記夫々の場合に、サスペンションバネ３３の弾性力（付勢力）と第１磁石４０と第２磁石３４の間の磁気的引力又は磁気的反発力との平衡により、当該イマージョンレンズ７が光ディスク１の表面から所定の距離を保って支持される。
【００５３】
次に、上記イマージョンレンズ７が支持されるべき光ディスク１の表面からの所定の距離について説明する。
一般に、イマージョンレンズ７は、その球面部における曲率中心が光ディスク１の情報記録面１’上に位置するように設計される。そして、当該設計においては、イマージョンレンズ７が光ディスク１の表面（図３において、光ディスク１の下面の保護層の表面）に接触すること、すなわち、イマージョンレンズ７と光ディスク１の表面との間隙が零となることを前提として設計されることが一般的である。
【００５４】
ところで、上述の様な前提をもって設計されているイマージョンレンズ７を光ディスク１の表面から離した場合に、イマージョンレンズ７の平面部から光ディスク１の保護層の表面までの距離ｄと当該イマージョンレンズ７を通過して情報記録面１’上に集光される光ビームＢに発生する波面収差との関係は、例えば、図４に示す様な直線的な関係となる。
【００５５】
この図４において、マーシャルのクライテリオンとは、イマージョンレンズ７及び対物レンズ６を含む光学式ピックアップ１１の結像光学系全体において許容される波面収差の限界点を示す。すなわち、結像光学系全体の波面収差が当該マーシャルのクライテリオン（より具体的には光ビームＢの波長をλとして、０．０７λである。）以下であれば、フォトディテクタ９上に形成される像の中心強度が完全無収差の場合の８０％以上となり、この値以上であれば問題なく光ディスク１から情報を再生できるのである。
【００５６】
この図４から明らかなように、イマージョンレンズ７の平面部の光ディスク１の保護層の表面からの距離を２０μｍ以下に保持すれば、波面収差を限界値以下に抑制することができる。そして、この場合に、例えば、対物レンズ６の開口数を０．５、保護層の厚さを０．６ｍｍ、イマージョンレンズ７の球面部の曲率半径を１．２０８ｍｍとすると、光ディスク１の情報記録面１’上における開口数は０．７と向上する。従って、イマージョンレンズ７と保護層の表面との距離を２０μｍ以下となるように第１磁石４０及び第２磁石３４の反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力を調節すれば、当該保護層の表面にイマージョンレンズ７を接触させることなく、且つ、情報記録面１’上における光ビームＢの開口数を向上させて高解像度で（すなわち、情報記録面１’上の情報ピットを小さくして）良好に情報ピットに対応する情報を記録再生することができる。
【００５７】
次に、イマージョンレンズレンズ７と保護層の表面との距離を２０μｍ以下となるように第１磁石４０及び第２磁石３４の反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力を調節する方法について、第１磁石４０及び第２磁石３４が永久磁石である場合について説明する。
【００５８】
第１磁石４０及び第２磁石３４が永久磁石である場合には、夫々の磁石が相互に有する反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力とが吊り合ったイマージョンレンズ７の位置と、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離が２０μｍ以下の位置とが一致すればよい。
【００５９】
ここで、サスペンションバネ３３の弾性力については、当該サスペンションバネ３３のバネ定数をＫとし、情報記録面１’に垂直な方向に対するイマージョンレンズ７の変位（移動量）をｘとすると、ｘだけ移動したときにサスペンションバネ３３に働く弾性力Ｆｓ は、
Ｆｓ ＝Ｋ×ｘ ……（１）
となる。
【００６０】
一方、第１磁石４０及び第２磁石３４が永久磁石である場合に当該第１磁石４０と第２磁石３４との間に働く反発力（又は引力）については、第１磁石４０の磁化の強さをｍ１ 、第２磁石３４の磁化の強さをｍ２ 、真空の透磁率をμ０ 、第１磁石４０と第２磁石３４との距離をｒ（すなわち、第２磁石３４とイマージョンレンズ７の平面部とが面一であるときは、ｒ＝「光ディスク１の表面から情報記録面１’までの厚さ）＋２０μｍ」）とすると、当該反発力（又は引力）Ｆｍ は、
Ｆｍ ＝（ｍ１ ×ｍ２ ）／（４×π×μ０ ×ｒ２ ） …（２）
となる。従って、式（１）で示される弾性力Ｆｓ と式（２）で示される反発力（又は引力）Ｆｍ とが、第１磁石４０と第２磁石３４との距離が「光ディスク１の表面から情報記録面１’までの厚さ＋２０μｍ」の位置で吊り合えばよい。よって、例えば、サスペンションバネ３３のバネ定数Ｋを約３４８６［Ｎ／ｍ］（サスペンションバネ３３の材料がりん青銅である場合）、ｒを「０．６ｍｍ＋２０μｍ」とし、イマージョンレンズ７の最大変位が１００μｍで、この位置で弾性力Ｆｓ と反発力（又は引力）Ｆｍ とが吊り合った（すなわち、Ｆｓ ＝Ｆｍ となった）とすると、第１磁石４０と第２磁石３４に必要な磁化は、第１磁石４０の磁化ｍ１ と第２磁石３４の磁化ｍ２ とが等しいときには、
ｍ１ ＝ｍ２ ≒４．３１×１０−７［Ｗｂ］ …（３）
となる。すなわち、式（３）で示される磁化を有する第１磁石４０と第２磁石３４とを用いた場合には、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍ移動した位置で当該イマージョンレンズ７と光ディスク１の表面とが２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置を設定すれば、それ以後、光ディスク１の表面とイマージョンレンズ７とが２０μｍ以上離れることはない。
【００６１】
なお、上述の説明において、弾性力Ｆｓ 及び反発力（又は引力）Ｆｍ の方向については、第１磁石４０と第２磁石３４との間に反発力Ｆｍ が作用するように第１磁石４０の極性と第２磁石３４の極性とを設定した場合には、弾性力Ｆｓ の向きは図３上方向となり、第２磁石３４に作用する反発力Ｆｍ の方向は図３下方向となり、更に、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍだけ図３下方向に移動した位置で光ディスク１の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置が設定されることとなる。
【００６２】
一方、第１磁石４０と第２磁石３４との間に引力Ｆｍ が作用するように第１磁石４０の極性と第２磁石３４の極性とを設定した場合には、弾性力Ｆｓ の向きは図３下方向となり、第２磁石３４に作用する反発力Ｆｍ の方向は図３上方向となり、更に、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍだけ図３上方向に移動した位置で光ディスク１の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置が設定される。
【００６３】
そして、イマージョンレンズ７の位置が設定された以降に情報を記録再生するときには、イマージョンレンズ７と対物レンズ６の相対的位置は変化することはなく、例えば、光ディスク１が面振れ等により図３上下方向に変動した場合には、イマージョンレンズ７と対物レンズ６とが一体的にアクチュエータ３１によるフォーカスサーボ制御により駆動されることとなる。
【００６４】
なお、第１磁石４０については、光ディスク１が回転を開始すると、当該第１磁石４０と光ディスク１との間に空気の薄層が形成されて第１磁石４０は光ディスク１から若干浮き上がることとなる。
【００６５】
更に、第１実施形態において、光ディスク１が光ビームＢの照射により変化する情報記録面１’の温度を利用して磁化の方向により情報を記録する、いわゆる光磁気ディスクである場合には、上記反発力（又は引力）Ｆｍ は、当該光磁気ディスクの記録再生の際に用いられる初期化磁界又は再生磁界よりも弱い磁化とする必要がある。
【００６６】
また、上述の反発力（又は引力）Ｆｍ を含む磁場と永久磁石３０により発生される磁場とが相互に干渉しないように、ホルダ３２の形状（特に、中心軸方向の長さ）を設定することも必要である。
【００６７】
次に、上述の弾性力Ｆｓ と反発力（又は引力）Ｆｍ とが吊り合った状態でイマージョンレンズ７の位置が設定され、光ディスク１に対する情報の記録再生が開始された後、当該光ディスク１がその半径方向に傾いた場合（いわゆるディスクチルト（又はディスクスキューともいう。）が発生した場合）のイマージョンレンズ７と対物レンズ６を含む焦点形成部Ｆの挙動について、図５を用いて説明する。
【００６８】
情報の記録再生中に光ディスク１にディスクチルトが発生した場合には、第１磁石４０を含むホルダ４１等の構成部分（図５において光ディスク１より上の部分）も、当該ディスクチルトに対応して傾く。このときにも、上述の反発力（又は引力）Ｆｍ と弾性力Ｆｓ の吊り合いの平衡状態は保持されているので、図５に示すように、イマージョンレンズ７及び第２磁石３４も傾くこととなる。ここで、図５に示す場合に、第１磁石４０と第２磁石３４との間に引力Ｆｍ が作用しているときは当該引力Ｆｍ により第２磁石３４が引き上げられてイマージョンレンズ７及び第２磁石３４が傾き、第１磁石４０と第２磁石３４との間に反発力Ｆｍ が作用しているときはサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ （図５中上向き）により第２磁石３４が引き上げられてイマージョンレンズ７及び第２磁石３４が傾く。
【００６９】
よって、光ディスク１にディスクチルトが存在する場合にも、第１実施形態の焦点形成部Ｆによれば、イマージョンレンズ７と光ディスク１との相対関係は変化しない。
【００７０】
なお、図５に示す場合には、イマージョンレンズ７から見た光ビームＢの入射方向が図３に示す場合と異なることとなるが、その曲率中心が情報記録面１’上にあることを前提として設計されたイマージョンレンズ７においては、入射する光ビームＢの入射角が変化してもそのことにより収差等が発生することはなく、情報の記録再生に影響を及ぼすことはない。
【００７１】
また、図５に示す場合には、第２磁石３４は、ホルダ３２に固定されているストッパ３５からその一部が離隔することとなる。
以上説明した焦点形成部Ｆの第１実施形態によれば、イマージョンレンズ７が、第１磁石４０と第２磁石３４と間の反発力（又は引力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いにより保持されているので、光ディスク１にディスクチルト等が発生した場合でも、イマージョンレンズ７と光ディスク１との相対的距離は変化しない。よって、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離について、情報の記録再生に影響を及ぼさない距離を保持しつつイマージョンレンズ７及び第２磁石３４を光ディスク１の表面から浮上させることができるので、光ディスク１における光ビームＢの照射側の表面に接触するものがないこととなり、光ディスク１が回転しても当該表面を傷つけることがなく、光ビームＢの開口数を向上させつつ反復して正確な情報の記録再生を行うことができると共に、光ディスク１の寿命の短縮化を防止できる。
【００７２】
また、第１磁石４０と第２磁石３４との間における引力（又は反発力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ とを吊り合わせることにより、イマージョンレンズ７と情報記録面１’との距離が所定の許容範囲内（２０μｍ）の距離となるように当該イマージョンレンズ７を浮上させるので、焦点形成部Ｆの構成が簡易となる。
【００７３】
更に、第１磁石４０と第２磁石３４との間に反発力Ｆｍ を作用させたときには、当該反発力Ｆｍ により、フォーカスサーボ制御が為されなくなることによってイマージョンレンズ７と光ディスク１とが接触することを防止できる。
【００７４】
なお、図３において、第２磁石３４が固定されているイマージョンレンズ７を含むアクチュエータ３１等における、トラッキングサーボ制御における対物レンズ６及びイマージョンレンズ７の移動を考慮して、第１磁石４０の大きさを第２磁石３４より大きくするように構成してもよい。
（ＩＶ）焦点形成部の第２実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第２の実施形態について、図６を用いて説明する。
【００７５】
上述の第１実施形態においては、イマージョンレンズ７に固定された第２磁石３４とそれに対向する位置に配置された第１磁石４０との間の反発力（又は引力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いによりイマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を一定に保ったが、本第２実施形態においては、上述の第１磁石４０と光ディスク１を固定するクランパとが共用とされる。
【００７６】
第２実施形態においては、図６（ａ）に示すように、第１実施形態における第１磁石４０に換えて、光ディスク１と同一形状の磁石クランパ５０により第２磁石３４との引力（又は反発力）Ｆｍ を発生させる。この磁石クランパ５０は、図６（ｂ）に平面図及び断面図を示すように、光ディスク１と同一範囲を磁化して磁石クランパ５０としてもよいし、この他に図６（ｃ）に平面図及び断面図を示すように、焦点形成部Ｆに対応する範囲のみを磁化した磁石クランパ５０’（この場合、磁石クランパ５０’は回転しない。）のように構成してもよい。
【００７７】
なお、上記磁石クランパ５０又は磁石クランパ５０’の磁化部分の磁化の大きさは、上述の第１磁石４０と同じ単位面積当たりの磁化の大きさ（式（３）参照）でよい。
以上説明したように、焦点形成部Ｆの第２実施形態によれば、光ディスク１と同じ大きさの磁石クランパ５０又は５０’により第２磁石３４との引力（又は反発力）Ｆｍ を発生させるので、光ディスク１を保持するクランパと引力（又は反発力）Ｆｍ を発生させる磁石とを共用とすることができると共に、対物レンズ６の光ディスク１の半径方向の移動に合わせて上述の第１磁石４０を移動させる機構を必要としない。
【００７８】
また、光ディスク１をクランプするクランパが光ディスク１と同一形状であるので、光ディスク１における上記ディスクチルトを最小限としてイマージョンレンズ７による高開口数記録再生を効率化することができる。
（Ｖ）焦点形成部の第３実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第３の実施形態について、図７を用いて説明する。
【００７９】
上述の第１実施形態においては、イマージョンレンズ７に固定された第２磁石３４とそれに対向する位置に配置された第１磁石４０との間の反発力（又は引力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いによりイマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を一定に保ったが、本第２実施形態においては、上述第１磁石４０の形状がいわゆるフローティング形状とされる。
【００８０】
なお、図７は、焦点形成部Ｆの、光ディスク１の回転方向に平行な方向の断面図を示すものである。
焦点形成部Ｆの第３実施形態においては、上記第１磁石４０に羽根部４０’が設けられている。この羽根部４０’は、光ディスク１が回転する際に第１磁石４０と光ディスク１との間における空気の薄層の形成を助長するものである。
【００８１】
なお、図７に示す羽根部４０’は、従来では、例えば、情報を磁気的に記録するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ ）装置等において使用されているいわゆるフローティングヘッドと同等のものである。
【００８２】
以上説明した焦点形成部Ｆの第３実施形態によれば、第１磁石４０は、光ディスク１の回転に伴って、当該光ディスク１における光ビームＢが照射される面と反対の面から浮上するフローティング形状（羽根部４０’）を備えているので、当該反対の面を傷つけることなく情報の記録再生を行うことができると共に、光ディスク１の寿命の短縮化を防止できる。
（ＶＩ）焦点形成部の第４実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第４の実施形態について、図８及び図９を用いて説明する。
【００８３】
上述の第１実施形態においては、イマージョンレンズ７に固定された第２磁石３４とホルダ３２との間にリング状のストッパ３５を設け、イマージョンレンズ７が不必要に光ディスク１から離隔することを防止するようにしたが、本第４実施形態においては、イマージョンレンズ７そのものに当該イマージョンレンズ７を串さすように棒状の支持棒を設け、これにより上記ディスクチルトに対応してイマージョンレンズ７が傾くように構成される。
【００８４】
なお、図８は、焦点形成部Ｆの、光ディスク１の半径方向に平行な方向の断面図を示すものであり、図９はイマージョンレンズ７、第２磁石及びサスペンションバネを含む部分のみの平面図を示すである。
【００８５】
第４実施形態においては、図８に示すように、イマージョンレンズ７を串さすように（但し、イマージョンレンズ７の内部は貫通していない。）支持軸としての支持棒６０が当該イマージョンレンズ７に固定される。この支持棒６０の方向は、光ディスク１の回転における接線の方向に平行な方向とされている。
【００８６】
そして、当該支持棒６０の両端（イマージョンレンズ７を挟んだ両端）は、支持部によりホルダ３２に固定されている。この状態を図９を用いて更に説明すると、イマージョンレンズ７を中心として支持棒６０が支持部６１に支持されており、支持棒６０は当該支持部６１上を回転可能となっている。この構成により、光ディスク１にディスクチルトが生じた場合でも、支持棒６０を中心としてイマージョンレンズ７が一定範囲（上記ディスクチルトに対応する範囲）内で回転するので、当該回転動作と上記反発力（又は引力）Ｆｍ と弾性力Ｆｓ との吊り合いにより、当該ディスクチルトに追随してイマージョンレンズ７と光ディスク１との位置関係を常に一定とすることができる。
【００８７】
なお、第４実施形態においては、第２磁石及びサスペンションバネは、第１実施形態に示すような円筒形の第２磁石３４及びサスペンションバネ３３ではなく、図９に示すように、矩形の第２磁石３４’及びサスペンションバネ３３’とされ、イマージョンレンズ７を挟むように配置される。
【００８８】
以上説明した第４実施形態によれば、イマージョンレンズ７が光ディスク１の回転における接線の方向に平行な支持棒６０を中心として回動可能であるように、対物レンズ６に対して支持されているので、光ディスク１にその半径方向の撓みが生じていても、イマージョンレンズ７と情報記録面１’との関係を一定に保つことができる。
（ＶＩＩ ）焦点形成部の第５実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第５の実施形態について、図１０を用いて説明する。
【００８９】
これまでの第１乃至第４実施形態においては、第２磁石３４が永久磁石である場合について説明したが、本第５実施形態においては、第２磁石が電磁石により構成される。
【００９０】
なお、図１０は、焦点形成部Ｆの、光ディスク１の半径方向に平行な方向の断面図を示すものである。
図１０に示すように、第５実施形態における焦点形成部Ｆは、図３に示す第１実施形態における永久磁石３０、アクチュエータ３１、ホルダ３２、サスペンションバネ３３、ストッパ３５、対物レンズ６及びイマージョンレンズ７に加えて、当該イマージョンレンズに固定された円筒状のヨーク（磁芯となる金属）４５と、ヨークの周囲に巻回されたコイル４６と、イマージョンレンズ７及びコイル４６を囲むように形成された円筒状の永久磁石４７とにより構成されている。なお、この構成において、永久磁石４７はホルダ３２に固定され、対物レンズ６と共に一体的に移動可能となっている。また、コイル４６には、ＡＰＣ１９Ａにより後述の電流ｉが流される構成となっている。
【００９１】
次に、動作を説明する。
第５実施形態においては、永久磁石４７が発生する磁界と電流が流されているコイル４６（イマージョンレンズ７と一体的になっている。）との磁気的相互作用により，イマージョンレンズ７を図１０中上下方向に移動しようとする力Ｆｄ が発生され、この力Ｆｄ と弾性力Ｆｓ との吊り合いにより、イマージョンレンズ７と光ディスク１の保護層の表面との距離が上述の２０μｍ以内に保持される。
【００９２】
次に、コイル４６に磁気的に発生する力Ｆｄ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いに基づいて、イマージョンレンズレンズ７と光ディスク１の保護層の表面との距離を２０μｍ以下となるように当該力Ｆｄ と弾性力Ｆｓ を調節する方法について説明する。
【００９３】
図１０に示す場合においては、コイル４６に発生する力Ｆｄ と弾性力Ｆｓ とが吊り合ったイマージョンレンズ７の位置と、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離が２０μｍ以下の位置とが一致すればよい。
【００９４】
ここで、図１０において、コイル４６に流される電流をｉ、コイル４６の長さをｌ、永久磁石４７により発生される磁界の強さをＨとすると、コイルに発生する力Ｆｄ は、
Ｆｄ ＝ｉ×ｌ×Ｈ …（４）
となる。なお、力Ｆｄ の方向は、コイル４６に流される電流に従って、いわゆるフレミングの左手の法則に従う。
【００９５】
一方、サスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ については上記式（１）で与えられるから、式（１）で示される弾性力Ｆｓ と式（４）で示される力Ｆｄ とが、第１磁石４０とイマージョンレンズ７との距離が「光ディスク１の表面から情報記録面１’までの厚さ＋２０μｍ」の位置で吊り合えばよい。すなわち、
Ｆｓ ＝Ｆｄ
となるようにコイル４６に流れる電流ｉの大きさを設定し、コイル４６、すなわちイマージョンレンズ７が静止したときに当該イマージョンレンズ７と光ディスク１の保護層の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置を設定すれば、それ以後、光ディスク１の表面とイマージョンレンズ７とが２０μｍ以上離れることはない。
【００９６】
なお、上述の説明において、弾性力Ｆｓ 及び力Ｆｄ の方向については、サスペンションバネ３３に対して図１０上向きの弾性力（付勢力）Ｆｓ を与えているときは、力Ｆｄ が図１０下向きとなるようにコイル４６に流す電流の方向を設定し、また、サスペンションバネ３３に対して図１０下向きの弾性力Ｆｓ を与えているときは、力Ｆｄ が図１０上向きとなるようにコイル４６に流す電流の方向を設定すればよい。
【００９７】
以上説明したように、焦点形成部Ｆの第５実施形態によれば、イマージョンレンズ７にコイル４６等を含む電磁石を形成しているので、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を容易に変更設定できる。
（ＶＩＩＩ）焦点形成部の第６実施形態
次に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第６の実施形態について、図１１を用いて説明する。
【００９８】
上述の第５実施形態においては、永久磁石４７を用いてコイル４６に磁界Ｈを印加したが、第６実施形態においては、コイル４６に磁界Ｈを印加するための永久磁石が上記永久磁石３０と共用とされる。
【００９９】
図１１に示すように、第６実施形態においては、円筒形の永久磁石３０がその中心軸方向に延長され、当該延長された永久磁石３０からコイル４６を含む空間に磁界Ｈを印加する。
【０１００】
なお、この構成においては、永久磁石３０から発生する磁界Ｈの強さは、コイル４６を含む電磁石のみを考慮して設定することはできないので、この場合は、コイル４６に流れる電流ｉの大きさにより上記力Ｆｄ を適切な値（弾性力Ｆｓ との吊り合いの取れる値）とする必要がある。
【０１０１】
以上説明した第６実施形態においては、上記第５実施形態の効果に加えて、永久磁石を共通化することができるので、焦点形成部Ｆの構成をより簡素化することができる。
（ＩＸ）焦点形成部の第７実施形態
最後に、本発明に係る焦点形成部Ｆの第７の実施形態について、図１２を用いて説明する。
【０１０２】
上述の第５及び第６実施形態においては、コイル４６に磁界Ｈを印加するための永久磁石を、光ディスク１に対してコイル４６と同じ側に配置したが、第７実施形態においては、第１実施形態における永久磁石である第１磁石４０から発生する磁界とコイル４６に電流ｉを流したときに当該コイル４６に発生する磁界との相互作用により、第１磁石４０とコイル４６との間の引力（又は反発力）Ｆｍ を得、この引力（又は反発力）Ｆｍ と上記弾性力Ｆｓ との吊り合いにより、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を２０μｍに保持する。
【０１０３】
図１２に示すように、第７実施形態においては、第１実施形態（図３参照）における第２磁石３４に代えてイマージョンレンズ７に固定された上述のヨーク４５とコイル４６とを備えており、当該コイル４６には、ＡＰＣ１９Ａにより後述の電流ｉが流される構成となっている。
【０１０４】
次に、イマージョンレンズ７と保護層の表面との距離を２０μｍ以下となるように第１磁石４０及びコイル４６間の反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力を調節する方法について説明する。
【０１０５】
図１２に示す場合においては、第１磁石４０と電流ｉが流れているコイル４６とが相互に及ぼし合う反発力（又は引力）とサスペンションバネ３３の弾性力とが吊り合ったイマージョンレンズ７の位置と、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離が２０μｍ以下の位置とが一致すればよい。
【０１０６】
ここで、サスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ については、上述の式（１）により、
Ｆｓ ＝Ｋ×ｘ ……（１）
となる。
【０１０７】
一方、第１磁石４０とコイル４６との間に働く反発力（又は引力）Ｆｍ については、第１磁石４０の磁化の強さをｍ１ 、コイル４６の半径をＲ、コイル４６の巻数をＮ、コイル４６に流れる電流をｉとすると、コイル４６の中心での磁界の強さＨは、
Ｈ＝（Ｎ×ｉ）／（２×Ｒ）
となる。よって、コイル４６により発生する磁束φは、
φ＝μ０ ×Ｈ×２πＲ２ …（５）
となるので、これと、上記式（２）より、反発力（又は引力）Ｆｍ は、
Ｆｍ≒（ｍ１ ×φ）／（４×π×μ０ ×ｒ２ ） …（６）
となる。従って、式（１）で示される弾性力Ｆｓ と式（６）で示される反発力（又は引力）Ｆｍ とが、第１磁石４０とコイル４６（イマージョンレンズ７）との距離が、第１実施形態と同様に、「光ディスク１の表面から情報記録面１’までの厚さ＋２０μｍ」の位置で吊り合えばよい。よって、例えば、サスペンションバネ３３のバネ定数Ｋを約３４８６［Ｎ／ｍ］（サスペンションバネ３３の材料がりん青銅である場合）、ｒを「０．６ｍｍ＋２０μｍ」とし、イマージョンレンズ７の最大変位が１００μｍで、この位置で弾性力Ｆｓ と反発力（又は引力）Ｆｍ とが吊り合った（すなわち、Ｆｓ ＝Ｆｍ となった）とすると、第１磁石４０とコイル４６に必要な磁化は、第１磁石４０の磁化ｍ１ とコイル４６に発生する磁束φとが等しいときには、
ｍ１ ＝φ≒４．３１×１０−７［Ｗｂ］ …（７）
となる。すなわち、式（７）で示される磁化を有する第１磁石４０とコイル４６とを用いた場合には、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍ移動した位置で当該イマージョンレンズ７と光ディスク１の表面とが２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置を設定すれば、それ以後、光ディスク１の表面とイマージョンレンズ７とが２０μｍ以上離れることはない。
【０１０８】
なお、上述の説明において、弾性力Ｆｓ 及び反発力（又は引力）Ｆｍ の方向については、第１磁石４０とコイル４６との間に反発力Ｆｍ が作用するように第１磁石４０の極性とコイル４６の電流ｉの向きとを設定した場合には、弾性力Ｆｓ の向きは図１２上方向となり、コイル４６に作用する反発力Ｆｍ の方向は図１２下方向となり、更に、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍだけ図１２下方向に移動した位置で光ディスク１の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置が設定されることとなる。
【０１０９】
一方、第１磁石４０とコイル４６との間に引力Ｆｍ が作用するように第１磁石４０の極性とコイル４６の電流ｉの向きとを設定した場合には、弾性力Ｆｓ の向きは図１２下方向となり、コイル４６に作用する反発力Ｆｍ の方向は図１２上方向となり、更に、イマージョンレンズ７が磁化のない状態から１００μｍだけ図１２上方向に移動した位置で光ディスク１の表面との距離が２０μｍとなるようにホルダ３２（アクチュエータ３１）の位置が設定される。
【０１１０】
以上説明した焦点形成部Ｆの第７実施形態によれば、イマージョンレンズ７が、第１磁石４０とコイル４６と間の反発力（又は引力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ との吊り合いにより保持されているので、光ディスク１にディスクチルト等が発生した場合でも、イマージョンレンズ７と光ディスク１との相対的距離は変化しない。よって、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離について、情報の記録再生に影響を及ぼさない距離を保持しつつイマージョンレンズ７及びコイル４６を光ディスク１の表面から浮上させることができるので、光ディスク１における光ビームＢの照射側の表面に接触するものがないこととなり、光ディスク１が回転しても当該表面を傷つけることがなく、光ビームＢの開口数を向上させつつ反復して正確な情報の記録再生を行うことができると共に、光ディスク１の寿命の短縮化を防止できる。
【０１１１】
また、第１磁石４０とコイル４６との間における引力（又は反発力）Ｆｍ とサスペンションバネ３３の弾性力Ｆｓ とを吊り合わせることにより、イマージョンレンズ７と情報記録面１’との距離が所定の許容範囲内（２０μｍ）の距離となるように当該イマージョンレンズ７を浮上させるので、焦点形成部Ｆの構成が簡易となる。
【０１１２】
更に、第１磁石４０と第２磁石３４との間に反発力Ｆｍ を作用させたときには、当該反発力Ｆｍ により、フォーカスサーボ制御が為されなくなることによってイマージョンレンズ７と光ディスク１とが接触することを防止できる。
【０１１３】
更にまた、イマージョンレンズ７にコイル４６等を含む電磁石を形成しているので、イマージョンレンズ７と光ディスク１との距離を容易に変更設定できる。更に、以上説明した各実施形態の焦点形成部Ｆを有する光学式ピックアップ１１を備えた光ディスク情報記録再生装置Ｓによれば、光ディスク１が回転しても当該光ディスク１の保護層の表面を傷つけることがなく、反復して正確且つ高密度な情報の記録再生を行うことができると共に、光ディスク１の寿命の短縮化を防止できる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、第１磁石と第２磁石と弾性体とにより構成される浮上手段が、第１磁石と第２磁石との間における引力又は反発力と弾性体の弾性力とを吊り合わせることにより、イマージョンレンズの球面中心と情報記録面との距離が所定の許容範囲内の距離となるように、情報記録媒体における光ビームの照射側の表面に接触することなくイマージョンレンズを当該表面から浮上させるので、情報記録媒体における光ビームの照射側の表面に接触するものがないこととなり、情報記録媒体が移動しても当該表面を傷つけることがなく、反復して正確な情報の記録再生を行うことができると共に、情報記録媒体の寿命の短縮化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光ディスク情報記録再生装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】光学式ピックアップの概要構成を示す図である。
【図３】焦点形成部の第１実施形態の細部構成を示す図である。
【図４】イマージョンレンズ及び光ディスクの間隔と波面収差との関係を示す図である。
【図５】焦点形成部の第１実施形態の動作を示す図である。
【図６】焦点形成部の第２実施形態を示す図であり、（ａ）は第２実施形態の細部構成を示す図であり、（ｂ）は磁石クランパの実施形態（Ｉ）を示す図であり、（ｃ）は磁石クランパの実施形態（ＩＩ）を示す図である。
【図７】焦点形成部の第３実施形態の細部構成を示す図である。
【図８】焦点形成部の第４実施形態の細部構成を示す図である。
【図９】第４実施形態のイマージョンレンズ付近の構成の平面図である。
【図１０】焦点形成部の第５実施形態の細部構成を示す図である。
【図１１】焦点形成部の第６実施形態の細部構成を示す図である。
【図１２】焦点形成部の第７実施形態の細部構成を示す図である。
【図１３】従来技術のイマージョンレンズを用いた焦点形成部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…光ディスク
１’、１０３…情報記録面
２…レーザダイオード
３…グレーティング
４…ハーフミラー
５…コリメータレンズ
６、１００…対物レンズ
７、１０１…イマージョンレンズ
８…シリンドリカルレンズ
９…フォトディテクタ
１０…スピンドルモータ
１１…光学式ピックアップ
１２…ＲＦアンプ
１３…デコーダ
１４…エンコーダ・デコーダ
１５…レーザ駆動回路
１６…Ａ／Ｄコンバータ
１７…Ｄ／Ａコンバータ
１８…キャリッジ
１９…サーボコントロール回路
１９Ａ…ＡＰＣ回路
２０…システムコントローラ
２１…キー入力部
２２…表示部
３０、４７、１０８…永久磁石
３１、１０７…アクチュエータ
３２、４１…ホルダ
３３、３３’、４２…サスペンションバネ
３４、３４’…第２磁石
３５…ストッパ
４０…第１磁石
４０’…羽根部
４３…アーム
４５…ヨーク
４６…コイル
５０、５０’…磁石クランパ
５１…クランパ
６０…支持棒
６１…支持部
１０２…記録媒体
１０４…支持部材
１０５…サスペンション
１０６…固定部
Ｂ…光ビーム
Ｆ…焦点形成部
Ｓ…光ディスク情報記録再生装置
Ｓｒｆ…ＲＦ信号
Ｓｃ …制御信号
Claims (7)
- 対物レンズと情報記録媒体の間の光ビームの光路上に、当該光ビームにおける開口数を増大させるためのイマージョンレンズを備えた光学式ピックアップであって、
前記情報記録媒体における前記光ビームが照射される面と反対の面に配置された第１磁石と、
前記イマージョンレンズと一体的に可動する第２磁石と、
前記イマージョンレンズ及び前記第２磁石を前記対物レンズに対して支持する弾性体と、
により構成され、
前記第１磁石と前記第２磁石との間における引力又は反発力と前記弾性体の弾性力とを吊り合わせることにより、前記イマージョンレンズの球面中心と前記情報記録媒体における情報を記録する情報記録面との距離が予め設定された所定の許容範囲内の距離となるように、前記情報記録媒体における前記光ビームの照射側の表面に接触することなく前記イマージョンレンズを当該表面から浮上させる浮上手段を備えたことを特徴とする光学式ピックアップ。 - 請求項１に記載の光学式ピックアップにおいて、前記第２磁石は電磁石であることを特徴とする光学式ピックアップ。
- 請求項１に記載の光学式ピックアップにおいて、前記情報記録媒体は、ディスク状情報記録媒体であり、前記第１磁石は、当該ディスク状情報記録媒体と同じ大きさのディスク状であることを特徴とする光学式ピックアップ。
- 請求項１に記載の光学式ピックアップにおいて、前記情報記録媒体は、ディスク状情報記録媒体であり、前記第１磁石は、当該ディスク状情報記録媒体の回転に伴って、当該ディスク状情報記録媒体における前記光ビームが照射される面の反対の面から浮上する形状を備えていることを特徴とする光学式ピックアップ。
- 請求項３又は４のいずれか一項に記載の光学式ピックアップにおいて、前記イマージョンレンズは、前記ディスク状情報記録媒体の回転における接線の方向に平行な支持軸を中心として回動可能であるように、前記対物レンズに対して前記支持軸により支持されていることを特徴とする光学式ピックアップ。
- 請求項１に記載の光ピックアップにおいて、前記情報記録媒体が前記光ビームの照射方向に対して傾斜した場合に、前記第１磁石を前記情報記録媒体に伴って傾斜させる支持部材を更に備えることを特徴とする光ピックアップ。
- 請求項１から６のいずれか一項に記載の光学式ピックアップと、
外部からの記録すべき記録情報に基づいて前記光ビームを変調する変調手段と、
前記光ビームの前記情報記録媒体からの反射光に基づいて前記情報記録媒体から検出された情報を復調して外部に出力する復調手段と、
を備えたことを特徴とする情報記録再生装置。
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