(57)【要約】【課題】ＳＩＬと光ディスクとの衝突を防止でき、面振れを低減した特殊な光ディスクを用いることのない対物レンズとＳＩＬの制御方法を提供する。【解決手段】対物レンズ１０とＳＩＬ１１を光ディスク１２表面近傍に制御する場合、対物レンズとＳＩＬを光ディスクに対して接近させ、フォーカスエラー信号が検出される距離までＳＩＬが光ディスク表面に近づいたらフォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御を開始する。次に、フォーカス制御を解除して、ＳＩＬを更に光ディスク表面に近づけ、その後、ギャップ信号が検出される距離までＳＩＬが光ディスク表面に近づいたらギャップ信号に基づいてギャップ制御を開始する。【選択図】図２
2008065931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと、前記対物レンズと光ディスクの間に配置されたＳＩＬと、前記対物レンズとＳＩＬをフォーカス方向に一体的に駆動する手段と、前記ＳＩＬ底面からの反射光に基づきギャップ信号を検出する第１の検出手段と、前記光ディスク表面からの反射光に基づきフォーカスエラー信号を検出する第２の検出手段とを有する光ディスク装置の対物レンズとＳＩＬの制御方法において、
前記駆動手段により前記対物レンズとＳＩＬを退避位置から前記光ディスクに対して接近させるステップと、
前記第２の検出手段によりフォーカスエラー信号が検出される距離まで前記ＳＩＬが光ディスク表面に近づいた際にそのフォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御を開始するステップと、
前記フォーカス制御を解除して、前記ＳＩＬを更に前記光ディスク表面に近づけるステップと、
前記第１の検出手段によりギャップ信号が検出される距離まで前記ＳＩＬが光ディスク表面に近づいた際にそのギャップ信号に基づいて前記ＳＩＬの底面と前記光ディスク表面の間隔を一定に保持するギャップ制御を開始するステップと、を含むことを特徴とする対物レンズとＳＩＬの制御方法。
【請求項２】
前記フォーカス制御を解除するステップにおいて、前記フォーカス制御を前記光ディスクが回転している間に行い、その間の前記駆動手段の駆動信号から前記光ディスクの面振れによる変位を解析し、前記変位が極大値となる前の時点で前記フォーカス制御を解除することを特徴とする請求項１に記載の対物レンズとＳＩＬの制御方法。
【請求項３】
前記フォーカス制御を解除するステップにおいて、前記駆動手段の駆動信号はフォーカス制御解除時の値をそのまま保持することを特徴とする請求項２に記載の対物レンズとＳＩＬの制御方法。
【請求項４】
対物レンズと、前記対物レンズと光ディスクの間に配置されたＳＩＬと、前記対物レンズとＳＩＬをフォーカス方向に一体的に駆動する手段と、前記ＳＩＬ底面からの反射光に基づきギャップ信号を検出する第１の検出手段と、前記光ディスク表面からの反射光に基づきフォーカスエラー信号を検出する第２の検出手段とを有する光ディスク装置において、
前記駆動手段により前記対物レンズとＳＩＬを退避位置から前記光ディスクに対して接近させる手段と、
前記第２の検出手段によりフォーカスエラー信号が検出される距離まで前記ＳＩＬが光ディスク表面に近づいた際にそのフォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御を開始する手段と、
前記フォーカス制御を解除して、前記ＳＩＬを更に前記光ディスク表面に近づける手段と、
前記第１の検出手段によりギャップ信号が検出される距離まで前記ＳＩＬが光ディスク表面に近づいた際にそのギャップ信号に基づいて前記ＳＩＬの底面と前記光ディスク表面の間隔を一定に保持するギャップ制御を開始する手段と、を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ（以下ＳＩＬと省略する）を用いて高密度で情報信号の記録又は再生を行う分野において対物レンズとＳＩＬの制御方法及びそれを用いた光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクの情報信号記録密度を向上させるためには、記録再生に使用するレーザ光の波長を短くし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくして、光ディスクの情報信号記録層に形成する光スポットの径を小さくすることが求められている。
【０００３】
例えば、対物レンズと光ディスクの間の、光ディスクの表面にレーザ光の波長の数分の１以下に近接させてＳＩＬを配置し、ＮＡを実質的に１以上とする試みがなされている。それは、例えば、Ｊａｐａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  誌  ４４巻（２００５）  Ｐ.３５６４−３５６７  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）。
【０００４】
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”等に詳しい（非特許文献２）。
【０００５】
図４は従来の光ピックアップ（例えばＪａｐａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  誌  ４４巻（２００５）  Ｐ.３５６４−３５６７）の構成の一例を示す。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１から出射した光束は、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。更に非偏光ビームスプリッタ４を経て、偏光ビームスプリッタ７を透過した光束は１／４波長板８を通過し、直線偏光から円偏光に変換され、エキスパンダレンズ９に入射する。
【０００６】
エキスパンダレンズ９は、球面収差を補正するため、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９からの光束は、対物レンズ１０に入射して収束光とされ、更にＳＩＬ１１を透過し、スピンドルモータ（図示せず）によって回転駆動される光ディスク１２に照射される。
【０００７】
なお、半導体レーザ１からの光束の一部分は非偏光ビームスプリッタ４で反射された後、レンズ５によって集光され、光検出器６により受光される。ここで検出された光量は、半導体レーザ１の出射パワーを制御するために使用される。
【０００８】
図５は光ディスク１のレーザ光照射付近を拡大して示す。光ディスク１２は基板３１、基板３１上に順次形成した情報信号記録層３０及び透明で厚さが数μｍのカバー層２９より構成されている。ＳＩＬ１１は半球状で、その底面が光ディスク１２に対向し、近接するように配置されている。ＳＩＬ１１と対物レンズ１０はレンズホルダー３２に保持されている。ＳＩＬ１１及び対物レンズ１０はアクチュエータ２８によって一体的にトラッキング方向及びフォーカス方向に駆動される。
【０００９】
情報信号の記録または再生時には、ＳＩＬ１１を透過した収束光は、カバー層２９を透過し、情報信号記録層３０に光スポットＳを形成する。ここで対物レンズ１０からの入射光束はＳＩＬ１１の球面に垂直に入射するように配置されているので、ＳＩＬ１１が無い場合とほぼ同じ光路を経て集光されるが、光路中にＳＩＬ１１を設けた場合には、その屈折率分だけ波長が短くなるのと等価となる。
【００１０】
その結果、ＳＩＬ１１の構成材料の屈折率をＮ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、情報信号記録層３０上に形成される光スポットＳの径は、開口数が略Ｎ×ＮＡである場合に相当するものとなる。例えば、ＳＩＬ１１の構成材料の屈折率をＮ＝２、対物レンズ１０の開口数をＮＡ＝０．７とすると、実効的な開口数ＮＡｅｆｆは１．４となり、光スポットＳの径を縮小する効果が得られる。
【００１１】
但しこのような効果は、ＳＩＬ１１の底面とカバー層２９の表面の間隔が、レーザ光の波長４０５ｎｍの数分の１（１００ｎｍ程度）以下の近接場領域である場合に限られる。この場合においてのみ情報信号記録層３０上にはＮＡｅｆｆ相当に縮小した光スポットＳが形成され、情報信号の記録再生が可能となる。情報信号記録再生中この距離を保つために、後述するギャップ制御が必要である。
【００１２】
図４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及び対物レンズ１０に入射して平行光束に再び変換される。この光束は更に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、偏光ビームスプリッタ７で反射される。
【００１３】
その反射束は１／２波長板１３に入射し、１／２波長板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を経由して光検出器１６上に集光される。光検出器１６の出力から光ディスク１２に記録された情報信号の再生信号が得られる。
【００１４】
一方、１／２波長板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、ミラー１７で反射され、レンズ１９を経由して光検出器２０上に集光される。光検出器２０の出力からトラッキングエラー信号が得られる。
【００１５】
またＳＩＬ１１の底面で反射された光束のうち、全反射をしないＮＡeff＜１に相当する光束についても、上記光ディスク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。しかし全反射を起こすＮＡeff≧１に相当する光束については、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。
【００１６】
ｔａｎ（δ／２）＝ｃｏｓθi×√（Ｎ２×ｓｉｎ２θｉ−１）／（Ｎ×ｓｉｎ２θｉ）  …（１）式
従って、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、偏光ビームスプリッタ７を透過して非偏光ビームスプリッタ４で反射され、レンズ２５を経由して光検出器２６上に集光される。
【００１７】
この光束の光量は、ＳＩＬ１１が光ディスク１２から十分に隔たった近接場領域外においてはその距離にはほとんど依存しないが、近接場領域内においてはＳＩＬ１１の底面と光ディスク１２の距離が近づくに伴い単調減少する。従って、このように全反射した光量の検出信号は、ＳＩＬ１１の底面と光ディスク１２の間隔に対応したギャップ信号として用いることができる。
【００１８】
このギャップ信号が所定の目標値を維持するようにアクチュエータ２８を駆動するギャップ制御動作によってＳＩＬ１１の底面と光ディスク１２の距離を１００ｎｍ以下の所定の距離に保つことができる。このようなギャップ制御に関しては、前述のＪａｐａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  誌  ４４巻（２００５）  Ｐ.３５６４−３５６７の論文に詳しい。また、この光束は光ディスク１２に記録された情報信号による変調を受けていないので、情報信号の有無に拘わらず、安定したギャップ信号を得ることができる。
【非特許文献１】Ｊａｐａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  誌  ４４巻（２００５）  Ｐ.３５６４−３５６７  に記載の“Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｏｎ  Ｆｉｒｓｔ−Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ  Ｍｅｄｉａ  ｗｉｔｈ  ａ  ＮＡ＝１.９  Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ”
【非特許文献２】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”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
以上説明したように、ＳＩＬを使用する光ディスク装置においては、少なくとも情報信号の記録再生中は、ＳＩＬの底面と、光ディスクのカバー層の間隔を１００ｎｍ以下の所定値に保つ必要がある。そのための手段として、従来はＳＩＬの底面からの全反射光の光量よりギャップ信号を得る方法が知られている。
【００２０】
しかしながら、光ディスクを装置内部に残したまま電源をＯＦＦした状態や、情報信号の記録再生動作を行わない省電力状態等の場合には、ＳＩＬと光ディスクとの接触による損傷を防止するために、ＳＩＬを光ディスクから十分に上方に退避させておく必要がある。そしてこのような状態から情報信号の記録再生動作を開始する場合には、ＳＩＬを退避位置から、上記ギャップ信号を得ることができる１００ｎｍまで接近させ、それからギャップ制御動作を開始しなければならない。
【００２１】
そこで光ディスクの仕様を、従来の一般的な製品と同等と仮定し、面振れは±５０μｍ、回転数３６００ｒｐｍとする。また、面振れによる光ディスク自体の最大速度は１．９×１０−２ｍ／ｓ、更にＳＩＬの接近速度を０．３×１０−２ｍ／ｓとすると、両者の相対的な接近速度は最大で２．２×１０−２ｍ／ｓとなる。また一般的なアクチュエータの仕様では瞬時的な加速度は最大でも５００ｍ／ｓ２程度であるから、両者の相対速度を０とするまでの停止距離は約４８０ｎｍを必要とする。
【００２２】
しかし、実際には接近の過程でギャップ信号を得ることができるのは、ＳＩＬがカバー層表面から１００ｎｍの距離に達した時であるから、この時点でアクチュエータを駆動して減速を開始しても間に合わず、ＳＩＬと光ディスクは衝突し、損傷することになる。
【００２３】
従来はこのような事態を回避するために、変形が少ないガラス製の基板を使用することにより、面振れを低減した特殊な光ディスクを用いる等の方法で対処していたが、このような光ディスクは製造コストが高くなるという課題があった。制御動作を開始の際に、光ディスクの回転数及びＳＩＬの接近速度を十分に低下させれば、上記停止距離を１００ｎｍ以下とし、衝突を回避することも可能であるが、動作を開始して情報信号の記録再生が可能となるまでの時間が増加するという問題があった。
【００２４】
本発明の目的は、ＳＩＬと光ディスクとの衝突を防止でき、面振れを低減した特殊な光ディスクを用いることのない対物レンズとＳＩＬの制御方法及び光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、対物レンズとＳＩＬを光ディスク表面近傍に保持する場合、対物レンズとＳＩＬを退避位置から光ディスクに対して接近させ、フォーカスエラー信号が検出される距離までＳＩＬが光ディスク表面に近づいた際にそのフォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御を開始する。次に、フォーカス制御を解除して、ＳＩＬを更に光ディスク表面に近づける。その後、ギャップ信号が検出される距離までＳＩＬが光ディスク表面に近づいた際にそのギャップ信号に基づいてＳＩＬの底面と光ディスク表面の間隔を一定に保持するギャップ制御を開始する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、面振れを低減した特殊な光ディスクを用いる必要はなく、一般的な仕様の光ディスクを使用したとしても、フォーカス方向の位置制御動作の開始時にＳＩＬと光ディスクとの衝突による損傷の発生を防止することが可能となる。しかも動作を開始してから、安定な制御状態に移行し、情報信号の記録又は再生が可能となるまでの時間が増加することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る光ディスク装置の光ピックアップの概略構成を示す。
【００２８】
なお、図１では光ディスクに情報を記録する回路、光ディスクの記録情報を再生する回路、フォーカス制御やトラッキング制御を行うサーボ制御回路、上述のようなギャップ信号に基づいてギャップ制御を行うギャップ制御回路等については省略している。更に、光ディスクを回転駆動するスピンドルモータ、装置全体を制御するコントローラ等の回路や機構についても省略している。
【００２９】
まず、波長４０５ｎｍの半導体レーザ１から出射した光束は、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。更に非偏光ビームスプリッタ４を経て、偏光ビームスプリッタ７を透過した光束は、１／４波長板８を通過して直線偏光から円偏光に変換され、エキスパンダレンズ９に入射する。
【００３０】
エキスパンダレンズ９は、球面収差を補正するためのレンズで、駆動手段（図示せず）によって２枚のレンズの間隔を変化させることによって、球面収差を調整することが可能である。エキスパンダレンズ９からの光束は、対物レンズ１０に入射して収束光とされ、更にＳＩＬ１１を透過して、スピンドルモータ（図示せず）によって回転駆動される光ディスク１２上に微小な光スポットを形成する。
【００３１】
ＳＩＬ１１は図５に示すように半球状である。対物レンズ１０、ＳＩＬ１１及び光ディスク１２の構造は図５と同様であり、対物レンズ１０とＳＩＬ１１はレンズホルダー３２に保持され、そのレンズホルダー３２はアクチュエータ２８に搭載されている。そして、光ディスク１２上の光スポットＳが光ディスク１２の面振れや偏芯等に追従するように、対物レンズ１０とＳＩＬ１１がアクチュエータ２８によりフォーカス方向及びトラッキング方向に一体的に制御駆動される。
【００３２】
なお半導体レーザ１からの光束の一部分は非偏光ビームスプリッタ４で反射された後、レンズ５によって集光され、光検出器６により受光される。ここで検出された光量は、半導体レーザ１の出射パワーを制御するために使用される。
【００３３】
ＳＩＬ１１を透過して光ディスク１２で反射された光束は逆回りの円偏光となり、ＳＩＬ１１及び対物レンズ１０に入射して平行光束に再び変換される。この光束は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、偏光ビームスプリッタ７で反射される。
【００３４】
その反射光は１／２波長板１３に入射し、１／２波長板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を経由して光検出器１６上に集光される。検出器１６の出力から光ディスク１２に記録された情報信号の再生信号が得られる。
【００３５】
また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を経由して光検出器２０上に集光される。光検出器２０の出力からトラッキングエラー信号が得られる。
【００３６】
更に非偏光ビームスプリッタ１８を透過した光束は、センサレンズ２２を経由して光検出器２３上に集光される。例えば、センサレンズ２２はトーリックレンズ、光検出器２３は受光面が４分割の検出器として、図示しないフォーカスエラー検出回路で公知の非点収差法によりフォーカスエラー信号が得られる。
【００３７】
図示しないフォーカス制御回路やトラッキング制御回路はトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号に基づいてアクチュエータ２８を制御し、対物レンズ１０及びＳＩＬ１１をトラッキング方向或いはフォーカス方向に一体的に駆動する。それにより、光スポットＳが光ディスク１２の偏芯や面振れ等の変位に追従するようにトラッキング制御及びフォーカス制御を行う。
【００３８】
ここで、ＳＩＬ１１の底面と光ディスク１２の距離が、レーザ光の波長４０５ｎｍの数分の１（１００ｎｍ程度）以下の近接場領域である場合のみ、ＳＩＬ１１を透過したレーザ光は光ディスク１２の情報信号記録層３０上にＮＡeff相当の径の光スポットＳを形成する。その時情報信号の記録再生が可能となる。対物レンズ１０のＮＡを０.７、ＳＩＬ１１を構成する材料のＮＡを２とすれば、ＮＡeffは１．４となる。
【００３９】
この場合には、ＳＩＬ１１の底面で反射された光束のうち、全反射をしないＮＡeff＜１に相当する光束については、上記光ディスク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。また全反射を起こすＮＡeff≧１に相当する光束については、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の間に（１）式に示す位相差δを生じ、円偏光からずれて楕円偏光となり、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。
【００４０】
この偏光成分は、偏光ビームスプリッタ７を透過して非偏光ビームスプリッタ４で反射され、レンズ２５を経由して光検出器２６上に集光される。この光束の光量は、近接場領域内においては、ＳＩＬ１１の底面とカバー層２９の間隔に依存し、両者が近づく程低下するので、この光量の検出信号をギャップ信号として用いることができる。このギャップ信号は図示しないギャップ信号検出回路にて検出される。
【００４１】
図示しないギャップ制御回路においては、このギャップ信号が定められた目標値となるようにアクチュエータ２８を駆動してギャップ制御動作を行うことにより、ＳＩＬ１１底面と光ディスク１２の距離が１００ｎｍ以下の所定の距離に保たれる。少なくとも情報信号の記録或いは再生中には、このようなギャップ制御動作によって両者の間隔を所定値に維持する必要がある。
【００４２】
このように本発明による光ディスク装置は、光ディスクからの反射光を用いるフォーカスエラー信号検出手段（第２の検出手段）と、ＳＩＬ１１の底面で全反射する反射光を用いるギャップ信号検出手段（第１の検出手段）とを備えている。従って、光スポットＳのフォーカス方向の位置制御にこの２つの検出手段による検出信号を用いる。
【００４３】
ここで光ディスク１２のカバー層２９の表面からの反射光を用いた場合、ＳＩＬ１１の底面とカバー層２９の距離がカバー層２９の厚さと同程度の時に、フォーカスエラー信号を得ることができる。即ち第２の検出手段による検出距離は数μｍ程度である。一方ＳＩＬ１１の底面からの反射光によるギャップ信号は、ＳＩＬ１１底面とカバー層２９が近接場領域に相当する１００ｎｍ以下の距離でなければ得ることはできない。即ち第１の検出手段による検出距離は１００ｎｍ以下で、フォーカスエラー信号検出手段（第２の検出手段）と比較すると小さいが、検出精度は高い。
【００４４】
次に本発明による光ディスク装置のフォーカス方向の位置制御動作について詳細に説明する。図２は位置制御の開始動作のフローチャートを示す。この動作はステップ１〜ステップ４より成っており、この順序で実行する。なお、以下の説明において、図２の制御は図示しないコントローラによって行う。
【００４５】
また動作の各ステップにおけるＳＩＬ１１の底面、光スポット及びカバー層２９の表面のフォーカス方向の変位（時間変化）の一例を図３（ａ）に、ＳＩＬ１１の底面とカバー層２９表面の間隔の時間変化を図３（ｂ）に示す。以下、各ステップにおける動作を図１〜図３を参照して説明する。
【００４６】
[ステップ１]
予め対物レンズ１０及びＳＩＬ１１を光ディスク１２から十分に遠ざけた状態に保持しておき、光ディスク１２を回転させる。光ディスク１２の回転に伴う面振れによってカバー層２９の表面の高さは図３（ａ）に示すように周期性を有する変化をしている。
【００４７】
この時対物レンズ１０及びＳＩＬ１１は、アクチュエータ２８によってフォーカス方向に退避駆動してもよいが、対物レンズ１０及びＳＩＬ１１を、アクチュエータ２８による非駆動状態（中立状態）において退避位置となるように配置しても良い。そうすれば、特にアクチュエータ２８を駆動する必要はない。
【００４８】
次にこの状態より、アクチュエータ２８によって対物レンズ１０及びＳＩＬ１１をフォーカス方向に駆動して、光ディスク１２に対して徐々に接近させる。しかし光ディスク１２も同時に面振れによって変位しているので、ＳＩＬ１１とカバー層２９の間隔の変化は、図３（ｂ）に示すように両者の変位の和となる。つまりアクチュエータ２８によるＳＩＬ１１の駆動の速度を十分に下げたとしても、光ディスク１２の面振れの大きさによっては、ＳＩＬ１１の光ディスク１２に対する相対的な速度は、最大で２．２×１０−２ｍ／ｓとなる場合がある。
【００４９】
なおこの動作の間、対物レンズ１０及びＳＩＬ１１が光ディスク１２から隔たっていて、形成される光スポットは光ディスク１２の上方にあるので、まだ光検出器２３の出力からフォーカスエラー信号は検出されない。
【００５０】
[ステップ２]
光スポットＳが光ディスク１２に十分に接近し、図３に示す時点Ｔ１においてカバー層２９の表面に達すると、光検出器２３の出力から図示しないフォーカスエラー検出回路ではフォーカスエラー信号を検出する。フォーカス制御回路はこのフォーカスエラー信号に基づいてアクチュエータ２８を制御し、対物レンズ１０及びＳＩＬ１１をフォーカス方向に駆動することで、光スポットがカバー層２９の表面の高さ変動に追従するようにフォーカス制御を開始する。
【００５１】
この時、ＳＩＬ１１の底面とカバー層２９の表面の間隔は、カバー層２９の厚さと同程度（数μｍ）に保持される。即ち図３（ｂ）に示すようにこの時にはＳＩＬ１１の光ディスク１２に対する相対速度が減速され、静止状態（相対速度＝０）となる。
【００５２】
なお時点Ｔ１において、ＳＩＬ１１の光ディスク１２に対する相対的な速度が、最大で２．２×１０−２ｍ／ｓである場合、両者の相対速度を０とするまでの停止距離は約４８０ｎｍを必要とする。この場合、本実施形態では、制御動作開始時点でＳＩＬ１１の底面とカバー層２９の表面の間隔は数μｍ程度であるから、ＳＩＬ１１は光ディスク１２と衝突することなく静止（相対速度＝０）することができる。
【００５３】
図示しないコントローラはこの状態を光ディスク１２が複数回転（例えば５回転）する間維持するように制御し、その間のアクチュエータ２８の駆動信号の複数周期（回転）分を学習動作によって解析する。そして、面振れによる変位が極大となるよりもわずかに前の時点Ｔ２を、次のステップ３への移行の時点として予め決定する。
【００５４】
また、この動作に先立って、エキスパンダレンズ９を駆動して対物レンズ１０への入射光を発散光にしておいても良い。そうすれば、光スポットＳはＳＩＬ１１の底面から、より遠方に形成されるので、フォーカス制御動作状態におけるＳＩＬ１１とカバー層２９の間隔を更に大きくすることも可能である。
【００５５】
またここでフォーカス制御動作の開始に失敗した場合には、ステップ１に戻って再び一連の動作をやり直すものとする。
【００５６】
[ステップ３]
図３に示す時点Ｔ２において、コントローラはアクチュエータ２８によるフォーカス制御動作を解除し、その駆動信号（電圧または電流）レベルをその時点Ｔ２における値に保持する。その結果図３（ａ）に示すようにＳＩＬ１１は一定位置に静止するが、時点Ｔ２が光ディスク１２の面振れによる変位が極大となるよりもわずかに前であるために、カバー層２９の表面はそのままＳＩＬ１１に接近を続ける。但しこの接近速度は、時点Ｔ２が面振れの極大となる時点に近いため十分に小さく、少なくともステップ２における接近の最大速度（２．２×１０−２ｍ／ｓ）の１／１０程度にできる。
【００５７】
[ステップ４]
光ディスク１２がＳＩＬ１１に接近し、時点Ｔ３においてカバー層２９の表面とＳＩＬ１１の底面との間隔が、近接場領域（１００ｎｍ以下）にまで達すると、前述のようにＳＩＬ１１の底面で全反射された光束の光量からギャップ信号を得ることができる。ギャップ信号は上述のように図示しないギャップ検出回路が光検出器２６の出力から検出する。
【００５８】
ここで図示しないギャップ制御回路はギャップ信号に基づいてギャップ制御動作を開始する。その際、このギャップ信号が所定の目標値、例えば３０ｎｍ相当となるまで、アクチュエータ２８によってＳＩＬ１１を駆動し、その底面とカバー層２９の表面の間隔が所定値に達したところで一定値に保持する。
【００５９】
なおこの動作の前（ステップ３）において、ＳＩＬ１１の光ディスク１２に対する相対速度は十分に小さくなっているので、この動作においてＳＩＬ１１を、光ディスク１２と衝突することなく静止（相対速度＝０）させ、安定な制御状態に移行させることができる。またこのステップにおけるＳＩＬ１１の駆動量は１００ｎｍ以下であるから、速度は小さいにも拘わらず、所要時間は極めて短時間である。
【００６０】
またここでギャップ制御動作の開始に失敗した場合には、ステップ１に戻って再び一連の動作をやり直すものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る光ディスク装置の光ピックアップの一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係るフォーカス方向の位置制御開始動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明に係るフォーカス方向の位置制御開始動作における各部の変位（時間変化）の一例を示す図である。
【図４】従来の光ディスク装置の光ピックアップの構成を示す図である。
【図５】従来の光ディスク装置の光スポット周辺の拡大図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  半導体レーザ
２  コリメータレンズ
３  ビーム整形プリズム
４  非偏光ビームスプリッタ
５  レンズ
６  光検出器
７  偏光ビームスプリッタ
８  １／４波長板
９  エキスパンダレンズ
１０  対物レンズ
１１  ＳＩＬ
１２  光ディスク
１３  １／２波長板
１４  偏光ビームスプリッタ
１５  レンズ
１６  光検出器
１７  ミラー
１８  非偏光ビームスプリッタ
１９  レンズ
２０  ２分割光検出器
２２  センサレンズ
２３  光検出器
２５  レンズ
２６  光検出器
２８  アクチュエータ
２９  カバー層
３０  情報信号記録層
３１  基板
３２  レンズホルダー
【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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