(57)【要約】  光ディスク装置は、光を出射するレーザ（１４）と、レーザからの光を用いて、光ディスク（１）上に所定の大きさのビームスポットを形成するためのＳＩＬ（２）を含む光学系と、レーザの出射パワーを検出してレーザパワー検出信号を作成するディテクタ（２６）と、レーザパワー検出信号を用いて、レーザの出射パワーを制御するレーザパワー制御回路（２７）と、光ディスクとＳＩＬとの間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成するディテクタ（１０）と、ギャップ検出信号を用いて、光ディスクとＳＩＬとの間のギャップ長を制御するギャップ制御回路（１５）とを備え、パワー制御回路は、ギャップ制御回路のゲイン交点より大きいゲイン交点を有する。
2012127831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、
前記光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成するパワー検出部と、
前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御するパワー制御部と、
前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成するギャップ検出部と、
前記ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御するギャップ制御部とを備え、
前記パワー制御部は、前記ギャップ制御部のゲイン交点より大きいゲイン交点を有することを特徴とする光情報装置。
【請求項２】
前記パワー制御部は、前記ギャップ制御部のゲイン交点の１０倍以上のゲイン交点を有することを特徴とする請求項１に記載の光情報装置。
【請求項３】
前記光源を駆動するための電力を供給する電源をさらに備え、
前記パワー制御部は、前記電源からのノイズの周波数より高いゲイン交点を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光情報装置。
【請求項４】
前記ギャップ検出信号から前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップの変動に起因しない変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成する補正部をさらに備え、
前記ギャップ制御部は、前記補正ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光情報装置。
【請求項５】
前記補正部は、
前記パワー検出信号から前記光源の出射パワーの変動成分を抽出するフィルタ部と、
前記ギャップ検出信号から前記フィルタ部により抽出された変動成分を除去することにより、前記補正ギャップ検出信号を作成する変動成分除去部とを含むことを特徴とする請求項４に記載の光情報装置。
【請求項６】
情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、
前記光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成するパワー検出部と、
前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御するパワー制御部と、
前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成するギャップ検出部と、
前記ギャップ検出信号から前記パワー制御部のゲイン交点以上の変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成する補正部と、
前記補正ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御するギャップ制御部とを備えることを特徴とする光情報装置。
【請求項７】
前記補正部は、
前記パワー検出信号から前記パワー制御部のゲイン交点以上の変動成分を抽出するフィルタ部と、
前記ギャップ検出信号から前記フィルタ部により抽出された変動成分を除去することにより、前記補正ギャップ検出信号を作成する変動成分除去部とを含むことを特徴とする請求項６に記載の光情報装置。
【請求項８】
情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置のギャップ制御方法であって、
光を出射する光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成する第１のステップと、
前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御する第２のステップと、
前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、前記情報記録媒体との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成する第３のステップと、
前記ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御する第４のステップとを含み、
前記第２のステップにおけるパワー制御のゲイン交点は、前記第４のステップにおけるギャップ制御のゲイン交点より大きいことを特徴とする光情報装置のギャップ制御方法。
【請求項９】
情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置のギャップ制御方法であって、
光を出射する光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成する第１のステップと、
前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御する第２のステップと、
前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、前記情報記録媒体との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成する第３のステップと、
前記ギャップ検出信号から前記第２のステップにおけるパワー制御のゲイン交点以上の変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成する第４のステップと、
前記補正ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御する第５のステップとを含むことを特徴とする光情報装置のギャップ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置及びそのギャップ制御方法に関し、例えば、光ディスクの情報層あるいは情報層を保護するためのカバー層と光学系との間の微小な間隙（以下、「ギャップ」あるいは「ギャップ長」という）を一定に保持し、ギャップを介して光ディスクの情報層に光ビームを到達させることによって、情報の記録及び／又は再生を行う光ディスク装置及びそのギャップ制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの高密度化へのアプローチとして、対物レンズとソリッドイマージョンレンズ（以下、「ＳＩＬ」と記す）とを組合せて、高い開口数を得る集光系が構成された光ヘッドを用いる光ディスク装置が提案されている。【０００３】
この方式（以下、「ＳＩＬ方式」という）では、ＳＩＬ及び光ディスクの保護層に高屈折率（１．８〜２．０程度）の材料が用いられ、前述したギャップ長を一定に保持するためのギャップ制御が行われる。この結果、ＳＩＬと光ディスクの保護層との間のギャップ長が２５ｎｍ程度の微小な値となり、ＳＩＬが光ディスクの保護層に近接される。このようにして得られるＳＩＬからの出射光であるエバネッセント光により、情報の記録再生が行われ、この技術に関連する多くの文献が既に公開されている。【０００４】
例えば、前述したギャップ制御に関しては、特許文献１にその一例が記されている。【０００５】
このＳＩＬ方式によれば、ＳＩＬを含む集光系の開口数は、１．７０〜１．８０となり、ブルーレイ（以下「ＢＤ」という）システムの０．８５に対して、略２倍の開口数とすることができる。この場合、レーザの波長が同一であれば、光ディスクの情報層の表面に形成される光ビームのスポットサイズが略２分の１となり、したがって、単位面積あたりの記録容量、すなわち、記録密度を４倍に向上させることができる。【０００６】
図８は、上記したギャップ制御を説明するために、ＳＩＬを搭載する従来の光ディスク装置の構成を示す概略図であり、図９は、図８の円形（破線）で示した部分Ｐを拡大した図である。【０００７】
図８において、１０１は光ディスク、１０２はＳＩＬ、１０３は対物レンズを示し、ＳＩＬ１０２と対物レンズ１０３とは、固定具１０４により一体に連結されている。また、ＧＬは、光ディスク１０１とＳＩＬ１０２との間のギャップ長を示し、１０７は、ギャップ制御用アクチュエータを示している。【０００８】
一方、光源となるレーザ１１４の出射光は、コリメートレンズ１１１により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ１０９を介して光ビーム（行き）１２０となる。光ビーム１２０は、λ／４板１１２、対物レンズ１０３、及びＳＩＬ１０２を介して光ディスク１０１に照射される。このとき、前述したようにＳＩＬ１０２を含む集光系の開口数が１．７０〜１．８０と大きいため、光ビーム１２０の大半は、ＳＩＬ１０２の平坦面１１５で反射して光ビーム（戻り）１２１となり、図９に示すように、残りの光がエバネッセント光１１６となって光ディスク１０１の記録再生面に到達する。【０００９】
一方、ＳＩＬ１０２の平坦面１１５で反射した光ビーム１２１は、再びλ／４板１１２を介して偏光ビームスプリッタ１０９に入射され、偏光ビームスプリッタ１０９の作用によりギャップ検出部としてのディテクタ１１０に入射される。ディテクタ１１０は、ギャップ検出信号ＧＤを出力し、ギャップ制御回路１１３は、ギャップ検出信号ＧＤを適宜処理してギャップ制御信号ＧＣを生成し、ギャップ制御用アクチュエータ１０７を駆動する。このようにして、ギャップ制御が成立することとなる。【００１０】
なお、λ／４板１１２を設ける目的は、偏光ビームスプリッタ１０９をλ／４板１１２とレーザ１１４との間に配置することにより、レーザ１１４への戻り光１２１を遮断することができることによる。【００１１】
次に、ディテクタ１１０がギャップ検出部となることの理由について説明する。【００１２】
図１０は、図８に示すＳＩＬ１０２の実効的な屈折率が２．１、光ディスク１０１の反射率が０．１のときのギャップ長ＧＬとＳＩＬ１０２の平坦面１１５での反射光量との関係を示す図であり、縦軸の反射光量は、ギャップ長ＧＬが無限大のときの反射光量で正規化した値であり、横軸のギャップ長は、レーザ１１４の波長で正規化した値である。【００１３】
例えば、レーザ１１４の波長を４００ｎｍとすると、図１０の横軸に示すギャップ長ＧＬの値０．０５は、絶対値として２０ｎｍのギャップ長を示す。【００１４】
図１０によれば、ギャップ長ＧＬの大きさの変化に伴い、ＳＩＬ１０２の平坦面１１５での反射光量が変化するため、図８に示すディテクタ１１０への入射パワーも変化することになり、ディテクタ１１０は、ギャップ検出部として機能することになる。【００１５】
すなわち、ＳＩＬ１０２を集光系に用いる光ヘッドを搭載した光ディスク装置のギャップ制御において、ギャップ検出は、図１０に示すように、ギャップ長ＧＬに依存して変化するＳＩＬ１０２の平坦面１１５からの反射光量の特性に基づいて行われる。【００１６】
なお、図１０において、ギャップ長ＧＬが零のとき、すなわち、ＳＩＬ１０２の平坦面１０５が完全に光ディスク１０１に接触したときの反射光量が０．１となっているが、これは、光ディスク１０１の反射率を０．１としたことによる。【００１７】
ところが、ＳＩＬ１０２の平坦面１１５からの反射光量の変動は、ギャップ長ＧＬの変化だけでなく、図８のレーザ１１４から出射する光ビーム１２０が有するパワー変動、すなわち、レーザパワー変動によっても変化する。換言すれば、光ビーム１２０が有するパワーの変動が前述したギャップ検出部の機能により、実際にはギャップ変動がないにもかかわらず、ギャップの変動と見なされるということであり、ギャップ制御は、その変動に基づいて行われるため、結果として、ギャップ制御の安定性を著しく欠く要因となる。【００１８】
そこで、レーザ１１４から出射する光ビーム１２０が有するパワーの変動を抑えるために、レーザ１１４に対してレーザパワー制御を施すこととなる。【００１９】
図１１は、レーザパワー制御を含むギャップ制御を行う従来の信号記録装置の構成を示す図である。図１１に示す信号記録装置は、情報源２０１と、記録信号発生器２０２と、音響光学素子（ＡＯＭ：Ａｃｏｕｓｔｏ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２０３と、記録用レーザ光ＬＢ１を出射する光源とされるレーザ素子２０４と、電気―光変調素子（ＥＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２０５と、アナライザー２０６と、ビームスプリッタ（ＢＳ）２０７と、第１のフォトディテクタ（ＰＤ１）２０８ａと、第２のフォトディテクタ（ＰＤ２）２０８ｂと、オートパワーコントローラ（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２０９と、第１のミラー２１０ａと、第２のミラー２１０ｂと、第３のミラー２１０ｃと、第１の集光レンズ２１１ａと、第２の集光レンズ２１１ｂと、コリメータレンズ２１２と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２１３と、λ／４板２１４と、ピエゾ素子２１５に取り付けられた集光レンズ２１６ａとＳＩＬ２１６ｂの２群レンズから構成された光ヘッド２１６とを備えている。【００２０】
また、図１１に示す信号記録装置は、光ヘッド２１６からの戻り光ＬＢ２の光量の周波数帯域を制限し、帯域制限後の戻り光量を出力する帯域制限化回路２２０と、帯域制限化回路２２０から出力された帯域制限後の戻り光量に応じて、ギャップ制御電圧を出力して、光ヘッド２１６とガラス原盤２１７との間の距離を一定に制御するギャップ制御装置２２１とを備えている。【００２１】
図１１に示す信号記録装置では、第１のフォトディテクタ２０８ａに入射した記録用レーザ光ＬＢ１は、電気信号に変換され、その出力電圧が自動パワー制御装置（ＡＰＣ）２０９に入力される。その出力電圧と参照電圧との差分がＥＯＭ２０５の印可電圧にフィードバックされて、レーザ素子２０４から出力される記録用レーザ光ＬＢ１のレーザパワーが一定に制御される。【００２２】
なお、上記に説明したレーザパワー制御以外のギャップ制御に関連する構成要素とその作用については、基本的に、図８に示す従来の光ディスク装置と同様であるので、詳細な説明を省略する。【００２３】
図１１に示すようなレーザパワー制御を行うことにより、レーザ素子２０４の温度特性に起因するような比較的低い周波数成分のレーザパワー変動を抑えることができ、このようなパワー変動、すなわち、反射光量変動のギャップ制御への安定性に対する悪影響を排除することができる。【００２４】
しかしながら、レーザ素子２０４の温度特性に起因するような比較的低い周波数成分以外のレーザパワー変動を抑えることはできないため、ギャップの変動に起因しない全反射光量変動、例えば、レーザ素子２０４の温度特性以外の要因によるレーザパワー変動が発生した場合、ギャップの変動に起因しない不要な光量変動が発生することになり、ギャップ制御が不安定になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２００２−３１９１６０号公報
【発明の概要】
【００２６】
本発明の目的は、ギャップの変動に起因しない不要な変動を低減し、ギャップ制御を安定的に行うことができる光情報装置を提供することである。
【００２７】
本発明の一局面に従う光情報装置は、情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置であって、光を出射する光源と、前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、前記光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成するパワー検出部と、前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御するパワー制御部と、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成するギャップ検出部と、前記ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御するギャップ制御部とを備え、前記パワー制御部は、前記ギャップ制御部のゲイン交点より大きいゲイン交点を有する。
【００２８】
本発明の他の局面に従う光情報装置は、情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置であって、光を出射する光源と、前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、前記光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成するパワー検出部と、前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御するパワー制御部と、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成するギャップ検出部と、前記ギャップ検出信号から前記パワー制御部のゲイン交点以上の変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成する補正部と、前記補正ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御するギャップ制御部とを備える。
【００２９】
上記の光情報装置においては、ギャップの変動に起因しない不要な変動を低減し、ギャップ制御を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１による光ディスク装置の構成を示す概略図である。
【図２】レーザパワー制御のゲイン交点を１ｋＨｚ、ギャップ制御のゲイン交点を１０ｋＨｚとした比較例の制御特性を示す図である。
【図３】図１に示すレーザ駆動回路の一例の構成を示す回路図である。
【図４】ギャップ長とＳＩＬの平坦面での反射光量との関係のうち、ギャップ長が小さい領域でのギャップ長と反射光量との関係を示す図である。
【図５】図１の示す光ディスク装置のレーザパワー制御とギャップ制御との制御特性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２による光ディスク装置の集光部を主に示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態３による光ディスク装置の構成を示す概略図である。
【図８】ＳＩＬを搭載する従来の光ディスク装置の構成を示す概略図である。
【図９】図８に示す部分Ｐを拡大した図である。
【図１０】図８に示すＳＩＬの実効的な屈折率が２．１、光ディスクの反射率が０．１のときのギャップ長とＳＩＬの平坦面での反射光量との関係を示す図である。
【図１１】レーザパワー制御を含むギャップ制御を行う従来の信号記録装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の各実施の形態について、光情報装置の一例である光ディスク装置を例に、図面を参照しながら説明する。なお、本発明が適用される光情報装置は、以下の光ディスク装置に特に限定されず、ディスク形状以外の形状を有する情報記録媒体を用いる種々の光情報装置に同様に適用可能である。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による光ディスク装置の構成を示す概略図である。図１に示す光ディスク装置は、ＳＩＬ２、対物レンズ３、ＳＩＬ２と対物レンズ３とを連結する固定具４、ギャップ制御用アクチュエータ７、偏光ビームスプリッタ９、ディテクタ１０、コリメートレンズ１１、λ／４板１２、レーザ１４、ギャップ制御回路１５、ビームスプリッタ２５、ディテクタ２６、レーザパワー制御回路２７、及び電源２８を備える。また、レーザパワー制御回路２７は、レーザ１４を駆動するレーザ駆動回路２７ａを備える。
【００３３】
電源２８は、レーザ１４、ディテクタ２６及びレーザパワー制御回路２７等の装置内部の各回路等に電力を供給し、例えば、スイッチング電源を用いることができる。また、ギャップ制御用アクチュエータ７として、ムービングコイル方式等の種々の方式によるアクチュエータを用いることができる。なお、図中のギャップ長ＧＬは、情報記録媒体の一例である光ディスク１の表面とＳＩＬ２の平坦面ＥＬとの間の距離を示している。
【００３４】
本実施の形態において、レーザ１４が光源の一例に対応し、ＳＩＬ２及び対物レンズ３が光学系の一例に対応し、ディテクタ２６がパワー検出部の一例に対応し、レーザパワー制御回路２７がパワー制御部の一例に対応し、ディテクタ１０がギャップ検出部の一例に対応し、ギャップ制御回路１５がギャップ制御部の一例に対応し、電源２８が電源の一例に対応する。
【００３５】
レーザ１４は、レーザ光を出射し、レーザ１４の出射光は、ビームスプリッタ２５に入射される。ビームスプリッタ２５は、レーザ１４から出射した光ビームを分割し、分割した一部の光ビームＬＤは、ディテクタ２６に入射され、残りの大部分の光ビームは、コリメートレンズ１１に入射される。
【００３６】
ディテクタ２６は、レーザ１４の出射パワーを検出してレーザパワー検出信号ＰＤを作成するパワー検出部として機能し、分割された光ビームＬＤを光電変換してレーザパワー検出信号ＰＤをレーザパワー制御回路２７へ出力する。レーザパワー制御回路２７は、レーザパワー検出信号ＰＤを適宜処理し、レーザパワー駆動信号（駆動電流）ＤＳをレーザ１４へ出力してレーザ１４を駆動する。この結果、レーザパワー検出信号ＰＤを用いて、レーザ１４の出射パワーを制御するレーザパワー制御が成立することとなる。
【００３７】
一方、コリメートレンズ１１は、ビームスプリッタ２５から入射された光ビームを平行光に変換し、この平行光が偏光ビームスプリッタ９及びλ／４板１２を通過して光ビーム（行き）ＬＦとなり、さらに、光ビームＬＦは、対物レンズ３及びＳＩＬ２を通過して光ディスク１に照射される。ＳＩＬ２及び対物レンズ３から、レーザ１４からの出射光を集光して、光ディスク１上に所定の大きさを有するビームスポットを形成する集光部が構成され、この集光部及びコリメートレンズ１１等から、レーザ１４からの出射光を用いて、光ディスク１上に所定の大きさを有するビームスポットを形成する光学系が構成されている。
【００３８】
ここで、本実施の形態では、ＳＩＬ２を含む集光部の開口数が１．７０〜１．８０と大きいため、光ビームＬＦの大半は、ＳＩＬ２の平坦面ＦＰで反射されて光ビーム（戻り）ＬＢとなり、光ビームＬＦの残りの光は、エバネッセント光ＥＬとなって光ディスク１の記録再生面（図示省略）に到達する。
【００３９】
一方、ＳＩＬ２の平坦面ＦＰで反射した光ビームＬＢは、再びλ／４板１２を介して偏光ビームスプリッタ９に入射され、偏光ビームスプリッタ９によって反射されてディテクタ１０に入射する。ディテクタ１０は、光ディスク１と光学系（ＳＩＬ２の平坦面ＦＰ）との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号ＧＤを作成するギャップ検出部として機能し、入射した光ビームを光電変換してギャップ検出信号ＧＤを生成してギャップ制御回路１５へ出力する。
【００４０】
ギャップ制御回路１５は、ギャップ検出信号ＧＤを適宜処理し、ギャップ制御信号ＧＣを生成してギャップ制御用アクチュエータ７へ出力する。ギャップ制御用アクチュエータ７は、ギャップ制御信号ＧＣに応じて駆動される。この結果、ギャップ検出信号ＧＤを用いて、光ディスク１と光学系（ＳＩＬ２の平坦面ＦＰ）との間のギャップ長を制御するギャップ制御が成立することとなる。
【００４１】
ここで、本願発明者らは、レーザパワー制御を行う際に問題となるレーザパワー変動について鋭意検討を行い、レーザ１４の温度特性に起因するような比較的低い周波数成分以外の比較的高い周波数成分を有するレーザパワー変動として、電源２８のスイッチングノイズの影響が支配的であることを見出した。以下、この点について詳述する。
【００４２】
本願発明者らが検討したところによると、前述したレーザの温度特性等に起因する比較的低い周波数成分のレーザパワー変動に対しては、レーザパワー制御のゲイン交点周波数を１ｋＨｚ程度としておけば、ＤＣ近傍の低周波領域におけるレーザパワー制御も、利得は８０ｄＢ程度となって、当該周波数近傍におけるレーザパワー変動に対しては、十分な変動抑圧効果を得ることができる。したがって、ギャップの変動に起因しない反射光量の変動も、十分に抑えることができるため、ギャップ制御への不安定要因とはならない。
【００４３】
さらに、本願発明者らが検討したところによると、ギャップ制御の制御帯域、すなわち、そのゲイン交点周波数は、光ディスク１の表面の微小な凹凸に対して、高速回転時においても十分な追従能力を実現する必要があるため、１０ｋＨｚ程度であることが望ましい。
【００４４】
図２は、比較例として、本願発明者等が検討した、レーザパワー制御のゲイン交点を１ｋＨｚ、ギャップ制御のゲイン交点を１０ｋＨｚとしたときの制御特性を示す図である。図２において、ＬＣはレーザパワー制御の制御特性を示し、Ｇ１はそのゲイン交点１ｋＨｚを示し、ＧＣはギャップ制御の制御特性を示し、Ｇ２はそのゲイン交点１０ｋＨｚを示している。
【００４５】
なお、図２に示すようなレーザパワー制御特性については、図１に示すディテクタ２６、レーザパワー制御回路２７、及びレーザ１４の各々の特性を考慮して、適宜決定することができ、ギャップ制御特性については、ディテクタ１０、ギャップ制御回路１５、ギャップ制御用アクチュエータ７、及び図７に示すようなギャップ−全反射光量特性の各々の特性を考慮して、適宜決定することができる。
【００４６】
ここで、レーザパワー変動の発生要因があったとして、その周波数成分がレーザパワー制御特性のゲイン交点周波数Ｇ１（１ｋＨｚ）より高く、かつ、ギャップ制御特性のゲイン交点周波数Ｇ２（１０ｋＨｚ）より低いとき、すなわち、図２に示す周波数領域ＦＡにあるときを考える。この場合、レーザパワー制御特性のゲイン交点周波数Ｇ１が１ｋＨｚであるため、周波数領域ＦＡ内の周波数成分を有するレーザパワー変動の抑圧効果をレーザパワー制御より得ることができない。この結果、周波数領域ＦＡ内の周波数成分を有するレーザパワー変動は、ギャップ制御帯域内でのレーザパワー変動となり、そのレーザパワー変動は反射光量の変動となるため、前述したように、ギャップ制御は、ギャップの変動に起因しない反射光量の変動をギャップの変動と見なすこととなり、ギャップ制御は不安定となる。
【００４７】
次に、上記した図２に示す周波数領域ＦＡ内の周波数成分を有するレーザパワー変動について、その要因とともに以下に詳細に説明する。
【００４８】
本願発明者らがレーザパワー変動について鋭意検討した結果、上述したギャップ制御が不安定となるレーザパワー変動の一つの要因は、レーザパワー制御を行うために用いる電源の電圧変動がレーザ駆動回路に作用し、レーザの駆動電流に影響することによって、結果として、レーザパワー変動が発生するという新たな知見を得た。
【００４９】
図３は、図１に示すレーザ駆動回路２７ａの一例の構成を示す回路図である。図３に示すレーザ駆動回路は、所定の抵抗値Ｒを有する抵抗Ｒ１及びトランジスタＱ１を備える。抵抗Ｒ１の一端は、電源２８から供給される電源電圧Ｖを有する電源線ＰＬに接続され、他端は、トランジスタＱ１のエミッタに接続される。トランジスタＱ１のベースは、レーザパワー制御回路２７内でレーザパワー検出信号ＰＤを適宜処理することにより生成されるレーザ制御信号ＣＳを受け、トランジスタＱ１のコレクタは、レーザ１４に接続され、トランジスタＱ１は、レーザパワー駆動信号ＤＳとして、レーザ制御信号ＣＳに応じた駆動電流ＤＩを出力してレーザ１４を駆動する。
【００５０】
図３に示すレーザ駆動回路では、レーザ制御信号ＣＳのレベルをｖとしたとき、抵抗Ｒ１に流れる電流Ｉｒは、下記の式（１）で表され、この電流Ｉｒは、レーザ１４の駆動電流ＤＩに等しい。ここで、Ｖｂｅは、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧である。
【００５１】
Ｉｒ＝{Ｖ−（ｖ＋Ｖｂｅ）}／Ｒ  …（１）
【００５２】
したがって、電源線ＰＬから供給される電源電圧Ｖが、その変動分ΔＶを含み、Ｖ＋ΔＶとなったとき、式（１）における電流Ｉｒ、すなわちレーザ１４の駆動電流ＤＩは、電源電圧Ｖの変動分ΔＶの影響を受けることになり、この結果、レーザパワー変動が発生することとなる。
【００５３】
電源２８として、一般的なスイッチング電源を採用した場合、その変動分としては、スイッチングノイズによるものがあり、電源電圧Ｖと、そのスイッチングノイズによる変動分ΔＶとの比率である、ΔＶ／Ｖは、０.８％程度であり、スイッチング周波数は、数ｋＨｚである。
【００５４】
したがって、ΔＶの周波数成分は、図２の周波数領域ＦＡ内に存在することになり、前述したように、ΔＶに起因するレーザパワー変動の抑圧効果をレーザパワー制御より得ることができない。この結果、電源電圧Ｖの変動分ΔＶは、ギャップ制御帯域内でのレーザパワー変動となり、そのパワー変動によって、ディテクタ１０に入射される反射光量も、変動することになる。
【００５５】
次に、上記したスイッチングノイズによる変動分ΔＶが最終的にギャップ変動に与える影響を評価する。
【００５６】
まず、スイッチングノイズによる変動分ΔＶによるレーザ１４の駆動電流ＤＩの変動ΔＩｒは、式（１）から、下記の式（２）のように表される。
【００５７】
ΔＩｒ＝（ｄＩｒ／ｄＶ）・ΔＶ＝（１／Ｒ）・ΔＶ  …（２）
【００５８】
本願発明者らが検討したところによると、電源電圧Ｖが５ボルトのとき、先に述べたように、ΔＶ／Ｖが０．８％であったことから、そのスイッチングノイズによる変動分ΔＶの値は、０．０４ボルトとなる。したがって、図３に示す抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒを１０００オームとしたとき、ΔＶによるレーザ駆動電流１３０の変動ΔＩｒは、式（２）から、４×１０−５アンペアとなる。
【００５９】
また、レーザ１４の駆動電流−出力パワー感度を１．５ワット／アンペアとし、レーザ１４の閾値電流を０．１３アンペアとしたときのレーザ１４の出射パワーＰｗは、下記の式（３）で表される。なお、式（３）におけるＩｒは、式（１）で表されたレーザ１４の駆動電流ＤＩである。
【００６０】
Ｐｗ＝１．５Ｉｒ−０．１９５  …（３）
【００６１】
したがって、式（３）より、Ｉｒの変動ΔＩｒによるＰｗの変動ΔＰｗは、下記の式（４）で表され、ΔＰｗは、６×１０−５ワットとなって、Ｐｗを０．００３５ワットとすれば、レーザ１４の出射パワーの変動比率ΔＰｗ／Ｐｗは、略０．０１７（略１．７％）となる。
【００６２】
ΔＰｗ＝（ｄＰｗ／ｄＩｒ）・ΔＩｒ＝１．５・ΔＩｒ  …式（４）
【００６３】
なお、上記したＰｗの０．００３５ワットなる値は、本願発明者らが検討した値であって、図２に示すような制御特性を有する光ディスク装置において、レーザ１４を出射した光ビームＬＦ、あるいは、ＳＩＬ２の平坦面ＦＰで反射した光ビームＬＢが通過する光学要素、例えば、偏光ビームスプリッタ９、λ／４板１２等の伝達効率を考慮し、ギャップ制御の適正なギャップ検出信号ＧＤを得るためのレーザ１４の出射パワーである。
【００６４】
さらに、図４は、図７に示したギャップ長（横軸）とＳＩＬ１０２の平坦面１１５での反射光量（縦軸）との関係と同様のものであるが、ギャップ長（横軸）が小さい領域でのギャップ長と反射光量（縦軸）との関係を示す図である。図４によると、ギャップ長が小さい領域では、ギャップ長に対する反射光量の変化は、略直線で近似できることが明らかであり、両者の関係は、下記の式（５）で表される。なお、式（５）ではギャップ長をＧ、反射光量をＰとした。
【００６５】
Ｐ＝３．２Ｇ＋０．１  …（５）
【００６６】
式（５）から反射光量Ｐが変動したときの変動量ΔＰと、変動量ΔＰを生じせしめるギャップＧの変動量ΔＧの関係は、下記の式（６）で表される。
【００６７】
ΔＧ＝（１／３．２）・ΔＰ  …（６）
【００６８】
また、前述したレーザ１４の出射パワーの変動比率であるΔＰｗ／Ｐｗの値が略０．０１７（略１．７％）である場合、ΔＰｗ／Ｐｗの値が式（６）におけるΔＰの値そのものとなるため、式（６）から、ギャップＧの変動量ΔＧは、略０．５３％と見積られる。
【００６９】
以上、説明したように、この反射光量の変動量ΔＰ（略１．７％）は、前述したように、図３に示す電源線ＰＬの電源電圧Ｖの変動分ΔＶに起因しているため、実際のギャップ変動に起因するものではない。また、前述したように、電源電圧Ｖの変動分ΔＶの周波数成分が図２に示す周波数領域ＦＡ内にあるため、略１．７％の反射光量の変動の周波数成分も、周波数領域ＦＡ内にあることになる。
【００７０】
この周波数領域ＦＡは、ギャップ制御の制御帯域内であるため、ギャップ制御は、ギャップが「変動していない」にもかかわらず、「変動している」とみなすことになり、ギャップ制御の目標値から離れる方向に働くような不正規な振る舞いとなるギャップ変動が生じることとなる。その変動量は、上述した式（６）により求めたギャップＧの変動量であるΔＧの値である略０．５３％に等しい。
【００７１】
以上が、上記した電源２８のスイッチングノイズによる変動分ΔＶが最終的にギャップ変動に与える影響の評価であり、本願発明者らが検討したところによると、ギャップ制御に要求される精度は、以下のようになる。すなわち、記録時における光ビームのエネルギーが適切に光ディスク１の情報面に照射されるため、あるいは再生時における再生信号品質の恒常性を保つためには、ギャップ長を２５ｎｍに設定した場合、許容されるギャップ変動量は０．１ｎｍ程度であり、これは２５ｎｍのギャップ制御の目標値に対して０．４％となる。
【００７２】
したがって、先に述べた略０．５３％のギャップ変動は、０．４％の許容値を超えることになり、ＳＩＬ方式による光ディスクの記録再生にとって好ましい状況ではない。
【００７３】
また、上述したギャップ制御の不安定要因を電源電圧の変動分が電源２８のスイッチングノイズとして説明したが、電源２８のスイッチングノイズの除去は、一般的に困難であり、フィルタ等を設けて回路上の工夫により、スイッチングノイズの除去を行う場合、多大なコスト増を見込まなくてはならない。
【００７４】
また、電源２８のスイッチング周波数（すなわち、スイッチングノイズによる電源電圧の変動の周波数）を、図２に示すギャップ制御の制御特性ＧＣのゲイン交点周波数Ｇ２より大きくすれば、電源電圧の変動に起因する反射光量変動の周波数成分も、ギャップ制御の制御帯域から外れる。この場合、先に述べたようなギャップ制御において、ギャップが「変動していない」にもかかわらず、「変動している」とみなされることはなく、ギャップ制御の目標値から離れる方向に働くことはない。
【００７５】
しかしながら、一般的には、電源のスイッチング周波数を大きくすることも、電源そのもののコスト増を招き、結果として、光ディスク装置全体のコスト上昇となることは明らかである。
【００７６】
また、先に述べたギャップ制御が不安定となる要因として、電源電圧の変動分が電源２８のスイッチングノイズであるとして説明したが、電源電圧の変動分は、そのスイッチングノイズだけでなく、光ディスク装置を構成するギャップ制御回路以外の回路（図示省略）に流れる電流の影響によるものも考えられ、それによる電源電圧の変動の周波数成分が図２に示す周波数領域ＦＡ内にある可能性が十分にあることもわかった。
【００７７】
このような電源電圧の変動分に対しても、フィルタ等を設けて回路上の工夫により、その抑圧を図ることは可能であるが、前述した電源２８のスイッチングノイズの除去と同様に、多大なコスト増を見込むことになる。
【００７８】
以上説明したように、電源２８の電源電圧の変動は、ギャップの変動に起因しない反射光量の変動を起こし、その周波数成分がギャップ制御の制御帯域内にあるとき、ギャップ制御の不正規な振る舞いの要因となり、また、電源そのもの、あるいは光ディスク装置を構成する回路上での工夫による電源電圧の変動に対する抑圧の実施は、多大なコスト増となることがわかった。
【００７９】
上記の知見から、本実施の形態では、レーザパワー制御回路２７によるレーザパワー制御の制御特性を改善し、レーザ１４の温度特性に起因するような比較的低い周波数成分以外の、例えば、１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数成分を有するレーザパワー変動を抑えている。図５は、図１の示す光ディスク装置のレーザパワー制御とギャップ制御との制御特性を示す図である。
【００８０】
図５に示すように、ギャップ制御の制御特性ＧＣは、ギャップ制御回路１５の制御特性であり、本実施の形態では、ギャップ制御の制御帯域、すなわち、ギャップ制御回路１５のゲイン交点周波数Ｇ２は、光ディスク１の表面の微小な凹凸に対して、高速回転時においても、十分な追従能力を実現するための望ましいゲイン交点周波数である１０ｋＨｚに設定されている。
【００８１】
また、レーザパワー制御の制御特性ＬＵは、レーザパワー制御回路２７の制御特性であり、本実施の形態では、レーザパワー制御の制御帯域、すなわち、レーザパワー制御回路２７のゲイン交点周波数Ｇ３は、１００ｋＨｚに設定されている。このように、本実施の形態では、レーザパワー制御回路２７のゲイン交点周波数Ｇ３を１００ｋＨｚとしており、ギャップ制御回路１５のゲイン交点周波数Ｇ２（１０ｋＨｚ）に対して１０倍としている。
【００８２】
上記のように、ギャップ制御とレーザパワー制御とを、図２に示すような特性としたとき、レーザパワーの変動要因となる電源２８の電源電圧Ｖの変動を抑圧することができる。具体的には、電源２８をスイッチング電源としたときのスイッチング周波数を数ｋＨｚとしたとき、スイッチングノイズΔＶの周波数成分が数ｋＨｚとなり、その周波数は、本実施の形態におけるレーザパワー制御特性ＬＵのゲイン交点周波数Ｇ２（１００ｋＨｚ）より十分低くなる。すなわち、レーザパワー制御回路２７は、電源２８からのノイズの周波数より高いゲイン交点を有する。
【００８３】
したがって、本実施の形態では、スイッチングノイズΔＶに起因するようなパワー変動に対しては、レーザパワー制御の変動抑圧効果を得ることができる。例えば、スイッチングノイズΔＶの周波数成分（数ｋＨｚ）が周波数領域ＦＡ内に存在する場合でも、レーザパワー制御のゲインは２０ｄＢ〜４０ｄＢあるため、スイッチングノイズΔＶに起因するパワー変動が略１．７％あったとしても、このパワー変動を略０．１７％から略０．０１７％に抑圧することができ、反射光量の変動を略０．１７％から略０．０１７％に低減することができる。
【００８４】
この結果、本実施の形態では、反射光量の変動ΔＰを略０．１７％から略０．０１７％に低減することができるので、上記の式（６）から、反射光量の変動ΔＰに相当するギャップ長の変動量ΔＧを求めると、ギャップ長の変動量ΔＧは、略０．０５％から略０．００５％となり、ギャップ長の変動を１０分の１に抑えることができる。
【００８５】
この反射光量の変動（略０．０５％から略０．００５％）は、図３に示す電源線ＰＬの電源電圧Ｖの変動分ΔＶに起因しているため、実際のギャップ変動に起因するものではなく、電源電圧Ｖの変動分ΔＶの周波数成分が図５に示す周波数領域ＦＡ内にあるため、略０．０５％から略０．００５％の反射光量の変動の周波数成分も、周波数領域ＦＡ内にあることになる。
【００８６】
したがって、図５に示すように、周波数領域ＦＡは、ギャップ制御の制御帯域内であるため、ギャップ制御回路１５は、ギャップが「変動していない」にもかかわらず、「変動している」とみなすことになり、ギャップ制御は、目標値から離れる方向に働くような不正規な振る舞いとなる。しかしながら、本実施の形態では、その不正規な振る舞いにより発生するギャップ変動量は、目標値に対して略０．００５％以下となる。
【００８７】
この結果、記録時における光ビームのエネルギーが適切に光ディスク１の情報面に照射されるため、あるいは再生時における再生信号品質の恒常性を保つために許容されるギャップ変動が０．４％であるという事実に対して、上記の略０．００５％以下のギャップ変動量は、十分小さい値であり、本実施の形態では、記録時における光ビームの光ディスク１の情報面への適切な照射、あるいは再生時における再生信号品質の恒常性の確保という目的を十分に達成することが可能となる。
【００８８】
以上説明したように、本実施の形態よる光ディスク装置では、その構成要素であるレーザパワー制御回路２７の制御帯域（ゲイン交点周波数）と、ギャップ制御回路１５の制御帯域（ゲイン交点周波数）に明確な大小関係、すなわち、前者を後者の１０倍とする大小関係を設定することにより、ギャップ制御の制御帯域内（すなわちゲイン交点周波数以下の周波数帯域）でのパワー変動に起因する全反射光量変動を極めて小さな値に抑えることができ、結果として、ギャップ制御の安定動作を保証することが可能である。
【００８９】
なお、本実施の形態では、光ディスク装置の構成要素であるレーザパワー制御回路２７の制御帯域（ゲイン交点周波数）をギャップ制御回路１５の制御帯域（ゲイン交点周波数）の１０倍としたが、この例に特に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、ギャップ制御の制御帯域内（すなわちゲイン交点周波数以下の周波数帯域）でのパワー変動に起因する反射光量変動を抑え、ギャップ制御の不安定動作を抑えるには、少なくとも光ディスク装置の構成要素であるレーザパワー制御回路２７の制御帯域（ゲイン交点周波数）をギャップ制御回路１５の制御帯域（ゲイン交点周波数）以上に設定してもよい。また、前者を後者の１０倍よりさらに大きく設定してもよく、この場合、ギャップ制御の不安定動作を抑える効果をより大きくすることができることは明らかである。この点について、他の実施の形態も同様である。
【００９０】
上記のように、本実施の形態の光ディスク装置の構成要素であるギャップ制御回路１５の制御帯域（ゲイン交点周波数）に対するレーザパワー制御回路２７の制御帯域（ゲイン交点周波数）の大きさの設定は、当該光ディスク装置のなかで発生するレーザパワーの変動要因にかかる周波数成分とその大きさを考慮して決定することが望ましい。
【００９１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２による光ディスク装置について説明する。本実施の形態は、金属チップに光ビームを照射することにより発生するプラズモン光を利用して光ディスクへの記録再生（プラズモン方式による記録再生）を行う光ディスク装置である。
【００９２】
図６は、本発明の実施の形態２による光ディスク装置の集光部を主に示す概略図である。図６に示すように、本実施の形態の光ディスク装置は、ＳＩＬ２ａ、金属チップ２ｂ、対物レンズ３、及びＳＩＬ２ａと対物レンズ３とを連結する固定具４を備える。光ディスク１ａは、複数の微粒子１ｂを含み、図２に示す光ディスク１と異なり、光ディスク１ａの表面に微粒子（数ｎｍ〜１０数ｎｍ）１ｂが形成されている。
【００９３】
ここで、本実施の形態に用いられるプラズモン方式は、対物レンズ３及びＳＩＬ２ａによって絞り込まれた光ビームをＳＩＬ２ａと一体化されて構成された金属チップ２ｂに照射することにより、プラズモン光ＰＢを発生させ、光ディスク１ａの表面上の微粒子１ｂに記録マークを形成する方式である。このプラズモン方式では、金属チップ２ｂ、ＳＩＬ２a及び対物レンズ３から、レーザ１４からの出射光を用いて、光ディスク１ａ上に所定の大きさを有するビームスポットを形成する光学系が構成されている。
【００９４】
なお、図６では、上記した構成要素以外の構成要素は、実施の形態１の光ディスク装置の構成図である図１に示した構成要素、例えば、ギャップ制御回路１５、レーザパワー制御回路２７等と同様であるため、その記載を省略した。
【００９５】
また、ギャップ長ＧＬは、光ディスク１ａとＳＩＬ２ａとの間のギャップ長であり、その大きさは、２５ｎｍ程度の微小な値であり、本実施の形態に用いたプラズモン方式でも、その大きさに対する要求は、実施の形態１で説明したＳＩＬ方式に対するものと同様である。
【００９６】
したがって、本実施の形態に用いたプラズモン方式においても、ギャップ制御は必須であり、本実施の形態のギャップ制御の制御帯域と、レーザパワー制御の制御帯域との関係は、実施の形態１で説明した図５と同様である。
【００９７】
すなわち、図５を用いて説明すると、本実施の形態でも、ギャップ制御の制御特性ＧＣは、ギャップ制御回路１５の制御特性であり、ギャップ制御の制御帯域、すなわち、ギャップ制御回路１５のゲイン交点周波数Ｇ２は、光ディスク１ａの表面の微小な凹凸に対して、高速回転時においても、十分な追従能力を実現するための望ましいゲイン交点周波数である１０ｋＨｚに設定されている。
【００９８】
また、本実施の形態でも、レーザパワー制御の制御特性ＬＵは、レーザパワー制御回路２７の制御特性であり、レーザパワー制御の制御帯域、すなわち、レーザパワー制御回路２７のゲイン交点周波数Ｇ３は、１００ｋＨｚに設定されている。このように、本実施の形態でも、レーザパワー制御回路２７のゲイン交点周波数Ｇ３を１００ｋＨｚとしており、ギャップ制御回路１５のゲイン交点周波数Ｇ２（１０ｋＨｚ）に対して１０倍としている。
【００９９】
上記のように、本実施の形態でも、ギャップ制御とレーザパワー制御とを、図２に示すような特性としたとき、レーザパワーの変動要因となる電源２８の電源電圧Ｖの変動を抑圧することができる。具体的には、電源２８をスイッチング電源としたときのスイッチング周波数を数ｋＨｚとしたとき、スイッチングノイズΔＶの周波数成分が数ｋＨｚとなり、その周波数は、本実施の形態におけるレーザパワー制御特性ＬＵのゲイン交点周波数Ｇ２（１００ｋＨｚ）より十分低くなる。すなわち、レーザパワー制御回路２７は、電源２８からのノイズの周波数より高いゲイン交点を有する。
【０１００】
したがって、本実施の形態でも、スイッチングノイズΔＶに起因するようなパワー変動に対しては、レーザパワー制御の変動抑圧効果を得ることができる。例えば、スイッチングノイズΔＶの周波数成分（数ｋＨｚ）が周波数領域ＦＡ内に存在する場合でも、レーザパワー制御のゲインは２０ｄＢ〜４０ｄＢあるため、スイッチングノイズΔＶに起因するパワー変動が略１．７％あったとしても、このパワー変動を略０．１７％から略０．０１７％に抑圧することができ、反射光量の変動を略０．１７％から略０．０１７％に低減することができる。
【０１０１】
この結果、本実施の形態でも、反射光量の変動ΔＰが略０．１７％から略０．０１７％に低減することができるので、上記の式（６）から、反射光量の変動ΔＰに相当するギャップ長の変動量ΔＧを求めると、ギャップ長の変動量ΔＧは、略０．０５％から略０．００５％となり、ギャップ長の変動は、１０分の１に抑えることができる。
【０１０２】
この反射光量の変動（略０．０５％から略０．００５％）は、図３に示す電源線ＰＬの電源電圧Ｖの変動分ΔＶに起因しているため、実際のギャップ変動に起因するものではなく、電源電圧Ｖの変動分ΔＶの周波数成分が図５に示す周波数領域ＦＡ内にあるため、略０．０５％から略０．００５％の反射光量の変動の周波数成分も、周波数領域ＦＡ内にあることになる。
【０１０３】
したがって、図５に示すように、周波数領域ＦＡは、ギャップ制御の制御帯域内であるため、ギャップ制御回路１５は、ギャップが「変動していない」にもかかわらず、「変動している」とみなすことになり、ギャップ制御は、目標値から離れる方向に働くような不正規な振る舞いとなる。しかしながら、本実施の形態でも、その不正規な振る舞いにより発生するギャップ変動量は、目標値に対して略０．００５％以下となる。
【０１０４】
この結果、記録時における光ビームのエネルギーが適切に光ディスク１の情報面に照射されるため、あるいは再生時における再生信号品質の恒常性を保つために許容されるギャップ変動が０．４％であるという事実に対して、上記の略０．００５％以下のギャップ変動量は、十分小さい値であり、本実施の形態でも、記録時における光ビームの光ディスクの情報面への適切な照射、あるいは再生時における再生信号品質の恒常性の確保という目的を十分に達成することが可能となる。
【０１０５】
以上説明したように、本実施の形態による光ディスク装置では、実施の形態１と同様に、その構成要素であるレーザパワー制御回路２７の制御帯域（ゲイン交点周波数）と、ギャップ制御回路１５の制御帯域（ゲイン交点周波数）に明確な大小関係、すなわち、前者を後者の１０倍とする大小関係を設定することにより、ギャップ制御の制御帯域内（すなわちゲイン交点周波数以下の周波数帯域）でのパワー変動に起因する全反射光量変動を極めて小さな値に抑えることができ、結果として、ギャップ制御の安定動作を保証することが可能である。
【０１０６】
したがって、本実施の形態の光ディスク装置の構成要素であるギャップ制御回路１５の制御帯域（ゲイン交点周波数）に対するレーザパワー制御回路２７の制御帯域（ゲイン交点周波数）の大きさの設定は、当該光ディスク装置のなかで発生するレーザパワーの変動要因にかかる周波数成分とその大きさを考慮して決定することが望ましい。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、金属チップに光ビームを照射することにより発生するプラズモン光を利用して光ディスクへの記録再生を行う光学系を例に説明したが、本発明は、上記の各例に特に限定されず、種々の方式により光を用いて情報を情報記録媒体に記録及び／又は再生する光情報装置に適用することができる。
【０１０８】
例えば、ＳＩＬを用いることなく、所定の基板上に形成された散乱体（例えば、金属チップ）に光ビームを照射することによりプラズモン光を発生させる光学系を用いてもよい。また、エバネッセント光又はプラズモン光等の近接場光をギャップ制御及び／又はトラッキング制御等に用いる光ディスク装置や、近接場光を用いて情報記録媒体を加熱し、同時に磁極が発生する磁場によって情報を情報記録媒体に記録する光アシスト磁気記録ヘッド等を備える光ディスク装置等にも、本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３による光ディスク装置について説明する。図７は、本発明の実施の形態３による光ディスク装置の構成を示す概略図である。図７に示す光ディスク装置は、ＳＩＬ２、対物レンズ３、ＳＩＬ２と対物レンズ３とを連結する固定具４、ギャップ制御用アクチュエータ７、偏光ビームスプリッタ９、ディテクタ１０、コリメートレンズ１１、λ／４板１２、光源の一例であるレーザ１４、ギャップ制御回路１５、ビームスプリッタ２５、ディテクタ２６、レーザパワー制御回路２７ｂ、電源２８、フィルタ３５及び加算器３６を備える。
【０１１０】
本実施の形態において、ディテクタ２６がパワー検出部の一例に対応し、レーザパワー制御回路２７がパワー制御部の一例に対応し、ディテクタ１０がギャップ検出部の一例に対応し、ギャップ制御回路１５がギャップ制御部の一例に対応し、フィルタ３５及び加算器３６が補正部の一例に対応し、フィルタ３５がフィルタ部の一例に対応し、加算器３６が変動成分除去部の一例に対応し、その他の点は、実施の形態１と同様である。
【０１１１】
本実施の形態の特徴は、レーザパワー制御系で抑えられないパワー変動が発生したときの、実際のギャップ変動によらない反射光量の変動が起こることによるギャップ制御の不安定動作への対処として、当該パワー変動と反射光量の変動との相殺に注目したことである。
【０１１２】
すなわち、図７に示す光ディスク装置が図１に示すディスク装置と異なる点は、以下の点である。ディテクタ２６が、レーザパワー検出信号ＰＤをレーザパワー制御回路２７へ入力するとともに、フィルタ３５へ入力する。フィルタ３５は、レーザパワー検出信号ＰＤからレーザパワー制御系では抑えられないパワー変動成分、例えば、図２に示す周波数帯域ＦＡ内の成分を抽出し、この成分のレベル及び位相を調整する。例えば、フィルタ３５は、加算器３６で相殺可能なように、抽出した成分の位相を逆位相に調整した補正レーザパワー検出信号ＣＰを加算器３６へ入力する。加算器３６は、ギャップ検出信号ＧＤに補正レーザパワー検出信号ＣＰを所定の割合で加算することにより、レーザパワー制御系（レーザパワー制御回路２７ｂ）では抑えられないパワー変動成分をギャップ検出信号ＧＤから除去した信号を補正ギャップ検出信号ＧＡとしてギャップ制御回路１５へ入力し、ギャップ制御回路１５は、補正ギャップ検出信号ＧＡを用いてギャップ制御を行う。
【０１１３】
一方、レーザパワー制御回路２７ｂは、図２に示すレーザパワー制御の制御特性ＬＣを有し、レーザパワー制御回路２７ｂのゲイン交点周波数Ｇ３は、１ｋＨｚに設定されている。この場合、１００ｋＨｚのゲイン交点周波数を有するレーザパワー制御回路２７ｂは、ゲイン交点周波数Ｇ３（１ｋＨｚ）以上のパワー変動を抑えることはできないが、上記のように、レーザパワー制御回路２７ｂで抑えられないパワー変動成分がギャップ検出信号ＧＤから除去された補正ギャップ検出信号ＧＤを用いて、ギャップ制御回路１５がギャップ制御を行っているため、レーザパワー制御回路２７ｂで抑えられないパワー変動の影響を受けることなく、ギャップ制御を行うことができる。
【０１１４】
上記のように、本実施の形態では、図７に示すフィルタ３５を用い、フィルタ３５は、レーザパワー検出信号ＰＤに含まれる、レーザパワー制御系では抑えられないパワー変動成分のレベル及び位相を適宜調整している。その後、加算器３６は、レーザパワー制御系では抑えられないパワー変動成分が除去されるように、補正レーザパワー検出信号ＣＰをギャップ検出信号ＧＤに加算して補正ギャップ検出信号ＧＡを生成し、レーザパワー制御系では抑えられないパワー変動成分が除去された補正ギャップ検出信号ＧＡが加算器３６からギャップ制御回路１５に入力される。
【０１１５】
この結果、本実施の形態の光ディスク装置では、レーザパワー制御系で抑えられないパワー変動と反射光量変動とが相殺されることになり、ギャップ検出信号ＧＤからパワー変動の影響が除去されたギャップ検出信号が、加算器３６の補正ギャップ検出信号ＧＡとしてギャップ制御回路１５に入力されることとなるため、レーザパワー制御系で抑えられないパワー変動の影響を受けることのないギャップ制御の安定な動作を確保することができる。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、ギャップ検出信号ＧＤからパワー変動の影響が除去された補正ギャップ検出信号ＧＡを、フィルタ３５及び加算器３６を用いて生成したが、この例に特に限定されず、種々の変更が可能である。
【０１１７】
例えば、フィルタ３５及び加算器３６に代えてバンドパスフィルタ（又はハイパスフィルタ）及び減算器を用いても、同様の効果を得ることができる。具体的には、バンドパスフィルタが、レーザパワー検出信号ＰＤから、レーザパワー制御系では抑えられないパワー変動成分、例えば、レーザパワー制御回路２７ｂのゲイン交点以上の変動成分を抽出し、この成分を補正レーザパワー検出信号として減算器へ出力し、減算器が、ギャップ検出信号ＧＤから補正レーザパワー検出信号を所定の割合で減算することにより、レーザパワー制御回路２７ｂのゲイン交点以上の変動成分をギャップ検出信号から除去した補正ギャップ検出信号を作成し、この補正ギャップ検出信号を用いてギャップ制御回路１５がギャップ制御を行うようにしてもよい。この場合、バンドパスフィルタ及び減算器補正部の一例に対応し、バンドパスフィルタがフィルタ部の一例に対応し、減算器が変動成分除去部の一例に対応する。
【０１１８】
また、レーザパワー制御回路の制御特性も、上記の例に特に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、レーザパワー制御回路２７ｂに代えて、図１に示す１００ｋＨｚのゲイン交点周波数を有するレーザパワー制御回路２７を用いてもよい。具体的には、フィルタ３５は、レーザパワー検出信号ＰＤから、レーザ１４の出射パワーの変動成分を抽出し、加算器３６は、ギャップ検出信号ＧＤからフィルタ３５により抽出された変動成分を除去することにより、光ディスク１とＳＩＬ２との間のギャップの変動に起因しない変動成分を除去した補正ギャップ検出信号ＧＡを作成し、ギャップ制御回路１５は、補正ギャップ検出信号ＧＡを用いて、光ディスク１とＳＩＬ２との間のギャップ長を制御するようにしてもよい。この場合、より安定的なギャップ制御を実現することができる。
【０１１９】
また、上記の各実施の形態は、一例であって、発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形を加えることができるのはいうまでもない。また、上記の各実施の形態の各構成要素やそれらを変形した構成要素を適宜組み合わせて用いることも、もちろん可能である。
【０１２０】
上記の各実施の形態から本発明の各態様について説明すると、以下のようになる。すなわち、本発明の一態様に係る光情報装置は、情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置であって、光を出射する光源と、前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、前記光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成するパワー検出部と、前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御するパワー制御部と、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成するギャップ検出部と、前記ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御するギャップ制御部とを備え、前記パワー制御部は、前記ギャップ制御部のゲイン交点より大きいゲイン交点を有する。
【０１２１】
この光情報装置においては、パワー制御部がギャップ制御部のゲイン交点より大きいゲイン交点を有しているので、パワー制御部によりギャップ制御部の制御帯域内の不要な光量変動を抑圧することができる。したがって、ギャップの変動に起因しない光量変動を低減してギャップの変動を正確に検出することができるので、この正確なギャップの変動を基に安定的にギャップ制御を行うことができる。この結果、ギャップの変動に起因しない全反射光量変動、すなわち、レーザパワー変動が起こっても、ギャップ制御の不安定動作を抑えることができるので、ギャップの変動に起因しない不要な変動を低減し、ギャップ制御を安定的に行うことができる。
【０１２２】
前記パワー制御部は、前記ギャップ制御部のゲイン交点の１０倍以上のゲイン交点を有することが好ましい。
【０１２３】
この場合、ギャップ制御の制御帯域内、すなわち、ギャップ制御部のゲイン交点周波数以下の周波数帯域でのパワー変動に起因する全反射光量変動を、極めて小さな値に抑えることができるので、ギャップ制御の安定動作を確実に保証することが可能となる。
【０１２４】
前記光源を駆動するための電力を供給する電源をさらに備え、前記パワー制御部は、前記電源からのノイズの周波数より高いゲイン交点を有することが好ましい。
【０１２５】
この場合、パワー制御部により電源からのノイズによって発生するパワー変動を抑圧することができるので、電源からのノイズによる不要なパワー変動の影響を除去してギャップの変動を正確に検出することができ、この正確なギャップの変動を用いて安定的にギャップ制御を行うことができる。
【０１２６】
前記ギャップ検出信号から前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップの変動に起因しない変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成する補正部をさらに備え、前記ギャップ制御部は、前記補正ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御することが好ましい。
【０１２７】
この場合、情報記録媒体と光学系との間のギャップの変動に起因しない変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成し、この補正ギャップ検出信号を用いて、情報記録媒体と光学系との間のギャップ長を制御しているので、ギャップの変動に起因しない不要な変動の影響を受けることなく、ギャップ制御の安定な動作を確保することができる。
【０１２８】
前記補正部は、前記パワー検出信号から前記光源の出射パワーの変動成分を抽出するフィルタ部と、前記ギャップ検出信号から前記フィルタ部により抽出された変動成分を除去することにより、前記補正ギャップ検出信号を作成する変動成分除去部とを含むことが好ましい。
【０１２９】
この場合、パワー検出信号から光源の出射パワーの変動成分が抽出され、抽出された変動成分がギャップ検出信号から除去されるので、ギャップの変動に起因しない光量変動の影響を受けることなく、ギャップの変動を正確に検出することができる。
【０１３０】
本発明の他の態様に係る光情報装置は、情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置であって、光を出射する光源と、前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、前記光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成するパワー検出部と、前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御するパワー制御部と、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成するギャップ検出部と、前記ギャップ検出信号から前記パワー制御部のゲイン交点以上の変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成する補正部と、前記補正ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御するギャップ制御部とを備える。
【０１３１】
この光情報装置においては、ギャップ検出信号からパワー制御部のゲイン交点以上の変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成し、この補正ギャップ検出信号を用いて、情報記録媒体と光学系との間のギャップ長を制御しているので、ギャップの変動に起因しない光量変動の影響を除去してギャップの変動を正確に検出することができ、この正確なギャップの変動を基に安定的にギャップ制御を行うことができる。この結果、パワー制御部で抑えられないパワー変動の影響を受けることなく、ギャップ制御の安定な動作を確保することができるので、ギャップの変動に起因しない変動を低減し、ギャップ制御を安定的に行うことができる。
【０１３２】
前記補正部は、前記パワー検出信号から前記パワー制御部のゲイン交点以上の変動成分を抽出するフィルタ部と、前記ギャップ検出信号から前記フィルタ部により抽出された変動成分を除去することにより、前記補正ギャップ検出信号を作成する変動成分除去部とを含むことが好ましい。
【０１３３】
この場合、パワー検出信号からパワー制御部のゲイン交点以上の変動成分が抽出され、抽出された変動成分がギャップ検出信号から除去されるので、パワー制御部で抑えられないゲイン交点以上の変動成分の影響を受けることなく、ギャップの変動を正確に検出することができる。
【０１３４】
本発明の他の態様に係る光情報装置のギャップ制御方法は、情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置のギャップ制御方法であって、光を出射する光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成する第１のステップと、前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御する第２のステップと、前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、前記情報記録媒体との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成する第３のステップと、前記ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御する第４のステップとを含み、前記第２のステップにおけるパワー制御のゲイン交点は、前記第４のステップにおけるギャップ制御のゲイン交点より大きい。
【０１３５】
このギャップ制御方法においては、パワー制御のゲイン交点がギャップ制御のゲイン交点より大きいので、パワー制御によりギャップ制御の制御帯域内の不要な光量変動を抑圧することができる。したがって、ギャップの変動に起因しない光量変動を低減してギャップの変動を正確に検出することができるので、この正確なギャップの変動を基に安定的にギャップ制御を行うことができる。この結果、ギャップの変動に起因しない全反射光量変動、すなわち、レーザパワー変動が起こっても、ギャップ制御の不安定動作を抑えることができるので、ギャップの変動に起因しない不要な変動を低減し、ギャップ制御を安定的に行うことができる。
【０１３６】
本発明の他の態様に係る他の光情報装置のギャップ制御方法は、情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置のギャップ制御方法であって、光を出射する光源の出射パワーを検出してパワー検出信号を作成する第１のステップと、前記パワー検出信号を用いて、前記光源の出射パワーを制御する第２のステップと、前記光源からの光を用いて、前記情報記録媒体上に所定の大きさのビームスポットを形成する光学系と、前記情報記録媒体との間のギャップ長を検出してギャップ検出信号を作成する第３のステップと、前記ギャップ検出信号から前記第２のステップにおけるパワー制御のゲイン交点以上の変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成する第４のステップと、前記補正ギャップ検出信号を用いて、前記情報記録媒体と前記光学系との間のギャップ長を制御する第５のステップとを含む。
【０１３７】
このギャップ制御方法においては、ギャップ検出信号からパワー制御のゲイン交点以上の変動成分を除去した補正ギャップ検出信号を作成し、この補正ギャップ検出信号を用いて、情報記録媒体と光学系との間のギャップ長を制御しているので、ギャップの変動に起因しない光量変動の影響を除去してギャップの変動を正確に検出することができ、この正確なギャップの変動を基に安定的にギャップ制御を行うことができる。この結果、パワー制御で抑えられないパワー変動の影響を受けることなく、ギャップ制御の安定な動作を確保することができるので、ギャップの変動に起因しない変動を低減し、ギャップ制御を安定的に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明にかかる光情報装置は、レーザパワー変動の影響を受けない安定したギャップ制御を実現することができるので、情報記録媒体を用いて情報を記録及び／又は再生する光情報装置、例えば、光ディスクに情報を記録及び／又は再生する光ディスク装置等として有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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