TWI224326B - Optical pick-up device and recording/reproducing device - Google Patents

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TWI224326B
TWI224326B TW091119557A TW91119557A TWI224326B TW I224326 B TWI224326 B TW I224326B TW 091119557 A TW091119557 A TW 091119557A TW 91119557 A TW91119557 A TW 91119557A TW I224326 B TWI224326 B TW I224326B
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TW
Taiwan
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recording medium
light
optical recording
immersion lens
solid
Prior art date
Application number
TW091119557A
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English (en)
Inventor
Kimihiro Saito
Tsutomu Ishimoto
Original Assignee
Sony Corp
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Description

1224326 玖、翁明說明 ' (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 〔發明之所屬技術領域〕 本發明係有關於對記錄於光碟等之光學記錄媒體實施 資訊訊號之讀取的光學拾取裝置，以及具備該光學拾取裝 置之記錄再生裝置，更詳細而言，係有關於能控制光學拾 取裝置的對物透鏡和光學記錄媒體之間的距離之光學拾 取裝置及記錄再生裝置。 〔技術背景〕 · 習知技術中，作為光學記錄媒體係使用各種光碟。例 如，使用如 CD(Compact Disc)或 DVD(Digital Versatile Disc)之光 碟，或光磁碟。讀取記錄於該種光碟之資訊訊號，係以對 物透鏡將來自設於光學拾取裝置的光源所射出之光束而 予以集光，並照射於光碟之訊號記錄面，且藉由光檢測器 檢測由訊號記錄面所反射之光束而進行。此時，讀取記錄 於CD或DVD之資訊訊號，係藉由光檢測器檢測由訊號記 錄面所反射之光束的反射率的變化而進行。光磁碟係檢測 · 由該光碟的訊號記錄面所反射的光束之實效旋轉而進行 資訊訊號之讀取。 讀取記錄於如上述的光碟之資訊訊號，係至少對光碟在 ~ 非接觸的狀態下，進行集光自光源所射出之光束的對物透 — 鏡之動作。 — 藉由光學拾取裝置之對物透鏡而集光於光碟的訊號記 錄面之光束的光點，其大小係大約以λ /NA(但，；I係照 明光之波長，N A係開口值）為基準，解像度亦比例於該
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值。此處，λ係照射於光碟的光束之波長，ΝΑ係開口值。 又，有關於ΝΑ，可成立下式。 ΝΑ = η · sin θ (但，η係媒質的折射率，0係對物透鏡的週邊光線之角 度） 媒質係空氣之情形時，則ΝΑ係無法超過1。作為超越該 界限之技術，係提案有使用固態浸沒透鏡（Solid Imersion Lens)之光學拾取裝置（I.Ichimura et al，”Near_Field Phase-Change Optical Recording of 1.36 Numerical Aperture/5 Jpn. J. Appl. Phys. vol. 39, 962-967(2000))之方法。 固態浸沒透鏡係由具有和光碟的基板相同之折射率的 材料所形成，且具備構成球的一部份之球面部和相對向於 光碟的表面之平坦部。光學拾取裝置所使用之固態浸沒透 鏡係在使平坦部極為接近於光碟的表面之狀態下而使 用。在該固態浸沒透鏡和光碟的邊境面當中，係透過有偶 諧波，且該偶諧波係到達於光碟之訊號記錄面。 使用如上述之光學拾取裝置而進行記錄於光碟之資訊 訊號的讀取時，必須於構成旋轉操作的光碟和對物透鏡的 固態浸沒透鏡之間設置空隙，亦即間隙。如此，由於在光 碟和固態浸沒透鏡之間設置作為空氣層的間隙之後，故為 了使對物透鏡的開口值（NA)大於1，必須使用偶諧波。偶 諧波係由界面開始呈現指ί函數性地衰減。因此，光碟和 固態.浸沒透鏡之間的間隙係極須縮小至例如設於光學拾 取裝置的光源之發光波長λ的10分之1的程度，此外，為
1224326 了縮小區域，則必須接近於訊號記錄面。 習知技術中，作為控制如此之間隙的方法，係提案出一 伺服方法，其係於固態浸沒透鏡的表面形成電極，且檢測 該電極和光碟之間的靜電容量而取得間隙誤差訊號，並根 · β 據該誤差訊號而控制固態浸沒透鏡和光碟之間的距離。 為了實現該方法，則必須於固態浸沒透鏡的表面形成電 極，並由該電極抽出訊號線至控制電路，而形成裝置之複 雜化，且造成光學拾取裝置的製造上之困難。 φ 另一方面，在光碟的主面連結處理當中，本發明之申請 人係在特願平10-249880號的說明書和圖式當中，提案有 檢測來自玻璃主面光碟的返回光，並將其作為間隙誤差訊 號而使用之方法。 該方法係當固態浸沒透鏡和玻璃主面光碟之間的間隙 為0時，固態浸沒透鏡的表面係接觸於玻璃主面光碟上的 透明之光抗蝕劑，據此而無來自透鏡的表面之光的反射情 形，但，當間隙非為0時，則利用在固態浸沒透鏡的表面 0 其完全反射之光係返回之狀態，並使用該光線而檢測間隙 者。 該方法係能使用於利用由玻璃所構成之主面光碟，而且 - 曝光用之光抗蝕劑為透明之情形，但，如於光碟的表面形 _ 成有鋁膜、有相位變化膜或光磁記錄膜等之反射膜時，即 使和固態浸沒透鏡之間的間隙為〇，則因在光碟的表面亦 反射有光線，故亦無法使用。 〔發明之揭示〕 -8- 1224326 00 本發明之目的，在於提供能消除具有如上述之習知裝置 的問題點而獲得之新規的光學拾取裝置和記錄再生裝置。 本發明之其他目的，在於提供能正確地檢測於表面形成 有反射膜的光碟和固態浸沒透鏡之間的微小之間隙，而且 能正確地控制光碟和固態浸沒透鏡之間的間隙之光學拾 取裝置，及使用該光學拾取裝置之記錄再生裝置及其控制 方法。 為了達成如上述之目的而提案之本發明，係設置有包含 有具備球面部和平行於光學記錄媒體的表面之平坦部之 固態浸沒透鏡所構成，且開口值（NA)為1以上的對物透鏡 之光學拾取裝置，其係具備··光源，其係介隔以對物透鏡 而對光學記錄媒體照射特定偏光狀態之光束；以及光檢測 機構，其係對由光學記錄媒體所反射的反射光當中，其光 學記錄媒體的表面和固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離 為0時之反射光的偏光狀態，檢測其垂直之偏光狀態的成 份；其藉由光檢測機構所檢測之光強度，係對應於光學記 錄媒體的表面和固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離。 該光學拾取裝置，係更具備：驅動機構，其係將構成對 物透鏡之固態浸沒透鏡對光學記錄媒體移動操作於接離 的方向，據此而能改變光學記縴媒體的表面和固態浸沒透 鏡的平坦部之間的距離；以及控制機構，其係控制驅動機 構，而將固態浸沒透鏡的位置對光學記錄媒體控制於接離 之方向，並將藉由光檢測機構所檢測之光強度維持於特定 強度，據此而能將光學記錄媒體的表面和固態浸沒透鏡的 (5)
平坦部之間維持於固定距離。 - 本發明係將光學記錄媒體使用於記錄媒體之記錄再生 裝置，其係具備：媒體保持機構，其係保持光學記錄媒體； 及光學拾取裝置，其係具有··包含有具備球面部和平行於. 由媒體保持機構保持之光學記錄媒體的表面之平坦部之 固恕浸沒透鏡所構成，且開口值（NA)為2以上之對物透 鏡；介隔以對物透鏡而對光學記錄媒體照射特定偏光狀態 之光束的光源；對來自光學記錄媒體的反射光當中，該光 · 學記錄媒體的表面和固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離 為〇犄之反射光的偏光狀態，檢測其垂直之偏光狀態的成 份之光檢測機構；並對光學記錄媒體進行資訊訊號之寫入 或讀取；及驅動機構，其係將固態浸沒透鏡對光學記錄媒 體移動操作於接離的方向，據此而能改變光學記錄媒體的 表面和固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離；以及控制機 構’其係控制驅動機構，且將固態浸沒透鏡的位置對光學 圮錄媒體控制於接離之方向，並將藉由光檢測機構所檢測 之光強度維持於特定強度，據此而能將光學記錄媒體的表鲁 面和固態浸沒透鏡的平坦部之間維持於固定距離。 本發明之檢測方法，係將設置有包含有具備球面部和平 · 行於光學記錄媒體的表面之平坦部之固態浸沒透鏡所構 成，且開口值（NA)為1以上的對物透鏡之光學拾取裝置， 其固態浸沒透鏡的平坦部和光學記錄媒體的表面之間的 距離之間隙予以檢測，其係介隔以對物透鏡而對光學記錄 媒體在特定偏光狀態下照射由光學拾取裝置的光源所射 024S2 -10 - 1224326
出之光束’並糟由光學拾取裝置之光檢測機構，對來自光 束的光學記錄媒體之反射光當中，其光學記錄媒體的表面 和固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離為〇時之反射光的偏 光狀態’檢測其垂直之偏光狀態的成份，且將藉由光檢測 機構所檢測之光強度對應於光學記錄媒體的表面和固態 浸沒透鏡的平坦部之間的距離，並檢測光學記錄媒體的表 面和固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離。 本發明之檢測方法，係將設置有包含有具備球面部和平 行於光學記錄媒體的表面之平坦部之固態浸沒透鏡所構 成，且開口值（NA)為1以上的對物透鏡之光學拾取裝置， 其固態浸沒透鏡的平坦部和光學$己錄媒體的表面之間的 距離予以控制於特定距離，其係介隔以對物透鏡而對光學 記錄媒體在特定偏光狀態下，照射由光學拾取裝置的光源 所射出之光束，且藉由光學拾取裝置之光檢測機構，對來 自光束的光學記錄媒體之反射光當中’其光學記錄媒體的 表面和固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離為〇時之反射光 的偏光狀態，檢測其垂直之偏光狀態的成份’並使用驅動 機構而將固態浸沒透鏡，對光學記錄媒體移動操作於接離 的方向，而能改變光學記錄媒體的表面和固態浸沒透鏡的 平坦部之間的距離，並使用控剑機構且控制驅動機構’並 將固態浸沒透鏡的位置對光學記錄媒體控制於接離之方 向，且將藉由光檢測機構所檢測之光強度維持於特定強 度，據此而能將光學記錄媒體的表面和固態浸沒透鏡的平 坦部之間維持於固定距離。
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⑺ 本發明之其他的目的、以及根據本發明而獲得之具體的 優點，係由參閱如下的圖式而說明之實施形態而獲得更深 一層的瞭解。 〔圖式之簡單說明〕 圖1係表示有關於本發明之光學拾取裝置的構成之截面 圖。 圖2A係表示往光學拾取裝置之光碟的入射光束之電場 的X成份的分佈之曲線圖，圖2B係表示Y成份的分佈之曲 線圖。 圖3A和圖3B係表示構成光學拾取裝置的對物透鏡之固 態浸沒透鏡係緊貼於光碟的表面之狀態的縱截面圖。 圖4A和圖4B係表示來自光學拾取裝置的固態浸沒透鏡 為緊貼於光碟時的光碟之返回光的分佈之曲線圖。 圖5係表示光學拾取裝置的固態浸沒透鏡為自光碟的表 面而間離之狀態的縱截面圖。 圖6A和圖6B係表示來自光學拾取裝置的固態浸沒透鏡 為自光碟而間離時的光碟之返回光的分佈之曲線圖。 圖7係表示光學拾取裝置的固態浸沒透鏡和光碟的表面 之間的距離與間隙誤差訊號之關係的曲線圖。 圖8係表示有關於本發明的光學拾取裝置和使用該光學 拾取裝置的記錄再生裝置之區塊圖。 圖9係表示有關於本發明的光學拾取裝置之其他例的側 面圖。 圖1 0係表示有關於本發明的光學拾取裝置之另外的其 -12- 484
他例之側面圖。 圖11 4參矣-— /、衣不圖1 〇所示的光學拾取裝置的固態浸沒透鏡 為緊貼於光+ 的表面之狀態的縱截面圖。 " 和圖Ι2β係表示來自圖1〇所示之光學拾取裝置的 固態浸、、々读^、 〜、’又逐鏡為緊貼於光碟時的光碟之返回光的分佈之 曲線圖。 圖13Α和圖Ι3β係表示圖1〇所示之光學拾取裝置之固態 /父7又透鏡為自光碟而間離時的光碟之返回光之分佈之曲 線圖。 圖1 4係表示圖1 〇所示之光學拾取裝置之固態浸沒透鏡 和光碟的表面之間的距離與間隙誤差訊號的關係之曲線 圖。 〔發明之最佳實施形態〕 以下，參閱圖式而說明本發明之實施形態β 有關於本發明之光學拾取裝置，係如圖1所示，包含有 具備構成球的一部份之球面部1 a以及和光碟1 〇 1的表面 1 0 1 a平行且相對向之平坦部1 b之固態浸沒透鏡（S ο 1 i d ImersionLens)l，且其開口值（ΝΑ)為1以上之對物透鏡2。 構成對物透鏡2之固態浸沒透鏡1的平坦部lb，和光學記 錄媒體之光碟101的表面l〇la<間的距離（間隙）Gi ’係如 後述，藉由有關於本發明的光學拾取裝置所設之控制機構 而控制能維持自構成光源的半導體雷射3所射出之光束的 波長λ的10分之1程度的距離G!。有關於進行如此之控制 的本發明之光學拾取裝置，係使用於將光碟使用於記錄媒 m -13 - 1224326
(9) 體之記錄再生裝置，在該記錄再生裝置當中，構成對物透 鏡2之固態浸沒透鏡1的平坦部1 b，和光碟1 〇 1的表面1 〇 1 a 之間的距離（間隙）G!係控制於固定之範圍内。 有關於本發明之光學拾取裝置係對由半導體雷射3射出 且照射於光碟101，並由光碟101的反射面所反射的反射光 當中，光碟1 0 1的表面1 0 1 a和固態浸沒透鏡1的平坦部1 b 之間的距離G為0時之反射光的偏光狀態，檢測其垂直之 偏光狀態的成份，據此而獲得對應於此類光碟1 〇丨的表面 1 0 1 a和固態浸沒透鏡1的平坦部丨b之間的距離G i之間隙誤 差訊號。 亦即，有關於本發明之光學拾取裝置，其由半導體雷射 3所射出之光束，係藉由平行光管透鏡4而作成平行光束 並射入至光束分裂器5°由該半導體雷射3所射出之光束 L!之波長，係例如400 nm。由半導體雷射3所射出之光束 係透過光束分裂器5之後’再射入至偏光光束分裂器6。 由半導體雷射3所射出之光束Μ ’係對偏光光束分裂器6 的反射面形成P偏光，透過該反射面，並透過偏光光束分 裂器6。 透過偏光光束分裂器6之光束h，係透過結晶軸為對射 入偏光方向傾斜45。而配置的四分之—波長（又/4)板7而作 成圓偏光，並射入至固態浸沒透鏡丨以及構成對物透鏡2 之集光透鏡8。集光透鏡8係收驗所射入之平行光束並射入 至固’態浸沒透鏡1。該固態浸沒透鏡1係於平行地接近於光 碟1〇1的表面l〇la之平坦部lb的近傍形成集光點。該固態 002468 -14· 1224326
(ίο) 浸沒透鏡1 k f y 兄1之折射率係例如1.8。 目 /、百如此之固態浸沒透鏡i的對物透鏡2所集光之 光束L1 ’係作成偶諧波而集光於光碟1 〇丨的訊號記錄面 1 〇 1 a上°該情形時之對物透鏡2的開口值（N A)係形成1.3 6 程度。 有關於本發明之光學拾取裝置，係使用於再生以凹凸的 坑洞圖案而記錄有資訊訊號之光碟，或利用相位變化而記 錄賣訊訊號之可記錄的光碟所記錄之資訊訊號。亦即，由 设於光學拾取裝置的半導體雷射3所射出，且藉由對物透 鏡2而集光並照射於光碟1〇1的訊號記錄面之光束Ll，係藉 由該訊號記錄面而進行反射，再射入至對物透鏡2經光碟 1 〇 1的訊號記錄面而進行反射之反射光L2，係依據形成於 光碟101的訊號記錄面之坑洞圖案的有無等而以不同的反 射方式’再射入至對物透鏡2。射入至對物透鏡2之反射光 La係透過對物透鏡2和λ/4板而射入至偏光光束分裂器6。 經光碟101而進行反射且返回至對物透鏡2側之反射光 L2’係错由透過又/4板7而由圓偏光經偏光成直線偏光。 此時之偏光方向係對由半導體雷射3所射出的光束Li之之 偏光方向成垂直的方向。因此，由光碟1〇1反射並返回之 反射光L2,係對偏光光束分裂琴6的反射面形成S偏光，藉 由該反射面而進行反射，且自返回至半導體雷射3的光程 分離，並射入至用以檢測記錄於光碟1 〇丨的資訊訊號之第1 檢波器9。第1檢波器9係由所檢測之反射光L2輸出對應於 記錄於光碟1 〇 1的資訊訊號之檢測訊號。 002467 -15- I224326
⑼ 有關於本發明之光學拾取裝置，係在光束分裂器5和偏 光光束分裂哭間的面之Α面當中’其由半導體雷射3所 射出之光束Li係形成如圖2A所示之僅具有X方向的電場 成份，且如圖2B所示之未含有Y方向的電場成份之直線偏 光。 有關於本發明之光學拾取裝置當中’構成對物透鏡2之 固態浸沒透鏡1，其將平坦部1 b緊貼於光碟1 〇 1的表面1 〇 1 a 之狀態，係緊貼於光碟101的表面所形成之相位變化型的 記錄層上或反射膜上。 亦即，具有相位變化型的記錄層10 7之光碟101，係如圖 3 A所示，於構成形成於含成樹脂或玻璃所形成的基板102 上之反射膜的鋁層103，依次積層第1 si〇2層104，GeSbTe 層105，以及第2 Si〇2層106而形成記錄層1〇7，在將構成 對物透鏡2之固態浸沒透鏡1緊貼於該相位變化型的光碟 1 0 1的表面之狀態’其固態浸沒透鏡1的平坦部1 b係如圖 3 A所示，為緊貼於相位變化型的記錄層107上之狀態。 此外，藉由坑洞圖案而記錄資訊訊號於含成樹脂或玻璃 所形成之基板11〇的一面之光碟1〇1，係如圖3B所示，覆 盖形成於基板11〇的一面之土几洞圖案而形成有由銘所構成 之反射膜111。藉由該坑洞圖案_而其資訊訊號係將構成對 物透鏡2之固態浸沒透鏡1緊貼於光碟i 〇丨的妾 一 T 〜衣曲之狀態 時，其固態浸沒透鏡1的平坦部1 b係如圖3 B所+ σ ^ |不，呈現緊 貼於.反射膜111上之狀態。 〃 如圖3A和圖3B所示，構成對物透鏡2之固離 q L闪尤透鏡1 0C2468 -16- 1224326
之平坦部1 b係緊貼於光碟1 〇 i的表面i 〇 i a之狀態下，經光 碟101而進行反射之反射光係大致全部藉由往返又/4板7 而形成偏光方向為90。旋轉之光，且在第1檢波器9之正前 方的B面當中，係如圖4 A所示，射入有大略等於來自半導 體雷射3之所射出的光束^之分佈的光束。此時，光束分 裂器5和偏光光束分裂器6之間的面之A面係如圖4B所 示，其來自光碟101之反射光1^2係幾乎未返回。 固態浸沒透鏡1係如圖5所示，在距離光碟1 0 1的表面 1 0 1 a固定間隔D〖之間離之狀態當中，在固態浸沒透鏡1的 平坦部lb之近傍所集光之光當中，以超越平坦部lb之臨界 角的角度所射入之光（固態浸沒透鏡之折射率nsil x sin(射 入角）>1)係在平坦部lb進行完全反射。 藉由固態浸沒透鏡1的平坦部lb而進行完全反射之光 L 3，經平坦部1 b而進行完全反射時，其偏光方向係微妙地 旋轉。藉由如此之平坦部lb而進行完全反射之光L3 ’係對 於如上述之固態浸沒透鏡1的平坦部1 b為緊貼於光襟1 0 1 的表面10 la之狀態的反射光L2，包含有棄直之偏光成份。 因此，此時之光束分裂器5和偏光光束分裂為6之間的面之 A面，其返回光之分佈係如圖6 A所示，形成僅相當於由半 導體雷射3所射出之光束Li的週邊部之部份係返回之狀態 的分佈情形。 如此處理，則返回至光束分裂器5和偏光光束分裂器6 之間的A面之光，係如圖1所示，藉由光束分裂杰5的反射 面而進行反射，且受光於用以獲得間隙誤差訊號之第2檢 002469 -17- 1224326
(13) 波器1 〇。該間隙誤差訊號係對應於固態浸沒透鏡1的乎坦 部lb和光碟101的表面101a的距離D1之訊號。 此時，第1檢波器9的正前面的B面之返回光之分佈，係 如圖6B所示，形成相當於由半導體雷射3所射出之光束 的週邊部之部份係缺損狀態之分佈情形。 在第2檢波器1 0當中進行受光之光量，和固態浸沒透鏡1 的平坦部lb與光碟101的表面l〇la之間的距離（氣隙之 關係，係如圖7所示，例如，第2檢波器1 〇之光量若能以維 持入射光量比為0.2之狀態下，控制相對於固態浸沒透鏡1 的光碟101之接離方向的位置，即可保持於使用該距離（氣 隙）的光束之波長；I的1〇分之1。 有關於本發明之光學拾取裝置，係具備將光碟1 0丨的表 面1 0 1 a和固悲浸沒透鏡1的平坦部1 b之間的距離d i維持於 特定距離用之控制裝置。該控制裝置係如圖8所示，具有： 音圈馬達2 0 ’其係構成將固態閃光透鏡1對光碟1 〇 1移動操 作於接離的方向之驅動機構；及驅動電路21，其係驅動該 馬達2 0，以及控制電路2 2，其係構成控制該驅動電路2 1 的控制部。驅動電路2 1係驅動音圈馬達20而控制光碟1 〇 j 的表面1 0 1 a和固態浸沒透鏡！的平坦部丨b之間的距離〇 ι。 控制電路2 2係介隔以驅動電路2 1，而將固態浸沒透鏡1之 位置控制於對光碟101的接離之方向的圖8中央箭頭1方 向和箭頭Y2方向，並將第2檢波器1〇所檢測之光的光強度 維持於特定強度，據此而能使光碟1 〇丨的表面丨〇丨a和固態 浸沒透鏡1的平坦部lb之間的距離Dl能控制於固定距離。 002470 -18- (14)1224326 將第2檢波器10所檢測的光強度维持於特定強度，係藉 由比較器23而將來自第2檢波器1Q之輸出訊號和特定基準 值作比較。該基準值係能依據如下之方法而決定。 作為第1方法，係將光碟101的表面1〇1&和固態浸沒透鏡 1的平坦部u為緊貼之狀態，亦即’光碟ι〇ι的表面i〇ia 和固態浸沒鏡1的平坦部lb之間的距離〇1為〇時之第2檢 波器10的輸出，和此類表面101a和平坦部11}之間的距離 為夠大時之第2檢，皮器1〇㈣出之平均值作成基準值 之方法。 作為第2方&，係藉由其他的方法而實測光碟μ的表面 10U和固態浸沒透鏡i的平坦部lb之間的5巨離Di，且求得 該實測值和第2檢波器10的輸出之間的相關性，並將對應 於特定距離Di的輸出作成特定而作為基準值之方法。 作為第3方法，係將光碟ι〇1的矣 疋哚101的表面l〇la和固態浸沒透鏡 ^的平坦料之間的距離Dl為足夠大時之第2檢波器_ 輸出之1/2作為基準值之方法。 002471 有關於使用如上述所構成之先學拾取裝置的本發明之 記錄再生裝置，係如圖8所示，藉由具備固定光碟1〇丨之支 持機構’將該光碟1〇1和光學拾取裝置的位置關係維持於 特定位置關儀的同時’亦具備」再生電路（再生區塊如， 其係將由該光學拾取裝置^輸出的訊號進行處理；及記錄 電路（記錄區塊）25，其係將藉由該光學拾取裝置而記錄於 光碟1 0 1的訊號進打處理；以及控制電路22，其係控制該 光學拾取裝置。使用如上述的光碟101於光學記錄媒體之 -19- 1224326
情形時’其支持機構係具備保持光碟的中心部且進行旋轉 操作之轴馬達的主軸機構26。 有關於本發明之光學拾取裝置，其作為光學記錄媒體而 能使用於光磁碟130而構成之情形時，係如圖9所示，由半 導體雷射3所射出之光束Li，係經過光管透鏡4、偏光光束 分裂器6、光束分裂器5、集光透鏡8和固態浸沒透鏡1，而 集光於光磁碟130的訊號記錄面上。該光學拾取裝置當 中，由半導體雷射3所射出之光束Li在射入至光磁碟13〇 的往程之光程上，係未設置λ /4板。 由光磁碟130所反射之反射光l2，係藉由光束分裂器5 予以分離之後，透過作為旋光構件的功能之λ /2板1 1而將 偏光方向旋轉45。，並射入至第2偏光光束分裂器12。該 λ /2板1 1，其光學軸係對入射直線偏光方向傾斜22·5°而 配置。 射入至第2偏光光束分裂器12之反射光L2，係於光磁碟 130的訊號記錄面進行反射時，因應於依據光磁效應所產 生之實效旋轉角而予以分離，並受光於獲得光磁訊號用之 第1檢波器13和第2檢波器14。此類第1和第2檢波器13、14 的輸出訊號之差訊號，於反射光h未產生實效旋轉時係成 為0，且作為因應於該反射光所產生之實效旋轉角的輸 出而檢測，並形成光磁訊號。 用以獲得經固態浸沒透鏡1的平坦部1 b進行反射並返回 之間隙誤差訊號的反射光L3，係透過光束分裂器5而返回 至偏光光束分裂器6,且在該偏光光束分裂器6進行反射， 002472 -20- 1224326
(16) 並受光於獲得間隙誤差訊號用之第3檢波器1 〇。 有關於本發明之光學拾取裝置’其作為光學記錄媒體而 使用光磁碟130時，係如圖10所示’由半導體雷射3所射出 之光束“亦可經過平行光管透鏡4、光束分裂器5、集光透 鏡8以及固態浸沒透鏡1，而集光於光磁碟130之訊號記錄 面上。 如此處理，則照射於光磁碟13 0的訊號記錄面之光束 L i，係形成一反射於該訊號記錄面且返回之反射光L2，並 藉由光束分裂器5而進行反射之後，更藉由第2光束分裂器 15而分離成2個之光束L4、L5。透過第2光束分裂器η之光 束L4，係透過λ/2板11而將偏光方向旋轉45。，並射入至 偏光光束分裂器12。該；I /2板11其光學軸係對入射直線偏 光方向傾斜22.5。而配置。 射入至偏光光束分裂器12之光’係在光磁碟13Q的^赛 記錄面進行反射時，因應於依據光磁效應而產生之實效旋 轉角而予以分離，並受光於獲得光磁訊號用之第丨檢波哭 13和第2檢波器14。此類第1和第2檢波器13、〗 1 4的輸出訊 號之差訊號，於反射光未產生實效旋轉時係成 / 、夂马0 ’且形 成因應於該反射光所產生的實效旋轉角之輸出 ^ 1 *7Τ". 磁訊號。 另一方面，在第2光束分裂器15當中進行 — &射之光束， 係射入至第2偏光光束分裂器16。該光束當φ 胃τ ’用以獲得 由固態浸沒透鏡1的平坦部返回之間隙誤差邹％ ^ 4琥之光束， 係在該第2偏光光束分裂器16當中進行反射，、， 亚受光於獲 002473 -21 - (17) (17)1224326 得間隙誤差訊號用之第3檢波器丨〇進行受光。 /該光學拾取裝置當巾，亦和圖1所示之光學系、統之情 开/相同丨射入至光束分裂器5之射入光的偏光狀態，係 形成如圖2Α所示，僅具有χ方向的電場成份，且如圖π 所示’未含有Υ方向的電場成份之直線偏光。纟光束分裂 器5、15係分別相等地透過χ方向及γ方向的偏光成份並 進行反射。 將圖所示之光學拾取裝置使用於具傷有相位變化型 的記錄層之光碟101時，構成對物透鏡2之固態浸沒透㊆ 的平坦部u係緊貼於光碟101的表面1()la。此時，固態浸 沒透鏡1的平坦部113係如圖n所示，緊貼於光碟ι〇ι的基板 112之一面所形成之記錄層117上。設於圖U所示之光碟 10 1的記錄層丨17,係於構成以合成樹脂或破璃所形成之基 板H2上所形成的反射膜之鋁層113,依次積層第i si〜層 114、TeFeCo層115以及第2。〇2層116而形成。 圖10所示之光學拾取裝置之固態浸沒透鏡1的平坦部ib 為緊貼於光碟101的表面10;^時，其透過第2偏光光束分裂 器16之後的面之B面之返回光的分佈，係如圖12A所示， 形成大致等於來自半導體雷射3之射出光的分佈情形。在 藉由第2偏光光束分裂器16進行反射並射入至第3檢波器 ίο的正前面的c面當中，係如圖12B所示，來自光碟1〇1的 反射光係幾乎未返回。因此，固態浸沒透鏡i的平坦部ib 為；r、貼於光碟1〇1的表面l〇la時，其C面之返回光係幾乎 為0，且第3檢波器10中，反射光係幾乎未到達。 002474 -22 - (18) (18)1224326 固態浸沒透鏡i在由光碟l ο 1間離之狀態當中，係如圖5 所示，在固態浸沒透鏡1的平坦部1 b之近傍所集光之光舍 中’以超越該平坦部lb之臨界角的角度而射入之光（固態 浸沒透鏡的折射率nsilxsin(射入角）> 丨）係在平坦部^進 行完全反射。 如此，在固態浸沒透鏡1的平坦部1 b進行完全反射之 光，於藉由平坦部lb而進行完全反射時，其偏光方向係微 妙地旋轉。如此進行完全反射之光，係對如上述固態浸沒 遂鏡1的平坦部lb為緊貼於光碟101的表面1〇13之狀態的 反射光’包含有垂直之偏光成份。因此，藉由此時之第2 偏光光束分裂器16而進行反射且射入至第3檢波器1〇之正 前面之c面之返回光的分佈，係如圖13B所示，形成相當 於光束的週邊部之部份的一部份為返回狀態之分佈情形。 如此處理，返回至C面的光係受光於獲得間隙誤差訊號 用之第2檢波器1 0。該間隙誤差訊號係對應於固態浸沒透 鏡1的平坦部lb和光碟101的表面1〇1的距離之訊號。 此時’透過第2偏光光束分裂器16之後的面之B面之返回 光的分钸’係如圖13A所示，形成相當於光束的週邊部之 部份為缺彳貝狀態的分佈情形。 在第3檢波為1〇當中其受光冬光量，和固態浸沒透鏡1 的平坦部lb與光碟ι〇1的表面ι〇1之間的距離（氣隙）〇1之 關係當中，係如圖1 4所示’例如，若維持第3檢波器丨〇的 光量於入射光量比〇.丨之狀態下，而控制相對於固態浸沒 透鏡1的光碟101之接離方向的位置，即能將該距離（氣隙） 002475
-23 - 1224326
(19) D 1保持於波長的1 〇分之1。 又，在上述的各光學拾取裝置當中，係省略有關於追跡 誤差檢測用光學系統，但，因應於需求，而藉由設置各種 方式的追跡誤差檢測用光學系統，即能實施追跡誤差訊號 的檢測，且進行對物透鏡2之追跡控制。 〔產業上之可利用性〕 如上述，本發明係在具備有包含有具有平行於球面部和 光學記錄媒體的表面之平坦部的固態浸沒透鏡所構成，且 開口值為1以上的對物透鏡之光學拾取裝置當中，對來自 光學記錄媒體的反射光當中之光學記錄媒體的表面和固 態浸沒透鏡的平坦部之間的距離為〇時之反射光的偏光狀 態，檢測其垂直之偏光狀態的成份，其因係能藉由所檢測 之光強度而檢測光學記錄媒體的表面和固態浸沒透鏡之 平坦部之間的距離，故能正確地檢測光學記錄媒體和固態 浸沒透鏡之間的微小的間隙。 〔元件符號說明〕 1 固態散光透鐸 la 球面部 lb 平坦部 2 對物透鏡 3 半導體雷射 4 平行光管透鏡 5、15 光束分裂器 6 偏光光束分裂器
00247S -24- 1224326 (20) 7 λ /4板 8 集光透鏡 9、13 第1檢波器 10、14 第2檢波器 11 λ /2板 12、16 第2偏光光束分裂器 20 音圈馬達 21 驅動電路 22 控制電路 23 比較器 24 再生電路 25 記錄電路 26 主轴機構 101 光碟 101a 表面 102 > 110 、 112 基板 103、 113 鈒層 104、 114 第1 Si〇2層 105 GeSbTe層 106 ' 116 第2 Si〇2層 _ 107 ^ 117 記錄層 110、 111 反射膜 115 TeFeCo層 130 光磁碟 0CZ477
-25 1224326 (21)
Di、Gi 距離 L i、L4、L5 光束 l2 反射光 l3 完全反射光 002478 -26-

Claims (1)

1224326 拾、申讀專利範菌 1. 一種光學拾取裝置，其特徵在於： 其中設置有：包含有具備球面部和平行於光學記錄 體的表面之平坦部之固態浸沒透鏡所構成，且開口 (NA)為1以上的對物透鏡，係具備： 光源，其係介隔以上述對物透鏡而對上述光學記錄 體照射特定偏光狀態之光束；以及 光檢測機構，其係將相對由上述光學記錄媒體所反 之反射光中，上述光學記錄媒體的表面和上述固態浸 透鏡的平坦部之間的距離為〇時之反射光的偏光狀態 成直交之偏光狀態的成份予以檢測； 藉由上述光檢測機構所檢測之光強度，係對應於上 光學記錄媒體的表面和上述固態浸沒透鏡的平坦部 間的距離。 2. 如申請專利範圍第1項之光學拾取裝置，其中 上述裝置内係更具備： 驅動機構，其係將上述固態浸沒透鏡移動操作於相 上述光學記錄媒體為接離之方向，且可改變上述光學 錄媒體的表面和上述固態浸沒透鏡的平坦部之間的 離；以及 控制機構，其係控制上述驅動機構，且將上述固態 沒透鏡的位置就相對上Ϊ光學記錄媒體接離的方向 以.控制，並將藉由上述光檢測機構所檢測之光強度維 於特定強度，據此而將上述光學記錄媒體的表面和上 固態浸ίΙ透鏡的平坦部之間維持於固定距離。 002479 媒 值 媒 射 沒 j 述 之 對 記 距 浸 予 持 述 1224326 3·—種記錄再生裝置，其特徵在於具備： 媒體保持機構，其#用以你^ ^主土邀^ 你用以保持先學記錄媒體；及 光學拾取裝置，其侍且右·勺人目供+ ，、加具有·包含具備球面部和平行於 由上述媒體保持機構之光學## 、傅I尤子記錄媒體的表面之平坦部 之固態浸沒透鏡所構成，且關 # γ Μ 再取且開σ值（ΝΑ)為1以上之對物 透鏡；介隔以上述對物透鏡而對上述光學記錄媒體照射 特定偏光狀態之光束的光源；將相對來自上述光學記錄 媒體的反射光中，該光學記錄媒體的表面和上述固態浸 沒透鏡的平坦部之間的距離為0時之反射光的偏光狀態 成直父之偏光狀態的成份予以檢測之光檢測機構；對上 述光學記錄媒體進行資訊訊號之寫入或讀取；及 驅動機構，其係將上述固態浸沒透鏡此裝置係移動操 作於相對上述光學記錄媒體為接離的方向，且能改變上 述光學記錄媒體的表面和上述固態浸沒透鏡的平坦部 之間的距離；以及 控制機構，其係控制上述驅動機構，而將上述固態浸 沒透鏡的位置就相對上述光學記錄媒體接離之方向，並 將藉由上述光檢測機構所檢測之光強度維持於特定強 度’據此而將上述光學記錄媒體的表面和上述固態浸沒 透鏡的平坦部之間維持於固定距離。 4 · 一種間隙檢測方法，其特徵在於·· 此方法係檢測設置包含有具備球面部和平行於光學 記錄媒體的表面之平坦部之固態浸沒透鏡所構成，且開 口值（ΝΑ)為1以上之對物透鏡的光學拾取裝置之上述固 002480 • 2 · 1224326 I申讀 態浸沒透鏡的平坦部，和上述光學記錄媒體的表面之間 的距離；其係介隔以上述對物透鏡而對上述光學記錄媒 體，以特定偏光狀態，照射由上述光學拾取裝置的光源 所射出之光束， 藉由上述光學拾取裝置之光檢測機構，而將相對來自 上述光束的上述光學記錄媒體之反射光中，上述光學記 錄媒體的表面和上述固態浸沒透鏡的平坦部之間的距 離為〇時之反射光的偏光狀態成直交之偏光狀態的成份 予以檢測， 將藉由上述光檢測機構所檢測之光強度對應於上述 光學記錄媒體的表面和上述固態浸沒透鏡的平坦部之 間的距離，檢測上述光學記錄媒體的表面和上述固態浸 沒透鏡的平坦部之間的距離。 5 . —種控制方法，其係將設置有：包含具備球面部和平行 於光學記錄媒體的表面之平坦部之固態浸沒透鏡所構 成，且開口值（NA)為1以上的對物透鏡之光學拾取裝置 之上述固態浸沒透鏡的平坦部和上述光學記錄媒體的 表面之間的距離予以控制於特定距離，其特徵在於： 介隔以上述對物透鏡而對上述光學記錄媒體，以特定 偏光狀態，照射由上述光學拾取裝置的光源所射出之光 束， 藉由上述光學拾取裝置的光檢測機構，將相對來自上 述光束的上述光學記錄媒體之反射光中，上述光學記錄 媒體的表面和上述固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離 002481 1224326
為〇時之反射光的偏光狀態成直交之偏光狀態的成份予 以檢測， 使用驅動機構而將上述固態浸沒透鏡移動操作於相 對上述光學記錄媒體為接離的方向，可變上述光學記錄 媒體的表面和上述固態浸沒透鏡的平坦部之間的距離， 使用控制機構而控制上述驅動機構，而將上述固態浸 沒透鏡的位置予以控制於相對上述光學記錄媒體為接 離的方向，將藉由上述光檢測機構所檢測之光強度維持 於特定強度，據此，而將上述光學記錄媒體的表面和上 述固態浸沒透鏡的平坦部之間維持於固定距離。 002482
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