JP4305043B2 - 情報記録装置及び情報再生装置 - Google Patents
情報記録装置及び情報再生装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4305043B2 JP4305043B2 JP2003133600A JP2003133600A JP4305043B2 JP 4305043 B2 JP4305043 B2 JP 4305043B2 JP 2003133600 A JP2003133600 A JP 2003133600A JP 2003133600 A JP2003133600 A JP 2003133600A JP 4305043 B2 JP4305043 B2 JP 4305043B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- information recording
- recording surface
- return light
- information
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エバネセント光を利用した記録、再生を行う情報記録装置及び方法、並びに情報再生装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクのような記録媒体に、光を照射することで所定の情報を記録又は再生する記録再生装置において、エバネセント光を利用することで、光の回折限界を超えた高密度な記録、再生を可能とする技術が提案されており、このエバネセント光を出射させるためのレンズとして、ＳＩＬ（Solid Immersion Lens）を用いたものが広く知られている。
【０００３】
エバネセント光による記録、再生を実現するには、このＳＩＬと非球面レンズとを組み合わせて２群レンズとして用いることで開口数ＮＡを１以上とし、且つ、記録媒体の情報記録面との距離（ギャップ）をＳＩＬに入射するレーザ光の波長の半分以下にする必要がある。このギャップは、例えばレーザ光の波長λが４００ｎｍである場合において、２００ｎｍ以下となる。
【０００４】
また、良好な記録及び再生を行うためには、上記ギャップを一定に保つ必要がある。このため、戻り光量の違いをエラー信号として利用して、ＳＩＬを搭載した光ヘッドのアクチュエータを制御器によりサーボ制御することにより、情報記録面に追従させる手法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−７６３５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ヘッドのような２軸デバイスをディスク状光記録媒体の情報記録面からの近接場領域において、このギャップを一定に制御する場合、上述した制御器に対して非常に大きなＤＣゲインが要求される。
【０００７】
例えば光ヘッドのアクチュエータの一次共振周波数が１００Ｈｚと高い場合には、仮に積分フィルタ等を別途配設したときであっても、システムの安定性をしつつ、対物レンズとディスク間の距離をエバネセント光が生じる距離、代表的には200nm以下に維持するのに十分なDCゲインを確保するのは困難である。
【０００８】
またデジタル方式のサーボを用いても、サンプリング周波数の関係により、アナログ方式のサーボと比較して位相回りが早く、また十分なＤＣゲインを確保するのが困難となる。
【０００９】
更に、上述したＤＣゲインを向上させることができても、光ヘッドのアクチュエータが不感帯を持つような非線形なシステムである場合には、外乱がシステムに印加することにより、システム全体が不安定になるという問題点がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、エバネセント光を利用した記録、再生を行う情報記録装置及び情報再生装置において、特に制御器に対するＤＣゲインを向上させることにより、近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化させることができる情報記録装置及び情報再生装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述した問題点を解決するために、エバネセント光を利用した記録処理を実行する情報記録装置において、出射手段が光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に、レーザ光を近接場光として情報記録面に出射し、また情報記録面に出射された全反射戻り光量に応じて出射手段を情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段に加え、第２の制御手段をこれに並列に接続し、全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に第２の制御手段における出力を遮断する情報記録装置を発明した。
【００１２】
即ち、本発明を適用した情報記録装置は、光記録媒体の情報記録面に記録する記録情報によって変調されたレーザ光を出射する光源と、上記光源から出射された上記レーザ光を集光し、上記光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に上記集光したレーザ光を近接場光として上記情報記録面に出射する出射手段と、上記情報記録面に出射された全反射戻り光量を検出する戻り光量検出手段と、上記近接場光による記録時において、上記戻り光量検出手段によって検出された全反射戻り光量に基づいて、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段と、上記第１の制御手段に並列接続され、上記第１の制御手段と異なる帯域で、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第２の制御手段と、上記全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に、上記第２の制御手段における出力を遮断する切替手段とを備える。
【００１４】
本発明者は、上述した問題点を解決するために、エバネセント光を利用した再生処理を実行する情報記録装置において、出射手段が光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に、レーザ光を近接場光として情報記録面に出射し、また情報記録面に出射された全反射戻り光量に応じて出射手段を情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段に加え、第２の制御手段をこれに並列に接続し、全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に第２の制御手段における出力を遮断する情報再生装置を発明した。
【００１５】
即ち、本発明を適用した情報再生装置は、光記録媒体の情報記録面に記録された記録情報を再生するためのレーザ光を出射する光源と、上記光源から出射された上記レーザ光を集光し、上記光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に上記集光したレーザ光を近接場光として上記情報記録面に出射する出射手段と、上記情報記録面に出射された全反射戻り光量を検出する戻り光量検出手段と、上記近接場光による記録時において、上記戻り光量検出手段によって検出された全反射戻り光量に基づいて、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段と、上記第１の制御手段に並列接続され、上記第１の制御手段と異なる帯域で、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第２の制御手段と、上記全反射戻り光量が、上記所定の閾値を超える場合に、上記第２の制御手段における出力を遮断する切替手段とを備える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
本発明に係る情報記録装置及び方法を適用した光記録装置の構成例を図１に示す。この図１に示す光記録装置１は、リムーバブルな光ディスク２に対応した記録装置であって、光ディスク２を回転駆動させるスピンドルモータ３と、光ディスク２の信号記録面２ａ上にレーザ光を照射するとともに、光ディスク２からの戻り光を検出する光学ヘッド４と、光学ヘッド４により検出された戻り光に基づいてそれぞれ制御信号を生成するギャップ制御部６とを備えている。
【００１９】
スピンドルモータ３には、光ディスク２を装着するディスクテーブルが一体的に取り付けられる。スピンドルモータ３は、図示しないシステムコントローラから供給されるスピンドル駆動信号に基づき、駆動軸を例えば、線速度一定（CLV:Constant Linear Velocity）又は、角速度一定（CAV: Constant Angular Velocity）で回転駆動させことにより、ディスクテーブル上に装着された光ディスク２を回転させる。
【００２０】
光学ヘッド４は、スピンドルモータ３の駆動により回転操作される光ディスク２の各記録層に光ビームを合焦し、光ディスク２の信号記録面にて反射した戻り光を検出して信号処理部５へ出力する。この際、光学ヘッド４は、回転操作される光ディスク２の種類によって、その光ディスク２に最適な波長のレーザ光を出射するように制御される。
またギャップ制御部６は、光学ヘッド４から送信されるギャップエラー信号ＧＥに基づいて制御信号を生成し、これを光学ヘッド４へ出力する。即ち、この制御信号により、光学ヘッド４の備える対物レンズを光ディスク２に近接離間する方向へ微調整することができる。
【００２１】
ちなみにこの光記録装置１では、図示しないアクセス機構により、光学ヘッド４を光ディスク２の径方向に送り動作させ、またこの光学ヘッド４が光ディスク２の所定の記録トラック上に位置するように動作させてもよい。
【００２２】
次に、本発明を適用した光学ヘッド４について更に詳しく説明する。
【００２３】
この光学ヘッド４は、半導体レーザの駆動電流を制御するＡＰＣ(Automatic Power Controller)４２と、各半導体レーザを支持するホルダ４３と、この半導体レーザから出射されたレーザ光の光路中に配されたビームスプリッタ４４と、このビームスプリッタ４４を透過したレーザ光を平行光とするコリメータレンズ４５と、このコリメータレンズ４５により平行光とされたレーザ光の光路中に配設されたミラー４６と、このミラー４６により反射されたレーザ光が入射する１／４波長板４７と、この１／４波長板４７を通過したレーザ光を光ディスク２の信号記録面２ａ上に集光するレンズブロック４８と、光ディスク２の信号記録面２ａから反射して戻ってきた戻り光を集光する集光レンズ５５と、戻り光を受光する受光素子５６とを備えている。
【００２４】
ホルダ４３には、所定の波長からなるレーザ光を出射する半導体レーザ７１が取り付けられている。この半導体レーザ７１は、半導体の再結合発光を利用した発光素子である。この半導体レーザ７１は、レーザ光の出力が一定になるようにＡＰＣ４２により駆動電流が制御された上で、情報源５８から供給される情報信号に基づくレーザ光を出射する。
【００２５】
ビームスプリッタ４４は、半導体レーザ７１から出射されたレーザ光を透過させて光ディスク２に導くとともに、光ディスク２から反射して戻ってくる戻り光を反射させて受光素子５６へと導く。このビームスプリッタ４４を透過した発散光であるレーザ光は、コリメータレンズ４５により平行光とされ、１／４波長板４７を通過する。なお、ビームスプリッタ４４は、半導体レーザ７１から出射されたレーザ光が偏光を有する場合に、偏光ビームスプリッタを用いることで、光ディスク２から反射して戻ってくる戻り光が半導体レーザ７１に戻るのを防止することができる。
【００２６】
ミラー４６は、ビームスプリッタ４４を透過したレーザ光を反射されることにより光路を折り曲げる。これにより、レーザ光は、光学ヘッド４の下方に位置する光ディスク２の信号記録面２ａに対して略垂直に照射されることになる。
【００２７】
１／４波長板４７は、通過するレーザ光にπ／２の位相差を与えるものである。半導体レーザ７１から出射された直線偏光のレーザ光は、１／４波長板４７を通過して円偏光となる。また光ディスク２を反射して戻ってくる円偏光のレーザ光は、この１／４波長板４７を通過した場合に、直線偏光となる。
【００２８】
レンズブロック４８は、ミラー４６を反射したレーザ光の光路中に配設されており、このレーザ光を集光して光ディスク２の信号記録面上に照射させる機能を有する。このレンズブロック４８は、自身が備える２軸アクチュエータによって、光ディスク２に近接離間する方向及び光ディスク２の径方向の２軸方向に移動可能に支持されている。そして、このレンズブロック４８は、光ディスク２からの戻り光により生成された制御信号に基づいて、２軸アクチュエータにより移動動作され、フォーカシング制御が実現されることになる。
【００２９】
光ディスク２の信号記録面２ａ上に集光された各レーザ光は、この信号記録面２ａで反射され、レンズブロック４８を通過することにより平行光となる。そして、光ディスク２から反射して戻ってくる戻り光は、１／４波長板４７を介してコリメータレンズ４５を通過することにより収束光とされ、ビームスプリッタ４４を反射する。
【００３０】
また、受光素子５６は、ビームスプリッタ４４を反射し、集光レンズ５５により集光されたレーザ光を受光して光電変換して後述するギャップエラー信号ＧＥを生成し、これをギャップ制御部６へ供給する。
【００３１】
次に、レンズブロックの詳細について更に詳しく説明する。レンズブロック４８は、ミラー４６を反射したレーザ光の光路中に配設されており、図２に示すように、対物レンズ６２と、ＳＩＬ（Solid Immersion Lens）６３と、レンズフォルダ６４と、２軸アクチュエータ６５とを備えている。
【００３２】
対物レンズ６２は、レーザ光を集光してＳＩＬ６３に供給する機能を有する非球面レンズである。ＳＩＬ６３は、球形レンズの一部を平面にして切り取った形状をした高屈折率のレンズである。ＳＩＬ６３は、信号記録面２ａに近接配置され、対物レンズ６２から供給されたレーザ光を球面側から入射し、球面と反対側の面（端面）の中央部に集束させる。
【００３３】
なお、このレンズブロック４８では、上述したＳＩＬ６３の代替として、反射ミラーが形成されたＳＩＭ（Solid Immersion Mirror）を用いてもよい。
【００３４】
レンズフォルダ６４は、対物レンズ６２と、ＳＩＬ６３とを所定の位置関係で保持している。ＳＩＬ６３は、レンズフォルダ６４によって、球面側が対物レンズ６２と対向するように、また球面と反対側の面（端面）が光ディスク２の信号記録面２ａと対向するように保持される。
【００３５】
このように、レンズフォルダ６４によって対物レンズ６２と、信号記録面２ａとの間に高屈折率のＳＩＬ６３を配置することで、対物レンズ６２のみの開口数よりも大きな開口数を得ることができる。一般に、レンズから照射されるレーザ光のスポットサイズは、レンズの開口数に反比例することから、対物レンズ６２、ＳＩＬ６３によって、より微小なスポットサイズのレーザ光にすることができる。
【００３６】
２軸アクチュエータ６５は、フォーカスサーボ制御部５やギャップ制御部６から制御信号として出力される制御電圧に応じてフォーカス方向にレンズフォルダ６４を動作させる。
【００３７】
レンズブロック４８において、エバネセント光は、ＳＩＬ６３の端面に臨界角以上の角度で入射され全反射したレーザ光の反射境界面から滲み出した光である。ＳＩＬ６３の端面が、光ディスク２の信号記録面２ａから、後述するニアフィールド（近接場）内にある場合に、ＳＩＬ６３の端面より滲み出した上述のエバネセント光は、信号記録面２ａに照射されることになる。
【００３８】
続いて、ニアフィールドについて説明をする。一般に、ニアフィールドは、図２に示すようにＳＩＬ６３の端面から、光ディスク２における信号記録面２ａまでの距離（ギャップ）をｄとしたとき、ＳＩＬ６３に入射されたレーザ光の波長λによってｄ≦λ／２と定義される領域がニアフィールドである。即ち、光ディスク２の信号記録面２ａと、ＳＩＬ６３の端面との距離で定義されるギャップｄが、ｄ≦λ／２を満たし、ＳＩＬ６３の端面からエバネセント光が光ディスク２の信号記録面２ａに滲み出す状態をニアフィールド状態といい、ギャップｄが、ｄ＞λ／２を満たし、信号記録面２ａ上にエバネセント光が滲み出さない状態をファーフィールド状態という。
【００３９】
ところで、ファーフィールド状態である場合、ＳＩＬ６３の端面に臨界角以上の角度で入射されたレーザ光は、全て、全反射されて戻り光となる。したがって、図３に示すようにファーフィールド状態での戻り光量は、一定値となっている。
【００４０】
一方、ニアフィールド状態である場合、ＳＩＬ６３の端面に臨界角以上の角度で入射されたレーザ光の一部は、上述したように、ＳＩＬ６３の端面つまり反射境界面において、エバネセント光として光ディスク２の信号記録面２ａに滲み出す。従って、図３に示すように全反射されたレーザ光の戻り光量は、ファーフィールド状態のときより減少することになる。また、このニアフィールド状態における戻り光量は、SIL63端面とディスク2との距離に依存して減少する。
【００４１】
なお、ニアフィールド状態である場合において、戻り光量がギャップ長に対して線形に変化する線形領域と、非線形に変化する非線形領域とに分類することができる。従って、ＳＩＬ６３の端面の位置がニアフィールド状態にあり、かつ線形領域に属する場合には、戻り光量を受光素子５６により受光して光電変換してギャップエラー信号ＧＥを生成し、これに基づきフィードバックサーボを行うことにより、ギャップを一定に制御することが可能となる。即ち、図３に示すように戻り光量が制御目標値Ｐになるように制御を行えば、ギャップｄを一定の距離に保持することが可能となる。
【００４２】
かかるフィードバックサーボを制御するギャップ制御部６の構成につき図４を用いて説明をする。ギャップ制御部６は、ギャップを制御目標値Ｐとするための制御目標電圧値と、ギャップエラー信号ＧＥとを比較して偏差を求める減算器７１と、近接場光による記録時においてギャップを一定に制御する第１の制御部７２と、第１の制御部７２に並列接続され、制御目標電圧値と、ギャップエラー信号ＧＥとの間で求められた偏差につき所定の処理を実行する第２の制御部７３と、ギャップエラー信号ＧＥが、上記制御目標電圧値を超える場合に、第２の制御部７３における出力を切り替える切替部７４と、第１の制御部７２の出力と、切替部７４との出力を加算して制御信号を生成する加算器７５とを備えている。
【００４３】
第１の制御部７２は、ＳＩＬ６３がニアフィールド状態にあるときにギャップｄを制御目標値Ｐに近づけるための制御電圧である制御信号Ｖｇを生成する。第１の制御部７２は、例えば、周波数応答に基づいて設計された位相補償フィルターなどを備えており、減算器７１で算出された偏差から制御電圧である制御信号Ｖｇを生成する。
【００４４】
第２の制御部７３は、レンズブロック４８におけるＳＩＬ６３をニアフィールド状態となる距離まで光ディスク２の信号記録面２ａに近づけるような制御信号Ｖｈを生成する。この第２の制御部７３は、第１の制御部７２と異なる帯域において上記制御信号Ｖｈを生成することにより、ＳＩＬ６３をニアフィールド状態となる距離まで近づけることができる。この第２の制御部７３は、例えば、制御目標電圧値と、ギャップエラー信号ＧＥとの間で求められた偏差における高域成分を除去するローパスフィルタとして構成してもよい。
【００４５】
切替部７４は、戻り光量に基づくギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値を超えているか否か判別する。その結果、このギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値を超えていた場合において、切替部７４は、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力を遮断するような切り替え動作を実行する。一方切替部７４は、このギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値以下の場合に、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力をそのまま加算器７５へ送信するような切り替え動作を実行する。
【００４６】
即ち、ギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値を超えていた場合に、加算器７５からは、制御信号Ｖｇのみが出力される。またギャップエラー信号が所定の閾値以下の場合には、制御信号Ｖｇと制御信号Ｖｈとの和が出力され、ＤＣゲインを向上させることができる。
【００４７】
例えば、第２の制御部７３を、例えば図５に示すような周波数特性を有するＬＰＦ（カットオフ周波数ｆｃ：１０Ｈｚ）で構成することにより、減算器７１から出力された偏差の高域成分を除去して加算器７５へ出力することができる。これにより、第１の制御部７２のみでは、２軸アクチュエータ６５の一次共振周波数が１００Ｈｚと高い場合には、図６に示すように、６０ｄＢ程度のＤＣゲインを維持するのが限度であるが、この第１の制御部７２に対して並列となるように上記特性のＬＰＦで構成される第２の制御部７３を配設することにより、低域におけるＤＣゲインを８０ｄＢまで向上させることができる。このように、低域におけるＤＣゲインを２０ｄＢ程度ブーストさせることにより、ＳＩＬ６３がニアフィールド状態にあるときであっても、ギャップｄを高精度に制御することが可能となる。また、両者ともカットオフ周波数は、１．７ｋＨｚ程度であり大差ないため、制御時における応答特性を維持しつつ、ギャップｄを安定化させることが可能となる。
【００４８】
ちなみに、ギャップ制御部６からの制御信号は、第１の制御部７２による制御信号Ｖｇの出力のみで構成される場合において、図７(a)に示すように、残差エラーによる変動成分が多く含まれる。これに対して、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力も加算されている場合には、図７(b)に示すように、変動成分を消去することができ、残差エラーによる影響を解消することができる。
【００４９】
このように、第１の制御部７２と、第２の制御部７３とを並列接続することにより、定常特性を改善することができるが、例えばＳＩＬ６３の端面の位置がニアフィールド状態にあり、非線形領域に属する場合には、フィードバックサーボシステムの特性そのものが不安定になり、発振してしまうことがある。
【００５０】
例えば、図３に示すように、戻り光量がギャップ長に対して線形とみなせるのは、ｄ０以下である。上述したフィードバックサーボにより制御されるギャップｄは、０＜ｄ＜ｄ０＜λ／２の関係にある。かかる範囲において、若しくは当該範囲近傍において、ギャップｄが制御される場合には、フィードバックサーボシステムは線形となり安定化する。
【００５１】
一方、２軸アクチュエータ６５に何らかの外乱が印加される結果、戻り光量がｄ０以上になると非線形領域に入る。この非線形領域において、ともに並列接続された第１の制御部７２と第２の制御部７３の出力を加算して上記制御信号を生成すると、以下に説明する条件付き安定帯域にある場合に、一般的にリミットサイクルが生じてハンチングし、制御出力が発振してしまう。このため、ギャップサーボシステムが不安定となり、SIL６３とディスク間をエバネセント光が生じる距離に一定に制御することはできなくなり、近接場光を用いた記録再生システムが破綻する。
【００５２】
ここで、上述した条件付き安定帯域とは、図６に示すように、システムのカットオフ周波数より低域の約３５Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲をいう。このような条件付き不安定帯域をもつシステム、つまり、条件付き安定なシステムでは、たとえ閉ループ系が安定であっても、システムが非線形な場合には一般に不安定となってしまう。
【００５３】
このため、本発明では、フィードバックサーボシステムを常時安定化させるため、例えば図８に示す処理を実行する。
【００５４】
先ず、ステップＳ１１において、切替部７４は、戻り光量に基づくギャップエラー信号ＧＥを識別する。そして、切替部７４は、かかるギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値Ｔを超えているか否か判別する。この閾値Ｔは、図３に示すように、線形領域と非線形領域の境界を示すギャップ長ｄ０に対する戻り光量に応じて予め決定されるが、かかる場合に限定されるものではなく、ギャップ長に対する戻り光量の関係に応じて予め決定されていればよい。
【００５５】
このステップＳ１１における判別の結果、ギャップエラー信号ＧＥが閾値Ｔを超えていた場合には、ステップＳ１３へ移行する。一方、ギャップエラー信号ＧＥが閾値Ｔ以下の場合には、ステップＳ１２へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１２へ移行した場合において、切替部７４は、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力をそのまま加算器７５へ送信するような切り替え動作を実行する。これにより、加算器７５からは、制御信号Ｖｇと制御信号Ｖｈとの和が出力されることになり、ＤＣゲインを向上させることができる。
【００５７】
ステップＳ１３へ移行した場合において、切替部７４は、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力を遮断するような切り替え動作を実行する。これにより、加算器７５からは、制御信号Ｖｇのみが出力されることになる。即ち、ギャップエラー信号ＧＥが閾値Ｔを超える非線形領域にある場合であって、かつ条件付き安定帯域の場合には、上述の如くフィードバックサーボシステム全体が不安定になり、発振してしまう可能性があるが、本発明では、非線形領域にある場合において、常に第１の制御部７２からの制御信号Ｖｇのみを出力するため、システムは、条件付き安定な系（図6(1)）から安定な系（図6(2)）に変更されるので、非線形な領域にあっても、システムは不安定となり発振することはない。
【００５８】
このように、本発明を適用した光記録装置１では、エバネセント光を利用した記録処理を実行する際に、ＳＩＬ６３が光ディスク２の信号記録面２ａに対する近接場に配置された場合に、近接場光を信号記録面２ａに出射し、また信号記録面に出射された近接場光の戻り光量に応じてギャップｄを所定の距離を保つように制御する第１の制御部７２に加え、第２の制御部７３をこれに並列に接続する。そして、近接場光の戻り光量が、閾値Ｔを超える場合に第２の制御部７３における出力を遮断するような切り替え動作を実行する。
【００５９】
これにより、本発明を適用した光記録装置１では、ＳＩＬ６３が線形領域にある場合には、低域におけるＤＣゲインを向上させることができ、ニアフィールド状態にあるときであっても、ギャップｄを高精度に制御することが可能となる。また、ＳＩＬ６３が非線形領域にある場合に、第１の制御部７２からの制御信号のみ出力することにより、フィードバックサーボシステム全体を安定化させることができ、発振するのを防ぐことができる。
【００６０】
即ち、この光記録装置１では、各制御部におけるＤＣゲインを向上させることにより近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化することができる。
【００６１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば以下に説明する光再生装置８,９に適用してもよい。
【００６２】
光再生装置８,９の構成につき、図９,１０を用いて説明をする。この光再生装置８,９において、上述した光記録装置１と同一の構成については、同一の番号を付して説明を省略する。
【００６３】
光再生装置８は、受光素子５６に接続されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）９１を備えている。このＬＰＦ９１は、受光素子５６から得られるギャップエラー信号ＧＥ、並びに信号記録面２ａから読み出した再生信号を周波数毎に分離して出力する。このＬＰＦ９１により、例えば、再生信号のみ抽出して、これを外部の機器に伝送することができる。
【００６４】
また光再生装置９は、ビームスプリッタ４４により反射されたレーザ光の一部を反射し、他を透過させる偏光ビームスプリッタ１０１と、偏光ビームスプリッタ１０１により反射されたレーザ光を光電変換して再生信号を生成する第１の受光素子１０２と、偏光ビームスプリッタ１０１を透過した第２の受光素子１０２とを備えている。
【００６５】
この光再生装置９において、信号記録面２ａから読み出された情報を含むレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０１を反射し、第１の受光素子１０２により受光されて再生信号となり外部へ伝送されることになる。同様に、近接場光の戻り光量は、第２の受光素子１０３により受光されてギャップエラー信号ＧＥとしてギャップ制御部６へ出力される。
【００６６】
このような光再生装置８,９においても、光記録装置１と同様に、エバネセント光を利用した再生処理を実行する際に、ＳＩＬ６３が光ディスク２の信号記録面２ａに対する近接場に配置された場合に、近接場光を信号記録面２ａに出射し、また信号記録面に出射された近接場光の戻り光量に応じてギャップｄを所定の距離を保つように制御する第１の制御部７２に加え、第２の制御部７３をこれに並列に接続する。そして、近接場光の戻り光量が、閾値Ｔを超える場合に第２の制御部７３における出力を遮断するような切り替え動作を実行する。
【００６７】
これにより、本発明を適用した光再生装置８,９においても、ＳＩＬ６３が線形領域にある場合には、低域におけるＤＣゲインを向上させることができ、ニアフィールド状態にあるときであっても、ギャップｄを高精度に制御することが可能となる。また、ＳＩＬ６３が非線形領域にある場合に、第１の制御部７２からの制御信号のみ出力することにより、フィードバックサーボシステム全体を安定化させることができ、発振するのを防ぐことができる。
【００６８】
即ち、この光再生装置８,９では、各制御部におけるＤＣゲインを向上させることにより近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化することができる。
【００６９】
なお、本発明は、上述した光記録装置１と光再生装置８,９とを組み合わせた光記録再生装置として適用してもよいことは勿論である。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明を適用した情報記録装置では、エバネセント光を利用した記録処理を実行する際において、出射手段が光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に、レーザ光を近接場光として情報記録面に出射し、また情報記録面に出射された全反射戻り光量に応じて出射手段を情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段に加え、第２の制御手段をこれに並列に接続し、全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に第２の制御手段における出力を遮断する。
【００７１】
これにより、本発明を適用した情報記録装置では、各制御手段におけるＤＣゲインを向上させることにより近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化することができる。
【００７２】
以上の説明からも明らかなように、本発明を適用した情報再生装置では、エバネセント光を利用した再生処理を実行する際において、出射手段が光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に、レーザ光を近接場光として情報記録面に出射し、また情報記録面に出射された全反射戻り光量に応じて出射手段を情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段に加え、第２の制御手段をこれに並列に接続し、全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に第２の制御手段における出力を遮断する。
【００７３】
これにより、本発明を適用した情報再生装置では、各制御手段におけるＤＣゲインを向上させることにより近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光記録装置の構成について説明するための図である。
【図２】同光記録装置が備えるレンズブロックについて説明するための図である。
【図３】戻り光量とギャップ間距離との関係について説明するための図である。
【図４】ギャップ制御部の詳細な構成につき説明するための図である。
【図５】第１の制御部に並列に接続された第２の制御部の周波数特性を示した図である。
【図６】第１の制御部に第２の制御部を並列に接続させた場合の周波数特性につき説明するための図である。
【図７】図７（ａ）は、第１の制御部のみの場合の制御電圧の様子を示した図であり、図７（ｂ）は、第２の制御部を並列に接続させた場合の制御電圧の様子を示した図である。
【図８】ギャップ制御部の動作について説明するための図である。
【図９】本発明を適用した光再生装置の構成について説明するための図である。
【図１０】本発明を適用した光再生装置の他の構成について説明するための図である。
【符号の説明】
１ 光記録装置、２ 光ディスク、３ スピンドルモータ、４ 光学ヘッド、５ フォーカスサーボ制御部、６ ギャップ制御部、８,９ 光再生装置、４２ＡＰＣ、４３ ホルダ、４４ ビームスプリッタ、４５ コリメータレンズ、４６ ミラー、４７ １／４波長板、４８ レンズブロック、５５ 集光レンズ、５６ 受光素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、エバネセント光を利用した記録、再生を行う情報記録装置及び方法、並びに情報再生装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクのような記録媒体に、光を照射することで所定の情報を記録又は再生する記録再生装置において、エバネセント光を利用することで、光の回折限界を超えた高密度な記録、再生を可能とする技術が提案されており、このエバネセント光を出射させるためのレンズとして、ＳＩＬ（Solid Immersion Lens）を用いたものが広く知られている。
【０００３】
エバネセント光による記録、再生を実現するには、このＳＩＬと非球面レンズとを組み合わせて２群レンズとして用いることで開口数ＮＡを１以上とし、且つ、記録媒体の情報記録面との距離（ギャップ）をＳＩＬに入射するレーザ光の波長の半分以下にする必要がある。このギャップは、例えばレーザ光の波長λが４００ｎｍである場合において、２００ｎｍ以下となる。
【０００４】
また、良好な記録及び再生を行うためには、上記ギャップを一定に保つ必要がある。このため、戻り光量の違いをエラー信号として利用して、ＳＩＬを搭載した光ヘッドのアクチュエータを制御器によりサーボ制御することにより、情報記録面に追従させる手法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−７６３５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ヘッドのような２軸デバイスをディスク状光記録媒体の情報記録面からの近接場領域において、このギャップを一定に制御する場合、上述した制御器に対して非常に大きなＤＣゲインが要求される。
【０００７】
例えば光ヘッドのアクチュエータの一次共振周波数が１００Ｈｚと高い場合には、仮に積分フィルタ等を別途配設したときであっても、システムの安定性をしつつ、対物レンズとディスク間の距離をエバネセント光が生じる距離、代表的には200nm以下に維持するのに十分なDCゲインを確保するのは困難である。
【０００８】
またデジタル方式のサーボを用いても、サンプリング周波数の関係により、アナログ方式のサーボと比較して位相回りが早く、また十分なＤＣゲインを確保するのが困難となる。
【０００９】
更に、上述したＤＣゲインを向上させることができても、光ヘッドのアクチュエータが不感帯を持つような非線形なシステムである場合には、外乱がシステムに印加することにより、システム全体が不安定になるという問題点がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、エバネセント光を利用した記録、再生を行う情報記録装置及び情報再生装置において、特に制御器に対するＤＣゲインを向上させることにより、近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化させることができる情報記録装置及び情報再生装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述した問題点を解決するために、エバネセント光を利用した記録処理を実行する情報記録装置において、出射手段が光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に、レーザ光を近接場光として情報記録面に出射し、また情報記録面に出射された全反射戻り光量に応じて出射手段を情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段に加え、第２の制御手段をこれに並列に接続し、全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に第２の制御手段における出力を遮断する情報記録装置を発明した。
【００１２】
即ち、本発明を適用した情報記録装置は、光記録媒体の情報記録面に記録する記録情報によって変調されたレーザ光を出射する光源と、上記光源から出射された上記レーザ光を集光し、上記光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に上記集光したレーザ光を近接場光として上記情報記録面に出射する出射手段と、上記情報記録面に出射された全反射戻り光量を検出する戻り光量検出手段と、上記近接場光による記録時において、上記戻り光量検出手段によって検出された全反射戻り光量に基づいて、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段と、上記第１の制御手段に並列接続され、上記第１の制御手段と異なる帯域で、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第２の制御手段と、上記全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に、上記第２の制御手段における出力を遮断する切替手段とを備える。
【００１４】
本発明者は、上述した問題点を解決するために、エバネセント光を利用した再生処理を実行する情報記録装置において、出射手段が光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に、レーザ光を近接場光として情報記録面に出射し、また情報記録面に出射された全反射戻り光量に応じて出射手段を情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段に加え、第２の制御手段をこれに並列に接続し、全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に第２の制御手段における出力を遮断する情報再生装置を発明した。
【００１５】
即ち、本発明を適用した情報再生装置は、光記録媒体の情報記録面に記録された記録情報を再生するためのレーザ光を出射する光源と、上記光源から出射された上記レーザ光を集光し、上記光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に上記集光したレーザ光を近接場光として上記情報記録面に出射する出射手段と、上記情報記録面に出射された全反射戻り光量を検出する戻り光量検出手段と、上記近接場光による記録時において、上記戻り光量検出手段によって検出された全反射戻り光量に基づいて、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段と、上記第１の制御手段に並列接続され、上記第１の制御手段と異なる帯域で、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第２の制御手段と、上記全反射戻り光量が、上記所定の閾値を超える場合に、上記第２の制御手段における出力を遮断する切替手段とを備える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
本発明に係る情報記録装置及び方法を適用した光記録装置の構成例を図１に示す。この図１に示す光記録装置１は、リムーバブルな光ディスク２に対応した記録装置であって、光ディスク２を回転駆動させるスピンドルモータ３と、光ディスク２の信号記録面２ａ上にレーザ光を照射するとともに、光ディスク２からの戻り光を検出する光学ヘッド４と、光学ヘッド４により検出された戻り光に基づいてそれぞれ制御信号を生成するギャップ制御部６とを備えている。
【００１９】
スピンドルモータ３には、光ディスク２を装着するディスクテーブルが一体的に取り付けられる。スピンドルモータ３は、図示しないシステムコントローラから供給されるスピンドル駆動信号に基づき、駆動軸を例えば、線速度一定（CLV:Constant Linear Velocity）又は、角速度一定（CAV: Constant Angular Velocity）で回転駆動させことにより、ディスクテーブル上に装着された光ディスク２を回転させる。
【００２０】
光学ヘッド４は、スピンドルモータ３の駆動により回転操作される光ディスク２の各記録層に光ビームを合焦し、光ディスク２の信号記録面にて反射した戻り光を検出して信号処理部５へ出力する。この際、光学ヘッド４は、回転操作される光ディスク２の種類によって、その光ディスク２に最適な波長のレーザ光を出射するように制御される。
またギャップ制御部６は、光学ヘッド４から送信されるギャップエラー信号ＧＥに基づいて制御信号を生成し、これを光学ヘッド４へ出力する。即ち、この制御信号により、光学ヘッド４の備える対物レンズを光ディスク２に近接離間する方向へ微調整することができる。
【００２１】
ちなみにこの光記録装置１では、図示しないアクセス機構により、光学ヘッド４を光ディスク２の径方向に送り動作させ、またこの光学ヘッド４が光ディスク２の所定の記録トラック上に位置するように動作させてもよい。
【００２２】
次に、本発明を適用した光学ヘッド４について更に詳しく説明する。
【００２３】
この光学ヘッド４は、半導体レーザの駆動電流を制御するＡＰＣ(Automatic Power Controller)４２と、各半導体レーザを支持するホルダ４３と、この半導体レーザから出射されたレーザ光の光路中に配されたビームスプリッタ４４と、このビームスプリッタ４４を透過したレーザ光を平行光とするコリメータレンズ４５と、このコリメータレンズ４５により平行光とされたレーザ光の光路中に配設されたミラー４６と、このミラー４６により反射されたレーザ光が入射する１／４波長板４７と、この１／４波長板４７を通過したレーザ光を光ディスク２の信号記録面２ａ上に集光するレンズブロック４８と、光ディスク２の信号記録面２ａから反射して戻ってきた戻り光を集光する集光レンズ５５と、戻り光を受光する受光素子５６とを備えている。
【００２４】
ホルダ４３には、所定の波長からなるレーザ光を出射する半導体レーザ７１が取り付けられている。この半導体レーザ７１は、半導体の再結合発光を利用した発光素子である。この半導体レーザ７１は、レーザ光の出力が一定になるようにＡＰＣ４２により駆動電流が制御された上で、情報源５８から供給される情報信号に基づくレーザ光を出射する。
【００２５】
ビームスプリッタ４４は、半導体レーザ７１から出射されたレーザ光を透過させて光ディスク２に導くとともに、光ディスク２から反射して戻ってくる戻り光を反射させて受光素子５６へと導く。このビームスプリッタ４４を透過した発散光であるレーザ光は、コリメータレンズ４５により平行光とされ、１／４波長板４７を通過する。なお、ビームスプリッタ４４は、半導体レーザ７１から出射されたレーザ光が偏光を有する場合に、偏光ビームスプリッタを用いることで、光ディスク２から反射して戻ってくる戻り光が半導体レーザ７１に戻るのを防止することができる。
【００２６】
ミラー４６は、ビームスプリッタ４４を透過したレーザ光を反射されることにより光路を折り曲げる。これにより、レーザ光は、光学ヘッド４の下方に位置する光ディスク２の信号記録面２ａに対して略垂直に照射されることになる。
【００２７】
１／４波長板４７は、通過するレーザ光にπ／２の位相差を与えるものである。半導体レーザ７１から出射された直線偏光のレーザ光は、１／４波長板４７を通過して円偏光となる。また光ディスク２を反射して戻ってくる円偏光のレーザ光は、この１／４波長板４７を通過した場合に、直線偏光となる。
【００２８】
レンズブロック４８は、ミラー４６を反射したレーザ光の光路中に配設されており、このレーザ光を集光して光ディスク２の信号記録面上に照射させる機能を有する。このレンズブロック４８は、自身が備える２軸アクチュエータによって、光ディスク２に近接離間する方向及び光ディスク２の径方向の２軸方向に移動可能に支持されている。そして、このレンズブロック４８は、光ディスク２からの戻り光により生成された制御信号に基づいて、２軸アクチュエータにより移動動作され、フォーカシング制御が実現されることになる。
【００２９】
光ディスク２の信号記録面２ａ上に集光された各レーザ光は、この信号記録面２ａで反射され、レンズブロック４８を通過することにより平行光となる。そして、光ディスク２から反射して戻ってくる戻り光は、１／４波長板４７を介してコリメータレンズ４５を通過することにより収束光とされ、ビームスプリッタ４４を反射する。
【００３０】
また、受光素子５６は、ビームスプリッタ４４を反射し、集光レンズ５５により集光されたレーザ光を受光して光電変換して後述するギャップエラー信号ＧＥを生成し、これをギャップ制御部６へ供給する。
【００３１】
次に、レンズブロックの詳細について更に詳しく説明する。レンズブロック４８は、ミラー４６を反射したレーザ光の光路中に配設されており、図２に示すように、対物レンズ６２と、ＳＩＬ（Solid Immersion Lens）６３と、レンズフォルダ６４と、２軸アクチュエータ６５とを備えている。
【００３２】
対物レンズ６２は、レーザ光を集光してＳＩＬ６３に供給する機能を有する非球面レンズである。ＳＩＬ６３は、球形レンズの一部を平面にして切り取った形状をした高屈折率のレンズである。ＳＩＬ６３は、信号記録面２ａに近接配置され、対物レンズ６２から供給されたレーザ光を球面側から入射し、球面と反対側の面（端面）の中央部に集束させる。
【００３３】
なお、このレンズブロック４８では、上述したＳＩＬ６３の代替として、反射ミラーが形成されたＳＩＭ（Solid Immersion Mirror）を用いてもよい。
【００３４】
レンズフォルダ６４は、対物レンズ６２と、ＳＩＬ６３とを所定の位置関係で保持している。ＳＩＬ６３は、レンズフォルダ６４によって、球面側が対物レンズ６２と対向するように、また球面と反対側の面（端面）が光ディスク２の信号記録面２ａと対向するように保持される。
【００３５】
このように、レンズフォルダ６４によって対物レンズ６２と、信号記録面２ａとの間に高屈折率のＳＩＬ６３を配置することで、対物レンズ６２のみの開口数よりも大きな開口数を得ることができる。一般に、レンズから照射されるレーザ光のスポットサイズは、レンズの開口数に反比例することから、対物レンズ６２、ＳＩＬ６３によって、より微小なスポットサイズのレーザ光にすることができる。
【００３６】
２軸アクチュエータ６５は、フォーカスサーボ制御部５やギャップ制御部６から制御信号として出力される制御電圧に応じてフォーカス方向にレンズフォルダ６４を動作させる。
【００３７】
レンズブロック４８において、エバネセント光は、ＳＩＬ６３の端面に臨界角以上の角度で入射され全反射したレーザ光の反射境界面から滲み出した光である。ＳＩＬ６３の端面が、光ディスク２の信号記録面２ａから、後述するニアフィールド（近接場）内にある場合に、ＳＩＬ６３の端面より滲み出した上述のエバネセント光は、信号記録面２ａに照射されることになる。
【００３８】
続いて、ニアフィールドについて説明をする。一般に、ニアフィールドは、図２に示すようにＳＩＬ６３の端面から、光ディスク２における信号記録面２ａまでの距離（ギャップ）をｄとしたとき、ＳＩＬ６３に入射されたレーザ光の波長λによってｄ≦λ／２と定義される領域がニアフィールドである。即ち、光ディスク２の信号記録面２ａと、ＳＩＬ６３の端面との距離で定義されるギャップｄが、ｄ≦λ／２を満たし、ＳＩＬ６３の端面からエバネセント光が光ディスク２の信号記録面２ａに滲み出す状態をニアフィールド状態といい、ギャップｄが、ｄ＞λ／２を満たし、信号記録面２ａ上にエバネセント光が滲み出さない状態をファーフィールド状態という。
【００３９】
ところで、ファーフィールド状態である場合、ＳＩＬ６３の端面に臨界角以上の角度で入射されたレーザ光は、全て、全反射されて戻り光となる。したがって、図３に示すようにファーフィールド状態での戻り光量は、一定値となっている。
【００４０】
一方、ニアフィールド状態である場合、ＳＩＬ６３の端面に臨界角以上の角度で入射されたレーザ光の一部は、上述したように、ＳＩＬ６３の端面つまり反射境界面において、エバネセント光として光ディスク２の信号記録面２ａに滲み出す。従って、図３に示すように全反射されたレーザ光の戻り光量は、ファーフィールド状態のときより減少することになる。また、このニアフィールド状態における戻り光量は、SIL63端面とディスク2との距離に依存して減少する。
【００４１】
なお、ニアフィールド状態である場合において、戻り光量がギャップ長に対して線形に変化する線形領域と、非線形に変化する非線形領域とに分類することができる。従って、ＳＩＬ６３の端面の位置がニアフィールド状態にあり、かつ線形領域に属する場合には、戻り光量を受光素子５６により受光して光電変換してギャップエラー信号ＧＥを生成し、これに基づきフィードバックサーボを行うことにより、ギャップを一定に制御することが可能となる。即ち、図３に示すように戻り光量が制御目標値Ｐになるように制御を行えば、ギャップｄを一定の距離に保持することが可能となる。
【００４２】
かかるフィードバックサーボを制御するギャップ制御部６の構成につき図４を用いて説明をする。ギャップ制御部６は、ギャップを制御目標値Ｐとするための制御目標電圧値と、ギャップエラー信号ＧＥとを比較して偏差を求める減算器７１と、近接場光による記録時においてギャップを一定に制御する第１の制御部７２と、第１の制御部７２に並列接続され、制御目標電圧値と、ギャップエラー信号ＧＥとの間で求められた偏差につき所定の処理を実行する第２の制御部７３と、ギャップエラー信号ＧＥが、上記制御目標電圧値を超える場合に、第２の制御部７３における出力を切り替える切替部７４と、第１の制御部７２の出力と、切替部７４との出力を加算して制御信号を生成する加算器７５とを備えている。
【００４３】
第１の制御部７２は、ＳＩＬ６３がニアフィールド状態にあるときにギャップｄを制御目標値Ｐに近づけるための制御電圧である制御信号Ｖｇを生成する。第１の制御部７２は、例えば、周波数応答に基づいて設計された位相補償フィルターなどを備えており、減算器７１で算出された偏差から制御電圧である制御信号Ｖｇを生成する。
【００４４】
第２の制御部７３は、レンズブロック４８におけるＳＩＬ６３をニアフィールド状態となる距離まで光ディスク２の信号記録面２ａに近づけるような制御信号Ｖｈを生成する。この第２の制御部７３は、第１の制御部７２と異なる帯域において上記制御信号Ｖｈを生成することにより、ＳＩＬ６３をニアフィールド状態となる距離まで近づけることができる。この第２の制御部７３は、例えば、制御目標電圧値と、ギャップエラー信号ＧＥとの間で求められた偏差における高域成分を除去するローパスフィルタとして構成してもよい。
【００４５】
切替部７４は、戻り光量に基づくギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値を超えているか否か判別する。その結果、このギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値を超えていた場合において、切替部７４は、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力を遮断するような切り替え動作を実行する。一方切替部７４は、このギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値以下の場合に、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力をそのまま加算器７５へ送信するような切り替え動作を実行する。
【００４６】
即ち、ギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値を超えていた場合に、加算器７５からは、制御信号Ｖｇのみが出力される。またギャップエラー信号が所定の閾値以下の場合には、制御信号Ｖｇと制御信号Ｖｈとの和が出力され、ＤＣゲインを向上させることができる。
【００４７】
例えば、第２の制御部７３を、例えば図５に示すような周波数特性を有するＬＰＦ（カットオフ周波数ｆｃ：１０Ｈｚ）で構成することにより、減算器７１から出力された偏差の高域成分を除去して加算器７５へ出力することができる。これにより、第１の制御部７２のみでは、２軸アクチュエータ６５の一次共振周波数が１００Ｈｚと高い場合には、図６に示すように、６０ｄＢ程度のＤＣゲインを維持するのが限度であるが、この第１の制御部７２に対して並列となるように上記特性のＬＰＦで構成される第２の制御部７３を配設することにより、低域におけるＤＣゲインを８０ｄＢまで向上させることができる。このように、低域におけるＤＣゲインを２０ｄＢ程度ブーストさせることにより、ＳＩＬ６３がニアフィールド状態にあるときであっても、ギャップｄを高精度に制御することが可能となる。また、両者ともカットオフ周波数は、１．７ｋＨｚ程度であり大差ないため、制御時における応答特性を維持しつつ、ギャップｄを安定化させることが可能となる。
【００４８】
ちなみに、ギャップ制御部６からの制御信号は、第１の制御部７２による制御信号Ｖｇの出力のみで構成される場合において、図７(a)に示すように、残差エラーによる変動成分が多く含まれる。これに対して、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力も加算されている場合には、図７(b)に示すように、変動成分を消去することができ、残差エラーによる影響を解消することができる。
【００４９】
このように、第１の制御部７２と、第２の制御部７３とを並列接続することにより、定常特性を改善することができるが、例えばＳＩＬ６３の端面の位置がニアフィールド状態にあり、非線形領域に属する場合には、フィードバックサーボシステムの特性そのものが不安定になり、発振してしまうことがある。
【００５０】
例えば、図３に示すように、戻り光量がギャップ長に対して線形とみなせるのは、ｄ０以下である。上述したフィードバックサーボにより制御されるギャップｄは、０＜ｄ＜ｄ０＜λ／２の関係にある。かかる範囲において、若しくは当該範囲近傍において、ギャップｄが制御される場合には、フィードバックサーボシステムは線形となり安定化する。
【００５１】
一方、２軸アクチュエータ６５に何らかの外乱が印加される結果、戻り光量がｄ０以上になると非線形領域に入る。この非線形領域において、ともに並列接続された第１の制御部７２と第２の制御部７３の出力を加算して上記制御信号を生成すると、以下に説明する条件付き安定帯域にある場合に、一般的にリミットサイクルが生じてハンチングし、制御出力が発振してしまう。このため、ギャップサーボシステムが不安定となり、SIL６３とディスク間をエバネセント光が生じる距離に一定に制御することはできなくなり、近接場光を用いた記録再生システムが破綻する。
【００５２】
ここで、上述した条件付き安定帯域とは、図６に示すように、システムのカットオフ周波数より低域の約３５Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲をいう。このような条件付き不安定帯域をもつシステム、つまり、条件付き安定なシステムでは、たとえ閉ループ系が安定であっても、システムが非線形な場合には一般に不安定となってしまう。
【００５３】
このため、本発明では、フィードバックサーボシステムを常時安定化させるため、例えば図８に示す処理を実行する。
【００５４】
先ず、ステップＳ１１において、切替部７４は、戻り光量に基づくギャップエラー信号ＧＥを識別する。そして、切替部７４は、かかるギャップエラー信号ＧＥが所定の閾値Ｔを超えているか否か判別する。この閾値Ｔは、図３に示すように、線形領域と非線形領域の境界を示すギャップ長ｄ０に対する戻り光量に応じて予め決定されるが、かかる場合に限定されるものではなく、ギャップ長に対する戻り光量の関係に応じて予め決定されていればよい。
【００５５】
このステップＳ１１における判別の結果、ギャップエラー信号ＧＥが閾値Ｔを超えていた場合には、ステップＳ１３へ移行する。一方、ギャップエラー信号ＧＥが閾値Ｔ以下の場合には、ステップＳ１２へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１２へ移行した場合において、切替部７４は、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力をそのまま加算器７５へ送信するような切り替え動作を実行する。これにより、加算器７５からは、制御信号Ｖｇと制御信号Ｖｈとの和が出力されることになり、ＤＣゲインを向上させることができる。
【００５７】
ステップＳ１３へ移行した場合において、切替部７４は、第２の制御部７３による制御信号Ｖｈの出力を遮断するような切り替え動作を実行する。これにより、加算器７５からは、制御信号Ｖｇのみが出力されることになる。即ち、ギャップエラー信号ＧＥが閾値Ｔを超える非線形領域にある場合であって、かつ条件付き安定帯域の場合には、上述の如くフィードバックサーボシステム全体が不安定になり、発振してしまう可能性があるが、本発明では、非線形領域にある場合において、常に第１の制御部７２からの制御信号Ｖｇのみを出力するため、システムは、条件付き安定な系（図6(1)）から安定な系（図6(2)）に変更されるので、非線形な領域にあっても、システムは不安定となり発振することはない。
【００５８】
このように、本発明を適用した光記録装置１では、エバネセント光を利用した記録処理を実行する際に、ＳＩＬ６３が光ディスク２の信号記録面２ａに対する近接場に配置された場合に、近接場光を信号記録面２ａに出射し、また信号記録面に出射された近接場光の戻り光量に応じてギャップｄを所定の距離を保つように制御する第１の制御部７２に加え、第２の制御部７３をこれに並列に接続する。そして、近接場光の戻り光量が、閾値Ｔを超える場合に第２の制御部７３における出力を遮断するような切り替え動作を実行する。
【００５９】
これにより、本発明を適用した光記録装置１では、ＳＩＬ６３が線形領域にある場合には、低域におけるＤＣゲインを向上させることができ、ニアフィールド状態にあるときであっても、ギャップｄを高精度に制御することが可能となる。また、ＳＩＬ６３が非線形領域にある場合に、第１の制御部７２からの制御信号のみ出力することにより、フィードバックサーボシステム全体を安定化させることができ、発振するのを防ぐことができる。
【００６０】
即ち、この光記録装置１では、各制御部におけるＤＣゲインを向上させることにより近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化することができる。
【００６１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば以下に説明する光再生装置８,９に適用してもよい。
【００６２】
光再生装置８,９の構成につき、図９,１０を用いて説明をする。この光再生装置８,９において、上述した光記録装置１と同一の構成については、同一の番号を付して説明を省略する。
【００６３】
光再生装置８は、受光素子５６に接続されたローパスフィルタ（ＬＰＦ）９１を備えている。このＬＰＦ９１は、受光素子５６から得られるギャップエラー信号ＧＥ、並びに信号記録面２ａから読み出した再生信号を周波数毎に分離して出力する。このＬＰＦ９１により、例えば、再生信号のみ抽出して、これを外部の機器に伝送することができる。
【００６４】
また光再生装置９は、ビームスプリッタ４４により反射されたレーザ光の一部を反射し、他を透過させる偏光ビームスプリッタ１０１と、偏光ビームスプリッタ１０１により反射されたレーザ光を光電変換して再生信号を生成する第１の受光素子１０２と、偏光ビームスプリッタ１０１を透過した第２の受光素子１０２とを備えている。
【００６５】
この光再生装置９において、信号記録面２ａから読み出された情報を含むレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０１を反射し、第１の受光素子１０２により受光されて再生信号となり外部へ伝送されることになる。同様に、近接場光の戻り光量は、第２の受光素子１０３により受光されてギャップエラー信号ＧＥとしてギャップ制御部６へ出力される。
【００６６】
このような光再生装置８,９においても、光記録装置１と同様に、エバネセント光を利用した再生処理を実行する際に、ＳＩＬ６３が光ディスク２の信号記録面２ａに対する近接場に配置された場合に、近接場光を信号記録面２ａに出射し、また信号記録面に出射された近接場光の戻り光量に応じてギャップｄを所定の距離を保つように制御する第１の制御部７２に加え、第２の制御部７３をこれに並列に接続する。そして、近接場光の戻り光量が、閾値Ｔを超える場合に第２の制御部７３における出力を遮断するような切り替え動作を実行する。
【００６７】
これにより、本発明を適用した光再生装置８,９においても、ＳＩＬ６３が線形領域にある場合には、低域におけるＤＣゲインを向上させることができ、ニアフィールド状態にあるときであっても、ギャップｄを高精度に制御することが可能となる。また、ＳＩＬ６３が非線形領域にある場合に、第１の制御部７２からの制御信号のみ出力することにより、フィードバックサーボシステム全体を安定化させることができ、発振するのを防ぐことができる。
【００６８】
即ち、この光再生装置８,９では、各制御部におけるＤＣゲインを向上させることにより近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化することができる。
【００６９】
なお、本発明は、上述した光記録装置１と光再生装置８,９とを組み合わせた光記録再生装置として適用してもよいことは勿論である。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明を適用した情報記録装置では、エバネセント光を利用した記録処理を実行する際において、出射手段が光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に、レーザ光を近接場光として情報記録面に出射し、また情報記録面に出射された全反射戻り光量に応じて出射手段を情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段に加え、第２の制御手段をこれに並列に接続し、全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に第２の制御手段における出力を遮断する。
【００７１】
これにより、本発明を適用した情報記録装置では、各制御手段におけるＤＣゲインを向上させることにより近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化することができる。
【００７２】
以上の説明からも明らかなように、本発明を適用した情報再生装置では、エバネセント光を利用した再生処理を実行する際において、出射手段が光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に、レーザ光を近接場光として情報記録面に出射し、また情報記録面に出射された全反射戻り光量に応じて出射手段を情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段に加え、第２の制御手段をこれに並列に接続し、全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に第２の制御手段における出力を遮断する。
【００７３】
これにより、本発明を適用した情報再生装置では、各制御手段におけるＤＣゲインを向上させることにより近接場領域であっても高精度にギャップを調整すると共に、システム全体を常時安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光記録装置の構成について説明するための図である。
【図２】同光記録装置が備えるレンズブロックについて説明するための図である。
【図３】戻り光量とギャップ間距離との関係について説明するための図である。
【図４】ギャップ制御部の詳細な構成につき説明するための図である。
【図５】第１の制御部に並列に接続された第２の制御部の周波数特性を示した図である。
【図６】第１の制御部に第２の制御部を並列に接続させた場合の周波数特性につき説明するための図である。
【図７】図７（ａ）は、第１の制御部のみの場合の制御電圧の様子を示した図であり、図７（ｂ）は、第２の制御部を並列に接続させた場合の制御電圧の様子を示した図である。
【図８】ギャップ制御部の動作について説明するための図である。
【図９】本発明を適用した光再生装置の構成について説明するための図である。
【図１０】本発明を適用した光再生装置の他の構成について説明するための図である。
【符号の説明】
１ 光記録装置、２ 光ディスク、３ スピンドルモータ、４ 光学ヘッド、５ フォーカスサーボ制御部、６ ギャップ制御部、８,９ 光再生装置、４２ＡＰＣ、４３ ホルダ、４４ ビームスプリッタ、４５ コリメータレンズ、４６ ミラー、４７ １／４波長板、４８ レンズブロック、５５ 集光レンズ、５６ 受光素子
Claims (8)
- 光記録媒体の情報記録面に記録する記録情報によって変調されたレーザ光を出射する光源と、
上記光源から出射された上記レーザ光を集光し、上記光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に上記集光したレーザ光を近接場光として上記情報記録面に出射する出射手段と、
上記情報記録面に出射された全反射戻り光量を検出する戻り光量検出手段と、
上記近接場光による記録時において、上記戻り光量検出手段によって検出された全反射戻り光量に基づいて、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段と、
上記第１の制御手段に並列接続され、上記第１の制御手段と異なる帯域で、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第２の制御手段と、
上記全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に、上記第２の制御手段における出力を遮断する切替手段とを備える情報記録装置。 - 上記切替手段は、上記所定の閾値として、上記出射手段と上記情報記録面との距離に対する上記全反射戻り光量の関係に応じて予め決定された値を用いる請求項１記載の情報記録装置。
- 上記出射手段は、上記情報記録面に近接配置されるＳＩＬ（Solid Immersion Lens）を有する請求項１記載の情報記録装置。
- 上記出射手段は、上記情報記録面に近接配置されるＳＩＭ（Solid Immersion Mirror）を有する請求項１記載の情報記録装置。
- 光記録媒体の情報記録面に記録された記録情報を再生するためのレーザ光を出射する光源と、
上記光源から出射された上記レーザ光を集光し、上記光記録媒体の情報記録面に対する近接場に配置された場合に上記集光したレーザ光を近接場光として上記情報記録面に出射する出射手段と、
上記情報記録面に出射された全反射戻り光量を検出する戻り光量検出手段と、
上記近接場光による記録時において、上記戻り光量検出手段によって検出された全反射戻り光量に基づいて、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第１の制御手段と、
上記第１の制御手段に並列接続され、上記第１の制御手段と異なる帯域で、上記出射手段を上記情報記録面に対して所定の距離を保つように制御する第２の制御手段と、
上記全反射戻り光量が、所定の閾値を超える場合に、上記第２の制御手段における出力を遮断する切替手段とを備える情報再生装置。 - 上記切替手段は、上記所定の閾値として、上記出射手段と上記情報記録面との距離に対する上記全反射戻り光量の関係に応じて予め決定された値を用いる請求項５記載の情報再生装置。
- 上記出射手段は、上記情報記録面に近接配置されるＳＩＬ（Solid Immersion Lens）を有する請求項５記載の情報再生装置。
- 上記出射手段は、上記情報記録面に近接配置されるＳＩＭ（Solid Immersion Mirror）を有する請求項５記載の情報再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003133600A JP4305043B2 (ja) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | 情報記録装置及び情報再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003133600A JP4305043B2 (ja) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | 情報記録装置及び情報再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004335064A JP2004335064A (ja) | 2004-11-25 |
| JP4305043B2 true JP4305043B2 (ja) | 2009-07-29 |
Family
ID=33508085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003133600A Expired - Fee Related JP4305043B2 (ja) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | 情報記録装置及び情報再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4305043B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE413680T1 (de) * | 2004-12-21 | 2008-11-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Verfahren und vorrichtung für erhöhte robustheit von optischen nahfeldsystemen |
| KR100717854B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2007-05-14 | 엘지전자 주식회사 | 근접장 방식 및 원격장 방식 호환 광 디스크 드라이브에서광 디스크 매질 확인 방법 및 이를 이용한 광 디스크 장치 |
| US7944799B2 (en) | 2006-11-01 | 2011-05-17 | Panasonic Corporation | Optical information apparatus with gap control system |
| WO2011004497A1 (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | パイオニア株式会社 | 記録再生装置、ギャップ制御方法、ギャップ制御プログラム、並びに記憶媒体 |
| NL2006458A (en) | 2010-05-05 | 2011-11-08 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method. |
| JPWO2012127831A1 (ja) | 2011-03-22 | 2014-07-24 | パナソニック株式会社 | 光情報装置及びそのギャップ制御方法 |
-
2003
- 2003-05-12 JP JP2003133600A patent/JP4305043B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004335064A (ja) | 2004-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004220743A (ja) | 情報記録装置及び情報記録制御方法、並びに情報再生装置及び情報再生制御方法 | |
| KR101014291B1 (ko) | 정보 기록 또는 재생 장치 및 기록 또는 재생 제어 방법 | |
| JPH10188301A (ja) | 光ディスク記録再生装置および方法 | |
| US7755986B2 (en) | Optical disk apparatus and servo control method | |
| EP1083553A2 (en) | Optical recording apparatus, optical recording/reproducing method | |
| JP2005332449A (ja) | 光学ピックアップ装置、光記録再生装置及びチルト制御方法 | |
| US6041031A (en) | Optical disc recording/reproduction apparatus and method | |
| JPH0693302B2 (ja) | 光磁気記録再生装置 | |
| JP4305043B2 (ja) | 情報記録装置及び情報再生装置 | |
| JP4779952B2 (ja) | 光記録再生方法、光記録再生装置、及び光ヘッド | |
| US6674696B1 (en) | Focus controlling apparatus and method, and optical disc drive | |
| US7623435B2 (en) | Optical pickup device, and information recording and reproduction device | |
| JP2002015446A (ja) | チルト制御器及び光ディスク装置 | |
| JP2731237B2 (ja) | 光学式情報記録再生装置 | |
| JPH03141039A (ja) | 光情報記録再生装置 | |
| JP2005209318A (ja) | 光ディスク装置及びその制御方法 | |
| JP2005332447A (ja) | 光学ピックアップ装置、光記録再生装置及びギャップ検出方法 | |
| JPH06131675A (ja) | 光ヘッド | |
| JP2000011421A (ja) | 光ディスクの記録再生方法及び光ディスク記録再生装置 | |
| KR100210665B1 (ko) | 이종 광디스크용 광픽업 장치 | |
| JP2000195074A (ja) | 光学ヘッド及び光学記録媒体の駆動装置 | |
| WO2012111105A1 (ja) | 情報記録再生装置及び情報記録再生方法 | |
| JP2006302428A (ja) | 光記録再生方法、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置 | |
| JPS61214233A (ja) | サ−ボゲイン制御装置 | |
| JPH05282815A (ja) | 情報読取装置におけるサーボ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060427 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080124 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080129 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080321 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080826 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081009 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090113 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090407 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090420 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |