(57)【要約】【課題】  ニアフィールド光記録または／および再生において、その光学レンズや、光記録媒体表面の被着物による汚染状態を逸早く検出し、また被着物質の特定を行うことができるようにして、特性の劣化、光学レンズや光記録媒体、更にはこれらを用いた例えば光記録再生装置におけるそれぞれの損傷、故障等を回避することができるようにする。【解決手段】  ソリッドイマージョンレンズによる光学レンズ４１あるいは光記録媒体１の表面状態検出方法であって、その表面状態が、清浄状態等の基準状態における光学レンズ４１に光を導入して得たこの光学レンズ４１からの全反射光量の測定データと、表面状態を検出する被検出光学レンズ４１に光を導入して得たこの光学レンズ１からの全反射光量の測定データとの対比により、上記被検出ソリッドイマージョンレンズによる光学レンズ１あるいは光記録媒体の表面状態の検出を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソリッドイマージョンレンズによる光学レンズの表面状態検出方法であって、
基準表面状態とされたソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、表面状態を検出する被検出ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データとの対比により、上記被検出ソリッドイマージョンレンズの表面状態の検出を行うことを特徴とする光学レンズの表面状態検出方法。
【請求項２】
上記基準表面状態が、表面清浄状態であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズの表面状態検出方法。
【請求項３】
上記基準表面状態が、所要の物質を被着した状態であって、上記対比によって上記被検出ソリッドイマージョンレンズの表面の被着物質を特定検出することを特徴とする請求項１に記載の光学レンズの表面状態検出方法。
【請求項４】
ソリッドイマージョンレンズによる光学レンズの清浄化方法であって、
表面に所要の物質を被着したソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、上記清浄化を行うソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データとの対比によって上記清浄化を行うソリッドイマージョンレンズにおける被着物質を特定し、
該被着物質の特定結果に応じて該被着物質の清浄化に適した清浄を行うことを特徴とする光学レンズの清浄化方法。
【請求項５】
ニアフィールド光記録または／および再生がなされる光記録媒体の表面状態を検出する光記録媒体の表面検出方法であって、
基準表面状態の光記録媒体表面にソリッドイマージョンレンズをニアフィールド光結合させた状態で、上記ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、上記表面状態を検出する被検出光記録媒体表面にソリッドイマージョンレンズをニアフィールド光結合させた状態で、該ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た全反射光量の測定データとを対比して上記被検出光記録媒体の表面状態を検出することを特徴とする光記録媒体の表面状態検出方法。
【請求項６】
上記光記録媒体の基準表面状態が清浄状態であることを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体の表面状態検出方法。
【請求項７】
上記光記録媒体の基準表面状態が、所要の物質を被着した状態であって、上記対比によって上記被検出光記録媒体の表面の被着物質を特定検出することを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体の表面状態検出方法。
【請求項８】
光記録媒体の表面に所要の物質を被着し、該光記録媒体に対しソリッドイマージョンレンズをニアフィールド光結合させた状態で、上記ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、上記清浄化を行う光記録媒体に対し上記ソリッドイマージョンレンズをニアフィールド光結合させた状態で、該ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データとの対比によって上記清浄化を行うソリッドイマージョンレンズの表面被着物質を特定検出し、
該被着物質の特定結果に応じて該被着物質の清浄化に適した清浄を行って上記被着物質を清浄除去することを特徴とする光記録媒体の清浄化方法。
【請求項９】
光記録媒体に対する記録または／および再生を行う光記録再生装置であって、
光源部と、ソリッドイマージョンレンズを有するニアフィールド集光レンズと、光記録媒体の配置部と、演算処理部と、上記ソリッドイマージョンレンズと上記光記録媒体との間のギャップを制御するギャップ制御部とを少なくとも有し、
基準表面状態とされたソリッドイマージョンレンズに上記光源部からの光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、表面状態の検出を行う被検出ソリッドイマージョンレンズに上記光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量によって得た測定データとを、上記演算処理部による演算処理によって上記被検出ソリッドイマージョンレンズの表面状態を検出し、該検出信号によって、上記ギャップ制御部を制御することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１０】
上記基準表面状態とされたソリッドイマージョンレンズに上記基準表面状態の光記録媒体をニアフィールド光結合した状態で、上記ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の基準状態の測定データと、上記表面状態の検出を行う被検出光記録媒体を配置した状態で、上記ソリッドイマージョンレンズに光を導入し全反射光量により得た測定データとの演算処理によって上記被検出光記録媒体の表面状態を検出し、該検出信号によって、上記ギャップ制御部を制御することを特徴とする請求項９に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、光学レンズの表面状態検出方法、光学レンズの清浄化方法、光記録媒体の表面状態検出方法、光記録媒体の清浄化方法、および光記録再生装置に関する。
【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）で代表される光（もしくは光磁気）記録または／および再生がなされる光記録媒体は、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、音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の、更なる高音質化、高画質化、長時間化、大容量化により、更に、大容量の記録、したがって、高密度記録化の要求によって光記録再生装置において、用いる光例えば半導体レーザの短波長化、集光レンズの開口数の増大化が図られ、集光光スポットの小径化が図られている。
【０００３】
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、更に、２６６ｎｍの単一波長の光を連続発振する遠紫外固体レーザを用いることによって、スポットの小径化が図られようとしている。
また、光源として、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】
一方、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用いることによって、例えば開口数１以上のニアフィールド集光レンズを実現し、ソリッドイマージョンレンズの対物面を、光記録媒体に対して光源波長の１０分の１程度まで近接させることによりニアフィールド光(近接場光)による記録または／および再生を行う光記録再生方法が注目されている。
【０００５】
このニアフィールド光記録再生は、例えば、図１４に概略構成図を示すように、光記録媒体４００に近接対向して、ソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ４０１と集光レンズの第２の光学レンズ４０２とが同一光軸Ｏ上に配置されたニアフィールド集光レンズ４０３が用いられる。
ソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ４０１は、その光入射側、すなわち第２の光学レンズ側において、凸球面とされ、対物面がレンズの光軸を中心とする凸形状とされる。照射光例えばレーザ光４０４は、第２の光学レンズ４０２によって集光されて第１の光学レンズ１０１に導入され、その光記録媒体４００と対向する対物面に集光させ、微小スポットの近接場光を生じさせるようになされる。
【０００６】
第１の光学レンズ４０１のソリッドイマージョンレンズは、例えば超半球形状あるいは半球形状とすることができ、超半球構成とした場合は、その曲率半径をｒ、光学レンズの屈折率をｎ、光学レンズ４０１の光軸方向の厚さをｔとすると、ｔ＝ｒ（１＋１／ｎ）の関係がある。
また、例えば、第１の光学レンズ４０１を半球形状で形成した場合は、光学レンズの曲率半径をｒ、光学レンズの厚さをｔとすると、ｔ＝ｒの関係がある。
【０００７】
このニアフィールド集光レンズ４０３は、図示しないが、例えば２軸アクチュエータによって光記録媒体４００との距離をニアフィールド光に対して光学的なコンタクト状態に維持する。
【０００８】
このニアフィールド光記録再生方法にあっては、相互に近接対向するニアフィールド集光レンズの表面と光記録媒体表面の互いの対向面は、その光記録または／および再生を安定して最良の状態で行うためには、塵埃はもとより、結露、皮脂の付着、煙草の煙等による汚染物の付着は、極力回避されることが望まれる。
そこで、このニアフィールド光記録再生方法にあっては、例えばその記録再生に先立って、例えば図１４における相互に近接対向するニアフィールド集光レンズ４０３の表面、すなわち第１の光学レンズ４０１のソリッドイマージョンレンズにおける対物面と光記録媒体４００の表面状態を検出し、これらを排除する清浄化処理を行うことが望ましい。
【０００９】
ところで、従来、このような、ニアフィールド光記録再生における表面状態の検出方法に適用して好適な表面状態の検出方法の提案はなされていない。
例えばガラス板等の透明板における結露の検出方法として、この透明板内に光を導入して透明板の両面において、全反射が繰り返し生じる繰り返しによって、表面の結露の検出を行うものの提案がなされている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法をニアフィールド光記録再生に適用することは実際上できない。
【特許文献１】特開２００４−７７２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑み、光記録媒体に対するニアフィールド光記録再生に適用して好適な光学レンズの表面状態検出方法、光学レンズの清浄化方法、光記録媒体の表面状態検出方法、光記録媒体の清浄化方法、光記録再生装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ソリッドイマージョンレンズによる光学レンズの表面状態検出方法であって、基準表面状態とされたソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、表面状態を検出する被検出ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データとの対比により、上記被検出ソリッドイマージョンレンズの表面状態の検出を行うことを特徴とする。
また、本発明は上述の光学レンズの表面状態検出方法にあって、上記基準表面状態が、表面清浄状態であることを特徴とする。
また、本発明は上述の光学レンズの表面状態検出方法にあって、上記基準表面状態が、所要の物質を被着した状態であって、上記対比によって上記被検出ソリッドイマージョンレンズの表面の被着物質を特定検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、ソリッドイマージョンレンズによる光学レンズの清浄化方法であって、表面に所要の物質を被着したソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、上記清浄を行うソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データとの対比によって上記清浄を行うソリッドイマージョンレンズにおける被着物質を特定し、  該被着物質の特定結果に応じて該被着物質の清浄化に適した清浄を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、ニアフィールド光記録または／および再生がなされる光記録媒体の表面状態を検出する光記録媒体の表面検出方法であって、基準表面状態の光記録媒体表面にソリッドイマージョンレンズをニアフィールド光結合させた状態で、上記ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、上記表面状態を検出する被検出光記録媒体表面にソリッドイマージョンレンズをニアフィールド光結合させた状態で、該ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た全反射光量の測定データとを対比して上記被検出光記録媒体の表面状態を検出する。
【００１４】
本発明は、上述した光記録媒体の表面状態検出方法にあって、上記光記録媒体の基準表面状態が清浄状態であることを特徴とする。
また、本発明は、上述した光記録媒体の表面状態検出方法にあって、上記光記録媒体の基準表面状態が、所要の物質を被着した状態であって、上記対比によって上記被検出光記録媒体の表面の被着物質を特定検出することを特徴とする。
【００１５】
本発明による光記録媒体の清浄化方法は、光記録媒体の表面に所要の物質を被着し、該光記録媒体に対しソリッドイマージョンレンズをニアフィールド光結合させた状態で、上記ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、上記清浄を行う光記録媒体に対し上記ソリッドイマージョンレンズをニアフィールド光結合させた状態で、該ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データとの対比によって上記清浄を行うソリッドイマージョンレンズの表面被着物質を特定検出し、該被着物質の特定結果に応じて該被着物質の清浄化に適した清浄を行って上記被着物質を清浄除去することを特徴とする。
【００１６】
本発明による光記録再生装置は、光記録媒体に対する記録または／および再生を行う光記録再生装置であって、光源部と、ソリッドイマージョンレンズを有するニアフィールド集光レンズと、光記録媒体の配置部と、演算処理部と、上記ソリッドイマージョンレンズと上記光記録媒体との間のギャップを制御するギャップ制御部とを少なくとも有し、基準表面状態とされたソリッドイマージョンレンズに上記光源部からの光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の測定データと、表面状態の検出を行う被検出ソリッドイマージョンレンズに上記光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量によって得た測定データとを、上記演算処理部による演算処理によって上記被検出ソリッドイマージョンレンズの表面状態を検出し、該検出信号によって、上記ギャップ制御部を制御することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上述した光記録再生装置にあって、上記基準表面状態とされたソリッドイマージョンレンズに上記基準表面状態の光記録媒体をニアフィールド光結合した状態で、上記ソリッドイマージョンレンズに光を導入して得た該ソリッドイマージョンレンズからの全反射光量の基準状態の測定データと、上記表面状態の検出を行う被検出光記録媒体を配置した状態で、上記ソリッドイマージョンレンズに光を導入し全反射光量により得た測定データとの演算処理によって上記被検出光記録媒体の表面状態を検出し、該検出信号によって、上記ギャップ制御部を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上述したように、本発明は、測定対象のソリッドイマージョンレンズによる光学レンズの表面状態の測定、実際には、実質的に光学的特性に大きく影響する対物面の表面状態の測定を、この光学レンズに導入した光の全反射の戻り光量の検出で測定するものであるが、本発明においては、光学レンズの基準状態の表面状態での同様の測定結果をいわばデータベースとして得ておき、これとの対比によって、測定対象の光学レンズの表面状態を判知するものである。
そして、その基準表面状態とは、清浄な状態とすることによって、これとの対比により、少なくとも汚染状態にあることの検知を行うことができる。
また、その基準表面状態が、所要の物質、実際には、光学レンズが通常の使用環境で、光学的な特性変化を来たす汚染状態となり易い、結露、皮脂、さらには煙草の煙等の物質を被着させた状態での測定データとを比較することによって状態の特定、すなわち清浄か否か、あるいは物質の特定を行うことができるものである。
【００１９】
また、本発明による清浄化方法は、上述した本発明方法の表面状態の検出方法に基いて表面状態を判知し、その上で、この被着物質に適した清浄化方法で、その除去を行うものであり、このようにすることによって表面状態の改善を適切に、すなわち速やかに、そして良好に行うことができるものである。
【００２０】
また、本発明による光記録再生装置は、上述した本発明による検知方法によって検知した結果に基いて、そのソリッドイマージョンレンズと光記録媒体との間のギャップを制御する構成としたことによって、表面状態に適合して最適な光学的条件での光記録再生を行うことができるものである。
【００２１】
更に、本発明によれば、光記録媒体の表面状態に関しても、上述した光学レンズの表面に係わる表面状態の検出、清浄化方法によって同様の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明による光学レンズの表面状態検出方法、光学レンズの清浄化方法、光記録媒体の表面状態検出方法、光記録媒体の清浄化方法、光記録再生装置の最良の形態例を説明する。
先ず光記録再生装置の実施の形態例を、図１〜図５を参照して説明する。
【００２３】
［光記録再生装置の形態例］
この例による光記録再生装置は、光記録媒体１例えば光ディスクが配置され、これを回転駆動する光記録媒体の配置部３０と、光学ピックアップ装置５０とを有し、光学ピックアップ装置は、ソリッドイマージョンレンズによる光学レンズを有するニアフィールド集光レンズ４０と、この光学集光レンズ４０の光記録媒体１との間隔すなわちギャップを制御する例えば後述する２軸アクチュエータによるギャップ制御部１７と、演算処理部８０と、を少なくとも有して成る。
また、光学ピックアップ装置５０は、光源部１０と、この光源部１０からの出射光例えばレーザ光を集光し、微小スポットのニアフィールド(近接場)光を得るニアフィールド集光レンズ４０と、を有し、更に、例えばコリメートレンズ１１と、無偏光ビームスプリッタ１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、１／４波長板１４と、ビームエキスパンダー１５と、ミラー１６と、集光レンズ１８と、受光手段１９と、集光レンズ２０と、受光手段２１とを有して成る。
【００２４】
ニアフィールド集光レンズ４０は、図２に示すように、同一光軸Ｏ上に配置された、対物すなわち光記録媒体１側からソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ４１と、集光レンズによる第２の光学レンズ４２とによって、ニアフィールド集光レンズ４０を構成するものである。
第１の光学レンズ４１は、ソリッドイマージョンレンズ（以下ＳＩＬという）を構成するものであって、その微小スポットの近接場光をえるための光を入射させる光入射面５１ａが凸球面とされ、対物側の対物面１ｂが凸形状とされ、その先端の中心部に微小スポットの近接光を得るすなわち全反射を生じさせる光の集光部が形成されるようにする。
【００２５】
このニアフィールド集光レンズ４０の第１の光学レンズ４１と光記録媒体１とのギャップは、光源波長の１０分の１程度に選定される。
そして、このニアフィールド集光レンズ４０は、例えば２軸アクチュエータ５３に搭載され、そのトラッキング制御用コイル５３Ａとギャップ制御用コイル５３Ｂとによって、光記録媒体１に対するトラッキング制御とギャップ制御とがなされる。
【００２６】
図１の構成において、光源部１０から出射されたレーザ光Ｌ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によってビーム幅が調整されて、例えばミラー１６によりニアフィールド集光レンズ５０に導入され、光記録媒体１にニアフィールド（近接場光）として照射される。
【００２７】
光記録媒体１の記録面から反射された光は、ニアフィールド集光レンズ４０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集光レンズ１８により受光手段１９に集光される。また、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、集光レンズ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および記録情報再生信号（いわゆるＲＦ再生信号）を得るようになされ、他方の受光手段２１により第１の光学レンズ４１の対物面４１ａに集光がなされる凸形状先端部と、光記録媒体１との間のギャップを検出するギャップ検出用信号が得られるようになされる。
【００２８】
このギャップ検出は、偏光の変化を利用することによって検出することができるものである。すなわち、光記録媒体１と第１の光学レンズのＳＩＬ４１とのギャップが広く、ＳＩＬ４１の対物面で光がほぼ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１とＳＩＬ４１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、全反射光量の変化を利用してギャップ検出を行うことができる。
この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。
【００２９】
このようにして得たトラッキング信号、ギャップ検出信号を、２軸アクチュエータ１７にフィードバックすることにより、ニアフィールド集光レンズ４０のトラッキングおよびギャップ制御を行う。
すなわち、光記録再生装置においては、ギャップ制御部を設けるものであり、この構成におけるギャップ制御部は、受光手段２１と２軸アクチュエータ１７とによるものである。
【００３０】
そして、ニアフィールド集光レンズ４の第１の光学レンズ４１のソリッドイマージョンレンズは、第２の光学レンズ４２との対向側、すなわち光記録媒体１への光ビームスポットを形成する入射光の入射面が球面とされた、半球レンズあるいは超半球レンズによって構成される。
光学レンズ４１の実施形態例を示す。図３〜図５において、各ＡおよびＢは、それぞれ光学レンズ４１の側面図および底面図である。
光学レンズ４１は、その集光すべき光の入射面４１ｂが凸球面とされ、集光側の対物面４１ａが、光学レンズ４１の光軸Ｏを中心として突出する凸形状とされる。
【００３１】
光学レンズ４１の対物面４１ａにおける凸形状は、例えば図３に示すように、先端部が光軸Ｏと直交する平坦面４１ａoを有する切頭円錐形状とする。あるいは図４に示すように、切頭形状によらない円錐状、角錐状とするとか、５に示すように、球面形状とすることができる。
なお、その凸形状の角度は、レーザ光の入射角より大に設定されるものであり、例えば屈折率が、２〜３程度のレンズ材料を用いた場合は、６０度〜８０度である。
このように、対物面４１ａにおいて中心の光ビームが集束部を頂点としてその周囲が後退する傾きを有する形状とすることによって第１の光学レンズ４１と光記録媒体１との傾きマージンを確保することができる。
【００３２】
また、図３〜図５に示すように、第１の光学レンズ４１は、その光軸Ｏ方向の厚さが前述したように、ｒ｛１＋（１／ｎ）｝とされた超半球レンズによって構成することができる。そして、この場合、例えば図４に示すように、凸形状の先端部が、光学レンズ４１の半球面と光軸０との交点Ｐを中心とする半径ｒ／ｎの円ｆに外接する形状とするときは、入射光の光軸が、光学レンズ４１の光軸Ｏから、わずか程度傾いて交点ｐに入射する場合においても、点ｐと凸形状の先端までの距離をｒ／ｎとすることができる。
【００３３】
ソリッドイマージョンレンズＳＩＬとしての第１の光学レンズ４１の構成材料としては、上述した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によること望ましい。このような材料としては、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。
【００３４】
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、結晶方位によりエッチング速度やエッチング特性が変化しないことから通常の半導体製造技術などで用いられているエッチング方法や装置を利用することができる。
【００３５】
また、図３で示した光学レンズ４１におけるように、凸形状において、円錐形状の先端部分の平坦部の加工については、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を利用することができるものであり、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、および加工装置を利用するのが好適である。
【００３６】
また、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、記録時または／および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４１の対物面４１ａの一部に磁気コイル等を取り付けた構成とすることができる。
【００３７】
上述したニアフィールド光記録または／および再生を行う光記録再生を行う場合、その光学レンズ、特にニアフィールド集光レンズ４０における第１の光学レンズ４１、すなわちソリッドイマージョンレンズの表面状態、特にその対物面４１ａの表面状態が、光学特性に大きく影響する。
例えば図６Ａに模式的に示すように、凸形状とされた第１の光学レンズ４１の対物面４１ａの表面状態が、清浄な状態にあるとき、レーザ光Ｌの入射による全反射光量を測定した結果が、例えば図６Ｂに示すように、半径ｂの観測対象領域で、幅ａ０の領域が全反射部分として観測された場合、この対物面４１ａに、図７Ａに模式的に示すように、その対物面４１ａに被着物７０が存在すると、図７Ｂに示すように、全反射部分の領域が幅ａ１となり、広がり光量の減少が生じる。これは、光学レンズ４１の対物面４１ａと接触する物質の屈折率が、例えば空気と接触する図６における屈折率が相違することによって生じる。
【００３８】
本発明は、基本的にはこの図６および図７で説明した現象を利用する光学レンズの表面状態検出方法、光学レンズの清浄化方法、光記録媒体の表面状態検出方法、光記録媒体の清浄化方法、光記録再生装置である。
本発明による光学レンズの表面状態検出方法の実施の形態例を説明する。
【００３９】
［光学レンズの表面状態検出方法の形態例］
例えば図１におけるニアフィールド集光レンズ４０のソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ４１の表面状態が清浄な状態で、このソリッドイマージョンレンズからの全反射の戻り光量を測定し、これをレベルＲ１とする。
また、同様の光学レンズ１の表面に結露(水)を被着させた状態で、同様にその全反射光量を測定し、これをレベルＲ２とする。
同様にして皮脂を被着させた状態で全反射光量を測定し、これをレベルＲ３とする。
更に、必要に応じて他の各種の汚染物質を光学レンズ４１の表面に被着させ、それぞれにおける光学レンズ４1すなわちソリッドイマージョンレンズからの全反射光量を測定し、これらをそれぞれレベルＲ４，Ｒ５……とし、これらレベルＲ１，Ｒ２，Ｒ３……のデータによるデータベースを作製する。
【００４０】
そして、目的とする光学レンズの表面状態の検出を行う。例えば図１で示した本発明による光記録再生装置において、そのニアフィールド集光レンズ４０の表面状態の検出を行うには、上述したデータベースを得たと同条件で、第１の光学レンズ４１すなわちニアフィールド集光レンズ４０に光導入を行って、検出されたレベルがレベルＲ１であれば清浄状態であり、レベルＲ２であれば、結露状態であり、レベルＲ３、レベルＲ４……であればそれぞれいずれの汚染物質が被着されているかを検出することができる。
【００４１】
また、本発明による光学レンズの清浄化方法においては、上述した汚染物質の検出結果によって、光学レンズの清浄化を最適な方法で行うものである。
［光学レンズの清浄化方法の形態例］
この光学レンズの清浄化方法においては、図１８の表をもって示すように、上述した光学レンズの表面被着物質の検出結果のレベルがＲ１であるときは清浄状態であることから、なんら清浄化を必要としないものであるが、レベルＲ１と対比してこれと異なるレベルが検出された場合は、汚染状態であることを知ることができる。そして、レベルＲ２であるときは、結露であると判断することができ、例えば布によるふき取りを行う。また、レベルＲ３であるときは、皮脂の被着が生じていることを知ることができ、例えばアルコールによるふき取りによってその清浄化を行う。
【００４２】
また、本発明は、上述した本発明による光学レンズの表面状態検出方法を図１で説明した本発明による光記録再生装置に適用することによって、自動的に汚染による光記録媒体１の劣化、損傷や、光記録再生装置の故障の発生を回避できる。
例えば光記録または／および再生を行う光記録再生装置において、例えばニアフィールド集光レンズ４０からの全反射光量、すなわちソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ４１からの全反射の戻り光量を測定することによって、例えば図９、図１０に示すように、清浄状態のレベルＲ１の状態から、例えば結露が進行したり、あるいは皮脂等の被着が進行した場合、そのレベルがＲ１からＲ２あるいはＲ３等へと変化する。
そして、このように、全反射の戻り光量が、時間経過においてレベルＲ１の清浄状態から、レベルＲ２あるいはＲ３等への変化が検出されると、演算処理部８０による演算処理がなされて、光記録媒体１例えば光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータのドライブ回路（図示せず）に停止の制御信号が与えられて、この回転が停止されるとか、光記録再生装置の電源をオフにするとかの指令を出すなどの動作を行うことができる。
あるいは、汚染状態が検知されたことにより、ギャップ制御部のアクチュエータ１７を制御して、光記録媒体１からニアフィールド集光レンズ４０を後退させて汚染物質によって、光記録媒体が汚染されたり、損傷して特性劣化をきたすことを回避できる。
あるいは例えば上述したクリーニングの必要性を指示するとか、あるいは例えばユーザに警告などの状況を知らしめる。
【００４３】
例えば、図１１にこの演算処理部における動作フローを示すように、例えば測定結果が清浄状態の全反射の戻り光量Ｒ１であるかの対比がなされ、Ｒ１である場合は、所要のギャップサーボが、アクチュエータ１７によってなれ、光記録または／および再生動作状態とされる。
そして、レベルＲ１でない場合は、測定レベルに応じて被着物によって汚染状態にあること、またその測定レベルによって被着物質の判知がなされる。そしてこれに応じてユーザへのアラームや、クリーニング動作の指示がなされる。
【００４４】
上述した実施形態においては、ソリッドイマージョンレンズにおける表面状態検出方法、清浄化方法、および光記録再生装置について説明したが、同様の表面状態の検出を、光記録媒体の表面状態検出方法、清浄化方法に適用することができる。
すなわち、この場合、図１２Ａに模式的に示すように、第１の光学レンズ４１の対物面４１ａに光記録媒体１がニアフィールド光結合された状態で、第１の光学レンズ４１と光記録媒体の双方の対向表面状態が正常であるとき例えば図１２Ｂに示すように、半径ｂの観測対象領域で、半径ａ０の領域で、高い全反射光が観測された場合、この光記録媒体１の表面に図１３Ａに模式的に示すように、被着物７０が存在するとこのときは、図１３Ｂに示すように、全反射光量の観測領域が半径ａ１に広がり光量の減少が生じる。すなわち、この場合においても、光学レンズ４１の対物面４１ａと光記録媒体１との間に空気とはことなる屈折率による物質が介在することによって、全反射光量が変化するものである。
したがって、この場合においても、前述したソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ４１における表面状態検出方法、清浄化方法と同様の方法によって光記録媒体の表面状態検出方法、清浄化方法を実施し得るものである。
この本発明による光記録媒体の表面状態検出方法の実施の形態例を説明する。
【００４５】
［光記録媒体の表面状態検出方法の形態例］
この場合においても、光磁気記録媒体１の表面状態が清浄な状態で、ソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ１からの全反射の戻り光量を測定し、これをレベルＲ１とする。
また、同様に光記録媒体１の表面に炉決(水)を被着させた状態で、同様にその全反射光量を測定し、これをレベルＲ２とする。
同様にして必要に応じて他の各種の汚染物質、例えば皮脂を被着して、同様にその全反射光量を測定し、これをレベルＲ３とする。
更に、光学レンズ４１の表面に各種汚染物質を被着させ、それぞれにおけるソリッドイマージョンレンズからの全反射光量を測定し、これらをそれぞれレベルＲ４，Ｒ５……とし、これらレベルＲ１，Ｒ２，Ｒ３……のデータによるデータベースを作製する。
【００４６】
そして、例えば図１で示した本発明による光記録再生装置において、そのニアフィールド集光レンズ４０とニアフィールド光結合した光記録媒体１の表面状態の検出を行うには、上述したデータベースを得たと同条件で、第１の光学レンズ４１すなわちニアフィールド集光レンズ４０に光導入を行って、検出されたレベルがレベルＲ１であれば清浄状態であり、レベルＲ２であれば、結露状態であり、レベルＲ３、レベルＲ４……であればそれぞれの汚染物質が被着されている状態かを検出することができる。
【００４７】
また、本発明による光学レンズの清浄化方法においては、上述した汚染物質の検出結果によって、光学レンズの清浄化を最適な方法で行うものである。
［光記録媒体の清浄化方法の形態例］
この光記録媒体の清浄化方法においても、図８の表をもって示すように、上述した光記録媒体１の表面被着物質の検出結果のレベルがＲ１であるときは清浄状態であることから、なんら清浄化を必要としないものであるが、レベルＲ１と対比してこれと異なるレベルが検出された場合は、汚染状態であることを知ることができる。そして、レベルＲ２であるときは、結露であると判断することができ、例えば布によるふき取りを行う。また、レベルＲ３であるときは、皮脂の被着が生じていることを知ることができ、例えばアルコールによるふき取りによってその清浄化を行う。
【００４８】
このように光記録媒体の表面状態の検出によって、上述したとどうように、例えば演算処理部８０による制御信号によって光記録再生装置において、自動的に汚染によるニアフィールド集光レンズ４０のソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ１の損傷や、光記録再生装置の故障の発生を回避できる。
例えば光記録または／および再生を行う光記録再生装置において、例えばニアフィールド集光レンズ４０からの全反射光量、すなわちソリッドイマージョンレンズによる第１の光学レンズ４１からの全反射の戻り光量を測定することによって、例えば図９、図１０で説明したと同様に、清浄状態のレベルＲ１の状態から、例えば結露が進行したり、あるいは皮脂等の被着が進行した場合、そのレベルがＲ１からＲ２あるいはＲ３等へと変化する。
【００４９】
そして、このように、全反射の戻り光量が、時間経過においてレベルＲ１の清浄状態から、レベルＲ２あるいはＲ３等への変化が検出されると、演算処理部８０による演算処理がなされて、光記録媒体１例えば光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータのドライブ回路（図示せず）に停止の制御信号が与えられて、この回転が停止されるとか、光記録再生装置の電源をオフにするとかの指令を出すなどの動作を行うことができる。
あるいは、汚染状態が検知されたことにより、ギャップ制御部のアクチュエータ１７を制御して、光記録媒体１からニアフィールド集光レンズ４０を後退させて汚染物質によって、光記録媒体が汚染されたり、損傷して特性劣化をきたすことを回避できる。
あるいは例えば上述したクリーニングの必要性を指示するとか、あるいは例えばユーザに警告などの状況を知らしめる。
【００５０】
例えば、図１１にこの演算処理部における動作フローによって、例えば測定結果が清浄状態の全反射の戻り光量Ｒ１であるかの対比がなされ、Ｒ１である場合は、所要のギャップサーボが、アクチュエータ１７によってなれ、光記録または／および再生動作状態とされる。
そして、レベルＲ１でない場合は、測定レベルに応じて被着物によって汚染状態にあることの判知、またその測定レベルによって被着物質の判知がなされる。そしてこれに応じてユーザへのアラームや、クリーニング動作の指示を行うことができる。
【００５１】
上述したように本発明によれば、光学レンズおよび光記録媒体の表面の被着物の存在す汚染状態や、汚染状態の変化を観察することができることから、この被着物の発生、すなわち汚染を逸早く検出することができ、これによって、光記録または／および再生特性劣化や、汚損、故障等を回避することができる。
また、その被着物の特定ができることから、清浄化を適切に行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の光記録再生装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明の光記録再生装置のニアフィールド集光レンズの一例の構成図である。
【図３】ＡおよびＢは、本発明の説明に供する光記録再生装置のニアフィールド集光レンズの第１の光学レンズの一例の側面図および底面図である。
【図４】ＡおよびＢは、本発明の説明に供する光記録再生装置のニアフィールド集光レンズの第１の光学レンズの一例の側面図および底面図である。
【図５】ＡおよびＢは、本発明の説明に供する光記録再生装置のニアフィールド集光レンズの第１の光学レンズの一例の側面図および底面図である。
【図６】ＡおよびＢは、本発明の説明に供する光記録再生装置のニアフィールド集光レンズの第１の光学レンズの清浄状態における全反射の戻り光量との関係の説明図である。一例の側面図および底面図である。
【図７】ＡおよびＢは、本発明の説明に供する光記録再生装置のニアフィールド集光レンズの第１の光学レンズの汚染物質の付着状態における全反射の戻り光量との関係の説明図である。
【図８】本発明の説明に供する清浄状態および汚染状態と表面物質と全反射光量と清浄化方法の説明図である。
【図９】清浄状態から結露状態への変化をしめす全反射光量の変化を示す図である。
【図１０】清浄状態から皮脂汚染状態への変化をしめす全反射光量の変化を示す図である。
【図１１】本発明の動作のフロー図である。
【図１２】ＡおよびＢは、本発明の説明に供する光記録媒体清浄状態における全反射の戻り光量との関係の説明図である。
【図１３】ＡおよびＢは、本発明の説明に供する光記録再生装置の汚染物質の付着状態における全反射の戻り光量との関係の説明図である。
【図１４】従来の集光光学レンズの概略断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，４００……光記録媒体、１０……光源部、１１……コリメートレンズ、１２……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……ギャップ制御部（２軸アクチュエータ）、１８，２０……集光レンズ、１９，２１……受光手段、３０……光記録媒体の配置部、４０……ニアフィールド集光レンズ、４１……第１の光学レンズ（ＳＩＬ）、４１ａ……対物面、４１ｂ……光入射面、４１ｂｏ……平坦面、７０……被着物
【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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