JP4957472B2 - Optical pickup device, optical recording / reproducing device, and gap control method - Google Patents

Optical pickup device, optical recording / reproducing device, and gap control method Download PDF

Info

Publication number
JP4957472B2
JP4957472B2 JP2007237138A JP2007237138A JP4957472B2 JP 4957472 B2 JP4957472 B2 JP 4957472B2 JP 2007237138 A JP2007237138 A JP 2007237138A JP 2007237138 A JP2007237138 A JP 2007237138A JP 4957472 B2 JP4957472 B2 JP 4957472B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical recording
recording medium
gap
optical
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
Application number
JP2007237138A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009070468A (en
Inventor
努 石本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2007237138A priority Critical patent/JP4957472B2/en
Publication of JP2009070468A publication Critical patent/JP2009070468A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4957472B2 publication Critical patent/JP4957472B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、近接場光を用いる光記録媒体に適用される光学ピックアップ装置、光記録再生装置及びギャップの制御方法に関する。   The present invention relates to an optical pickup device, an optical recording / reproducing device, and a gap control method applied to an optical recording medium using near-field light.

近年、光ディスクや光メモリーカード等の光記録媒体において、高記録密度及び高解像度を達成するために、物体同士の間隔がある距離以下となるときに界面から光が漏れ出す近接場(ニアフィールド)光(エバネッセント波ともいう)を用いた記録再生方式が注目されている。この近接場光記録再生方式においては、レンズ等の近接場光照射手段と光記録媒体の表面との間隙を、代表的には記録や再生に使用する光の波長の1/2〜1/5程度に非常に小さく制御する必要がある。   In recent years, in optical recording media such as optical disks and optical memory cards, near-field where light leaks from the interface when the distance between objects falls below a certain distance in order to achieve high recording density and high resolution (near field) A recording / reproducing system using light (also referred to as evanescent wave) has attracted attention. In this near-field optical recording / reproducing system, the gap between the near-field light irradiating means such as a lens and the surface of the optical recording medium is typically set to 1/2 to 1/5 of the wavelength of light used for recording or reproducing. It needs to be controlled to a very small extent.

近接場光を発生する集光光学系として、非球面レンズ等よりなる高開口数の対物レンズと、この対物レンズと光記録媒体との間にソリッドイマージョンレンズいわゆるSIL(Solid Immersion Lens、固浸レンズ)を介在させる集光光学系が挙げられる。このSILを用いる場合は、SILと光ディスク等の光記録媒体の表面との間の距離(ギャップ)を、近接場光が発生する距離、上述したように光の波長の1/2から1/5以下程度に維持する必要がある。そして更にこの場合、光記録媒体の面振れ、ディスク状の光記録媒体の場合はいわゆるディスク面振れに追従するように、SILの姿勢を制御することが必要となる。そのために、例えば全反射戻り光量を用いてギャップを検出し、所望のギャップに維持する制御方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
この制御方法においては、近接場光が発生する距離では全反射戻り光量とギャップが比例関係にあることを利用している。すなわち、全反射戻り光量をギャップエラー信号として、位相補償フィルターにてサーボループ系を安定化してフィードバックサーボループを構成し、ギャップを一定に保持する方法を採っている。
As a condensing optical system for generating near-field light, an objective lens having a high numerical aperture such as an aspheric lens and a solid immersion lens so-called SIL (Solid Immersion Lens) is provided between the objective lens and the optical recording medium. ) Is included. When this SIL is used, the distance (gap) between the SIL and the surface of an optical recording medium such as an optical disk is set to a distance at which near-field light is generated, as described above, from 1/2 to 1/5 of the wavelength of light. It is necessary to maintain the following level. Further, in this case, it is necessary to control the attitude of the SIL so as to follow the surface vibration of the optical recording medium, and in the case of a disk-shaped optical recording medium, so-called disk surface vibration. For this purpose, for example, a control method has been proposed in which a gap is detected using a total reflected return light amount and maintained at a desired gap (see, for example, Patent Document 1).
This control method utilizes the fact that the total reflected return light amount and the gap are in a proportional relationship at the distance where near-field light is generated. That is, a method is adopted in which the total reflected return light amount is used as a gap error signal, the servo loop system is stabilized by a phase compensation filter to form a feedback servo loop, and the gap is kept constant.

一例として、近接場光が発生する距離に維持する目標値を例えば20nmとし、許容偏差を5nm、許容する面振れ量を40μm、光記録媒体がディスク状としてディスク回転数を3000rpm(回転数/分)とすると、必要帯域は8kHz以上必要となってくる。しかしながら、実際には、ディスク回転により生じる外乱は、回転同期成分が強く出て、8kHz以上の帯域を確保しても、精度良くギャップを制御するのは困難となる。   As an example, a target value to be maintained at a distance where near-field light is generated is, for example, 20 nm, an allowable deviation is 5 nm, an allowable surface shake amount is 40 μm, an optical recording medium is in a disk shape, and a disk rotational speed is 3000 rpm (rotational speed / minute). ), The required bandwidth is 8 kHz or more. In practice, however, disturbance caused by disk rotation has a strong rotational synchronization component, and even if a band of 8 kHz or more is secured, it is difficult to control the gap with high accuracy.

この問題を解決するために、繰り返しサーボを用いる方法が提案されている(例えば特許文献2及び非特許文献1参照。)。繰り返しサーボは、1回転分のエラー信号を外部メモリに保持して、従来のフィードバックサーボループのギャップエラー信号にフィードフォワード信号として印加するもので、回転数周波数成分にピークを有するゲインが得られる。   In order to solve this problem, methods using repeated servos have been proposed (see, for example, Patent Document 2 and Non-Patent Document 1). The repeated servo holds an error signal for one rotation in an external memory and applies it as a feedforward signal to a gap error signal of a conventional feedback servo loop, and a gain having a peak in the rotation frequency component is obtained.

特開2001−76358号公報JP 2001-76358 A 特開2006−313589号公報JP 2006-31589 A

しかしながら、上記特許文献2や非特許文献1に提案されているような繰り返しサーボを用いる場合では、回転周波数成分の外乱を効果的に除去できるものの、外部に1回転分の外乱を保持するためのメモリが必要となる。このため、メモリを読み出すために、同一円周上の位置信号を得る必要がある。この位置信号を得る方法としては、ディスクを回転させるスピンドルモーターにロータリーエンコーダーを設置したり、ディスクに回転位置情報を記録し、別途検出器を設けて位置信号を読み出したりする必要がある。   However, when the repetitive servo as proposed in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 is used, disturbance of the rotational frequency component can be effectively removed, but external disturbance for one rotation is maintained. Memory is required. For this reason, in order to read the memory, it is necessary to obtain position signals on the same circumference. As a method for obtaining this position signal, it is necessary to install a rotary encoder on a spindle motor that rotates the disk, record rotational position information on the disk, and provide a separate detector to read the position signal.

これに対し、繰り返しサーボを用いることなくギャップを精度良く制御する方法があれば、上記のような外部メモリや、位置情報を読み出す構成が不要となり、装置構成の簡易化が図られる。例えばディスク状の光記録媒体を3000rpm程度以上の高回転数をもって回転する場合においても、上述したロータリーエンコーダー等を設置することが不要であれば、より簡易な装置構成をもってギャップを精度良く制御することが可能となる。   On the other hand, if there is a method for accurately controlling the gap without repeatedly using the servo, the external memory and the configuration for reading the position information as described above become unnecessary, and the device configuration can be simplified. For example, even when a disk-shaped optical recording medium is rotated at a high rotational speed of about 3000 rpm or more, if it is not necessary to install the rotary encoder described above, the gap can be controlled with a simpler device configuration with high accuracy. Is possible.

以上の問題に鑑みて、本発明は、近接場光を光記録媒体に照射する場合に、比較的簡易な装置構成をもって、集光光学系と光記録媒体と間のギャップを精度良く制御することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention accurately controls the gap between the condensing optical system and the optical recording medium with a relatively simple device configuration when irradiating the optical recording medium with near-field light. With the goal.

上記課題を解決するため、本発明による光学ピックアップ装置は、光源と、光記録媒体に近接場光を照射する集光光学系と、集光光学系からの全反射戻り光量を検出する光検出部と、光検出部から得られる全反射戻り光量に基づいてギャップサーボ信号を生成する制御部と、制御部が生成したギャップサーボ信号に基づいて光記録媒体上の所定の位置に集光光学系を駆動する駆動部と、を有する。そして、制御部は、光検出部が検出した全反射戻り光量を光記録媒体との相対的走行方向及び相対的走行方向と直交する方向に分割し、分割した全反射戻り光量から相対的走行方向のプッシュプル信号を演算する。さらに、制御部は、光検出部が検出した全反射戻り光量の総量と全反射戻り光量の目標値との誤差を示すギャップエラー信号に、演算したプッシュプル信号をフィードフォワードすることにより、ギャップサーボ信号を生成する構成とする。
In order to solve the above problems, an optical pickup device according to the present invention includes a light source, a condensing optical system that irradiates an optical recording medium with near-field light, and a light detection unit that detects a total reflected return light amount from the condensing optical system. A control unit that generates a gap servo signal based on the total reflected return light amount obtained from the light detection unit, and a condensing optical system at a predetermined position on the optical recording medium based on the gap servo signal generated by the control unit. And a drive unit for driving. The control unit divides the total reflected return light amount detected by the light detection unit into a relative traveling direction with respect to the optical recording medium and a direction orthogonal to the relative traveling direction, and the relative traveling direction is determined from the divided total reflected return light amount. The push-pull signal is calculated. Furthermore, the control unit feeds the calculated push-pull signal to the gap error signal indicating the error between the total amount of the total reflected return light amount detected by the light detection unit and the target value of the total reflected return light amount, thereby performing gap servo. The signal is generated .

また、本発明による光記録再生装置は、光源と、光記録媒体に近接場光を照射する集光光学系と、集光光学系からの全反射戻り光量を検出する光検出部と、光検出部から得られる全反射戻り光量に基づいてギャップサーボ信号を生成する制御部と、光記録媒体上の所定の位置に集光光学系を駆動する駆動部と、を備える光学ピックアップ装置と、光記録媒体の装着部と、制御部が生成したギャップサーボ信号に基づいて光記録媒体の装着部を集光光学系と相対的に移動させる駆動部と、を有する。そして、制御部は、光検出部が検出した全反射戻り光量を光記録媒体との相対的走行方向及び相対的走行方向と直交する方向に分割し、分割した全反射戻り光量から相対的走行方向のプッシュプル信号を演算する。さらに、制御部は、光検出部が検出した全反射戻り光量の総量と全反射戻り光量の目標値との誤差を示すギャップエラー信号に、演算したプッシュプル信号をフィードフォワードすることにより、ギャップサーボ信号を生成する構成とする。
An optical recording / reproducing apparatus according to the present invention includes a light source, a condensing optical system that irradiates the optical recording medium with near-field light, a light detection unit that detects a total reflected return light amount from the condensing optical system, and a light detection An optical pickup device comprising: a control unit that generates a gap servo signal based on the total reflected return light amount obtained from the unit; and a drive unit that drives the condensing optical system to a predetermined position on the optical recording medium; A medium mounting unit; and a drive unit that moves the optical recording medium mounting unit relative to the condensing optical system based on a gap servo signal generated by the control unit . The control unit divides the total reflected return light amount detected by the light detection unit into a relative traveling direction with respect to the optical recording medium and a direction orthogonal to the relative traveling direction, and the relative traveling direction is determined from the divided total reflected return light amount. The push-pull signal is calculated. Furthermore, the control unit feeds the calculated push-pull signal to the gap error signal indicating the error between the total amount of the total reflected return light amount detected by the light detection unit and the target value of the total reflected return light amount, thereby performing gap servo. The signal is generated .

また、本発明によるギャップ制御方法は、光記録媒体に近接場光を照射する集光光学系からの全反射戻り光量を検出し、検出した全反射戻り光量を光記録媒体との相対的走行方向及び相対的走行方向と直交する方向に分割し、分割した全反射戻り光量から相対的走行方向のプッシュプル信号を演算する。そして、検出した全反射戻り光量の総量と全反射戻り光量の目標値との誤差を示すギャップエラー信号に、演算したプッシュプル信号をフィードフォワードすることにより、ギャップサーボ信号を得る。
Further, the gap control method according to the present invention detects the total reflected return light amount from the condensing optical system that irradiates the optical recording medium with near-field light, and uses the detected total reflected return light amount relative to the optical recording medium. And a push-pull signal in the relative traveling direction is calculated from the divided total reflected return light amount. A gap servo signal is obtained by feed-forwarding the calculated push-pull signal to a gap error signal indicating an error between the total amount of the total reflected return light amount and the target value of the total reflected return light amount .

上述したように、本発明においては、近接場光を照射する集光光学系のギャップの制御を行うにあたって、光記録媒体との相対的走行方向のプッシュプル信号、ディスク状の光記録媒体の場合は半径方向と直交するタンジェンシャル方向のプッシュプル信号をフィードフォワードすることにより、ギャップサーボ信号を生成する。このようにしてギャップサーボ信号を演算することで、ギャップサーボ系での残渣エラーを改善でき、繰り返しサーボと同様な効果が得られることが明らかになった。これは、後述するように、この光記録媒体との相対的走行方向のプッシュプル信号、ディスク状の光記録媒体にあってはタンジェンシャルプッシュプル信号が、ギャップエラー信号と同位相、且つ同様な信号であるためである。   As described above, in the present invention, when controlling the gap of the condensing optical system that irradiates near-field light, the push-pull signal in the direction of travel relative to the optical recording medium, the case of a disk-shaped optical recording medium Generates a gap servo signal by feed-forwarding a push-pull signal in a tangential direction orthogonal to the radial direction. It has been clarified that by calculating the gap servo signal in this way, the residual error in the gap servo system can be improved, and the same effect as the repeated servo can be obtained. As will be described later, this is because the push-pull signal in the traveling direction relative to this optical recording medium, and in the case of a disk-shaped optical recording medium, the tangential push-pull signal has the same phase as the gap error signal. This is because it is a signal.

そして本発明においては、プッシュプル信号をギャップエラー信号にフィードフォワードする構成であることから、繰り返しサーボと異なり外部メモリを設ける必要がないという利点を有する。すなわちディスク状の光記録媒体の場合は1回転分の繰り返しギャップ信号を保持することが不要になる。
つまり本発明によれば、光学的に得られたギャップエラー信号を演算することで繰り返し信号に相当する信号を生成し、得られた信号によりフィードフォワードサーボを行うことで、繰り返しサーボと同等な性能を得ることが可能となる。
In the present invention, since the push-pull signal is fed forward to the gap error signal, there is an advantage that it is not necessary to provide an external memory unlike the repetitive servo. That is, in the case of a disk-shaped optical recording medium, it is not necessary to hold a repeated gap signal for one rotation.
In other words, according to the present invention, a signal equivalent to a repetitive signal is generated by calculating an optically obtained gap error signal, and feedforward servo is performed using the obtained signal, so that performance equivalent to that of a repetitive servo is achieved. Can be obtained.

本発明によれば、近接場光を光記録媒体に照射する際に、比較的簡易な装置構成をもって、集光光学系と光記録媒体と間のギャップを精度良く制御することができる。   According to the present invention, when irradiating an optical recording medium with near-field light, the gap between the condensing optical system and the optical recording medium can be accurately controlled with a relatively simple device configuration.

以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。   Examples of the best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

図1は、本発明の一実施の形態による光学ピックアップ装置30を備える光記録再生装置100の概略構成図である。この例においては、集光光学系10に非球面レンズ等よりなる対物レンズである光学レンズ6と、半球状又は超半球状のソリッドイマージョンレンズ(SIL)7を有する場合を示す。図1においては超半球状のSILを示すが半球状のSILでもよい。この光学ピックアップ装置30は、パワー制御部1、レーザーダイオード等の光源2、コリメートレンズ3、ビームスプリッタ4、ミラー5、光学レンズ6及びSIL7を有する集光光学系10、ビームスプリッタ4の分岐光路上に配置される集光レンズ8、4分割フォトダイオード等の光検出部9を備える。更に、光検出部9による検出信号を演算して集光光学系10の駆動部11を制御する制御信号すなわちギャップエラー信号Sを生成する制御部15を有する。制御部15は、SIL7の光記録媒体20に対する傾き(チルト)を制御するチルトエラー信号Sを生成して駆動部11に出力する構成としてもよい。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical recording / reproducing apparatus 100 including an optical pickup device 30 according to an embodiment of the present invention. In this example, the condensing optical system 10 includes an optical lens 6 that is an objective lens made of an aspheric lens or the like, and a hemispherical or super hemispherical solid immersion lens (SIL) 7. Although FIG. 1 shows a super hemispherical SIL, it may be a hemispherical SIL. This optical pickup device 30 includes a power control unit 1, a light source 2 such as a laser diode, a collimating lens 3, a beam splitter 4, a mirror 5, a condensing optical system 10 having an optical lens 6 and SIL 7, and a branching optical path of the beam splitter 4. And a light detection unit 9 such as a four-divided photodiode. Furthermore, it has the control part 15 which produces | generates the control signal which calculates the detection signal by the light detection part 9, and controls the drive part 11 of the condensing optical system 10, ie, the gap error signal SG. Control unit 15 may be output to the drive unit 11 generates the tilt error signal S T for controlling the inclination (tilt) relative to the optical recording medium 20 of the SIL 7.

この光記録再生装置100には更に、ディスク状等の光記録媒体20を装着する装着部25と、この装着部25を例えば一点鎖線Csを回転軸として回転駆動する駆動部26とが設けられる。   The optical recording / reproducing apparatus 100 is further provided with a mounting unit 25 for mounting the optical recording medium 20 such as a disk, and a driving unit 26 that rotationally drives the mounting unit 25 with a one-dot chain line Cs as a rotation axis.

この構成において、光源2から出射された光は、コリメートレンズ3により平行光とされてビームスプリッタ4を透過し、ミラー5に反射されて集光光学系10に入射する。なお、パワー制御部1は例えば記録の際に図示しない情報記憶部からの記録情報に対応して光源2の出力を制御する。再生時はパワー制御部1からの出力制御を省略して、光源2の出力を一定としてもよい。集光光学系10により光記録媒体20の情報が記録される記録面に近接場光として照射される。光記録媒体20から反射された戻り光は、ミラー5により反射され、ビームスプリッタ4で反射されて集光レンズ8により光検出部9に集光される。   In this configuration, the light emitted from the light source 2 is converted into parallel light by the collimator lens 3, passes through the beam splitter 4, is reflected by the mirror 5, and enters the condensing optical system 10. For example, the power control unit 1 controls the output of the light source 2 in accordance with recording information from an information storage unit (not shown) during recording. During reproduction, output control from the power control unit 1 may be omitted, and the output of the light source 2 may be constant. The recording surface on which information of the optical recording medium 20 is recorded is irradiated as near-field light by the condensing optical system 10. The return light reflected from the optical recording medium 20 is reflected by the mirror 5, reflected by the beam splitter 4, and condensed on the light detection unit 9 by the condenser lens 8.

光検出部9により検出された光の一部は、再生時には光記録媒体20の記録情報に対応するRF(高周波)信号SRFとして出力される。一方、全反射戻り光量は、集光光学系10を駆動する駆動部11を制御する信号を生成する制御部15に入力される。制御部15において後述するフィードフォワードにより生成されたギャップ制御信号Sや、チルト制御信号Sが駆動部11に出力される。駆動部11は例えばボイスコイルモーターを含む2軸アクチュエーターや3軸アクチュエーター等より構成される。なお、ギャップ制御用の駆動部と、チルト制御用の駆動部とを別々に設け、各駆動部に制御信号をそれぞれ入力する構成としてもよい。また更に、この光学ピックアップ装置30には、図1に示す構成の他、収差補正用等の種々の光学素子を付加的に配置することが可能である。 Part of the light detected by the light detection unit 9 is output as an RF (high frequency) signal S RF corresponding to the recording information of the optical recording medium 20 during reproduction. On the other hand, the total reflected return light amount is input to the control unit 15 that generates a signal for controlling the drive unit 11 that drives the condensing optical system 10. And gap control signal S G generated by the feed-forward, which will be described later in the control unit 15, a tilt control signal S T is outputted to the driver 11. The drive unit 11 includes, for example, a biaxial actuator including a voice coil motor, a triaxial actuator, or the like. The gap control drive unit and the tilt control drive unit may be provided separately, and a control signal may be input to each drive unit. Furthermore, in addition to the configuration shown in FIG. 1, various optical elements for correcting aberrations can be additionally arranged in the optical pickup device 30.

この光記録再生装置100においては、光記録媒体20が上述した回転駆動する駆動部26に装着されると共に、例えば光学ピックアップ装置30が光記録媒体20の記録面に沿って平行移動する水平移動機構(図示せず)に搭載される。そしてこの水平移動機構と駆動部26との連動によって、集光光学系10から照射される近接場光が光記録媒体20の盤面の記録トラックに沿って例えばスパイラル状、または同心円状に走査される構成とする。   In this optical recording / reproducing apparatus 100, the optical recording medium 20 is mounted on the above-described drive unit 26 that is driven to rotate, and for example, a horizontal movement mechanism in which the optical pickup device 30 moves in parallel along the recording surface of the optical recording medium 20. (Not shown). Then, the near field light emitted from the condensing optical system 10 is scanned along the recording track on the surface of the optical recording medium 20 in a spiral shape or a concentric shape by the interlocking of the horizontal movement mechanism and the drive unit 26. The configuration.

図2においては、近接場光を用いた光学ピックアップ装置30における、ギャップに対する全反射戻り光量の関係を模式的に示す。図2Aにおいては、光学レンズ6及びSIL7より成る集光光学系10の、SIL7の端面と光記録媒体20と間のギャップを模式的に示す。図2Bに、このギャップに対する全反射戻り光量の関係を示す。全反射戻り光量はこの場合、SIL7の光記録媒体と対向する端面に全反射する角度で入射した光(開口率≧1の成分)の戻り光量である。   FIG. 2 schematically shows the relationship between the total reflected return light quantity with respect to the gap in the optical pickup device 30 using near-field light. FIG. 2A schematically shows a gap between the end surface of the SIL 7 and the optical recording medium 20 in the condensing optical system 10 including the optical lens 6 and the SIL 7. FIG. 2B shows the relationship between the total reflected return light quantity and the gap. In this case, the total reflected return light amount is a return light amount of light (a component with an aperture ratio ≧ 1) incident at an angle that is totally reflected on the end surface of the SIL 7 facing the optical recording medium.

図2Bに示すように、近接場状態でない領域であるファーフィールド領域Ffは、一般にギャップが入射レーザー光の波長の1/2〜1/5以上の範囲に相当する。このファーフィールド領域Ffでは、SIL端面で全て光が全反射されるため、全反射戻り光量は一定となる。一方、一般に入射レーザー光の波長の1/2〜1/5以下のギャップでは、近接場状態すなわちニアフィールド領域Fnとなる。なお、図2Bに示す例においては、一例として入射光の波長が405nmの場合において、70nm以下で全反射戻り光量が減少している例を示す。ニアフィールド領域となるギャップと波長との関係は一律ではなく、波長や、光記録媒体やSILの材料構成等によって、上述したように1/2〜1/5程度の範囲で変化する。   As shown in FIG. 2B, the far field region Ff, which is a region that is not in the near-field state, generally corresponds to a range in which the gap is 1/2 to 1/5 or more of the wavelength of the incident laser light. In the far field region Ff, all light is totally reflected at the SIL end face, so that the total reflected return light amount is constant. On the other hand, in general, a near-field state, that is, a near-field region Fn is obtained in a gap of 1/2 to 1/5 or less of the wavelength of incident laser light. In the example shown in FIG. 2B, as an example, when the wavelength of incident light is 405 nm, the total reflected return light amount is reduced below 70 nm. The relationship between the gap and the wavelength, which is the near field region, is not uniform, and varies in the range of about 1/2 to 1/5 as described above, depending on the wavelength, the material configuration of the optical recording medium, SIL, and the like.

ニアフィールド領域Fnでは、SIL端面と光記録媒体の表面とでエバネセント結合が生じ、全反射戻り光の一部が、SIL端面を突き抜けて光記録媒体側に透過する。このため全反射戻り光量は減少する。そして、SILが光記録媒体に完全に接触すると、全ての全反射戻り光が光記録媒体側に透過するため、全反射戻り光量はゼロとなる。したがって、SIL端面と光記録媒体との間のギャップと全反射戻り光量との関係は図2Bに示すように、ファーフィールドFfで一定であった全反射戻り光量がニアフィールド領域Fnで徐々に減少し、ギャップがゼロのときゼロとなる。そして全反射戻り光量が減少する領域では、ギャップと全反射戻り光量との関係が破線lで囲んで示すように線形関係になる領域がある。したがってこの線形の範囲においては、全反射戻り光量をギャップエラーとしてフィードバックループを形成することで、ギャップを一定に保持することが可能となる。すなわち、目標とするギャップが図2Bに示すgの場合、全反射戻り光量がrとなるように制御を行えばよい。   In the near field region Fn, evanescent coupling occurs between the SIL end face and the surface of the optical recording medium, and a part of the total reflected return light penetrates the SIL end face and is transmitted to the optical recording medium side. For this reason, the total reflected return light amount decreases. When the SIL completely contacts the optical recording medium, all the totally reflected return light is transmitted to the optical recording medium side, so that the total reflected return light amount becomes zero. Therefore, as shown in FIG. 2B, the relationship between the gap between the SIL end face and the optical recording medium and the total reflected return light amount is gradually reduced in the near field region Fn, which was constant in the far field Ff. However, when the gap is zero, it becomes zero. In the region where the total reflected return light amount decreases, there is a region where the relationship between the gap and the total reflected return light amount is linear as shown by being surrounded by a broken line l. Therefore, in this linear range, the gap can be kept constant by forming a feedback loop with the total reflected return light amount as a gap error. That is, when the target gap is g shown in FIG. 2B, control may be performed so that the total reflected return light amount becomes r.

図3に、比較例として、通常のフィードバックループによりギャップ制御を行う場合のサーボループの一例を示す。この場合は、減算器141、位相補償フィルターやリードラグフィルター等より成るサーボフィルター143、制御対象144、加算器145、GES演算部146より構成される。また図3において、r1はギャップ目標値(図2Bに示す全反射戻り光量の目標値)、d1はディスク面ぶれによる外乱、e1は、目標値とギャップエラー信号(GES)との差であり、e1=y1−r1となる。制御対象144はSILが設置されるアクチュエーター自体であり、図1における駆動部11である。GES演算部146は、図1における光検出部9、及びアナログ/デジタル変換器やアンプなどで構成される。
入力端子140から入力された目標信号r1は、後述のGES演算部146から出力された検出信号y1と共に減算器141に供給され、e1(=y1−r1)が出力される。サーボフィルター143で処理された信号e1は制御対象144に入力される。制御対象144の移動によって反映された検出信号に外乱d1が加算器145で加算されて、GES演算部146においてGESすなわちy1が出力される。
図3に示すように、この場合はギャップエラー信号GESであるy1をフィードバックする構成となっている。
FIG. 3 shows an example of a servo loop in the case where gap control is performed by a normal feedback loop as a comparative example. In this case, a subtracter 141, a servo filter 143 including a phase compensation filter, a lead lag filter, and the like, a control target 144, an adder 145, and a GES calculation unit 146 are included. In FIG. 3, r1 is a gap target value (target value of the total reflected return light amount shown in FIG. 2B), d1 is a disturbance due to disk surface shake, e1 is a difference between the target value and a gap error signal (GES), e1 = y1-r1. The control object 144 is the actuator itself in which the SIL is installed, and is the drive unit 11 in FIG. The GES calculation unit 146 includes the light detection unit 9 in FIG. 1, an analog / digital converter, an amplifier, and the like.
The target signal r1 input from the input terminal 140 is supplied to the subtracter 141 together with the detection signal y1 output from the GES calculation unit 146 described later, and e1 (= y1-r1) is output. The signal e1 processed by the servo filter 143 is input to the control target 144. The adder 145 adds the disturbance d1 to the detection signal reflected by the movement of the control target 144, and the GES calculator 146 outputs GES, that is, y1.
As shown in FIG. 3, in this case, y1 which is the gap error signal GES is fed back.

しかしながらこのように、GESをフィードバックすることでギャップを制御しようとする場合は、光記録媒体の回転数が高く(光記録媒体との相対的移動速度が速く)なると、光記録媒体の面ぶれに追従することが難しくなる。このため、図4に示すように、ギャップエラー信号に回転成分の残渣エラーが重畳してしまう。図4においては矢印に挟まれた部分が1回転分のGESを示す。回転に同期した成分すなわち残渣エラーが見られることが分かる。
本発明によれば、この回転同期成分の残渣エラーを軽減することが可能となる。次に、本発明により制御を行う場合について説明する。
However, when it is intended to control the gap by feeding back GES as described above, if the rotational speed of the optical recording medium is high (relative movement speed with respect to the optical recording medium is high), the optical recording medium may be shaken. It becomes difficult to follow. For this reason, as shown in FIG. 4, the residual error of the rotation component is superimposed on the gap error signal. In FIG. 4, the portion sandwiched between the arrows indicates the GES for one rotation. It can be seen that a component synchronized with rotation, that is, a residue error is observed.
According to the present invention, it is possible to reduce the residual error of the rotational synchronization component. Next, the case where control is performed according to the present invention will be described.

図5は、本発明の一実施の形態に係る光学ピックアップ装置における制御部15のサーボループの構成図である。図5に示すように、この場合、減算器41、加算器42、メインループ内のサーボフィルター43、制御対象44、加算器45、GES演算部46、フィードフォワード信号用のサーボフィルター60を有する構成とされる。サーボフィルター60としてはローパスフィルター等を利用することができる。
入力端子40から入力される目標値rは、減算器41及び加算器42、更にサーボフィルター43を介して制御対象44、この場合図1に示す駆動部11に入力される。制御対象44の移動により変化する出力に外乱dが加算器45で加算されて、全反射戻り光量がGES演算部46で検出される。
FIG. 5 is a configuration diagram of a servo loop of the control unit 15 in the optical pickup device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in this case, a configuration having a subtracter 41, an adder 42, a servo filter 43 in the main loop, a control target 44, an adder 45, a GES calculation unit 46, and a servo filter 60 for a feedforward signal. It is said. As the servo filter 60, a low-pass filter or the like can be used.
The target value r input from the input terminal 40 is input to the control object 44, in this case, the drive unit 11 shown in FIG. 1, via the subtracter 41, the adder 42, and the servo filter 43. The adder 45 adds the disturbance d to the output that changes due to the movement of the controlled object 44, and the total reflected return light amount is detected by the GES computing unit 46.

図6は、図5におけるGES演算部46の一例の構成図である。GES演算部46では、集光光学系10におけるこの場合SIL7の端面からの全反射戻り光量をGES検出部46Aにて検出する。GES検出部46Aでは、4分割ディテクタにて光記録媒体との相対的走行方向及びこれとは直交する方向、すなわちディスク状光記録媒体の場合はタンジェンシャル方向及びラジアル方向に4分割した全反射戻り光量を検出し、全反射戻り光量の総量はGESとして出力端子47から出力され、また減算器41にフィードバックされる。   FIG. 6 is a configuration diagram of an example of the GES calculation unit 46 in FIG. In the GES calculation unit 46, the total reflected return light amount from the end surface of the SIL 7 in this case in the condensing optical system 10 is detected by the GES detection unit 46A. In the GES detection unit 46A, the total reflection return divided into four in the direction of travel relative to the optical recording medium and the direction orthogonal thereto with a four-division detector, that is, in the case of a disk-shaped optical recording medium, in the tangential direction and radial direction. The total amount of the total reflected return light amount is output as GES from the output terminal 47 and fed back to the subtractor 41.

一方分割された光量に基づき、Tpp・Rpp演算部46Bにおいて光記録媒体との相対的走行方向のプッシュプル信号、この場合タンジェンシャルプッシュプル信号Tppが演算されて出力される。なお、同じ4分割した全反射戻り光量から、ラジアル方向のプッシュプル信号Rppを演算してもよい。
得られたTppは出力端子48から出力されると共に、サーボフィルター60を介して加算器42に加算される。これにより、Tppをフィードフォワードする構成となる。
On the other hand, based on the divided light amount, a push-pull signal in the traveling direction relative to the optical recording medium, in this case, a tangential push-pull signal Tpp, is calculated and output in the Tpp / Rpp calculation unit 46B. Note that the push-pull signal Rpp in the radial direction may be calculated from the same four-part total reflected return light amount.
The obtained Tpp is output from the output terminal 48 and added to the adder 42 via the servo filter 60. Thereby, it becomes the structure which feeds forward Tpp.

図7Aに示すように、SIL7の光記録媒体20と対向する端面7Tが面振れ等によって傾きが生じている場合、検出される全反射戻り光量は、図7Bに光量を明暗で模式的に示すように、端面7Tが光記録媒体20の表面から離間している部分すなわちファーフィールド領域となる部分で、ギャップに対応する光量の戻り光が検出される。図7Cに矢印tとrでそれぞれタンジェンシャル方向及びラジアル方向を示し、これらの方向に4分割された光検出部9における検出領域をそれぞれ9A、9B、9C及び9Dとして示す。図7Cにおいて破線で示すように、光記録媒体20とSIL7との傾きが生じると、タンジェンシャル方向、もしくはラジアル方向に戻り光量の強度差、すなわちGESの強弱の差が生じる。   As shown in FIG. 7A, when the end surface 7T facing the optical recording medium 20 of the SIL 7 is inclined due to surface shake or the like, the total reflected return light amount is schematically shown in FIG. As described above, the return light having a light quantity corresponding to the gap is detected at a portion where the end surface 7T is separated from the surface of the optical recording medium 20, that is, a portion which becomes a far field region. In FIG. 7C, arrows t and r indicate the tangential direction and the radial direction, respectively, and the detection regions in the light detection unit 9 divided into four in these directions are indicated as 9A, 9B, 9C, and 9D, respectively. As shown by a broken line in FIG. 7C, when an inclination between the optical recording medium 20 and the SIL 7 occurs, a difference in intensity of light amount, that is, a difference in strength of GES occurs in the tangential direction or radial direction.

ここで、領域9A〜9Dからの信号をそれぞれA〜Dと表し、タンジェンシャル方向のエラー信号をTpp、ラジアル方向のエラー信号をRppとすると、以下のように定義される。
Tpp=(A+D)−(B+C) ・・・(1)
Rpp=(A+B)−(C+D) ・・・(2)
Here, the signals from the regions 9A to 9D are respectively expressed as A to D, the error signal in the tangential direction is Tpp, and the error signal in the radial direction is Rpp.
Tpp = (A + D) − (B + C) (1)
Rpp = (A + B) − (C + D) (2)

Tppはギャップエラーから計算されるため、ギャップエラーのタンジェンシャル方向の傾きの度合いをα、βとすると下記の式(3)のように表現できる。
GES=A+D+B+C=(α+β)・{D/(1+CP)}・・・(3)
Since Tpp is calculated from the gap error, it can be expressed as the following equation (3), where α and β are the slopes of the gap error in the tangential direction.
GES = A + D + B + C = (α + β) · {D / (1 + CP)} (3)

ただし、
α+β=1 ・・・(4)
とする。傾きの度合いの差α−βがチルト角となる。上記式(3)は、以下の考察から導き出すことができる。
However,
α + β = 1 (4)
And The difference α−β in the degree of tilt is the tilt angle. The above equation (3) can be derived from the following consideration.

図3におけるe,r,dのそれぞれのラプラス変換をE,R,Dと表すと、図3から、
E=Y−R ・・・(5)
−ECP+D=Y ・・・(6)
となる。なお、C及びPはそれぞれサーボフィルター及び制御対象の出力を示し、CPは制御部のゲインを示す。
When each Laplace transform of e, r, and d in FIG. 3 is expressed as E, R, and D, from FIG.
E = Y−R (5)
-ECP + D = Y (6)
It becomes. Note that C and P indicate the output of the servo filter and the control target, respectively, and CP indicates the gain of the control unit.

上記式(5)及び(6)からeを消去すると、GESすなわちYは、以下の式(7)に示すようになる。
Y=(CP・R)/(1+CP)+D/(1+CP) ・・・(7)
When e is deleted from the above equations (5) and (6), GES, that is, Y becomes as shown in the following equation (7).
Y = (CP · R) / (1 + CP) + D / (1 + CP) (7)

上記式(7)において、第2項は外乱dに起因する外乱項である。従って、GESを目標値Rに完全に追従させるには、下記の式(8)に示す外乱項をキャンセルすればよいこととなる。
D/(1+CP) ・・・(8)
In the above formula (7), the second term is a disturbance term due to the disturbance d. Therefore, in order to make GES follow the target value R completely, it is sufficient to cancel the disturbance term shown in the following equation (8).
D / (1 + CP) (8)

言い換えると、上記式(7)中の第1項、すなわち下記の式(9)において、Rつまり目標値は一定、つまりDC成分である。
(CP・R)/(1+CP) ・・・(9)
In other words, in the first term in the above equation (7), that is, the following equation (9), R, that is, the target value is constant, that is, a DC component.
(CP · R) / (1 + CP) (9)

一般に、目標値追従系サーボの場合のCPのDCゲインは1より十分に大きく、すなわち、
1<<CP ・・・(10)
である。従って、上記式(9)は、下記の式(11)と表現できる。
{CP/(1+CP)}・R≒(CP/CP)・R=R ・・・(11)
In general, the DC gain of CP in the case of target value tracking servo is sufficiently larger than 1, that is,
1 << CP (10)
It is. Therefore, the above formula (9) can be expressed as the following formula (11).
{CP / (1 + CP)} · R≈ (CP / CP) · R = R (11)

つまり、ギャップエラー(目標値との誤差は)は、上記式(7)の第2項そのものとなる。従って、ギャップエラー信号GESは、下記の式(12)で表すことができる。
GES=D/(1+CP) ・・・(12)
That is, the gap error (the error from the target value) is the second term itself of the above equation (7). Therefore, the gap error signal GES can be expressed by the following equation (12).
GES = D / (1 + CP) (12)

プッシュプル信号Tppは、チルト角(α−β)に上記式(8)で示す外乱項を乗じたものと表されるので、以下の式(13)のように表現できる。
Tpp=(α−β)・{D/(1+CP)}=(α−β)・GES・・・(13)
Since the push-pull signal Tpp is expressed as the tilt angle (α−β) multiplied by the disturbance term expressed by the above equation (8), it can be expressed as the following equation (13).
Tpp = (α−β) · {D / (1 + CP)} = (α−β) · GES (13)

上記式(13)より、プッシュプル信号Tppは、GESの影響を強く受けるため、Tppに対するGESの影響を排除するには、TppをGESで規格化する(GESで除算する)か、GESを一定にすればよいことがわかる。
GESで規格化する手法については、TppのGESの影響を排除することで、Tppを用いてチルトサーボを正しく行うことはできるが、このままでは、もちろんギャップサーボの精度を上げることはできず、別途ギャップサーボ精度を上げる必要がある。
From the above equation (13), the push-pull signal Tpp is strongly influenced by GES. To eliminate the influence of GES on Tpp, either standardize Tpp with GES (divide by GES) or keep GES constant. You can see that
Regarding the method of standardizing with GES, it is possible to correctly perform tilt servo using Tpp by eliminating the influence of TPP's GES, but of course, the accuracy of gap servo cannot be improved as it is. Servo accuracy needs to be increased.

ところが、GESを予め一定にしておけば、ギャップ精度は既に保証される上に、上記式(13)において、GES=c(一定)となる。つまり、
Tpp=(α―β)・c≒α−β ・・・(14)
となり、GESに影響されない正しいチルトエラーを得ることができる。
However, if GES is made constant in advance, the gap accuracy is already guaranteed, and GES = c (constant) in the above equation (13). In other words,
Tpp = (α−β) · c≈α−β (14)
Thus, a correct tilt error that is not influenced by GES can be obtained.

以上の結果から、本発明では、ギャップ精度を上げるためにTppエラーを用いるものとする。TppとGESが同相であることは以下の考察により理解できる。   From the above results, it is assumed that the Tpp error is used in the present invention in order to increase the gap accuracy. It can be understood from the following consideration that Tpp and GES are in phase.

まず、サーボが外乱に追従して、GESが一定である場合を考える。この時、GES=c(一定)より、上記式(14)に示す状態となる。この場合は、既に、GESが小さいので、フィードフォワードは必要ない。   First, consider the case where the servo follows the disturbance and the GES is constant. At this time, from GES = c (constant), the state shown in the above equation (14) is obtained. In this case, since the GES is already small, feedforward is not necessary.

次に、サーボが外乱に追従しなくなってくる場合を考える。この場合、チルト角は物理的に面振れ信号Dの傾きすなわち微分に相当するので、
α−β≒s・D ・・・(15)
となる。また、上記式(13)のGESは、下記の式(16)のように表される。
Next, consider the case where the servo does not follow the disturbance. In this case, the tilt angle physically corresponds to the inclination or differentiation of the surface shake signal D.
α−β≈s · D (15)
It becomes. Moreover, GES of the said Formula (13) is represented like the following formula | equation (16).

D/(1+CP)≒D/(K/s)=K´・s・D ・・・(16)     D / (1 + CP) ≈D / (K / s) = K ′ · s · D (16)

ただし、上記式(15)及び(16)において、sはラプラス変換の演算子で微分を意味し、Kはゲインを示し、K´=1/Kである。   However, in the above formulas (15) and (16), s is a Laplace transform operator, which means differentiation, K represents a gain, and K ′ = 1 / K.

一般に、光学ピックアップ装置におけるアクチュエーターの伝達関数を示すボード線図は図8のように表される。図8において、横軸は周波数、縦軸はゲインである。エラー率はゲインに反比例するので、破線F1で示す比較的低い周波数領域ではブーストによりゲインを上げ、破線F2で示す周波数領域では傾きが急だと不安定なので、−20dB/dec程度になだらかになるように補償がなされる。破線F3で示すより高い周波数領域では2次、3次の共振が発生する。このため、単純にサーボ帯域を上げるとこのような共振が発生してしまうことが分かる。   In general, a Bode diagram showing a transfer function of an actuator in an optical pickup device is expressed as shown in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents gain. Since the error rate is inversely proportional to the gain, the gain is increased by boosting in the relatively low frequency region indicated by the broken line F1, and becomes unstable if the slope is steep in the frequency region indicated by the broken line F2, so that the error rate becomes approximately −20 dB / dec. Compensation is made as follows. In the higher frequency region indicated by the broken line F3, second-order and third-order resonances occur. For this reason, it is understood that such resonance occurs when the servo band is simply increased.

また、特に近接場光を照射する光学系においては、制御する距離が極めて小さいので、DC分の取れ残り偏差Δeが少しでも残ると精度よく制御することができない。このため、サーボフィルターに積分器を入れることが一般的となっている。取れ残り偏差Δeは、
Δe=D/K ・・・(17)
であるので、積分器を入れるとK→∞となり、Δe→0とすることができるためである。
In particular, in an optical system that irradiates near-field light, since the distance to be controlled is extremely small, it is impossible to control with high accuracy if a residual DC deviation Δe remains even a little. For this reason, it is common to include an integrator in the servo filter. The remaining deviation Δe is
Δe = D / K (17)
Therefore, if an integrator is inserted, K → ∞ and Δe → 0.

上記式(16)について説明すると、サーボが外乱に追従しなくなってくる回転周波数帯域内でのCPの伝達関数は、ほぼ積分1/sとなることから導き出せる。つまり、制御対象であるアクチュエーターの1次共振、一般的に100Hz以下では、そのゲインは一定である。一方、サーボフィルターの同周波数内のゲインは、上述したようにDC分の残渣エラーを除去するために、積分器1/sを入れている。このことから、
1+CP≒CP≒K/s ・・・(18)
となり、上記式(16)が導き出される。
The above equation (16) will be explained. The transfer function of CP in the rotational frequency band where the servo does not follow the disturbance becomes almost integral 1 / s. That is, the gain is constant at the primary resonance of the actuator to be controlled, generally 100 Hz or less. On the other hand, as for the gain within the same frequency of the servo filter, the integrator 1 / s is inserted in order to remove the DC residual error as described above. From this,
1 + CP≈CP≈K / s (18)
Thus, the above equation (16) is derived.

ここで、上記式(15)はチルトエラーであるから符号をもち、上記式(16)はギャップエラーGES(全反射戻り光量値)でプラスである。結局、上記式(13)は、符号はチルトエラー信号に従い、振幅が増幅されて観察されることになる。つまり、サーボが外乱に追従して、GESが一定である場合と比較して、振幅が大きくなる。   Here, the above equation (15) has a sign because it is a tilt error, and the above equation (16) has a positive gap error GES (total reflection return light amount value). Eventually, in the above equation (13), the sign follows the tilt error signal, and the amplitude is amplified and observed. That is, the servo follows the disturbance, and the amplitude increases compared to the case where the GES is constant.

但し、位相関係をみると、上記式(15)、式(16)より、共に面ぶれ信号Dに対して微分すなわち位相が90度進みの関係であり、TppもGESも同位相となることが分かる。   However, looking at the phase relationship, both the above formulas (15) and (16) indicate that the differential, that is, the phase advances by 90 degrees with respect to the surface blur signal D, and Tpp and GES are in the same phase. I understand.

最後に、完全に、サーボが外乱に追従しなくなってくる場合については、下記の式(19)及び式(20)で表される。
α−β≒s・D ・・・(19)
D/(1+CP)≒D/1=D ・・・(20)
Finally, the case where the servo does not completely follow the disturbance is expressed by the following equations (19) and (20).
α−β≈s · D (19)
D / (1 + CP) ≈D / 1 = D (20)

上記式(19)は、上記式(15)と同様である。
上記式(20)は、サーボが完全に外乱に追従しないこと、つまり図8における高周波数の帯域であることから、ゲインは小さくCP<<1となることによって導き出せる。位相関係については、上記式(19)及び(20)より、TppとGESは面ぶれ信号Dとは同位相となることが明らかである。
The above formula (19) is the same as the above formula (15).
The above equation (20) can be derived from the fact that the servo does not completely follow the disturbance, that is, the high frequency band in FIG. 8, and the gain is small and CP << 1. As for the phase relationship, it is clear from the above equations (19) and (20) that Tpp and GES are in phase with the surface blur signal D.

以上の結果より、TppとGESは同位相、かつ同様な信号となることが分かる。この様子を図9〜図11に示す。各例共に、使用する光の波長は405nm、集光光学系の開口数NAは1.84、ギャップの目標値は25nmとする例を示す。図9においてはギャップが完全に面ぶれに追従する場合、図10においてはギャップが面ぶれに追従しなくなってくる場合、図11においてはギャップが完全に面ぶれに追従しない場合を示す。それぞれGES、Tpp、面ぶれDを示し、図9においてはTppの積分も示す。図9〜図11より、GESとTppが互いに同様な信号であり、すなわち相関関係があることが分かる。   From the above results, it can be seen that Tpp and GES have the same phase and similar signals. This state is shown in FIGS. In each example, the wavelength of light used is 405 nm, the numerical aperture NA of the condensing optical system is 1.84, and the target value of the gap is 25 nm. 9 shows a case where the gap completely follows the surface shake, FIG. 10 shows a case where the gap does not follow the surface shake, and FIG. 11 shows a case where the gap does not follow the surface shake completely. GES, Tpp, and runout D are respectively shown in FIG. 9, and the integration of Tpp is also shown in FIG. 9 to 11, it can be seen that GES and Tpp are similar signals, that is, there is a correlation.

また、図12に、GES、Tpp及びGESの繰り返し成分を示す。図12から、GESの繰り返し成分がTppと同様であることがわかる。従って、Tpp信号を用いてフィードフォワードすることで、繰り返しサーボと同様な補償が可能であることが分かる。   FIG. 12 shows GES, Tpp, and GES repetitive components. From FIG. 12, it can be seen that the repetitive component of GES is the same as Tpp. Therefore, it can be understood that the same compensation as that of the repetitive servo can be performed by feeding forward using the Tpp signal.

図13に、Tppを用いてフィードフォワードサーボを行った結果を示す。使用する光の波長、集光光学系の開口数及びギャップの目標値は図9〜図12の例と同様である。この例では、図5に示すように、Tpp信号を適当なサーボフィルター60、例えばローパスフィルターに通したあと、加算器42によりエラー信号eに加えることでフィードフォワードを行う場合を示す。光記録媒体はディスク状とし、その回転数を3000rpmとして測定した結果を示す。   FIG. 13 shows the result of feedforward servoing using Tpp. The wavelength of light to be used, the numerical aperture of the condensing optical system, and the target value of the gap are the same as those in the examples of FIGS. In this example, as shown in FIG. 5, feedforward is performed by passing the Tpp signal through an appropriate servo filter 60, for example, a low-pass filter, and adding the error signal e to the adder 42. The optical recording medium is in the form of a disk, and the measurement results are shown with a rotational speed of 3000 rpm.

図13A及びBの結果から、Tpp信号をフィードフォワードすることで、GESの繰り返しが抑制されていることがわかる。また、本発明の適用によりギャップの追従性が良くなることから、Tpp信号振幅の波形形状は不変であるものの、振幅が小さくなっていることも確認できる。この結果から、本発明構成とすることによって、光記録媒体の回転数が3000rpm以上の場合においても、良好にギャップ制御を行うことができることがわかる。   From the results of FIGS. 13A and 13B, it can be seen that the feed forward of the Tpp signal suppresses the repetition of GES. In addition, since the followability of the gap is improved by applying the present invention, it can be confirmed that the waveform shape of the Tpp signal amplitude is unchanged, but the amplitude is reduced. From this result, it can be seen that by adopting the configuration of the present invention, even when the rotational speed of the optical recording medium is 3000 rpm or more, the gap control can be performed satisfactorily.

以上説明したように、本発明によれば、光記録媒体との相対的走行方向のプッシュプル信号をフィードフォワードすることで、繰り返しサーボを行う場合と同様な効果が得られ、特に高い周波数帯域においても、ディスクの面ぶれ等の外乱による影響を抑えることができる。更に、繰り返しサーボと異なり、外部メモリすなわち1回転分の繰り返しギャップ信号を保持することが不要になるため、装置構成の簡易化を図ることができる。   As described above, according to the present invention, by feeding forward a push-pull signal in the direction of travel relative to the optical recording medium, the same effect as that obtained when repeatedly performing servo can be obtained, particularly in a high frequency band. In addition, it is possible to suppress the influence of disturbance such as disk wobbling. Further, unlike the repetitive servo, it is not necessary to hold an external memory, that is, a repetitive gap signal for one rotation, so that the apparatus configuration can be simplified.

また、プッシュプル信号は、ギャップエラー信号から演算するが、ギャップエラーの変動(ギャップサーボで補正しきれない追従誤差)の影響を受けるため、本来はギャップエラーで規格化する必要がある。しかしながら、本発明においては、ギャップ追従性を高めることができるので、上記のような規格化の処理が不要となるという効果がある。   In addition, the push-pull signal is calculated from the gap error signal, but since it is affected by fluctuations in the gap error (follow-up error that cannot be corrected by the gap servo), it must be standardized by the gap error. However, in the present invention, the gap followability can be improved, so that there is an effect that the normalization process as described above becomes unnecessary.

なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。   The present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the configuration of the present invention.

本発明の実施の形態に係る光学ピックアップ装置を含む光記録再生装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an optical recording / reproducing apparatus including an optical pickup device according to an embodiment of the present invention. A及びBは全反射戻り光量の説明図である。A and B are explanatory views of the total reflected return light amount. 比較例によるサーボループを示す構成図である。It is a block diagram which shows the servo loop by a comparative example. 比較例により得られるギャップエラー信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the gap error signal obtained by a comparative example. 本発明の実施の形態に係る光学ピックアップ装置の制御部のサーボループを示す構成図である。It is a block diagram which shows the servo loop of the control part of the optical pick-up apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図5に示す制御部におけるGES演算部の一例の構成図である。It is a block diagram of an example of the GES calculating part in the control part shown in FIG. AはSILと光記録媒体との傾きを示す断面図、Bは全反射戻り光量の一例を示す図、Cは光検出部の構成図である。A is a cross-sectional view showing the inclination between the SIL and the optical recording medium, B is a view showing an example of the total reflected return light amount, and C is a configuration diagram of the light detection unit. 一般的な光学ピックアップ装置における制御系の伝達関数のボード線図を示す図である。It is a figure which shows the Bode diagram of the transfer function of the control system in a common optical pick-up apparatus. ギャップが面ぶれに追従する場合の信号波形を示す図である。It is a figure which shows a signal waveform in case a gap follows a surface blur. ギャップが面ぶれに追従しなくなってくる場合の信号波形を示す図である。It is a figure which shows a signal waveform in case a gap stops following a surface shake. ギャップが完全に面ぶれに追従しない場合の信号波形を示す図である。It is a figure which shows a signal waveform in case a gap does not follow a surface blur completely. GES、TPP及びGESの繰り返し信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the repeating signal of GES, TPP, and GES. Aは本発明によるフィードフォワード制御を行わない比較例における信号波形を示す図であり、Bは本発明によるフィードフォワード制御を行う実施の形態における信号波形を示す図である。A is a diagram illustrating a signal waveform in a comparative example in which feedforward control according to the present invention is not performed, and B is a diagram illustrating a signal waveform in an embodiment in which feedforward control according to the present invention is performed.

符号の説明Explanation of symbols

1.パワー制御部、2.光源、3.コリメートレンズ、4.ビームスプリッタ、5.ミラー、6.光学レンズ、7.ソリッドイマージョンレンズ(SIL)、8.集光レンズ、9.光検出部、10.制御部、11.駆動部、20.光記録媒体、25.搭載部、26.駆動部、40.入力端子、41.減算器、42.加算器、43.サーボフィルター、44.制御対象、45.加算器、46.ギャップエラー信号演算部、46A.ギャップエラー信号検出部、46B.プッシュプル信号演算部、47,4.出力端子、60.サーボフィルター、100.光記録再生装置   1. 1. Power control unit, 2. light source; Collimating lens, 4. Beam splitter, 5. Mirror, 6; 6. optical lens; Solid immersion lens (SIL), 8. 8. condensing lens; 9. Light detection unit Control unit, 11. Drive unit, 20. Optical recording medium, 25. Mounting section, 26. Drive unit, 40. Input terminal, 41. Subtractor, 42. Adder, 43. Servo filter, 44. Control object, 45. Adder, 46. Gap error signal calculation unit, 46A. Gap error signal detector 46B. Push-pull signal calculation unit, 47,4. Output terminal, 60. Servo filter, 100. Optical recording / reproducing device

Claims (7)

光源と、
光記録媒体に近接場光を照射する集光光学系と、
前記集光光学系からの全反射戻り光量を検出する光検出部と、
前記光検出部から得られる前記全反射戻り光量に基づいてギャップサーボ信号を生成する制御部と、
前記制御部が生成した前記ギャップサーボ信号に基づいて前記光記録媒体上の所定の位置に前記集光光学系を駆動する駆動部と、を有し、
前記制御部は、前記光検出部が検出した前記全反射戻り光量を前記光記録媒体との相対的走行方向及び前記相対的走行方向と直交する方向に分割し、前記分割した前記全反射戻り光量から前記相対的走行方向のプッシュプル信号を演算し、
前記光検出部が検出した前記全反射戻り光量の総量と全反射戻り光量の目標値との誤差を示すギャップエラー信号に、演算した前記プッシュプル信号をフィードフォワードすることにより、前記ギャップサーボ信号を生成する
光学ピックアップ装置。
A light source;
A condensing optical system for irradiating the optical recording medium with near-field light;
A light detection unit for detecting the total reflected return light amount from the condensing optical system ;
A control unit that generates a gap servo signal based on the total reflected return light amount obtained from the light detection unit;
A drive unit that drives the condensing optical system to a predetermined position on the optical recording medium based on the gap servo signal generated by the control unit ;
The control unit divides the total reflected return light amount detected by the light detection unit into a relative traveling direction with respect to the optical recording medium and a direction orthogonal to the relative traveling direction, and the divided total reflected return light amount. To calculate the push-pull signal of the relative running direction from
A gap error signal indicating an error between a target value of said optical detector return total reflection and total quantity of returned light the totally reflected and detected light, the computed the push-pull signal by feed forward, the gap servo signal Generate optical pickup device.
前記集光光学系は、光学レンズと、ソリッドイマージョンレンズとを有す請求項1記載の光学ピックアップ装置。 The light converging optical system includes an optical lens, an optical pickup apparatus according to claim 1, wherein that having a a solid immersion lens. 前記光記録媒体がディスク状の媒体であり、
前記プッシュプル信号が、前記光記録媒体の半径方向と直交するタンジェンシャル方向のプッシュプル信号であ請求項1記載の光学ピックアップ装置。
The optical recording medium is a disk-shaped medium;
The push-pull signal, the optical pickup apparatus of claim 1, wherein tangential Ru tangential direction of the push-pull signal der perpendicular to the radial direction of the optical recording medium.
前記光記録媒体の記録及び/又は再生時の回転数が3000回転/分以上とされる請求項記載の光学ピックアップ装置。 4. The optical pickup device according to claim 3, wherein the rotational speed at the time of recording and / or reproduction of the optical recording medium is set to 3000 revolutions / minute or more. 光源と、光記録媒体に近接場光を照射する集光光学系と、前記集光光学系からの全反射戻り光量を検出する光検出部と、前記光検出部から得られる前記全反射戻り光量に基づいてギャップサーボ信号を生成する制御部と、前記光記録媒体上の所定の位置に前記集光光学系を駆動する駆動部と、を備える光学ピックアップ装置と、
前記光記録媒体の装着部と、
前記制御部が生成した前記ギャップサーボ信号に基づいて前記光記録媒体の装着部を前記集光光学系と相対的に移動させる駆動部と、を有し、
前記制御部は、前記光検出部が検出した前記全反射戻り光量を前記光記録媒体との相対的走行方向及び前記相対的走行方向と直交する方向に分割し、前記分割した前記全反射戻り光量から前記相対的走行方向のプッシュプル信号を演算し、
前記光検出部が検出した前記全反射戻り光量の総量と全反射戻り光量の目標値との誤差を示すギャップエラー信号に、演算した前記プッシュプル信号をフィードフォワードすることにより、前記ギャップサーボ信号を生成する
光記録再生装置。
Light source, a focusing optical system for irradiating the near-field light on an optical recording medium, a light detector for detecting the total reflection return light quantity from the light converging optical system, the total reflection return light quantity obtained from the photo detecting portion An optical pickup device comprising: a control unit that generates a gap servo signal based on the driving unit; and a driving unit that drives the condensing optical system to a predetermined position on the optical recording medium;
A mounting portion for the optical recording medium;
A drive unit that moves the mounting unit of the optical recording medium relative to the condensing optical system based on the gap servo signal generated by the control unit ;
The control unit divides the total reflected return light amount detected by the light detection unit into a relative traveling direction with respect to the optical recording medium and a direction orthogonal to the relative traveling direction, and the divided total reflected return light amount. To calculate the push-pull signal of the relative running direction from
A gap error signal indicating an error between a target value of said optical detector return total reflection and total quantity of returned light the totally reflected and detected light, the computed the push-pull signal by feed forward, the gap servo signal Optical recording / reproducing device to be generated .
前記集光光学系は、光学レンズと、ソリッドイマージョンレンズとを有す請求項記載の光記録再生装置。 The light converging optical system includes an optical lens, an optical recording reproducing apparatus according to claim 5, wherein that having a a solid immersion lens. 光記録媒体に近接場光を照射する集光光学系からの全反射戻り光量を検出し、検出した前記全反射戻り光量を前記光記録媒体との相対的走行方向及び前記相対的走行方向と直交する方向に分割し、前記分割した前記全反射戻り光量から前記相対的走行方向のプッシュプル信号を演算し、
検出した前記全反射戻り光量の総量と全反射戻り光量の目標値との誤差を示すギャップエラー信号に、演算した前記プッシュプル信号をフィードフォワードすることにより、ギャップサーボ信号を得る
ギャップ制御方法。
The total reflected return light amount from the condensing optical system that irradiates the optical recording medium with near-field light is detected, and the detected total reflected return light amount is orthogonal to the relative traveling direction with respect to the optical recording medium and the relative traveling direction. Divided into the direction to calculate, the push-pull signal of the relative traveling direction is calculated from the divided total reflected return light amount,
A gap control method for obtaining a gap servo signal by feed-forwarding the calculated push-pull signal to a gap error signal indicating an error between the detected total amount of the total reflected return light amount and a target value of the total reflected return light amount .
JP2007237138A 2007-09-12 2007-09-12 Optical pickup device, optical recording / reproducing device, and gap control method Expired - Fee Related JP4957472B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007237138A JP4957472B2 (en) 2007-09-12 2007-09-12 Optical pickup device, optical recording / reproducing device, and gap control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007237138A JP4957472B2 (en) 2007-09-12 2007-09-12 Optical pickup device, optical recording / reproducing device, and gap control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009070468A JP2009070468A (en) 2009-04-02
JP4957472B2 true JP4957472B2 (en) 2012-06-20

Family

ID=40606572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007237138A Expired - Fee Related JP4957472B2 (en) 2007-09-12 2007-09-12 Optical pickup device, optical recording / reproducing device, and gap control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4957472B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1064080A (en) * 1996-08-21 1998-03-06 Pioneer Electron Corp Astigmatism focus error signal generating method and optical pickup device
JP2001222827A (en) * 2000-02-04 2001-08-17 Victor Co Of Japan Ltd Optical disk reproducing device
JP4534859B2 (en) * 2005-05-06 2010-09-01 ソニー株式会社 Servo control device, servo control method, and optical disk recording or reproducing device
WO2007049893A1 (en) * 2005-10-24 2007-05-03 Lg Electronics Inc. An apparatus and method for recording/reproducing data on/from a recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009070468A (en) 2009-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0516647Y2 (en)
JP4345859B2 (en) Optical pickup device, optical recording / reproducing device, and gap control method
JP5452040B2 (en) Optical information reproducing method, optical head, and optical disc apparatus
US7835236B2 (en) Servo control apparatus and method, and disk recording or playback apparatus
US4975895A (en) Track servo control system for optical disk apparatus
US7933177B2 (en) Optical pickup apparatus, optical read/write apparatus, and gap control method
JP2007193894A (en) Optical recording/reproducing device, optical pickup, and tracking error signal detection method
US6266301B1 (en) Optical storage device and optical head having TES compensation shift signal compensation
JP4957472B2 (en) Optical pickup device, optical recording / reproducing device, and gap control method
JP2008146739A (en) Optical recording and reproducing method and device, and optical head
JP2009070467A (en) Optical pickup device, optical recording/reproducing device, and gap control method
JPH0830996A (en) Optical disk device
JP2002015446A (en) Tilt controller and optical disk device
JP2005216337A (en) Optical information recording and reproducing apparatus
JP2860791B2 (en) Focus servo circuit
JP2008027513A (en) Optical disk device, tracking error signal generation circuit, and method and program for correcting tracking error signal
JP4442544B2 (en) Signal processing apparatus, recording medium driving apparatus, and signal processing method
JP2005158168A (en) Information reading device and prepit detecting circuit
JPS58175169A (en) Controller for relative positions of recording track and pickup in information reproducing device
JP3708446B2 (en) Focus servo system and optical disk master exposure device
JP2005332447A (en) Optical pickup device, optical recording and reproducing device and gap detecting method
JP2009289363A (en) Optical information recording and reproducing device and its control method
JPS6344329A (en) Optical information recording and reproducing device
JP2004348935A (en) Device and method for generating tracking error signal, optical disk drive, and tracking controlling method
JPH1027359A (en) Device and method for tracking servo

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100830

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111206

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120130

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: 20120221

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: 20120305

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150330

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees