JP2007250072A - 光情報記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 SILを利用して正確な情報の記録再生を実現しながら,装置の小型化,部品点数の削減による低コスト化を実現する。
【解決手段】 光源から出射された光束を平行光束化するコリメータ30と、前記平行光束を光記録媒体上に照射するための、NA<1を満たすレンズ10とSIL11とからなる実行開口数が1より大きな対物レンズと、前記光記録媒体12からの反射光のうち、前記対物レンズのNA<1の光束のみを検出する光検出器27,29とを備え、前記光検出器27,29は前記コリメータ30によって集光された光束を受光するように配置されている。
【選択図】 図1
【解決手段】 光源から出射された光束を平行光束化するコリメータ30と、前記平行光束を光記録媒体上に照射するための、NA<1を満たすレンズ10とSIL11とからなる実行開口数が1より大きな対物レンズと、前記光記録媒体12からの反射光のうち、前記対物レンズのNA<1の光束のみを検出する光検出器27,29とを備え、前記光検出器27,29は前記コリメータ30によって集光された光束を受光するように配置されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は,光ディスク装置などの光情報記録再生装置に関し,特に,Solid Immersion Lens(以下SILと省略する)を用いて,光ディスクの情報記録層に記録再生を行う近接場記録用光情報記録再生装置に関するものである。
光ディスクの記録密度を向上させるためには,記録再生に用いる光の波長を短くし,対物レンズの開口数(NA)を大きくして,光ディスク記録面上の光スポット径を小さくすることが求められる。従来より,対物レンズの先玉を記録面上に記録波長の数分の1(例えば,1/2)以下に近接させて,いわゆるSILを構成し,NAを空気中においても1以上とする試みがなされて来た。例えば,それらは,Japan Journal Applied Physics誌44巻(2005)P3564−3567に記載の“Near Field Recording on First−Surface Write−Once Media with a NA=1.9 Solid Immersion Lens”に詳しい(非特許文献1)。また,Optical Data Storage 2004,Proceedings of SPIE 5380巻(2004)“Near Field read−out of first−surface disk with NA=1.9 and a proposal for a cover−layer incident,dual−layer near field system”に詳しい(非特許文献2)。
図6から図9を用いて,従来の技術について説明する。図6を用いて,従来例(Japan Journal Applied Physics誌44巻(2005)P3564−3567)の近接場記録用の光ピックアップの構成について説明する。波長405nmの半導体レーザ1から出射された光束は,コリメータレンズ2で平行光束とされ,ビーム整形プリズム3に入射して等方的な光量分布とされる。非偏光ビームスプリッタ(NBS)4を経て,偏光ビームスプリッタ(PBS)7を透過した光束は,1/4波長板(QWP)8を通過し,直線偏光から円偏光に変換される。なお,非偏光ビームスプリッタ(NBS)4で反射された光束を受光し,半導体レーザ1の出射パワーを制御するための光検出器(LPC−PD)6を設けられている。1/4波長板を透過した光束は,エキスパンダレンズ9に入射する。エキスパンダレンズ9は,後述する対物レンズやSILで発生する球面収差を補正するためのレンズで,球面収差に応じて2枚のレンズ間隔を制御可能なように構成されている。エキスパンダレンズからの光束は,対物レンズの後玉レンズ10に入射する。対物レンズは後玉レンズ10とSIL(先玉レンズ)11からなり,それらはフォーカスとトラッキング方向に2つのレンズを一体に駆動する2軸アクチュエータ(図示しない)上に実装されている。SILには,図7および図8に説明するように2つのタイプがある。
図7は,対物レンズ後玉101により絞り込まれた光束を半球レンズのSIL102−aの底面に集光するものである。光束は半球レンズの球面に垂直に入射し,半球がない場合と同じ光路を経て底面に集光されるので,半球レンズの屈折率分だけ波長が短くなるのと等価となり,光スポット径を縮小する効果がある。即ち,半球レンズの屈折率をN,対物レンズ後玉101の開口数をNAとすると,光ディスク14の記録面上ではN×NA相当の光スポットが得られる。例えば,NA=0.7の対物レンズ101にN=2の半球レンズのSILを組み合わせれば,実効NAをNAeffとして,NAeff=1.4に達する。半球レンズ102−aの厚み誤差は,10μm程度許容できるので量産が容易である。
一方,図8は,対物レンズ後玉により絞り込まれた光束を超半球レンズのSIL102−bの底面に集光するものである。超半球102−bの半径をRとすると,底面は超半球102−bの中心からR/Nだけ隔たった面である。底面における光軸と光束のなす角をθtとするとSILに入射する光線が光軸となす角度θiとの間には,(1)式の関係が成り立つ。
sinθt=N×sinθi (1)式
sinθiは,対物レンズ後玉101のNAに他ならないから,屈折率NのSIL中に集光されることを勘案すると,光ディスク14の記録面上ではN2×NA相当の光スポットが得られる。SIL102−bに光束が入射可能な条件から,対物レンズ後玉101のNAは,(1)式より1/N以下に制限される。SIL102−bにN=2の硝材を用いれば,対物レンズ後玉101に比較的低いNA,例えばNA=0.5の対物レンズを用いても,NAeff=2.0相当の光スポットを得ることが可能である。但し,超半球レンズ102−bの厚み誤差は,1μm程度しか許容できないのが難点である。
sinθt=N×sinθi (1)式
sinθiは,対物レンズ後玉101のNAに他ならないから,屈折率NのSIL中に集光されることを勘案すると,光ディスク14の記録面上ではN2×NA相当の光スポットが得られる。SIL102−bに光束が入射可能な条件から,対物レンズ後玉101のNAは,(1)式より1/N以下に制限される。SIL102−bにN=2の硝材を用いれば,対物レンズ後玉101に比較的低いNA,例えばNA=0.5の対物レンズを用いても,NAeff=2.0相当の光スポットを得ることが可能である。但し,超半球レンズ102−bの厚み誤差は,1μm程度しか許容できないのが難点である。
いずれのSILにおいても,SIL底面と光ディスク12の距離が,光源の波長405nmの数分の1以下,例えば100nm以下の近距離にある場合のみ,SIL底面からエバネッセント光として記録面に作用する。その結果、NAeffの光スポット径による記録再生が可能である。この距離を保つために後述するギャップサーボが用いられる。図6に戻って復路の光学系について説明する。光ディスク12で反射された光束は逆回りの円偏光となり,SIL11および対物レンズ10に入射して平行光束に再び変換される。エキスパンダレンズ9,1/4波長板8を通過し,往路とは直交する方向の直線偏光とされた光束は,PBS7で反射される。1/2波長板(HWP)13で偏光面を45°回転された光束のうちS偏光成分は,偏光ビームスプリッタ14で反射され,レンズ15を経由してRF光検出器(RFPD)16上に集光されて,光ディスク12上の情報であるRF出力17が再生される。1/2波長板(HWP)13で偏光面を45°回転された光束のうちP偏光成分は,偏光ビームスプリッタ14を透過し,非偏光ビームスプリッタ18で反射され,レンズ19を経由して2分割のTr光検出器(TRPD)20上に集光されて,トラッキングエラー21が出力される。
一方,SIL11の底面で反射された光束のうち,全反射をしないNAeff<1の光束については,上記の光ディスク12からの反射光と同様に,入射と逆回りの円偏光として反射される。全反射を起こすNAeff≧1の光束については,P偏光成分とS偏光成分の間に次式で示す位相差δを生じ,円偏光からずれて楕円偏光となる。
tan(δ/2)=cosθi×√(N2×sin2θi−1)/(N×sin2θi) (2)式
したがって,1/4波長板8を通過すると往路と同じ方向の偏光成分を含むことになる。この偏光成分は,PBS7を透過してNBS4で反射され,レンズ26を経由してGE光検出器(GEPD)27上に集光される。この光束の光量は,近接場領域において,SIL底面と光ディスクの距離が近づくに従い単調減少するので,ギャップエラー信号28として用いることができる。予め目標の閾値を決めておけば,ギャップサーボを行うことにより,SIL底面と光ディスクの距離を100nm以下の所望の距離に保つことができる。ギャップサーボに関しては,前述のJapan Journal Applied Physics誌44巻(2005)P3564−3567の論文に詳しい。また,この光束は,光ディスク12上の記録情報による変調を受けていないので,記録情報の有無に関わらず,安定したギャップエラー信号を得ることができる。
tan(δ/2)=cosθi×√(N2×sin2θi−1)/(N×sin2θi) (2)式
したがって,1/4波長板8を通過すると往路と同じ方向の偏光成分を含むことになる。この偏光成分は,PBS7を透過してNBS4で反射され,レンズ26を経由してGE光検出器(GEPD)27上に集光される。この光束の光量は,近接場領域において,SIL底面と光ディスクの距離が近づくに従い単調減少するので,ギャップエラー信号28として用いることができる。予め目標の閾値を決めておけば,ギャップサーボを行うことにより,SIL底面と光ディスクの距離を100nm以下の所望の距離に保つことができる。ギャップサーボに関しては,前述のJapan Journal Applied Physics誌44巻(2005)P3564−3567の論文に詳しい。また,この光束は,光ディスク12上の記録情報による変調を受けていないので,記録情報の有無に関わらず,安定したギャップエラー信号を得ることができる。
前述したように,超半球SILは,NAを簡単に高めることができる利点があり,例えばNAeff=2とすれば,直径120mmのディスクに150GBの記録が可能である。しかし,SILのレンズ厚み製造誤差を極めて厳しく管理する必要がある。また,記録層を保護する保護層の屈折率はNAeffよりも高くなくては,エバネッセント光が記録層に達しないので,必然的に保護層の材質は屈折率が2を超えるような無機材料でなくてはならない。即ち,超半球SILでは,安価にスピンコートなどで塗布が可能であるが屈折率の低い(N=1.6程度)の有機材料保護層を用いることができない。記録層が擦過などで傷つくことを防止する保護層は,少なくとも数μm程度は必要であるから,これらを無機材料で作成することは,高いコストを要する。一方,半球SILは,安価に使用できる対物レンズのNAから考えて,NAeff=1.5程度が限界である。この場合,直径120mmのディスクに84GBの記録が可能である。しかし,記録層を保護する保護層の屈折率は1.6程度を選ぶことができるので,安価な有機材料保護層を用いることが可能である。これらのSILの比較に関しては,前述のOptical Data Storage 2004,Proceedings of SPIE 5380巻(2004)の論文に詳しい。
また,ディスク12の詳細と半球SILについて,図9を用いて説明する。図9において,ディスク12には,ポリカーボネート基板12−1の上に情報トラックやピットが形成されたトラックを有する記録層12−2が設けられている。記録層の上には,例えば2P(Photo Polymer)からなる3μmの一定厚みのカバー層12−5が設けられている。
仮想的な半球SIL11の球の中心(点線で示した円の中心)は,ほぼ記録層12−2と一致しており,図9エキスパンダレンズ9で平行とされた光束は,対物レンズ10とSIL11を経て,前述の球の仮想的な中心である記録層に合焦される。
対物レンズは不図示の2軸アクチュエータにより,ギャップエラー信号28を用いてSILとディスク12間の距離を所定の値に保たれ,トラッキングエラー21により所望のトラックへの追従が行われる。
Japan Journal Applied Physics 誌 44巻(2005) P.3564−3567 "Near Field Recording on First−Surface Write−Once Media with a NA=1.9 Solid Immersion Lens" Optical Data Storage 2004,Proceedings of SPIE 5380巻(2004) "Near Field read−out of first−surface disk with NA=1.9 and a proposal for a cover−layer incident, dual−layer near field system"
Japan Journal Applied Physics 誌 44巻(2005) P.3564−3567 "Near Field Recording on First−Surface Write−Once Media with a NA=1.9 Solid Immersion Lens" Optical Data Storage 2004,Proceedings of SPIE 5380巻(2004) "Near Field read−out of first−surface disk with NA=1.9 and a proposal for a cover−layer incident, dual−layer near field system"
しかし,従来の近接場記録用光情報記録再生装置には,以下のような問題点があった。上記従来例の構成では,分離素子であるPBS7,NBS4が平行光中に配されているため,往路より分離された戻り光も平行光となる。このため,各光検出器に集光するレンズ15,レンズ19,レンズ26が別途必要となり,装置の大型化,高コスト化を招くという課題がある。
また,従来例では,ギャップエラー信号28を用いてSILとディスク12間の距離を所定の値に保つだけなので,記録層に正確にフォーカスを合わせるためには,トラッキングエラー信号やRF信号の振幅,変調度などを常に監視する必要があった。フォーカスエラー信号が使用できないのは,前述したようにSIL11の底面からの反射光がノイズとして混入してしまうからである。
従って,カバー層に僅かな厚みむらが生じても,それに迅速に追従することが出来ず,正確な情報の記録再生が困難となってしまっていた。または,温度変化などにより,半導体レーザ1の波長が変化しても,それに迅速に追従することが出来ず,正確な情報の記録再生が困難となってしまっていた。
本発明は上記課題に鑑み,正確な情報の記録再生を実現しながら,装置の小型化,部品点数の削減による低コスト化を実現することを目的とする。
上記課題を解決するために,光情報記録再生装置において、光源と、前記光源から出射された光束を平行光束化するコリメータと、前記平行光束を光記録媒体上に照射するための、NA<1を満たすレンズとSILレンズとからなる実行開口数が1より大きな対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光のうち、前記対物レンズのNA<1の光束のみを検出する光検出器とを備え、前記光検出器は前記コリメータによって集光された光束を受光するように配置されていることを特徴とする光情報記録再生装置を提供する。
本発明の構成によれば、復路において,分離素子であるNBS4,PBS7に入射する光束は集束光となる。このため,従来例に示した,各光検出器に集光するためのレンズを廃止することが可能となり,部品点数の削減による低コスト化,光路長の短縮に伴う装置の小型化が実現される。
更に,記録層に正確にフォーカスを合わせるためにフォーカスエラー信号を使用できる。このため,カバー層に僅かな厚みむらが生じても,それに迅速に追従することが出来,正確な情報の記録再生が可能となる。また,温度変化などにより,半導体レーザ1の波長が変化しても,それに迅速に追従することが出来,正確な情報の記録再生が可能となる。なお,該構成においても,従来例と比較し,少なくともGE光検出器(GEPD)27に集光するためのレンズが不要になるため,部品点数の削減による低コスト化,小型化が実現される。
以下,本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(実施例1)
図1,図2を用いて本発明の第一の実施例について説明する。図1は本発明の近接場記録用光ピックアップの構成について説明したものである。
図1,図2を用いて本発明の第一の実施例について説明する。図1は本発明の近接場記録用光ピックアップの構成について説明したものである。
波長405nmの半導体レーザ1から出射された光束は,ハーフミラーのような非偏光ビームスプリッタ(NBS)4を経て,偏光ビームスプリッタ(PBS)7,1/4波長板(QWP)8を通過し,直線偏光から円偏光に変換される。なお,非偏光ビームスプリッタ(NBS)4で反射された光束は,半導体レーザ1の出射パワーを制御するための光検出器(LPC−PD)6に差し向けられる。QWP8を透過した光束はコリメータ30に入射し,平行光束とされ,対物レンズの後玉レンズ10に入射する。なお,コリメータ30は図示しないボイスコイルモータやラックなどによって,往路の光軸に沿って移動可能に構成されている。また,後述するフォーカスエラー信号に基づいて該コリメータが光軸方向に沿って可動することで光ディスク12の記録層にフォーカスを合わせる。対物レンズは後玉レンズ10とSIL(先玉レンズ)11からなり,それらはフォーカスとトラッキング方向に2つのレンズを一体に駆動する2軸アクチュエータ(図示しない)上に実装されている。SILには,屈折率Nが1より大きな材質からなる、図8に説明した半球タイプのSILがもちいられている。NA=0.7の対物レンズ(後玉レンズ)10にN=2の半球レンズのSIL11を組み合わせて,NAeff=1.4とした。
SIL底面と光ディスク12の距離が,光源の波長405nmの数分の1以下,例えば100nm以下の近距離にある場合のみ,SIL底面からエバネッセント光として記録面に作用し,NAeffの光スポット径による記録再生が可能である。この距離を保つために前述のギャップサーボが用いられている。
光ディスク12で反射された光束は逆回りの円偏光となり,SIL11および対物レンズ10に入射して平行光束に再び変換される。平行光束はコリメータ30を通過することで集束光となり,QWP8を通過することで往路とは直交する方向の直線偏光となり,PBS7で反射される。PBS7で反射された光束は,ホログラム33に入射する。ホログラム33には図2に示すホログラムパターンが設けられている。
より詳述すると,図2において,ディスクからの反射光束は,瞳径周縁部ではNA=1.4(NA>1)となる。本実施例においては,その中心部のNA<1,例えば,NA=0.85程度の光束の一部を,フォーカスエラー信号生成用に非点収差を発生させながら回折させている。なお,ホログラム33によって非点収差を発生させながら回折させる方法については,周知のため説明を省略する。透過光束をNA=1よりも10%程度小さくするのは,対物レンズ10およびSIL11がディスク偏芯に伴い,ディスク半径方向に移動した場合に,外周部のNA>1となる光束が混入しないためである。開口径は,NA=0.75から0.95の範囲とするのが好適である。なぜならば,NAを著しく低くすると,フォーカス感度が低下してしまうからである。回折されたフォーカスエラー信号生成用の光束は,RF/Tr/Fo光検出器(RF/Tr/Fo−PD)29上の4分割された受光面(図示せず)に集光されることで,周知の非点収差法により,フォーカスエラー信号34が得られる。
なお,ギャップサーボにより,波長405nmの数分の1以下,例えば50nmの距離にSILと光ディスク間が保たれている場合では,NA>1の輪環部はSIL底面からの反射光が多く含まれていて,フォーカスエラー信号34にとってはノイズとなる。従って,ホログラム33のフォーカスエラー信号生成用のホログラムパターンはNA<1以下,例えば,図2の点線の内側であるNA<0.85の光束を回折させる。NA<1の光束には,ディスク12の記録層からの反射光が多く含まれていて,容易にフォーカス情報を得ることができる。
また,図2に示したホログラム33を透過した光束(NA>0.85の全光束と,NA<0.85の0次光)は,RF/Tr/Fo光検出器(RF/Tr/Fo−PD)29上の前記4分割された受光面に並列に配置された2分割された受光面(図示せず)に集光される。その結果,光検出器からはRF出力17と,トラッキングエラー信号21が出力される。なお,本実施例においては公知であるプッシュプル法によってトラッキングエラー信号を生成する。
一方,SIL11の底面で反射された光束のうち,全反射をしないNAeff<1の光束については,上記の光ディスク12からの反射光と同様に,入射と逆回りの円偏光として反射される。全反射を起こすNAeff≧1の光束については,P偏光成分とS偏光成分の間に(2)式で示す位相差δを生じ,円偏光からずれて楕円偏光となり,QWP8を通過すると往路と同じ方向の偏光成分を含むことになる。この偏光成分は,PBS7を透過してNBS4で反射され,GE光検出器(GEPD)27上に集光される。この光束の光量は,近接場領域において,SIL底面と光ディスクの距離が近づくに従い単調減少するので,ギャップエラー信号28として用いることができる。予め目標の閾値を決めておけば,2軸アクチュエータを駆動してギャップサーボを行うことにより,SIL底面と光ディスクの距離を100nm以下の所望の距離に保つことができる。また,半導体レーザ1の出射パワーを制御するための光検出器(LPC−PD)6の出力を用いて,ギャップエラー信号28を正規化することができる。
フォーカスエラー信号34は,不図示のサーボ回路を介してコリメータ30の図示しない駆動源に供給される。これにより,コリメータ30を駆動し,光ディスク12の記録層にフォーカスを合わせる。
以上,詳述したように本発明の構成によって,復路において,分離素子であるNBS4,PBS7に入射する光束は集束光となる。このため,従来例に示した,各光検出器に集光するためのレンズ15,レンズ19,レンズ26を廃止することが可能となり,装置の小型化,低コスト化が実現される。
本発明においては,記録層に正確にフォーカスを合わせるために,フォーカスエラー信号を使用できるので,カバー層に僅かな厚みむらが生じても,それに迅速に追従することが出来,正確な情報の記録再生が可能となる。また,温度変化などにより,半導体レーザ1の波長が変化しても,それに迅速に追従することが出来,正確な情報の記録再生が可能となる。更に,本発明の構成によって,復路において,分離素子であるNBS4,PBS7に入射する光束は集束光となる。このため,従来例に示した,各光検出器に集光するためのレンズを廃止することが可能となり,光路長の短縮に伴う装置の小型化が実現される。また,従来例と比較し,少なくともGE光検出器(GEPD)27に集光するためのレンズが不要になるため,部品点数の削減による低コスト化,小型化も実現される。
(実施例2)
図3を用いて本発明の第2の実施例を説明する。なお,本実施例においては第1の実施例と同様の素子には同じ符号が用いられている。
図3を用いて本発明の第2の実施例を説明する。なお,本実施例においては第1の実施例と同様の素子には同じ符号が用いられている。
波長405nmの半導体レーザ1から出射された光束は,非偏光ビームスプリッタ(NBS)4を経て,偏光ビームスプリッタ(PBS)7を通過し,コリメータ30に入射する。なお,非偏光ビームスプリッタ(NBS)4で反射された光束は,半導体レーザ1の出射パワーを制御するための光検出器(LPC−PD)6に差し向けられる。コリメータ30に入射した光束は,平行光束とされ,対物レンズの後玉レンズ10に入射する。なお,コリメータ30は第一のコリメータ30aと,第二のコリメータ30bから構成されている。また,本実施例においては後述するフォーカスエラー信号に基づいて第一のコリメータ30aが光軸方向に沿って可動することで光ディスク12の記録層にフォーカスを合わせる。対物レンズは後玉レンズ10とSIL(先玉レンズ)11からなり,それらはフォーカスとトラッキング方向に2つのレンズを一体に駆動する2軸アクチュエータ(図示しない)上に実装されている。SILには,図8に説明した半球タイプのSILがもちいられている。NA=0.7の対物レンズ(後玉レンズ)10にN=2の半球レンズのSIL11を組み合わせて,NAeff=1.4とした。
SIL底面と光ディスク12の距離が,光源の波長405nmの数分の1以下,例えば100nm以下の近距離にある場合のみ,SIL底面からエバネッセント光として記録面に作用し,NAeffの光スポット径による記録再生が可能である。この距離を保つために前述のギャップサーボが用いられている。
光ディスク12で反射された光束は,SIL11および対物レンズ10に入射して平行光束に再び変換される。平行光束はコリメータ30を通過することで集束光となり,往路と同じ方向の直線偏光の光束は,PBS7を透過し,NBS4で反射される。なお,NBS4で反射された光束から,RF出力17,トラッキングエラー信号21,フォーカスエラー信号34を生成する手段は実施例1と同様のため説明を省略する。
フォーカスエラー信号34は,不図示のサーボ回路を介してコリメータ30aの図示しない駆動源に供給される。これにより,コリメータ30aを駆動し,光ディスク12の記録層にフォーカスを合わせる。一方,SIL11の底面で反射された光束のうち,全反射をしないNAeff<1の光束については,上記の光ディスク12からの反射光と同様に,ほぼ入射時と同様の直線偏光として反射される。全反射を起こすNAeff≧1の光束については,入射偏光方向とそれに直交する方向以外のアジムスでSIL底面に入射する光束では,反射光のP偏光成分とS偏光成分の間に(2)式で示す位相差δを生じ,楕円偏光となる。その結果、反射光は往路と直交方向の偏光成分を含むことになる。この偏光成分は,PBS7で反射され,GE光検出器(GEPD)27上に集光される。この光束の光量は,近接場領域において,SIL底面と光ディスクの距離が近づくに従い単調減少するので,ギャップエラー信号28として用いることができる。予め目標の閾値を決めておけば,2軸アクチュエータを駆動してギャップサーボを行うことにより,SIL底面と光ディスクの距離を100nm以下の所望の距離に保つことができる。また,半導体レーザ1の出射パワーを制御するための光検出器(LPC−PD)6の出力を用いて,ギャップエラー信号28を正規化することができる。
本実施例においては,実施例1の効果のみならず,QWPを廃止することが可能となるため更なる低コスト化が実現可能である。
また,図4に示すように,GEPD27を往路の光軸から距離cの位置に配することで,更なる装置の小型化も実現可能である。本発明の光学系は,NBS4,PBS7における復路の光束が,コリメータ30によって集束光とされることを利用し,各々の光検出器に集光するものである。このため,図1,図3に示すように,各々の分離素子から,各々の光検出器までの距離は,コリメータ30に近い分離素子(PBS7)側が長くなる。より具体的には,半導体レーザ1からNBS4の中心(光軸と反射面の交点)までの距離nとほぼ等価な距離分,NBS4の中心からRF/Tr/Fo−PDまでの距離が必要である。同様に半導体レーザ1からPBS7の中心までの距離をpとすると,PBS7の中心からGEPD27までの距離も約pとなる。
しかしながら本実施例においてはPBS7によって分離される光束はギャップエラー信号28を生成する。ギャップエラー信号28は光量の総和によって検出するため,半導体レーザ1の出射パワーを制御するための光検出器(LPC−PD)6と同様のセンサを使用することが可能である。このため,図4に示すように,往路の光軸からLPC−PDまでの距離をaとし,NBS4の中心からPBS7の中心までの距離をbとすると,往路の光軸からGEPD27までの距離cは,
c≧(b−a) (3)式
であれば受光した光束が光検出器の検出領域から超過しないこととなる。ここで,半導体レーザ1からPBS7までの距離pはp>bであることは自明のため,上記cの最小値はc<pとなり,PBS7の中心からGEPD27までの距離を減ずることが可能となり更なる装置の小型化が実現する。
c≧(b−a) (3)式
であれば受光した光束が光検出器の検出領域から超過しないこととなる。ここで,半導体レーザ1からPBS7までの距離pはp>bであることは自明のため,上記cの最小値はc<pとなり,PBS7の中心からGEPD27までの距離を減ずることが可能となり更なる装置の小型化が実現する。
(実施例3)
図5を用いて本発明の第3の実施例を説明する。なお,本実施例においては第2の実施例と同様の素子には同じ符号が用いられている。
図5を用いて本発明の第3の実施例を説明する。なお,本実施例においては第2の実施例と同様の素子には同じ符号が用いられている。
波長405nmの半導体レーザ1から出射された光束は,後述する光集積ユニット32を経て,コリメータ30に入射する。なお,光集積ユニット32は,半導体レーザ1の出射パワー制御用の光検出器と,前述のギャップエラー信号生成用光検出器が一体で形成されたLPC/GE光検出器(LPC/GE−PD)31と,NBS4と,PBS7とが一体で構成されている。非偏光ビームスプリッタ(NBS)4で反射された光束は,半導体レーザ1の出射パワーを制御するためにLPC/GE−PD31に差し向けられる。また,コリメータ30に入射した光束は,平行光束とされ,対物レンズの後玉レンズ10に入射する。なお,コリメータ30は第一のコリメータ30aと,第二のコリメータ30bから構成されている。また,本実施例においては後述するフォーカスエラー信号に基づいて第二のコリメータ30bが光軸方向に沿って可動することで光ディスク12の記録層にフォーカスを合わせる。対物レンズは後玉レンズ10とSIL(先玉レンズ)11からなり,それらはフォーカスとトラッキング方向に2つのレンズを一体に駆動する2軸アクチュエータ(図示しない)上に実装されている。SILには,図8に説明した半球タイプのSILがもちいられている。NA=0.7の対物レンズ(後玉レンズ)10にN=2の半球レンズのSIL11を組み合わせて,NAeff=1.4とした。
SIL底面と光ディスク12の距離が,光源の波長405nmの数分の1以下,例えば100nm以下の近距離にある場合のみ,SIL底面からエバネッセント光として記録面に作用し,NAeffの光スポット径による記録再生が可能である。この距離を保つために前述のギャップサーボが用いられている。
光ディスク12で反射された光束は,SIL11および対物レンズ10に入射して平行光束に再び変換される。平行光束はコリメータ30を通過することで集束光となり,往路と同じ方向の直線偏光の光束は,PBS7を透過し,NBS4で反射される。なお,NBS4で反射された光束から,RF出力17,トラッキングエラー信号21,フォーカスエラー信号34を生成する手段は実施例1と同様のため説明を省略する。
フォーカスエラー信号34は,不図示のサーボ回路を介してコリメータ30aの図示しない駆動源に供給される。これにより,コリメータ30bを駆動し,光ディスク12の記録層にフォーカスを合わせる。
一方,SIL11の底面で反射された光束のうち,全反射をしないNAeff<1の光束については,上記の光ディスク12からの反射光と同様に,ほぼ入射時と同様の直線偏光として反射される。全反射を起こすNAeff≧1の光束については,入射偏光方向とそれに直交する方向以外のアジムスでSIL底面に入射する光束では,反射光のP偏光成分とS偏光成分の間に(2)式で示す位相差δを生じ,楕円偏光となる。その結果、反射光は往路と直交方向の偏光成分を含むことになる。この偏光成分は,光集積ユニット32内において,PBS7で反射されLPC/GE−PD31に集光される。この光束の光量は,近接場領域において,SIL底面と光ディスクの距離が近づくに従い単調減少するので,ギャップエラー信号28として用いることができる。予め目標の閾値を決めておけば,2軸アクチュエータを駆動してギャップサーボを行うことにより,SIL底面と光ディスクの距離を100nm以下の所望の距離に保つことができる。また,半導体レーザ1の出射パワーを制御するための光検出器の出力を用いて,ギャップエラー信号28を正規化することができる。
本実施例においては,実施例2の効果のみならず,NBS4,PBS7,LPC/GE−PD31を一体で構成されるため,装置の更なる小型化が実現される。また,各々の部品の位置を調整する必要がないため,組立工数の削減による低コスト化が実現できる。更に上述したように,半導体レーザ1の出射パワーを制御するための光検出器の出力を用いて,ギャップエラー信号28の正規化を行う場合,同一センサ内で演算可能となるため,信号品位の向上も実現可能である。
なお,本発明は上記本実施例のみに限定されるものではない。例えば表面記録の光ディスクを用いることも可能である。
1 半導体レーザ
4 非偏光ビームスプリッタ(NBS)
6 LPC−PD
7 偏光ビームスプリッタ
8 1/4波長板
10,101 対物レンズ(後玉レンズ)
11,102−a,102−b SIL(先玉レンズ)
12 光ディスク(記録媒体)
17 RF出力
21 トラッキングエラー信号
27 GE光検出器
28 ギャップエラー信号
29 RF/Tr/Fo光検出器
30 コリメータ
30a 第一のコリメータ
30b 第二のコリメータ
31 LCP/GE光検出器
32 光集積ユニット
33 ホログラム
34 フォーカスエラー信号
103 光ディスク
4 非偏光ビームスプリッタ(NBS)
6 LPC−PD
7 偏光ビームスプリッタ
8 1/4波長板
10,101 対物レンズ(後玉レンズ)
11,102−a,102−b SIL(先玉レンズ)
12 光ディスク(記録媒体)
17 RF出力
21 トラッキングエラー信号
27 GE光検出器
28 ギャップエラー信号
29 RF/Tr/Fo光検出器
30 コリメータ
30a 第一のコリメータ
30b 第二のコリメータ
31 LCP/GE光検出器
32 光集積ユニット
33 ホログラム
34 フォーカスエラー信号
103 光ディスク
Claims (6)
- 光情報記録再生装置において、
光源と、前記光源から出射された光束を平行光束化するコリメータと、前記平行光束を光記録媒体上に照射するための、NA<1を満たすレンズとSILレンズとからなる実行開口数が1より大きな対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光のうち、前記対物レンズのNA<1の光束のみを検出する光検出器とを備え、前記光検出器は前記コリメータによって集光された光束を受光するように配置されていることを特徴とする光情報記録再生装置。 - 前記光検出器の出力を用いてフォーカスエラー信号が生成され、前記コリメータは前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス方向に可動可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光情報記録再生装置。
- 前記コリメータは2つのレンズからなり、一方のレンズがフォーカス方向に可動可能に構成されていることを特徴とする請求項2に記載の光情報記録再生装置。
- 前記光源とコリメータの間には、2つの光束分離手段が配置され、前記光源側に配置された光束分離手段は非偏光ビームスプリッタであり、前記対物レンズ側に配置された光束分離手段は偏光ビームスプリッタであり、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記SIL底面からの反射光束を用いて前記SILと光記録媒体とのギャップ間隔制御に用いるギャップエラー信号を生成し、前記非偏光ビームスプリッタにより分離された前記光記録媒体からの反射光束を用いて前記フォーカスエラー信号が生成されることを特徴とする請求項2に記載の光情報記録再生装置。
- 前記光源とコリメータの間には、λ/4板と2つの光束分離手段が配置され、前記光源側に配置された光束分離手段は非偏光ビームスプリッタであり、前記対物レンズ側に配置された光束分離手段は偏光ビームスプリッタであり、前記λ/4板は前記偏光ビームスプリッタとコリメータの間に配置され、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記光記録媒体からの反射光束を用いてフォーカスエラー信号を生成し、前記非偏光ビームスプリッタにより分離された前記SIL底面からの反射光束を用いて前記SILと光記録媒体とのギャップ間隔制御に用いるギャップエラー信号を生成することを特徴とする請求項2に記載の光情報記録再生装置。
- 前記偏光ビームスプリッタにより分離された光束を受光する第1の光検出器と、前記非偏光ビームスプリッタにより分離された光束を受光する第2の光検出器を有し、前記第1の光検出器の偏光ビームスプリッタ中心からの距離は前記第2の光検出器と前記非偏光ビームスプリッタの中心からの距離より小さいことを特徴とする請求項4に記載の光情報記録再生装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006071124A JP2007250072A (ja) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | 光情報記録再生装置 |
US11/685,863 US7791986B2 (en) | 2006-03-15 | 2007-03-14 | Optical information recording/reproducing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006071124A JP2007250072A (ja) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | 光情報記録再生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007250072A true JP2007250072A (ja) | 2007-09-27 |
Family
ID=38594188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006071124A Withdrawn JP2007250072A (ja) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | 光情報記録再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007250072A (ja) |
-
2006
- 2006-03-15 JP JP2006071124A patent/JP2007250072A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
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