(57)【要約】【課題】近接場光を用いる場合における、レンズ衝突によるディスク損傷を効果的に防止する。【解決手段】回転駆動される光ディスクの信号記録面に対してレーザ光及び近接場光を照射して検出した全反射戻り光量を微分して、光学ピックアップ内のレンズの移動速度を算出する。そして、その算出された移動速度に基づいて、光学ピックアップ又はその光学ピックアップ内のレンズの駆動制御を行う。例えば、算出された移動速度が、予め設定された許容速度を超えた場合に、光ディスクの表面から離す退避処理を行う。【選択図】図２
2010135029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクを回転駆動させる駆動部と、
前記光ディスクの信号記録面に対してレーザ光及び近接場光を照射して、記録又は再生を行う光学ピックアップと、
前記光学ピックアップと前記光ディスクとの距離を設定する光学ピックアップ駆動機構部と、
前記光学ピックアップにおいて検出した、前記光ディスクに照射したレーザ光の全反射戻り光量を微分して、前記光学ピックアップ内のレンズの移動速度を算出する移動速度算出部と、
前記移動速度算出部で算出した移動速度に基づいて、前記光学ピックアップ駆動機構部による前記光学ピックアップ又はその光学ピックアップ内のレンズの駆動制御を行う制御部とを備えた
光ディスク装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記移動速度算出部で算出した移動速度と、予め設定された許容速度との比較を行い、前記許容速度を越えたことを検出した場合に、前記光学ピックアップ又はその光学ピックアップ内のレンズを、前記光ディスクの表面から離す退避処理を行う
請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記光学ピックアップ駆動機構部は、前記光学ピックアップ内のソリッドイマージョンレンズを駆動する機構部であり、
前記制御部は、前記移動速度算出部で算出した移動速度に基づいて、前記ソリッドイマージョンレンズを前記ディスク表面から離す待避処理を行う
請求項２記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記許容速度は、前記光ディスクの表面のコート層でレンズの接触時に保護可能な最大の速度である
請求項３記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記制御部による待避処理は、前記ソリッドイマージョンレンズを強制的に前記近接場合光が生じないファーフィールド領域まで離す処理である
請求項３記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記制御部による待避処理は、前記ソリッドイマージョンレンズを前記近接場合光が生じるニアフィールド領域内で離す処理である
請求項３記載の光ディスク装置。
【請求項７】
回転駆動される光ディスクの信号記録面に対してレーザ光及び近接場光を照射して検出した全反射戻り光量を微分して、光学ピックアップ内のレンズの移動速度を算出する移動速度算出処理と、
前記移動速度算出処理で算出された移動速度が、予め設定された許容速度以上である場合に、前記光学ピックアップ又はその光学ピックアップ内のレンズを、前記光ディスクの表面から離す退避処理を行う
光ディスク駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場光を用いて光ディスクへの信号の記録又は再生を行う光ディスク装置、及びその光ディスク装置に適用される光ディスク駆動制御方法に関し、特に、光ディスクとレンズとのギャップを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光を用いて記録や再生を行う光ディスクの記録密度を向上させるため、近接場光を用いて信号を記録または再生する光ディスク装置が提案されている。近接場光を用いる光ディスク装置では、ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens）を使用して、レーザ光を光ディスクに照射する。そして、光ディスクと、対物レンズ部などを備える光学ピックアップに設置される、ＳＩＬの端面と間のギャップを、近接場光が生じる距離（ニアフィールド）に制御する必要がある。この距離は、一般に入力レーザ光の波長の１／２であり、例えば数十ｎｍなどの非常に短い距離である。
なお、近接場光が生じる距離をニアフィールドと称する場合、その近接場光が生じない距離をファーフィールドと称される。
【０００３】
このため、ＤＶＤ等のような従来から実用化されているファーフィールド領域で記録や再生を行う光学系のディスク装置では、ギャップ制御は特に問題とならなかったが、近接場光を用いる光ディスク装置では、距離が非常に小さいために大きな問題となる。即ち、ＳＩＬと光ディスクとの距離が非常に短いために、ディスク装置に加わる外部震動や、ディスクの面ぶれなどのわずかな影響で、ＳＩＬがディスクに衝突し、両者の損傷を招く可能性がある。
【０００４】
このため、光ディスク装置に外部から加わる振動、外部ショック、ディスク上のダスト、デフェクトなどの影響を受けやすい。このような影響を回避する手法としては、例えば、フォーカス制御系のサーボ帯域を１３ｋＨｚ程度に上げることで、外乱にロバストにする手法や、レンズの形状をコニカル形状にすることで、原理的に外乱にロバストにする手法がある。
【０００５】
また、このような信号処理系での対処とは別に、レンズがディスク表面に衝突した場合におけるディスク損傷を防ぐために、フェールセーフとして、ディスクの表面を固い皮膜（トップコート）で覆う手法がある。これは、ＤＶＤ等でも用いられている手法であるが、近接場を利用した光ディスクに適用される例については、例えば非特許文献１に記載がある。
【０００６】
【非特許文献１】T. Ishimoto et.al. Proc. The 19th symp. on Phase Change Optical Information Storage, p.27 (2007)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に記載された構成によれば、トップコートを設けることで、レンズ衝突から光ディスクの損傷を保護できる最大の許容ピックアップ移動速度は０．１ｍ／ｓである。このため、それ０．１ｍ／ｓ以上の速度で、ピックアップの先端のレンズがディスクの表面に衝突すると、トップコートが設けてあっても保護が不可能であり、光ディスクが損傷してしまう。
【０００８】
従って、例えトップコートを用いる構成であっても、保護できるピックアップの移動速度には限界があり、ピックアップの移動速度によっては、光ディスクを損傷させてしまう問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑み、ディスク装置において、近接場光を用いて記録や再生を行う場合における、レンズ衝突によるディスクなどの損傷を効果的に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、近接場光を使うディスク装置に適用される。
その処理構成として、回転駆動される光ディスクの信号記録面に対してレーザ光及び近接場光を照射して検出した全反射戻り光量を微分して、光学ピックアップ内のレンズの移動速度を算出する。
そして、その算出された移動速度に基づいて、光学ピックアップ又はその光学ピックアップ内のレンズの駆動制御を行う。
【００１１】
このようにしたことで、万一、何らかの要因で光学ピックアップ内のレンズの移動速度の推定値が規定値以上となって、その規定以上の速度で光ディスク表面と接触する可能性が発生したとする。そのとき、レンズ又はそのレンズが内蔵された光学ピックアップを待避処理させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、光ディスク表面とレンズとの接触で、光ディスクを損傷させる可能性のある移動速度が検出されたとき、レンズの退避処理が行われて、衝突が回避される。従って、例えばディスク表面のトップコートで保護できないような程度の速度が検出されたときなどに待避させることで、光ディスクの保護が良好に行えるようになる。レンズなどの光学ピックアップ側も保護される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態の例を、以下の順序で説明する。
１．ディスク装置全体の構成：図１，図２
２．ギャップサーボ部を開始させる際の構成及び処理：図３〜図６
３．ギャップサーボ時の外乱の影響の説明：図７〜図９
４．ギャップサーボ部を作動中の処理：図１０〜図１５
５．変形例の説明
【００１４】
［１．ディスク装置の全体構成］
本実施の形態の光ディスク装置は、光学系としてソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）を備えた構成としてある。そして、そのＳＩＬをディスク表面に近接させて、近接場光を生じさせて、光ディスクへの記録や、光ディスクからの再生を行う構成としてある。まず、そのＳＩＬを備えた光ディスク装置全体の構成について説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示す図である。この光ディスク装置１は、光源となるレーザダイオード（ＬＤ）３１を有している。光ディスク４７は、ディスクチャッキング部４６により保持された状態で、スピンドルモータ４８により回転駆動される。
光ディスク４７に対して記録や再生を行うレーザ光を照射する集光光学系を備えた光ピックアップ５は、非球面レンズ等よりなる対物レンズである光学レンズ３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）２を有する。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。
【００１６】
レーザダイオード３１から出射されたレーザ光の光路について説明すると、レーザダイオード３１からの出力は、コリメートレンズ１０３と、ビームスプリッタ３３及び３４と、λ／４波長板３５とを介して、光学レンズ３に入射させる。λ／４波長板３５があることで、レーザダイオード３１からの直線偏光のレーザ光が円偏光となり、その円偏光のレーザ光が光学レンズ３及びＳＩＬ２を介して光ディスク４７に照射される。
光ディスク４７で反射したレーザ光は、再びλ／４波長板３５を通過することで、直線偏光となる。ビームスプリッタ３４では、その直線偏光の戻り光と直交する成分の光を分岐させる。ビームスプリッタ３３では、その直線偏光の戻り光と平行する成分の光を分岐させる。
【００１７】
ビームスプリッタ３４の分岐光路上には、集光レンズ３６と、フォトダイオード等の光検出部３７とを配置してあり、光検出部３７で戻り光と直交する成分からＲＦ（高周波）信号ＳＲＦを得る。
ビームスプリッタ３３の分岐光路上には、集光レンズ３８と、フォトダイオード等の光検出部３９とを配置してあり、光検出部３９で戻り光と平行する成分の光から全反射戻り光量などの信号を得る。光検出部３７及び３９で得た信号は、サーボ制御に必要な信号（トラッキングエラー信号，ギャップエラー信号など）をサーボ制御系４０に出力する。
【００１８】
サーボ制御系４０は、ギャップサーボ部５１と、トラッキングサーボ部５２と、チルトサーボ部５３と、スピンドルサーボ部５４とを有する。
ギャップサーボ部５１の具体的構成については、後述する。トラッキングサーボ部５２は、トラッキングエラー信号に基づき光ヘッドをトラッキング制御する。チルトサーボ部５３は、光学ピックアップ５のチルト角を制御する。スピンドルサーボ部５４は、スピンドルモータ４８の回転を制御する。
【００１９】
オートパワーコントローラ４２は、光検出部３７又は３９で得られた信号に基づき、レーザダイオード３１から出力されるレーザ光のパワーが一定になるような制御が行われる。なお、再生時はこのようなサーボ制御による出力制御を省略して、レーザダイオード３１の出力を一定としてもよい。光学ピックアップ５により光ディスク４７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。
【００２０】
光検出部１２１の出力が供給される制御部１２２は、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ＳＧや、チルト制御信号ＳＴを生成させて、駆動部１１３に出力させる。駆動部１１３は例えばボイスコイルモーターを含む２軸アクチュエータや３軸アクチュエータ等より構成される。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。なお、図１３に示す構成の他に、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ある。
【００２１】
図２は、光学ピックアップ５のレンズ保持部と光ディスク４７との関係を示した図である。図２では、レンズを断面で示してある。
光学ピックアップ５は、光ディスク４７に対向して配置されている。光学ピックアップ５の先端部は、ＳＩＬ２と非球面レンズ３とがレンズホルダ４に収納され、レンズホルダ４が、離接機構としての２軸デバイス６に設置されて構成されている。２軸デバイスは、図においては特に具体的な構成を示していないが、２軸方向のコイルやヨーク等で構成される。各コイルに所定のサーボ電圧での電流が流れることにより、トラッキングサーボとギャップサーボを含むフォーカシングサーボ及びチルトサーボの制御が行われる。
図２に示したＳＩＬ２と光ディスク４７との間の距離が、ギャップサーボ部５１がサーボ制御する距離である。
【００２２】
［２．ギャップサーボ部を開始させる際の構成及び処理］
図３は、ギャップサーボ部５１の概要を示すブロック図である。
制御対象は２軸デバイス６である。また、検出量（被制御量）は、全反射戻り光量２４であり、これを上述したようにフォトディテクタ３７で検出する。検出された全反射戻り光量２４は、規格化ゲイン１８にて、例えば１Ｖに規格化される。規格化後の信号は、ＡＤ（analog to digital）変換器１９にてディジタル化される。
【００２３】
ディジタル化された全反射戻り光量は、データ処理部１０に入力される。そして、このデータ処理部１０によりＳＩＬ２を光ディスク４７に接近させるための電圧が出力され、ＤＡ（digital to analog）変換器１１にてアナログ信号化され、接近電圧（ＦＦ電圧）１４として出力される。また、ギャップエラー信号がフィルタ１３に入力され、ＤＡ変換器１２にてアナログ信号化され、サーボ電圧１５として出力される。接近電圧１４とサーボ電圧１５とは、加算され、ドライバ１６に入力され、ドライバ１６は、ギャップエラーがゼロになるように２軸デバイス６を駆動する。
【００２４】
図４は、データ処理部１０の詳細を示すブロック図である。但しこの図４のデータ処理部１０の構成は、ギャップサーボを開始するときの処理構成であり、ギャップサーボ中の外乱の影響を検出するときの処理構成（図１０）については後述する。
データ処理部１０には、全反射戻り光量２４とギャップサーボスイッチ９が入力される。ギャップサーボスイッチ９は、例えば、光ディスク装置１に光ディスクが装填されたことに基づきデータ処理部１０に入力される信号であるが、このときに限られるものではない。全反射戻り光量２４は、コンパレータ２０において、ギャップサーボ開始閾値設定部２１にて設定されたギャップサーボ開始閾値８と比較される。
【００２５】
このギャップサーボ開始閾値８は、ニアフィールド領域内で、かつ、ギャップサーボの目標値より大きい値に設定される。具体的な例を後述する図８を参照して示すと、全反射戻り光量２４のファーフィールド領域における値を１（Ｖ）に規格化したとき、０．８（Ｖ）がギャップサーボ開始閾値８に設定される。ギャップサーボ目標値はギャップサーボ目標値設定部２２で設定される。
【００２６】
コンパレータ２０の比較結果により、例えば、全反射戻り光量２４がギャップサーボ開始閾値８より大きいとき、つまりＳＩＬがファーフィールド距離にあるときには、コンパレータ２０出力は低状態（Ｌｏｗ）となる。一方、全反射戻り光量２４がギャップサーボ開始閾値８より小さいとき、つまりヘッドがニアフィールド距離のときには、高状態（Ｈｉｇｈ）となる。コンパレータの出力が高状態（Ｈｉｇｈ）となった時点で、スイッチ２６がオンとなり、初めてギャップサーボが開始される。ギャップサーボ目標値設定部２２で設定されたギャップサーボ目標値は、減算器２２ａで、ギャップサーボ開始時の接近電圧（ギャップサーボ開始時の全反射戻り光量の電圧）との差分が算出される。その減算器２２ａで加算された差分値が、ギャップが当該目標値になるように制御するサーボ電圧２７として、出力される。サーボ電圧２７は、ギャップエラー電圧である。
【００２７】
図５は、接近速度生成部２３の構成例を示す図である。
接近速度生成部２３において、入力信号はギャップサーボスイッチ９であり、出力信号は接近電圧（ＦＦ電圧）１４である。この接近速度生成部２３は、例えば、ローパスフィルタにより構成される。この場合、ギャップサーボスイッチ９の入力信号は、図５に示すようにステップ状の信号となる。従って、接近速度生成部２３の出力は、ステップ状信号の高域成分が除去されて、図５の出力側に示すような変化がなだらかな信号となる。このように高域成分が除去された信号に基づき光学ピックアップ５が光ディスク４７に向かってなめらかに接近することになる。そして、ギャップサーボは、接近電圧が最終電圧値になった時点で開始される。
【００２８】
このギャップサーボが開始される際の様子を図６に示す。図６において、時刻ｔ１で、コンパレータ２０の出力が低状態（Ｌｏｗ）から高状態（Ｈｉｇｈ）になり、ギャップサーボが開始される。この最終電圧値に達する時刻ｔ１より前の時刻ｔ１−Δの時点で、既にファーフィールドからニアフィールドになっている。
従って、時刻ｔ１で接近電圧が最終電圧値に達している状態では、光学ピックアップ５はほぼ停止している。つまり、このときの移動速度はほぼゼロである。このため、ギャップサーボが開始されるときの光学ピックアップ５の、ギャップ方向の初速度はほぼゼロとなる。
【００２９】
ここでは、ギャップサーボが開始されるときの光学ピックアップ５の位置で当該光ヘッド５の速度がほぼゼロとなるように、光学ピックアップ５の初期位置が設定されている。すなわち、ギャップサーボが開始されるときの光学ピックアップ５の位置で、当該光学ピックアップ５の速度がほぼゼロとなるように、光ディスク４７と光学ピックアップ５との距離が予め設定されている。この初期位置は光ディスク４７からファーフィールド領域にある。このように光ディスクからの光学ピックアップ５の初期位置を予め設定しさえすれば、接近速度生成部２３による光学ピックアップ５の接近動作と、ギャップサーボの制御とを独立して制御することができ、比較的簡単な構成でギャップを適正に制御することができる。
【００３０】
［３．ギャップサーボ時の外乱の影響の説明］
ここで、レンズと光ディスクとのギャップを制御する目標値と、ギャップサーボに使用する全反射戻り光量との関係を、図７を参照して説明する。
図７に示したように、ギャップ目標値８１は、減算器８２に供給されて、検出された全反射戻り光量が減算されて、ギャップエラーｅが得られる。このギャップエラーｅは、制御器８３に供給されて、レンズの駆動信号が生成され、レンズ（ＳＩＬ）を駆動するアクチュエータ８４に駆動信号が供給される。その駆動信号の供給による駆動状態で得られた全反射戻り光量ｙがフィードバックされてサーボ制御される。
ここで、図７に示すように、全反射戻り光量には、加算器８７で外乱８６によるギャップの変動分が加算された信号となっている。外乱８６は、例えば外部からディスク装置に加わる振動や、光ディスクの面ぶれ等がある。面ぶれによる外乱である場合には、光ディスクの回転に連動した周期的な外乱となる。
【００３１】
図８は、レンズと光ディスクとのギャップ長と、全反射戻り光量の関係を示すものである。
一般に、ギャップ長が使用レーザ波長の略１／４以上の距離では、ＳＩＬの端面に全反射する角度で入射した光は、ＳＩＬの端面で全反射するため、全反射戻り光量としては一定となる。逆に、略１／４以下の距離ではＳＩＬの端面と光ディスクとの間で、エバネセント結合が生じ、全反射戻り光量の一部がＳＩＬの端面から光ディスク側に浸み出してくる。この結果、全反射戻り光量としては減少してくる。そして、ＳＩＬの端面とディスクが完全に接触したとき、全反射戻り光量はゼロとなる。使用波長として、青紫色レーザ（λ＝４００ｎｍ）を用いた場合、ディスクの屈折率にも依存するが、略７０ｎｍ以下でエバネセント結合が生じる。従って、図８に示すようなギャップ長と全反射戻り光量の関係が得られる。
【００３２】
図８の例では、全反射戻り光量のファーフィールドでの値を１（Ｖ）となるように規格化してあり、０（Ｖ）と１（Ｖ）の間の領域が、ニアフィールド領域である。
ギャップ長で示すと、ギャップ長７０ｎｍ以下、つまり、全反射戻り光量が減少し始めるギャップ長以下が近接場（ニアフィールド）領域、それ以上がファーフィールド領域となる。ニアフィールド領域においては、ギャップ長と全反射戻り光量の関係が略線形であり、ファーフィールド領域では非線形である。
【００３３】
そこで、図８に示すように、ニアフィールド検出レベルを０．８（Ｖ）に設定し、ＳＩＬをディスクに接近させ、全反射戻り光量がニアフィールド検出レベル以下になったら、ギャップサーボを開始することにする。このようにすることで、サーボ系は線形となり、安定化することが可能となる。つまり、ギャップ長に比例した全反射戻り光量をエラー信号として、図７に示すようにフィードバックループを構成することで、図８に示すギャップ目標値に一定に制御することが可能となる。図８では、目標とするギャップ値は２０ｎｍであり、そのときの全反射戻り光量は０．４（Ｖ）である。
【００３４】
図９に、全反射戻り光量を使って、ギャップサーボ制御を行った場合の例について説明する。
前述したように、ファーフィールド領域では、ギャップ長に比例した全反射戻り光量が得られず非線形であり、ギャップ長に依存せず一定値となる。
そして、ファーフィールド領域にあるレンズ初期位置から、ギャップサーボを開始し、ニアフィールド領域のギャップサーボ最終目標値に引き込もうとしたとする。このとき、そのままでは、図９に示すようにＳＩＬがディスクに激しく衝突してしまう。従って、ファーフィールド領域にあるレンズ初期位置から、ニアフィールド領域のギャップサーボ最終目標値まで安定に引き込むことが重要である。
【００３５】
［４．ギャップサーボ部を作動中の処理］
次に、本実施の形態において、ニアフィールド領域のギャップサーボ最終目標値まで安定に引き込むための構成及び処理について説明する。
図１０は、図３に示したデータ処理部１０の、ギャップサーボ部を作動中の処理構成である。図１０の構成について説明すると、入力した全反射戻り光量２４は、移動速度算出部９１に供給する。この移動速度算出部９１では、ギャップエラーに対応した全反射戻り光量２４を微分して、光学ピックアップのＳＩＬの移動速度を算出する。
つまり、ギャップエラーをｅ（ｔ）、全反射戻り光量をサンプリングする時間間隔をＴとすると、光学ピックアップ内のＳＩＬの移動速度Ｖｈは、次の［数１］式で算出する処理が行われる。
【００３６】
【数１】
2010135029.tif 000003
【００３７】
ここで、ｆ（＊）は、図２に示したように直線的に変化する線形領域を有する、ギャップ長と全反射戻り光量の関係式であり、全反射戻り光量からギャップ長を算出する関数である。
【００３８】
移動速度算出部９１で得られた移動速度Ｖｈは、比較器９２に供給する。この比較器９２では、予め設定された衝突許容速度Ｖｔｈと比較する。この衝突許容速度Ｖｔｈは、例えば、装着される光ディスクがトップコートを有する場合に、そのトップコート（保護層）がディスクの損傷を保護できる衝突許容速度とする。具体的には、例えば０．１ｍ／ｓを衝突許容速度Ｖｔｈとする。あるいは、例えばトップコートによる衝突許容速度が０．１ｍ／ｓの場合に、余裕を見て、その半分の０．０５ｍ／ｓを、比較器９２で比較する衝突許容速度Ｖｔｈとしてもよい。
【００３９】
比較器９２では、供給される移動速度Ｖｈと、衝突許容速度Ｖｔｈとを比較する。
ここで、その比較の結果、［移動速度Ｖｈ≦衝突許容速度Ｖｔｈ］のときには、電圧印加部９３において、なんら電圧を付加しない。つまり接近電圧（ＦＦ電圧）１４はゼロのままとする。
そして、比較の結果、［移動速度Ｖｈ＞衝突許容速度Ｖｔｈ］のときには、ＳＩＬが衝突許容速度以上に速い速度移動していると判断する。この状態では、許容衝突許容速度以上にディスク方向に光学ピックアップ内のＳＩＬが移動しており、この速度でディスクに衝突するとディスクが損傷してしまう可能性が大きい。
【００４０】
そこで、本実施の形態においては、この比較器９２で［移動速度Ｖｈ＞衝突許容速度Ｖｔｈ］が検出された場合に、電圧印加部９３にて特定の電圧を生成し、接近電圧（ＦＦ電圧）１４として出力する。このように、基準となる速度以上の接近速度を検出した場合に、接近電圧１４に印加を行うことで、ＳＩＬが光ディクス表面から離れて、衝突することを回避させることができる。なお、電圧印加部９３にて特定の電圧を生成することによる制御状態の例については、後述する図１４及び図１５で説明する。
【００４１】
なお、この比較器９２での比較は、ＳＩＬが光ディスクに接近するときの速度だけに注目して比較すれば良い。即ち、ＳＩＬが光ディスク離れるときは、たとえ、［移動速度Ｖｈ＞衝突許容速度Ｖｔｈ］の条件を満たした場合であっても、ＳＩＬがディスクに衝突することはない。このため、ＳＩＬが光ディスクから離れるときには、このような制御処理は必要なく、接近電圧（ＦＦ電圧）１４はゼロ電圧のままでよい。
【００４２】
データ処理部１０での、サーボ電圧２７の生成処理については、図４に示した構成と同じでよい。
即ち、減算器２２ａで、ギャップサーボ目標値設定部２２で設定した目標値と、ギャップサーボ開始時の接近電圧（ギャップサーボ開始時の全反射戻り光量の電圧）との差分が算出される。その減算器２２ａで加算された差分値が、ギャップが当該目標値になるように制御するサーボ電圧２７として、出力される。サーボ電圧２７は、ギャップエラー電圧である。
【００４３】
次に、この図１０の構成でギャップサーボ制御が行われる状態について、図１１から図１５を参照して説明する。
まず、プルイン電圧の傾きがＳＩＬの移動速度となるため、プルイン電圧が一定になったところで、ギャップサーボを開始する。なお、ギャップサーボ開始時に全反射戻り光量が、図８などで説明したニアフィールド検出レベルからギャップサーボ最終目標値になるように制御する。このために、図１１に示すように、ニアフィールド領域に入った時刻ｔ０から、目標値を非線形に変化させる。
このように制御することで、図１１に示すように、ファーフィールド領域の初期位置から、ニアフィールド領域の最終目標値まで、ＳＩＬを光ディスクに衝突させることなく引き込ませることが可能となる。ここまでは、図８などで説明した処理と同じである。
【００４４】
このギャップサーボ中は、光ディスク装置に衝撃や振動、ディスク上のデフェクト、ダストがない限りは、安定してギャップを維持できるが、実際の光ディスク装置では、図７に示すようにサーボ系に外乱ｄが印加されてしまう。このため、図１２に示したように実際の全反射戻り光量がＳＩＬの振動に対応して振動して、図１２の例では、戻り光量が０（Ｖ）になったとき、光学ピックアップ内のＳＩＬが、光ディスクの表面と衝突してしまう。
【００４５】
図１３は、外乱の影響で、実際に衝突が発生する場合の全反射戻り光量の波形を観察した例を示したものである。
この場合には、光ディスクの回転に連動して、ＳＩＬがディスク表面に衝突している状態を示しており、光ディスクの面ぶれなどの影響で、１回転に１回、衝突が発生していることがわかる。
【００４６】
ここで、本実施の形態においては、図１０の構成でギャップサーボ制御中の処理を行うことで、光学ピックアップ内のＳＩＬの移動速度が、予め決められた基準値を超えた場合に、電圧印加部９３にて特定の電圧を印加する処理が行われる。従って、ディスク表面との衝突回避処理が行われる。
即ち、接近電圧（ＦＦ電圧）１４として、衝突を回避するようなＳＩＬの後退処理が行われる電圧となり、衝突が回避される。
【００４７】
衝突回避時に、電圧印加部９３にて特定の電圧を印加する処理としては、ＳＩＬをファーフィールド領域まで一旦離す場合（例１）と、ニアフィールド領域内で若干離す場合（例２）とがある。
【００４８】
図１４は、例１として、ＳＩＬをファーフィールド領域まで一旦離す場合の例を示したものである。
この図１４は、時刻ｔ１１において、［移動速度Ｖｈ＞衝突許容速度Ｖｔｈ］が検出されたとする。このとき、ＦＦ電圧１４に電圧印加を行って、全反射戻り光量１．０（Ｖ）に相当する電圧とし、ファーフィールド領域までＳＩＬを光ディスク表面から離す処理が行われる。その後、外乱の影響を回避した後の適当な時刻ｔ１２にて、再び図３の構成にてギャップサーボが開始される。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間は、例えば５００ｍ秒から１秒程度の予め決められた一定値とする。あるいは、何らかの処理で、外乱の影響がなくなったことを判断してから、ギャップサーボを再開させてもよい。
この図１４の例の場合には、一旦、ファーフィールド領域までＳＩＬを離すので、確実な退避処理が行われることになる。
【００４９】
図１５は、例２として、ＳＩＬをニアフィールド領域内で退避させた場合の例を示したものである。
この図１５についても、時刻ｔ２１において、［移動速度Ｖｈ＞衝突許容速度Ｖｔｈ］が検出されたとする。このとき、ＦＦ電圧１４に電圧印加を行って、ニアフィールド領域にとどまった状態にて、ギャップ目標値よりも高い位置（図１５の例では、全反射戻り光量が０．７のレベル）まで離された状態とする。その後、外乱の影響を回避した後の適当な時刻ｔ２２にて、再び図３の構成にてギャップサーボを開始させ、再びギャップ目標値０．４に引き込ませる。この図１５の例の場合にも、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの時間は、例えば５００ｍ秒から１秒程度の予め決められた一定値とする。あるいは、この例の場合にも、何らかの処理で、外乱の影響がなくなったことを判断してから、ギャップサーボを再開させてもよい。
この図１５の例の場合には、退避処理を行っても、ニアフィールド領域に留まっているため、ギャップサーボ開始時に、迅速に元の目標位置に戻すことが可能となり、記録や再生が中断する時間を短くすることが可能となる。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態によると、近接場光を使った光ディスク装置において、ギャップエラーに相当する全反射戻り光量を微分することでＳＩＬ移動速度を推定し、許容されるＳＩＬ衝突速度と比較する処理が行われる。その比較の結果で、ＳＩＬ移動速度がＳＩＬ衝突速度よりも大きい場合には、ＳＩＬをディスクから引き離すように処理が行われる。このようにすることで、ＳＩＬの衝突によるディスク損傷を良好に防止することが可能となる。
【００５１】
この場合、構成としては、全反射戻り光量を微分するだけで、移動速度を推定することができ、比較的簡単な構成で、良好に衝突回避処理が行える効果を有する。即ち、例えばフォーカス制御系のサーボ帯域を特定の周波数帯域まで上げて外乱にロバストにする場合や、レンズの形状で外乱にロバストにする場合に比べて、基本的なサーボ系の構成を変える必要がなく、非常に簡単な構成で対処が可能である。
【００５２】
［５．変形例の説明］
上述した実施の形態では、図１に示した光ディスク装置全体の構成や、図３，図４，図１０などに示したギャップサーボ部の構成例ついては、それぞれ一例を示したものであり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形や変更が可能である。
また、上述した実施の形態では、全反射光量の値を微分して得たＳＩＬの移動速度の検出値（推定値）を、衝突許容速度と比較して、光学ピックアップ内のＳＩＬの駆動部を制御する構成とした。これに対して、得られた移動速度の情報を使って、別の構成や処理でＳＩＬの駆動状態を制御するような構成としてもよい。また、ＳＩＬを駆動させるアクチュエータを制御する構成としたが、ＳＩＬを保持した光学ピックアップ全体を駆動して、待避させる構成としてもよい。
また、上述した実施の形態の中で説明した戻り光量の電圧値や、光ディスク表面とレンズとの距離の制御値については、好適な一例を示したものであり、上述した値に限定されるものでなない。特に、光ディスク表面とレンズとの距離であるギャップ値については、記録や再生に使用するレーザ光の波長によって好適な値が変化するものであり、上述した値に限定されない。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、光ディスク装置に装着する光ディスクとしては、トップコートを施した光ディスクとして、検出されるレンズ速度が、そのトップコートで保護される速度以上を検出した場合に、退避処理を行うようにした。これに対して、トップコートが施されていない光ディスクを駆動する装置に対しても、同様の退避処理を行うようにしてもよい。
【００５４】
また、図１０などに示した構成では、本発明の実施の形態のギャップサーボ制御を行うために、全反射光量の値を微分する処理部や、その微分値を比較する比較器をハードウェアとして構成させた例について説明した。これに対して、これらの処理構成をソフトウェア化して、ソフトウェアによる演算処理で、同様のサーボ制御を行う処理構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態による光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１例における光学ピックアップと光ディスクとの要部を示した説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるギャップサーボ部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるデータ処理部の詳細（ギャップサーボ開始時の処理構成例）を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施の形態による接近速度検出部の構成例を示したブロック図である。
【図６】本発明の一実施の形態による接近速度生成部から出力された接近電圧の時間変化を示す特性図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるフィードバックループの例を示す説明図。
【図８】本発明の一実施の形態による全反射戻り光量とギャップ長との関係を示した特性図である。
【図９】全反射戻り光量とディスクに衝突した状態の例を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるギャップサーボ中の処理状態の構成例を示した構成図である。
【図１１】本発明の一実施の形態によるギャップ制御例を示した特性図である。
【図１２】全反射戻り光量の好ましくない変動例を示した波形図である。
【図１３】衝突発生時の全反射戻り光量の変化状態を観察した例を示した波形図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による制御例（例１：ファーフィールド領域まで離す例）を示した特性図である。
【図１５】本発明の一実施の形態による制御例（例２：ニアフィールド領域内に留まった例）を示した特性図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…光ディスク装置、２…ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）、５…光学ピックアップ、６２…軸デバイス、１０…データ処理部、１４…接近電圧（ＦＦ電圧）、２２…ギャップサーボ目標値設定部、２２ａ…減算器、２４…全反射戻り光量、２７…ギャップサーボ電圧、３０…信号パターン発生器、３１…レーザダイオード（ＬＤ）、３７，３９…フォトディテクタ（ＰＤ）、４０…サーボ制御系、４２…ＬＤドライバ、４７…光ディスク、４８…スピンドルモータ、５１…ギャップサーボ部、５２トラッキングサーボ部、５３…チルトサーボ部、５４…スピンドルサーボ部、９１…移動速度算出部、９２…比較器、９３…電圧印加部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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