(57)【要約】【課題】ソリッドイマージョンレンズの被照射体と対向する先端部と被照射体である例えば光記録媒体との間に侵入する汚染物質を検出することが可能な光学的検出方法及びこれに適したソリッドイマージョンレンズを提供するとともに、これを用いた集光レンズ、光学ピックアップ装置とその制御方法、光記録再生装置及び光記録再生方法を提供する。【解決手段】２以上のビームスポットＳ１、Ｓ２を被照射体に近接場照射して、少なくともそのうちの１以上のビームスポットＳ２により、被照射体の表面状態を検出する。【選択図】図９
2006190420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のビームスポットを被照射体に近接場照射して、少なくともそのうちの１以上のビームスポットにより、上記被照射体の表面状態を検出する
ことを特徴とする光学的検出方法。
【請求項２】
上記２以上のビームスポットのうち、走行方向の前方のビームスポットにより、上記被照射体の表面状態を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の光学的検出方法。
【請求項３】
２以上のビームスポットを光記録媒体に近接場照射する光ピックアップ装置の制御方法であって、
上記２以上のビームスポットのうち少なくとも１以上のビームスポットにより、上記光記録媒体の表面状態を検出し、
上記検出結果に基づき上記ビームスポットを照射する近接場光照射手段と上記光記録媒体との間隔を制御する
ことを特徴とする光ピックアップ装置の制御方法。
【請求項４】
２以上のビームスポットを光記録媒体に近接場照射して記録及び／又は再生を行う光記録再生方法であって、
上記２以上のビームスポットのうち少なくとも１以上のビームスポットにより、上記光記録媒体の表面状態を検出し、
上記検出結果に基づき上記ビームスポットを照射する近接場光照射手段と上記光記録媒体との間隔を制御する
ことを特徴とする光記録再生方法。
【請求項５】
対物側の先端部の一部に、被照射体の表面状態検出用のビームスポットを照射する凹部が設けられて成る
ことを特徴とするソリッドイマージョンレンズ。
【請求項６】
ソリッドイマージョンレンズと光軸を合致させ、対物側とは反対側に配置された光学レンズとより構成された集光レンズにおいて、
上記ソリッドイマージョンレンズは、その対物側の先端部の一部に、被照射体の表面状態検出用のビームスポットを近接場照射する凹部が設けられて成る
ことを特徴とする集光レンズ。
【請求項７】
２以上のレーザビームを、ソリッドイマージョンレンズを含む集光レンズにより光記録媒体に近接場照射する光ピックアップ装置において、
上記ソリッドイマージョンレンズは、その対物側の先端部の一部に、上記光記録媒体の表面状態検出用のビームスポットを近接場照射する凹部が設けられて成る
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
２以上のレーザビームを、ソリッドイマージョンレンズを含む集光レンズにより光記録媒体に近接場照射して記録及び／又は再生を行う光記録再生装置において、
上記ソリッドイマージョンレンズは、その対物側の先端部の一部に、上記光記録媒体の表面状態検出用のビームスポットを近接場照射する凹部が設けられて成る
ことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項９】
上記ソリッドイマージョンレンズと上記光記録媒体の表面との間隔を制御するギャップ制御手段と、
上記光記録媒体の表面状態を検出する表面状態検出手段とを少なくとも有し、
上記表面状態検出手段による検出信号を、ギャップ制御手段に出力してギャップ制御が行われる
ことを特徴とする請求項８記載の光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に光記録媒体に２以上のビームスポットを近接場照射して記録及び／又は再生を行う場合に適用して好適な光学的検出方法、ソリッドイマージョンレンズ、集光レンズ、光ピックアップ装置とその制御方法、光記録再生装置及び光記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトディスク（ＣＤ）、ミニディスク（ＭＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）に代表される光（もしくは光磁気）記録媒体は、音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の格納媒体として広く利用されている。しかしながら、更なる音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の高音質化、高画質化、長時間化、大容量化により、さらに高密度大容量の光記録媒体及びその記録再生を行う光記録再生装置が望まれている。
【０００３】
そこで、これらに対応するため、光記録再生装置では、その光源、例えば半導体レーザの短波長化や、集光レンズの開口数の増大化が図られ、集光レンズを介して収束する光スポットの小径化が図られている。
例えば、半導体レーザに関しては、発振波長が従来の赤色レーザの６３５ｎｍから４００ｎｍ帯に短波長化されたＧａＮ半導体レーザが実用化され、これにより光スポットの小径化が図られつつある。また、例えばそれ以上の短波長化については、ソニー株式会社製の２６６ｎｍの単一波長の光を連続発振する遠紫外固体レーザＵＷ−１０１０などが発売されており、更なる光スポットの小径化も図られつつある。また、これ以外にもＮｄ：ＹＡＧレーザの２倍波レーザ（２６６ｎｍ帯）、ダイヤモンドレーザ（２３５ｎｍ帯）、ＧａＮレーザの２倍波レーザ（２０２ｎｍ帯）などの研究、開発が進められている。
【０００４】
また、例えば、ソリッドイマ―ジョンレンズに代表される開口数の大なる光学レンズを使って、例えば開口数１以上の集光レンズを実現するとともに、この集光レンズの対物面を光記録媒体と、その光源波長の１０分の１程度まで近接させて記録再生を行う、いわゆるニアフィールド光記録再生方式が検討されている。
【０００５】
ニアフィールド光記録再生装置においては、その一例の要部の概略構成図を図１４に示すように、光記録媒体１側から順に、ソリッドイマージョンレンズより成る近接場光照射手段２と対物用の光学レンズ３とを配置して、ニアフィールド照射用の集光レンズ７０を構成する。
ここで、ソリッドイマージョンレンズを超半球形状で形成した場合は、半球部分の曲率半径をｒ、屈折率をｎ、光軸に沿う方向の厚さをｔとすると、ｔ＝ｒ（１＋１／ｎ）の関係がある。また例えば、ソリッドイマージョンレンズを半球形状で形成した場合は、半球部分の曲率半径をｒ、屈折率をｎ、光軸に沿う方向の厚さをｔとすると、ｔ＝ｒの関係がある。
このような構成の集光レンズ７０は、図示しないが光記録再生に使用される２軸ピックアップ装置、あるいは磁気記録再生に使用される磁気ヘッド装置に装着され、光記録媒体１と集光レンズ７０との距離を光学的なコンタクト状態に維持する。
すなわち、ソリッドイマージョンレンズの対物面は、上述したように使用する光の波長の１０分の１程度の距離をもって、光記録媒体の表面と対向しており、高速で回転する光記録媒体との接触によるレンズと媒体双方の傷や磨耗などの損傷を防ぐために、レンズと光記録媒体の間隔や、その相対的な角度を精密に制御し、保持する必要がある。
【０００６】
一方、このニアフィールド光記録再生方式において高転送レート化を図るためには、光記録媒体と集光レンズとの距離をいかにして光学的なコンタクト状態に維持しながら高速にディスクを回転させるかが重要である。
このように、光記録媒体とのナノメートルオーダの間隔や相対的な角度を精度良く制御し、かつトラッキング方向の制御及び高速回転を行って安定したニアフィールド記録再生を行うためには、光記録媒体とその集光レンズの傾きマージンを大きくし、かつ集光レンズの対物面及び光記録媒体表面を清浄に保持して、ダストなどの汚染物質ができる限り少ない環境で動作させる必要がある。
【０００７】
そのため、例えばソリッドイマージョンレンズは、その対物面を凸形状、例えば、円錐形状にし、かつその円錐先端部分を平面に加工することにより、対物面と光記録媒体との距離を数十ｎｍにした場合でも、傾きマージンが、＋／−０．１度程度確保できるようにされている。
また、光記録媒体製造用原盤のレジストに近接場光を照射して微細パターンを露光する場合において、レジスト表面の凸状欠陥を検出するために、露光用光の照射用のレンズの走行方向の前方に、先行してビームスポットを照射する方法が提案されている（例えば特許文献１参照。）
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−９２９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、ソリッドイマージョンレンズの先端部を円錐形状にすることで、ダストがこの円錐形状側面に沿って流れていくため、比較的大きいダストはレンズの対物面に巻き込まないという利点がある。
しかしながら、ソリッドイマージョンレンズと光記録媒体の間の例えば数１０ｎｍという微小な間隙に、これより微細なダストや汚染物質は依然として侵入する恐れがあり、結果として、ソリッドイマージョンレンズと光記録媒体が汚損するとか、これを避けようとギャップを制御する場合に、レンズが光記録媒体に衝突してしまうという問題がある。
また、前述のレジスト表面の凸状欠陥を検出する方法では、レジスト露光用光の集光位置から離間した位置に表面検出用光として、異なる波長の光をファーフィールド光として照射している。したがって、この方法による場合、ソリッドイマージョンレンズと被照射体である例えば光記録媒体の表面に入り込むような微細な汚染物質の検出は難しい。
【００１０】
以上の問題に鑑みて、本発明は、ソリッドイマージョンレンズの被照射体と対向する先端部と被照射体である例えば光記録媒体との間に侵入する汚染物質を検出することが可能な光学的検出方法及びこれに適したソリッドイマージョンレンズを提供するとともに、これを用いた集光レンズ、光学ピックアップ装置とその制御方法、光記録再生装置及び光記録再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明による光学的検出方法は、２以上のビームスポットを被照射体に近接場照射して、少なくともそのうちの１以上のビームスポットにより、上記被照射体の表面状態を検出することを特徴とする。
また、本発明は、上述の光学的検出方法において、上記２以上のビームスポットのうち、走行方向の前方のビームスポットにより、上記被照射体の表面状態を検出することを特徴とする。
更に、本発明は、２以上のビームスポットを光記録媒体に近接場照射する光ピックアップ装置の制御方法であって、上記２以上のビームスポットのうち少なくとも１以上のビームスポットにより、上記光記録媒体の表面状態を検出し、上記検出結果に基づき上記ビームスポットを照射する近接場光照射手段と上記光記録媒体との間隔を制御することを特徴とする。
また、本発明は、２以上のビームスポットを光記録媒体に近接場照射して記録及び／又は再生を行う光記録再生方法であって、上記２以上のビームスポットのうち少なくとも１以上のビームスポットにより、上記光記録媒体の表面状態を検出し、上記検出結果に基づき上記ビームスポットを照射する近接場光照射手段と上記光記録媒体との間隔を制御することを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明によるソリッドイマージョンレンズは、対物側の先端部の一部に、被照射体の表面状態検出用のビームスポットを近接場照射する凹部が設けられて成ることを特徴とする。
また、本発明は、ソリッドイマージョンレンズと光軸を合致させ、対物側とは反対側に配置された光学レンズとより構成された集光レンズにおいて、上記ソリッドイマージョンレンズは、その対物側の先端部の一部に、被照射体の表面状態検出用のビームスポットを近接場照射する凹部が設けられて成ることを特徴とする。
更に、本発明は、２以上のレーザビームを、ソリッドイマージョンレンズを含む集光レンズにより光記録媒体に近接場照射する光ピックアップ装置において、上記ソリッドイマージョンレンズは、その対物側の先端部の一部に、上記光記録媒体の表面状態検出用のビームスポットを近接場照射する凹部が設けられて成ることを特徴とする。
また、本発明は、２以上のレーザビームを、ソリッドイマージョンレンズを含む集光レンズにより光記録媒体に近接場照射して記録及び／又は再生を行う光記録再生装置において、上記ソリッドイマージョンレンズは、その対物側の先端部の一部に、上記光記録媒体の表面状態検出用のビームスポットを近接場照射する凹部が設けられて成ることを特徴とする。
【００１３】
上述したように、本発明の光学的検出方法、光ピックアップ装置の制御方法及び光記録再生方法においては、２以上のビームスポットを光記録媒体等の被照射体に近接場照射するものであり、すなわち、ソリッドイマージョンレンズの対物側の先端部に２以上のビームスポットを配置し、そのうち少なくとも１以上のビームスポットで光記録媒体等の被照射体の表面状態を検出する。
したがって、本発明によれば、微小な汚染物質がソリッドイマージョンレンズと光記録媒体等の被照射体の表面との間に侵入した場合や、あるいは表面に微小な欠陥が存在する場合でも、これを検出することができて、検出した結果に基づきソリッドイマージョンレンズを退避することによって、ソリッドイマージョンレンズへの汚染物質の付着や、光記録媒体等の被照射体との衝突を回避することができる。
特に、２以上のビームスポットのうち、走行方向の先方に位置するビームスポットによって表面状態を検出することによって、より早くこのような汚染物質などの侵入を検知することができ、ソリッドイマージョンレンズ等の近接場光照射手段の早期制御による安定走行が可能となり、光記録再生に用いる場合は、より安定した光記録再生が可能となる。
【００１４】
また、本発明によるソリッドイマージョンレンズ、集光レンズ、光ピックアップ装置及び光記録再生装置においては、そのソリッドイマージョンレンズの近接場光を照射する対物側の先端部の一部に凹部を設け、ここに光記録媒体等の被照射体の表面状態を検出するビームスポットを照射するものである。
このような本発明構成のソリッドイマージョンレンズを用いることにより、近接場光によってこの凹部に侵入した微小な汚染物質や、光記録媒体等の被照射体表面の欠陥いわゆるディフェクトの検出が可能となる。したがって、本発明構成のソリッドイマージョンレンズを用いることにより、微小な汚染物質やディフェクトを検出し、直ちにソリッドイマージョンレンズを退避させる制御を行うことが可能であり、ソリッドイマージョンレンズと汚染物質や被照射体の表面との衝突を事前に回避することができる。したがって、本発明によれば、ソリッドイマージョンレンズ及びこれを含む集光レンズのギャップ方向及びトラッキング方向の安定制御を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の光学的検出方法、光ピックアップ装置及び光記録再生方法によれば、ソリッドイマージョンレンズ等の近接場光照射手段と光記録媒体等の被照射体との間に存在する微小な汚染物質やディフェクトを検出することができる。
また、本発明の光学的検出方法において、２以上のビームスポットのうち、走行方向の前方のビームスポットにより、被照射体の表面状態を検出することにより、比較的早期の退避制御による安定走行が可能となる。
更に、本発明のソリッドイマージョンレンズ、集光レンズ、光ピックアップ装置及び光記録再生装置によれば、ソリッドイマージョンレンズと微小な汚染物質や光記録媒体等の被照射体表面のディフェクトによるソリッドイマージョンレンズの汚損、衝突を事前に回避することができ、ソリッドイマージョンレンズ及び集光レンズの安定制御を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
図１は、本発明による光ピックアップ装置の一例の概略構成を示す。光ピックアップ装置は、２以上のレーザビームを出射する光源１０を有し、コリメートレンズ１１と、無偏光ビームスプリッタ１２、偏光ビームスプリッタ１３、１／４波長板１４、ビームエキスパンダー１５、ミラー１６及び集光レンズ７０を駆動制御するアクチュエータ１７とより構成される。
【００１７】
このような構成において、光源１０から出射された複数の光（図においては１本のビーム光路を代表して示す）は、コリメートレンズ１１により平行光とされて無偏光ビームスプリッタ１２、偏光ビームスプリッタ１３を通過して１／４波長板１４を介してビームエキスパンダー１５によってビーム幅を調整されて、例えばミラー１６により反射されてアクチュエータ１７に搭載された集光レンズ７０、例えばニアフィールド光記録再生を行う場合、ソリッドイマージョンレンズ等の近接場光照射手段２及び光学レンズ３より構成される集光レンズ７０に入射され、光記録媒体１に近接場光として照射される。光記録媒体１は、ディスク状であれば、図示を省略するスピンドルモータに装着され、所定の回転数で回転される。
光記録媒体１の記録面から反射された光は、近接場光照射手段２及び光学レンズ３を介してミラー１６により反射され、ビームエキスパンダー１５、１／４波長板１４を介して偏光ビームスプリッタ１３により一部反射されてレンズ１８により受光手段１９に集光される。ここで、ビームエキスパンダー１５は、光記録媒体１の面振れに対して、集光レンズ７０を固着する２軸アクチュエータが追従した残りのギャップエラー成分および集光レンズの組み立て工程時に発生した誤差成分を補正し、２枚のレンズの間隔を変えることで、補正することができるリレーレンズとして機能する。
【００１８】
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１３を通過した一部の光は、無偏光ビームスプリッタ（ＮＰＢＳ）１２により反射されて、レンズ２０により受光手段２１に検出される。偏光ビームスプリッタ１３から反射された光を受光する受光手段１９により例えばトラッキング信号及びＲＦ再生信号、更に表面状態検出用の信号が再生され、他の受光手段２１により例えば近接場光照射手段２と光記録媒体１との間隔、いわゆるギャップの検出用信号を再生する構成とすることができる。ここで、記録再生用及び表面状態検出用の受光手段１９としては、ビーム本数に対応する２以上の受光部を有するフォトディテクタを用いる。
【００１９】
なお、表面状態検出用の信号は、上述したようにＲＦ再生信号を利用しても良いし、ギャップ検出用信号である全反射戻り光量を利用しても良い。
すなわち、偏光ビームスプリッタ１３から反射された光を受光する受光手段１９により例えばトラッキング信号及びＲＦ再生信号が再生され、他の受光手段２１により例えば近接場光照射手段２と光記録媒体１との間隔、いわゆるギャップの検出用信号、更に表面状態検出用の信号を再生する構成とすることもできる。ここで、ギャップ検出用及び表面状態検出用の受光手段２１としては、ビーム本数に対応する２以上の受光部を有するフォトディテクタを用いる。
【００２０】
なお、この例においては、ギャップ検出方法としては、偏光の変化を利用して検出する場合を示す。すなわち、光記録媒体と近接場光照射手段２、例えばＳＩＬとのギャップが広く、ＳＩＬ端面で光が略全反射する場合には、ＳＩＬ表面で偏光が変化するので、戻り光路でＰＢＳ１３から一部の光が漏れてくる。一方、光記録媒体とＳＩＬとが近く、近接場光が漏れて通常の反射に近い場合には偏光の変化は小さいので、ＰＢＳ１３を漏れてくる光量は小さくなる。この差すなわち、全反射戻り光量の変化を利用して表面状態及びギャップの検出を行うことができる。
なお、表面状態やギャップの検出方法としては、その他例えば静電容量の変化を検出する方法など、種々の方法を採ることができる。
【００２１】
ここで、光記録媒体１と対向する集光レンズ７０は、図２に光ピックアップ装置の一例の要部の概略構成を示すように、ギャップ方向及びトラッキング方向に制御駆動されるギャップ方向制御用コイル７及びトラッキング方向制御用コイル８より成る２軸ピックアップ９に、保持部６を介して固着されている。この２軸ピックアップは、光記録媒体１とソリッドイマージョンレンズ等の近接場光照射手段２との距離を制御可能な、例えば上述した全反射光量をモニタし、その距離情報をフィードバックすることにより、そのギャップを一定に保つことが可能とされる。また、この２軸ピックアップ９は、トラッキング方向に制御可能な、例えばプッシュプル戻り光量をモニタし、その位置情報をフィードバックすることにより、集光スポットを所望の記録トラックに移動せしめることが可能とされる。
【００２２】
次に、近接場光照射手段として用いて好適なソリッドイマージョンレンズの形状について説明する。ソリッドイマージョンレンズは、図３Ａ及びＢにその一例の概略断面構成図及び平面構成図を示すように、その断面は例えば超半球状もしくは半球状とされ、対物側とは反対側は凸球面を有する球状部８１とされ、その周側面は２軸ピックアップ、もしくはスライダとの固着面となる。そして、その対物側は、光記録媒体等の被照射体との傾きマージンを確保するため、例えば円錐状の先端部８２を有する形状として、その先端側の対物面は例えば平面とする。ソリッドイマージョンレンズとしては、その他先端部を角錐状とするとか、曲面状とするなど、種々の構成とすることができる。なお、その先端部の円錐形状の角度は、レーザの入射角度より大に設定されており、例えば、屈折率が２から３程度のレンズ材料を用いた場合、その角度は６０〜８０度程度である。
この場合、球状部８１の半径をｒとすると、光軸ｅに沿うレンズの厚さはｒ（１＋１／ｎ）となる。  球状部８１を半球状とする場合は、その厚さはｒとされる。
【００２３】
なお、光磁気記録媒体に対するニアフィールド光記録再生方式においては、記録時及び／又は再生時に磁界が必要になることから、ソリッドイマージョンレンズの対物面の一部に磁気コイル等を取り付けて構成してもよい。
【００２４】
以上説明したソリッドイマージョンレンズを近接場光照射手段として用いる場合、その材料としては、用いる光学ピックアップ装置、光記録再生装置の装備するレーザ光源の波長に対して、屈折率が大きく、透過率が大きく、光吸収が小さい材料が好適である。例えば、高屈折率ガラスであるオハラ株式会社製のＳ−ＬＡＨ７９や、高屈折率セラミックス、高屈折率単結晶材料であるＢｉ４Ｇｅ３Ｏ１２、ＳｒＴｉＯ３、ＫＴａＯ３、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＧａＰなどが好適である。
また、これら光学レンズ材料は、アモルファス構造、もしくは単結晶の場合には立方晶構造であることが、望ましい。光学レンズ材料がアモルファス構造、もしくは立方晶構造である場合、従来のボール研磨方法や装置が利用可能である。更に、材料の方位を気にすることなく、光学レンズ作製のためのエッチングプロセスやポリッシングプロセスを容易に適用することができる。
【００２５】
また、本発明において、例えば円錐形状とされるソリッドイマージョンレンズの先端部分の後述する凹部等の段差加工については、公知である半導体加工に利用されているエッチング方法や装置が利用可能であり、特に、微細な先端部の加工については、たとえば、日立製作所製の集束イオンビーム加工観察装置ＦＢ−２１００などのフォーカスイオンビーム加工方法、及び加工装置を利用するのが好適である。
【００２６】
そして、本発明においては、このような光ピックアップ装置及びソリッドイマージョンレンズ等の近接場光照射手段により、２以上のビームスポットを被照射体、例えば光記録媒体に近接場照射する。図４にその一例の概略断面構成を示す。
図４においては、光記録媒体１をディスク状として、図示しないスピンドルモータの回転軸２５に装着された状態を示す。図４において、図１及び図２と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この例においては、近接場光照射手段２、例えばソリッドイマージョンレンズの光記録媒体１と対向する先端部に２本のレーザビームＬ１及びＬ２を入射して、２つのビームスポットを照射している状態を示す。
【００２７】
これに対し、比較例として、１つのビームスポットＬを光記録媒体１に照射している状態を図５の概略断面構成図に示す。図５において、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。例えば、この１つのビームスポットにより、ニアフィールド記録再生を行っている場合、図６にその要部の概略断面構成を示すように、ソリッドイマージョンレンズの先端部８２における平面状とされる先端面８２Ｓと、光記録媒体１の表面との間に汚染物質２０１が存在する場合を考える。図６において、図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。なお、図中矢印ｓはレンズの走行方向、すなわちビームの走行方向、矢印ｔは光記録媒体１の相対的走行方向（回転方向）を示す。
【００２８】
このとき、１つのビームスポットにより光記録再生及びこのような汚染物質を検出しているため、図７にその検出された全反射戻り光量の一例を示すように、例えば時間Ｔにおいて全反射戻り光量が検出レベルａを超えて汚染物質２０１を検出しても、ソリッドイマージョンレンズを退避する制御が間に合わず、結果的にソリッドイマージョンレンズと光記録媒体とが衝突してしまい、レンズの汚損や破損を生じる恐れがある。
【００２９】
これに対し、本発明においては、図８にその一例の要部の概略断面構成図を示すように、先端部８２の先端面８２Ｓにおいて、走行方向の前方に凹部８３を設け、ここに光記録媒体１の表面状態検出用のビームスポットＬ２を近接場照射する構成とする。この場合、汚染物質２０１がこの凹部８３と光記録媒体１の表面との間に侵入した場合、直ちにこれを検出することが可能となる。また、先端面８２Ｓと光記録媒体１の表面との間隔をｄ１、凹部８３と光記録媒体１の表面との間隔をｄ２とすると、ｄ１＞ｄ２となり、汚染物質や光記録媒体の表面のディフェクトに対し、凹部８３の存在によって裕度を保つことができるという利点を有する。図８において、図６と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３０】
このソリッドイマージョンレンズの一例の先端部の概略断面構成及び平面構成を図９Ａ及びＢに示す。この例においては、凹部８３を矢印ｓで示す走行方向の前方に設け、光記録再生用ビームまたはギャップ検出用ビームを照射する先端面８２Ｓの後方部との間に段差部８３を設ける例を示す。図９Ｂにおいて、Ｓ１は記録再生用、もしくはギャップ検出用のスポット、Ｓ２は、表面状態検出用のビームスポットを示す。
なお、図１０Ａ及びＢに概略断面構成及び平面構成を示すように、この凹部８３と先端面８２Ｓとの境界に、徐々に傾斜する傾斜部８４を設けてもよい。図１０Ａ及びＢにおいて、図９Ａ及びＢと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３１】
なお、図９及び図１０に示す例において、表面状態検出用のビームスポットＳ２を、他のビームスポットＳ１とは異なる波長の光を用いてもよい。このようなビームスポットを用いる光ピックアップ装置の一例の概略断面構成を図１１に示す。図１１において、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合は、光源１０とは例えば波長の異なる光源４０を用いて、この光源４０からの出射光の光軸上に、コリメートレンズ４１、ビームスプリッタ４２、偏光ビームスプリッタ４３、１／４波長板４４、ダイクロイックプリズム４５を配置する。
この光ピックアップ装置においては、光源４０から出射された表面状態検出用の光は、コリメートレンズ４１により平行光とされてビームスプリッタ４２及び偏光ビームスプリッタ４３を透過し、１／４波長板４４により位相を１／４変換されてダイクロイックプリズム４５を介して光ピックアップ１７に入射され、光記録媒体の所定の記録トラック上にニアフィールド照射される。光記録媒体１から反射された戻り光は、光ピックアップ１７、ダイクロイックプリズム４５を介して１／４波長板４４により再び位相を１／４変換される。
【００３２】
なお、この例においては、表面状態検出を偏光の変化を利用して検出する場合を示し、光記録媒体と近接場光照射手段２、例えばＳＩＬとのギャップが広く、ＳＩＬ端面で光が略全反射する場合には、ＳＩＬの表面で偏光が変化するので、戻り光路で偏光ビームスプリッタ４３から一部の光が漏れてくるが、光記録媒体１と近接場光照射手段２とのギャップが十分小さく、近接場光が漏れて通常の反射に近い場合には偏光の変化は小さいので、ＰＢＳ１３を漏れてくる光量は小さくなる。更に汚染物質などが介在する場合、その光量が変化する。したがって、偏光ビームスプリッタ４３を透過した光をビームスプリッタ４２で分離し、集光用のレンズ２０を介して受光手段２１で検出することによって、この差すなわち、全反射戻り光量の変化を検出し、表面上体の検出を行うことができる。
なお、ギャップの検出をマルチビーム光源のマルチビーム受光手段を利用して行うことも可能である。ギャップの検出方法としては、その他例えば静電容量の変化を検出する方法など、種々の方法を採ることができることは図１の例と同様である。
【００３３】
このような構成の光ピックアップ装置を用いて、図１２の概略ブロック構成図に示すように、例えばギャップ検出用の第１のビーム用検出手段１０１とＲＦ信号検出を兼ねたトラッキング検出手段１０５によって、ギャップ制御手段１０３及びトラッキング制御手段１０６に検出信号を出力し、ピックアップ１０７に制御信号を出力するとともに、表面状態検出用の第２のビーム用検出手段１０２により汚染物質や表面のディフェクトを検出した場合は、表面状態検出手段１０４に検出信号を出力し、ギャップ制御手段１０３に退避する制御信号を出力し、ピックアップ１０７によりソリッドイマージョンレンズを退避するなどの制御を行う。
【００３４】
実施例として、ソリッドイマージョンレンズとして、オハラ社製Ｓ−ＬＡＨ７９の高屈折率ガラス材料を利用し、ソリッドイマージョンレンズの半径を０．４５ｍｍ、その厚さを０．６６７ｍｍとし、その対物面の凸形状先端部を７０度の円錐形状として作製した。このとき、対物面の先端部の平面部の半径は８０μｍで作製した。また、前述の図９及び図１０に示すように、このソリッドイマージョンレンズの先端面の一部にフォーカスイオンビーム加工方法、及び加工装置により、段差加工を施して凹部を形成した。そして、図１１において説明した光ピックアップ装置において、レンズの走行方向の前方に設けた凹部に表面状態検出用のビームスポットＳ２を、後方の先端面に、ニアフィールド記録再生用のビームスポットＳ１を配置して、表面状態を検出しながら光記録再生を行った。
【００３５】
このとき、図８に示すようにソリッドイマージョンレンズの先端面（対物面）を流れていく汚染物質（ダストなど）は、まず先端面の凹部の前方部分から侵入するから、これを前方部の表面状態検出用のビームスポットＳ１により光学的に検出することが可能で、その結果、図１３Ａ〜Ｃにおいて、表面状態検出用ビームの全反射光量、ギャップ制御電圧及び記録再生用ビームの全反射光量の時間変化をそれぞれ示すように、表面状態検出用ビームにより、後方のニアフィールド記録再生用のビームスポットに汚染物質が侵入する前に、ギャップサーボの制御電圧を停止することで、ソリッドイマージョンレンズと光記録媒体の衝突を避けることができることが確認された。図１３Ａ及びＣにおいて、ギャップ制御を行わない場合の汚染物質侵入等による全反射光量の変化を一点鎖線でそれぞれ示す。なお、図１３に示すように、表面状態検出用ビームにより汚染物質等を検出してからギャップ制御電圧を停止するまでの遅延時間δは、後方の記録再生用ビームスポットに汚染物質等が検出されるまでの遅延時間Δｔに比して十分小とすることができる。
【００３６】
これに対し、このような走行方向の前方に表面状態検出用のビームスポットを照射しない場合は、前述の図７において説明したように、ソリッドイマージョンレンズの対物面に汚染物質が侵入した場合、光記録媒体表面にこの汚染物質が付着してしまう、もしくは、ギャップ検出用のビームスポットの全反射戻り光量で検出できても、検出と同時に全反射戻り光量が破綻してしまうことから、ソリッドイマージョンレンズと光記録媒体が衝突することが確認され、最悪の場合、ソリッドイマージョンレンズの対物面や光記録媒体表面が損傷するなどの原因となった。
【００３７】
以上述べたように、本発明の光学的検出方法、光ピックアップ装置の制御方法及び光記録再生方法、またソリッドイマージョンレンズ、集光レンズ、光ピックアップ装置及び光記録再生装置によれば、先行ビームスポットによる汚染物質やディフェクトの検出が可能であるため、ソリッドイマージョンレンズの退避を確実に衝突や汚損の発生前に行うことが可能であり、ソリッドイマージョンレンズ及び光記録媒体相互の汚損、損傷を確実に回避することができる。
これにより、ソリッドイマージョンレンズ等の近接場光照射手段の安定制御が可能となり、光ピックアップ装置、光記録再生装置に適用する場合は、ギャップサーボやトラッキングサーボの安定制御、サーボ特性の向上を図ることができる。
【００３８】
なお、上述の例においては、本発明の光学的検出方法、ソリッドイマージョンレンズ及び集光レンズを、光記録媒体に照射して光記録再生に用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば光記録媒体製造用原盤の露光工程など、その他の近接場光を照射する場合に適用可能である。
また、本発明は、以上説明した各例に限定されることなく、その他種々の変形、変更が可能である。例えば、光ピックアップ装置、光記録再生装置に用いる光源として、例えば７８０ｎｍ帯、６８０ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、６５０ｎｍ帯、６３５ｎｍ帯、４００ｎｍ帯、４１５ｎｍ帯等の例えば半導体レーザを用いることができ、３以上の光源を用いることも可能である。
また、近接場光照射手段としては、上述のソリッドイマージョンレンズの他、多角形状のミラーを利用したソリッドイマージョンミラー（ＳＩＭ）を用いるなど、種々の手段を用いる場合にも適用可能であるなど、本発明構成を逸脱しない範囲において、光ピックアップ装置及び光記録再生装置の各種構成等において変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明の光ピックアップ装置の一例の要部の概略構成図である。
【図３】Ａはソリッドイマージョンレンズの一例の概略側面構成図である。Ｂはソリッドイマージョンレンズの一例の概略平面構成図である。
【図４】本発明による光ピックアップ装置の制御方法の一例の説明に供する概略断面構成図である。
【図５】比較例による光ピックアップ装置の制御方法の一例の説明に供する概略断面構成図である。
【図６】比較例によるソリッドイマージョンレンズの一例の要部の概略断面構成図である。
【図７】比較例による全反射戻り光量の変化を示す図である。
【図８】本発明の光学的検出方法の一例の説明に供する概略断面構成図である。
【図９】Ａは本発明のソリッドイマージョンレンズの一例の要部の概略断面構成図である。Ｂは本発明のソリッドイマージョンレンズの一例の要部の概略平面構成図である。
【図１０】Ａは本発明のソリッドイマージョンレンズの一例の要部の概略断面構成図である。Ｂは本発明のソリッドイマージョンレンズの一例の要部の概略平面構成図である。
【図１１】本発明の光ピックアップ装置の一例の概略構成図である。
【図１２】本発明の光記録再生装置の一例の要部の概略ブロック構成図である。
【図１３】Ａは本発明の光学的検出方法によるビームスポットの全反射戻り光量の一例の変化を示す図である。Ｂは本発明の光学的検出方法によるギャップ制御電圧の一例の変化を示す図である。Ｃは本発明の光学的検出方法によるビームスポットの全反射戻り光量の一例の変化を示す図である。
【図１４】光記録再生装置の一例の要部の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１．光記録媒体、２．近接場光照射手段、３．光学レンズ、６．保持部、７．ギャップ方向制御用コイル、８．トラッキング方向制御用コイル、９．２軸ピックアップ、１０．光源、１１．コリメートレンズ、１２．無偏光ビームスプリッタ、１３．偏光ビームスプリッタ、１４．１／４波長板、１５．ビームエキスパンダー、１６．ミラー、１７．アクチュエータ、１８．レンズ、１９．受光手段、２０．レンズ、２１．受光手段、４０．光源、４１．コリメートレンズ、４２．ビームスプリッタ、４３、偏光ビームスプリッタ、４４．１／４波長板、４５．ダイクロイックプリズム、７０．集光レンズ、８１．球状部、８２．先端部、８２Ｓ．先端面、８３．凹部、８４．段差部、８５．傾斜部、１０１．第１のビーム用検出手段、１０２．第２のビーム用検出手段、１０３．ギャップ制御手段、１０４．表面状態検出手段、１０５．トラッキング検出手段、１０６．トラッキング制御手段、１０７．ピックアップ
【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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