(57)【要約】　　　（修正有）【課題】オーバーシュートによる光学手段の媒体への衝突を招くことなく、かつ、光学手段を迅速に近接場に引き込むことが可能な信号記録装置、信号再生装置、及び方法を提供する。【解決手段】コンパレータ２０は、全反射戻り光量６とギャップサーボ開始閾値を比較することにより、ＳＩＬがファーフィールド距離にあるか、ニアフィールド距離にあるかを判定し、その比較結果によってスイッチ２４を切り替え、接近速度生成部２３とギャップサーボ目標値生成部２５の動作を選択する。ギャップサーボ目標値生成部２５は、コンパレータ２０の出力により、ＳＩＬがファーフィールド距離からニアフィールド距離に移動する点をスタートパルスとして設定されたギャップサーボ開始閾値とギャップサーボ最終目標値の間を補間するようなギャップサーボ目標値を出力し、このような時間的に変化するギャップサーボ目標値を用いてＳＩＬの引き込み制御を行う。【選択図】　　　　図６
2004030821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と光学手段による近接場光を利用して光記録媒体に信号を記録する信号記録装置において、
近接場であることを検出する検出手段と、
近接場になるまで上記光学手段を上記光記録媒体に接近させる接近手段と、
近接場になった後、上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定に制御する制御手段と、
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段の動作と上記制御手段の動作とを切り替える切り替え手段と、
上記距離の制御目標値を変化させる変化手段と、
を備えたことを特徴とする信号記録装置。
【請求項２】
レーザー光を出射する光源と、上記光記録媒体への信号面に近接配置され、上記光記録媒体に上記レーザー光による近接場光を集光させる光学手段とを備え、上記レーザー光の戻り光量により近接場状態であることを検出することを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項３】
上記光記録媒体の信号面に近接配置され、上記光記録媒体に上記レーザー光による近接場光を集光させる光学手段を備え、上記レーザー光の戻り光量により上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定にすることを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項４】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段から上記制御手段に切り替えた後に上記距離の接近手段と停止させることを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項５】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段から上記制御手段に切り替えるまでは、上記制御手段は動作させないことを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項６】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段から上記制御手段に切り替えた後に上記距離の制御目標値を所定時間毎に変化させることを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項７】
上記接近手段と上記制御手段が互いに独立して動作することを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項８】
上記光学手段を構成する対物レンズが、非球面レンズとＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　Ｌｅｎｓ）からなることを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項９】
上記光学手段を構成する対物レンズが、非球面レンズとＳＩＭ（Ｓｏｌｉｄ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　Ｍｉｒｒｏｒ）からなることを特徴とする請求項１記載の信号記録装置。
【請求項１０】
光源と光学手段による近接場光を利用して光記録媒体に信号を記録する信号記録方法において、
近接場であることを検出する検出工程と、
近接場になるまで上記光学手段を上記光記録媒体に接近させる接近工程と、
近接場になった後、上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定に制御する制御工程と、
上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程の動作と上記制御工程の動作とを切り替える切り替え工程と、
上記距離の制御目標値を変化させる変化工程と、
を備えたことを特徴とする信号記録方法。
【請求項１１】
上記検出工程は、レーザー光を出射する光源と、上記光記録媒体の信号面に近接配置され、上記光記録媒体に上記レーザー光による近接場光を集光させる光学手段により、上記レーザー光の戻り光量により近接場状態であることを検出することを特徴とする請求項１０記載の信号記録方法。
【請求項１２】
上記制御工程は、上記光記録媒体の信号面に近接配置され、上記光記録媒体に上記レーザー光による近接場光を集光させる光学手段により、上記レーザー光の戻り光量により上記光学手段を上記光記録媒体との間の距離を一定にすることを特徴とする請求項１０記載の信号記録方法。
【請求項１３】
上記切り替え工程は、上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程から上記制御工程に切り替えた後に上記距離の接近工程を停止させることを特徴とする請求項１０記載の信号記録方法。
【請求項１４】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程から上記制御工程に切り替えるまでは、上記制御工程は動作させないことを特徴とする請求項１０記載の信号記録方法。
【請求項１５】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程から上記制御工程に切り替えた後に上記距離の制御目標値を所定時間毎に変化させることを特徴とする請求項１０記載の信号記録方法。
【請求項１６】
上記接近工程と上記制御工程が互いに独立動作することを特徴とする請求項１０記載の信号記録方法。
【請求項１７】
上記光学手段を構成する対物レンズが、非球面レンズとＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　Ｌｅｎｓ）からなることを特徴とする請求項１０記載の信号記録方法。
【請求項１８】
上記光学手段を構成する対物レンズが、非球面レンズとＳＩＭ（Ｓｏｌｉｄ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　Ｍｉｒｒｏｒ）からなることを特徴とする請求項１０記載の信号記録方法。
【請求項１９】
光源と光学手段による近接場光を利用して光再生媒体に信号を再生する信号再生装置において、
近接場であることを検出する検出手段と、
近接場になるまで上記光学手段を上記光再生媒体に接近させる接近手段と、
近接場になった後、上記光学手段と上記光再生媒体との間の距離を一定に制御する制御手段と、
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段と上記制御手段とを切り替える切り替え手段と、
上記距離の制御目標値を変化させる変化手段と、
を備えたことを特徴とする信号再生装置。
【請求項２０】
レーザー光を出射する光源と、上記光再生媒体への信号面に近接配置され、上記光再生媒体に上記レーザー光による近接場光を集光させる光学手段を備え、上記レーザー光の戻り光量により近接場状態であることを検出することを特徴とする請求項１９記載の信号再生装置。
【請求項２１】
上記光再生媒体への信号面に近接配置され、上記光再生媒体に上記レーザー光による近接場光を集光させる光学手段を備え、上記レーザー光の戻り光量により上記光学手段を上記光再生媒体との間の距離を一定にすることを特徴とする請求項１９記載の信号再生装置。
【請求項２２】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段から上記制御手段に切り替えた後に上記距離の接近手段と停止させることを特徴とする請求項１９記載の信号再生装置。
【請求項２３】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段から上記制御手段に切り替えるまでは、上記制御手段は動作させないことを特徴とする請求項１９記載の信号再生装置。
【請求項２４】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段から上記制御手段に切り替えた後に上記距離の制御目標値を所定時間毎に変化させることを特徴とする請求項１９記載の信号再生装置。
【請求項２５】
上記接近手段と上記制御手段が互いに独立動作することを特徴とする請求項１９記載の信号再生装置。
【請求項２６】
上記光学手段を構成する対物レンズが、非球面レンズとＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　Ｌｅｎｓ）からなることを特徴とする請求項１９記載の信号再生装置。
【請求項２７】
上記光学手段を構成する対物レンズが、非球面レンズとＳＩＭ（Ｓｏｌｉｄ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　Ｍｉｒｒｏｒ）からなることを特徴とする請求項１９記載の信号再生装置。
【請求項２８】
光源と光学手段による近接場光を利用して光再生媒体に信号を再生する信号再生方法において、
近接場であることを検出する検出工程と、
近接場になるまで上記光学手段を上記光再生媒体に接近させる接近工程と、
近接場になった後、上記光学手段と上記光再生媒体との間の距離を一定に制御する制御工程と、
上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程と上記制御工程とを切り替える切り替え工程と、
上記距離の制御目標値を変化させる変化工程と、
を備えたことを特徴とする信号再生方法。
【請求項２９】
上記検出工程は、レーザー光を出射する光源と、上記光再生媒体の信号面に近接配置され、上記光再生媒体に上記レーザー光による近接場光を集光させる光学手段により、上記レーザー光の戻り光量により近接場状態であることを検出することを特徴とする請求項２８記載の信号再生方法。
【請求項３０】
上記制御工程は、上記光再生媒体の信号面に近接配置され、上記光再生媒体に上記レーザー光による近接場光を集光させる光学手段により、上記レーザー光の戻り光量により上記光学手段を上記光再生媒体との間の距離を一定にすることを特徴とする請求項２８記載の信号再生方法。
【請求項３１】
上記切り替え工程は、上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程から上記制御工程に切り替えた後に上記距離の接近工程を停止させることを特徴とする請求項２８記載の信号再生方法。
【請求項３２】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程から上記制御工程に切り替えるまでは、上記制御工程は動作させないことを特徴とする請求項２８記載の信号再生方法。
【請求項３３】
上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程から上記制御工程に切り替えた後に上記距離の制御目標値を所定時間毎に変化させることを特徴とする請求項２８記載の信号再生方法。
【請求項３４】
上記接近工程と上記制御工程が互いに独立動作することを特徴とする請求項２８記載の信号再生方法。
【請求項３５】
上記光学手段を構成する対物レンズが、非球面レンズとＳＩＬ（Ｓｏｌｉｄ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　Ｌｅｎｓ）からなることを特徴とする請求項２８記載の信号再生方法。
【請求項３６】
上記光学手段を構成する対物レンズが、非球面レンズとＳＩＭ（Ｓｏｌｉｄ　Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　Ｍｉｒｒｏｒ）からなることを特徴とする請求項２８記載の信号再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接場光を用いて光記録媒体に信号を記録する信号記録装置及び方法、並びに近接場光を用いて光再生媒体からその信号を再生する信号再生装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近接場光を用いる光記録再生装置では、ＳＩＬ端面とディスクとの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（ギャップ制御）する必要がある。
この距離は一般に入力レーザー光の波長の１／２である。例えば、４００ｎｍの青紫色レーザーを用いた場合、２００ｎｍ程度となる。
このため、ＤＶＤなどのようなファーフィールド光学系では特に問題とならなかった、制御開始時の１μｍ以下のオーバーシュートが、近接場光を用いる光記録再生装置では問題となる。つまり、制御開始時に１μｍ以下のオーバーシュート生じても、ＳＩＬがディスクに衝突し、両者の損傷を招くことになる。
【０００３】
この問題を解決するために、まず第１の方法としては、ＳＩＬ端面に電極を設置し、ＳＩＬとディスク間の静電容量によりギャップを制御する方法がある。
この方法によれば、ファーフィールドの距離でギャップ制御を行い、サーボを引き込んだあと、手動でニアフィールド距離に持っていく。
これにより、ギャップサーボ開始時のオーバーシュートによるＳＩＬとディスクとの衝突を回避する。
【０００４】
また、第２の方法としては、全反射戻り光量を用いたギャップサーボ方式において、ＳＩＬをニアフィールド距離まで接近させてからギャップサーボを行う方法がある。
この全反射光を用いたギャップサーボ方式では、ギャップエラーがニアフィールド距離以外はギャップ長に依存せず一定値となる。このように不感帯がある非線形性特性を持つために、ファーフィールドの距離からギャップサーボを開始してしまうと、オーバーシュートによりＳＩＬがディスクに衝突してしまう。
そこで、ＳＩＬをニアフィールド状態が生じる距離までゆっくり接近させ、ニアフィールド状態の線形領域になったところでニアフィールド制御を開始させる方法がある（特願平１１−２５３２９６号参照）。
これにより、オーバーシュート量は、制御系が持つステップ応答特性に応じた固有量となり、オーバーシュート量がギャップ長目標値以下の割合になるように制御系を設計することで、ギャップサーボ開始時のＳＩＬとディスクの衝突を回避する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術には以下のような問題があった。
まず、第１の方法では、基本的にギャップサーボを行うのに電極が必要となり、部品点数の増大等を招くという欠点がある。
また、ギャップエラーである静電容量は、ＳＩＬとディスク間の距離に反比例するため、例えば、光ヘッドとしてＤＶＤで用いられているような２軸デバイスを用いると、２軸デバイスの広い可動範囲、例えば３００μｍの距離ではエラー信号が微小となり、検出が困難である。つまり、２軸デバイスの広い可動範囲を生かし切れないという問題がある。
【０００６】
また、第２の方法では、ＳＩＬの移動速度によっては、ＳＩＬの接近動作からギャップサーボに切り替える時に速度外乱が生じ、やはりギャップサーボ切り替え時にＳＩＬがディスクに衝突してしまう。
また、この問題を回避するためには、数μｍ／ｓｅｃの遅い接近速度でＳＩＬをディスクへ接近させることも考えられるが、光ヘッドとして２軸デバイスを用い、例えばＳＩＬの初期位置がディスクから３００μｍ離れていると、ニアフィールド状態になるまでに時間がかかりすぎ、実用にならない。例えば、接近速度が３μｍ／ｓｅｃのとき、約１．７分もかかってしまう。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、光学手段と媒体の距離が数百μｍ離れているファーフィールドの距離から数十ｎｍのニアフィールドの距離に移動する際に、オーバーシュートによる光学手段の媒体への衝突がなく、かつ、１秒以下の短い引き込み時間を実現することができる信号記録装置、信号再生装置、及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、光源と光学手段による近接場光を利用して光記録媒体に信号を記録する信号記録装置において、近接場であることを検出する検出手段と、近接場になるまで上記光学手段を上記光記録媒体に接近させる接近手段と、近接場になった後、上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定に制御する制御手段と、上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段の動作と上記制御手段の動作とを切り替える切り替え手段と、上記距離の制御目標値を変化させる変化手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、光源と光学手段による近接場光を利用して光記録媒体に信号を記録する信号記録方法において、近接場であることを検出する検出工程と、近接場になるまで上記光学手段を上記光記録媒体に接近させる接近工程と、近接場になった後、上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定に制御する制御工程と、上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程の動作と上記制御工程の動作とを切り替える切り替え工程と、上記距離の制御目標値を変化させる変化工程とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、光源と光学手段による近接場光を利用して光再生媒体に信号を再生する信号再生装置において、近接場であることを検出する検出手段と、近接場になるまで上記光学手段を上記光再生媒体に接近させる接近手段と、近接場になった後、上記光学手段と上記光再生媒体との間の距離を一定に制御する制御手段と、上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段と上記制御手段とを切り替える切り替え手段と、上記距離の制御目標値を変化させる変化手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、光源と光学手段による近接場光を利用して光再生媒体に信号を再生する信号再生方法において、近接場であることを検出する検出工程と、近接場になるまで上記光学手段を上記光再生媒体に接近させる接近工程と、近接場になった後、上記光学手段と上記光再生媒体との間の距離を一定に制御する制御工程と、上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程と上記制御工程とを切り替える切り替え工程と、上記距離の制御目標値を変化させる変化工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の信号記録装置、信号再生装置、及び方法では、近接場になるまで光学手段を媒体に接近させる動作と、近接場になった後、光学手段と媒体との間の距離を一定に制御する動作を、距離の制御目標値を変化させながら実行することにより、オーバーシュートによる光学手段の媒体への衝突を招くことなく、かつ、光学手段を迅速に近接場に引き込むことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による信号記録装置、信号再生装置、及び方法の実施の形態例について説明する。
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定されないものとする。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態例によるニアフィールド再生装置の光ヘッド部分の構成を示す説明図である。
この光ヘッドは、ＳＩＬ２と非球面レンズ３をレンズホルダ４に収納し、これを２軸デバイス５に設置した構造となっている。
この光ヘッドを通して、入射レーザー光の内、全反射を起こす角度でディスク１に入射された光の戻り光量（つまり全反射戻り光量）６が得られるように、ＳＩＬ２とディスク１とのギャップを制御する。
【００１５】
図２は、ギャップ長と全反射戻り光量６との関係を示す説明図であり、縦軸は光量（単位は任意）、横軸はギャップ長（ｎｍ）を示している。
ここでは入射光として、波長４００ｎｍのレーザーを用いた場合を考える。
ニアフィールド状態になるのは、一般に波長の１／２以下である。このため、ギャップ長が２００ｎｍ以上の距離、つまりファーフィールド状態では、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射された光は全てＳＩＬ端面で反射され、全反射戻り光量６は一定となる。
しかし、ギャップ長が２００ｎｍ以下の距離、つまりニアフィールド状態になると、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射された光の一部がＳＩＬ端面を突き抜ける。このため、全反射戻り光量６は小さくなる。
そして、ＳＩＬとディスクのギャップ長がゼロ、つまりＳＩＬとディスクが接触すると、全反射を起こす角度でＳＩＬ端面に入射された光が全てＳＩＬ端面を突き抜け、全反射戻り光量６はゼロとなる。
【００１６】
また、図２において、ニアフィールド状態になり、ギャップ長と全反射戻り光量が線形状態となる領域７では、ギャップ長と線形な関係にある全反射戻り光量が得られる。この線形領域７において、ギャップエラー信号を全反射戻り光量として、ギャップ制御を行う。
このギャップ制御は、例えば古典制御により、周波数応答に基づく位相補償フィルターにて行う。
ＳＩＬの初期位置がニアフィールド距離にあるならば、上記ギャップサーボによりギャップサーボをそのまま動作させても、制御系がオーバーシュートを生じないように設計してあれば、ギャップサーボの引き込み時にＳＩＬがディスクに衝突することはない。しかし、この場合、ギャップサーボ開始前のＳＩＬの初期位置が２００ｎｍ以下に設定せねばならず、振動外乱等により、ＳＩＬがディスクに衝突してしまう。また、ギャップ制御なしでＳＩＬを２００ｎｍ以下の距離に設置することは極めて困難であり、実用的ではない。
【００１７】
そこで、ＳＩＬをファーフィールド距離に設置し、そこからニアフィールド距離まで移動させギャップサーボを行う必要がある。
この場合、単にギャップサーボループを動作させて、ファーフィールド位置からニアフィールド位置のギャップサーボ目標値まで制御すると、ＳＩＬがディスクの衝突してしまう。これは、ファーフィールド状態では、２軸デバイス５の印加電圧に対する全反射戻り光量６の関係が不感帯特性を示すため、ＳＩＬがディスクに接近するように２軸デバイス５に対して過剰に電圧を印加してしまうからである。
このため、ニアフィールド距離になり、２軸デバイス５の印加電圧に対する全反射戻り光量６の関係が線形特性７になった時点で、上記過剰電圧のために制御しきれずＳＩＬがディスクに衝突してしまう。この様子を図３に示す。図示の例では、時刻ｔ１において衝突が起こっている。
【００１８】
そこで、図４に示すように、ニアフィールド状態を判定するための閾値（ギャップサーボ開始閾値）８を設定し、全反射戻り光量６がギャップサーボ開始閾値８より小さくなるまで、つまりニアフィールド距離まで、ＳＩＬをゆっくり接近させ、ニアフィールド距離になったところで初めてギャップサーボを開始させるようにする方法がある（例えば特願平１１−２５３２９６号参照）。
【００１９】
この方法は、レンズをドライブするデバイスとしてピエゾ素子を用いた場合には特に問題ない。というのは、ピエゾ素子の可動範囲は数μｍであり、この初期位置から数μｍ／ｓｅｃのごく低速度でレンズをディスク接近させることで、ニアフィールド距離においてギャップサーボを開始するときのＳＩＬの初速はほとんどゼロであり、前述のような速度外乱が生じない。従って、レンズがディスクに衝突することはない。
しかしながら、この方法では、ＳＩＬの初期位置を小さくしないと、目標のギャップ長になるまでの時間が長くなり、実用的でない。例えば、ＤＶＤなどのように２軸デバイスをレンズ駆動デバイスとして用い、数百μｍの距離から、上記と同様に数μｍ／ｓｅｃのごく低速度で接近させると、ニアフィールド状態になるまでに数百秒もかかってしまう。
【００２０】
そこで、本実施の形態例では、数百μｍの距離にあるレンズを、レンズを接近させてから目標のギャップ長にするまでの時間を短く、かつ引き込み時にレンズがディスクに衝突しない方法を提供するものである。
【００２１】
図５は、本実施の形態例による信号記録再生装置の概要を示すブロック図である。
この信号記録再生装置において、制御対象は、２軸デバイス５である。また、被制御量は、全反射戻り光量６であり、これをフォトディテクタ１７で検出する。検出された全反射戻り光量６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変換器１９にてデジタル化される。
【００２２】
上記のデ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ＳＩＬをディスクに接近させるための電圧が出力され、ＤＡ変換器１４にてアナログ信号化され、接近電圧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ー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は、加算され、ドライバ１６に入力され、２軸デバイス５を、ギャップエラー２７がゼロになるように駆動する。
【００２３】
図６は、データ処理部１０の詳細を示すブロック図である。
上記データ処理部１０には、全反射戻り光量６とギャップサーボスイッチ９が入力される。
全反射戻り光量６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。
また、このギャップサーボ開始閾値８は、例えば図４のように設定される。すなわち、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、ギャップサーボ最終目標値より大きい値に設定される。例えば、図４において、全反射戻り光量６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）と設定される。
【００２４】
次に、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６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Ｌｏｗとなる。
また、全反射戻り光量６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、Ｈｉｇｈとなる。
そして、このようなコンパレータ２０の出力により、スイッチ２４を切り替え、接近速度生成部２３とギャップサーボ目標値生成部２５の動作を選択的に切り替える。
例えば、コンパレータ２０の出力がＬｏｗのとき、つまり、ＳＩＬがファーフィールド距離のときには、スイッチ２４によって接近速度生成部２３の動作が選択され、コンパレータ２０の出力がＨｉｇｈのとき、つまり、ＳＩＬがニアフィールド距離のときには、スイッチ２４によってギャップサーボ目標値生成部２５の動作が選択される。
【００２５】
図７は、接近速度生成部２３の構成例を示すブロック図である。
この接近速度生成部２３には、ギャップサーボスイッチ信号９とコンパレータ２０の出力信号が入力される。また、この接近速度生成部２３は、ランプ電圧発生器２８とサンプルホールダ２９からなり、接近電圧１４が出力される。
ここで、コンパレータ２０の出力がＬｏｗのとき、サンプルホールダ２９はサンプルモードとなる。そして、ギャップサーボスイッチ９がＯＮになると、ランプ電圧発生器２８がＯＮとなり、ランプ上の電圧が発生開始する。これが接近電圧１４として出力される。
また、コンパレータ２０出力がＨｉｇｈのとき、サンプルホールダ２９はホールドモードとなり、コンパレータ２０出力がＬｏｗからＨｉｇｈになった時点のランプ電圧でホールドされる。
【００２６】
この様子を図８に示す。図８では、時刻ｔ１で、コンパレータ２０の出力がＬｏｗからＨｉｇｈになり、ランプ電圧がホールドされている。つまり、時刻ｔ０〜ｔ１の間は、ランプ電圧が２軸デバイスに印加され、ＳＩＬがディスクに接近する。そして、時刻ｔ１にて、ＳＩＬがニアフィールド距離に入り、その時点でＳＩＬをディスクに接近させる動作を終了させる。
【００２７】
一方、時刻ｔ１にてレンズがニアフィールド距離になるまでは、図６のスイッチ２６によってゼロリセットされており、ギャップエラーがゼロとなる。つまり、ギャップサーボは動作せず、サーボ電圧１５はゼロ出力となる。
次に、時刻ｔ１にて、コンパレータ２０の出力がＨｉｇｈになる、つまりＳＩＬがニアフィールド距離になると、スイッチ２４が、接近速度生成部２３からギャップサーボ目標値生成部２５に切り替わる。また、スイッチ２６がゼロリセット状態からギャップエラー２７を出力するようになり切り替わり、ギャップサーボループが動作する。
【００２８】
ギャップサーボループの目標値は、ギャップ長目標値生成部２５にて生成される。これを図９に示す。図示のように、このギャップ長目標値生成部２５は、信号パターン発生器３０にコンパレータ２０の出力信号、ギャップサーボ開始閾値８、ギャップサーボ最終目標値３１を入力し、これらの値に基づいてサーボ電圧１５のパターン信号を出力するものである。
ギャップサーボ最終目標値３１は、図１０に示すように設定される。例えば、全反射戻り光量６のファーフィールドでの値が１（Ｖ）となるように規格化すると、０．５（Ｖ）のように設定される。なお、この値は、ギャップサーボ開始閾値８よりも小さい値に設定される。
【００２９】
ギャップ長目標値生成部２５は、コンパレータ２０出力がＬｏｗからＨｉｇｈに遷移する点、つまりＳＩＬが、ファーフィールド距離からニアフィールド距離に移動する点をスタートパルスとして設定されたギャップサーボ開始閾値８とギャップサーボ最終目標値３１の間を補間するような信号が、信号パターン発生器３０から生成される。これが、ギャップサーボ目標値となる。
ギャップサーボ目標値の一例を図１１に示す。この図１１の場合は、ギャップサーボ開始閾値８と最終ギャップサーボ目標値３１との間を、時間ｔ１〜ｔ２の間で直線補間するように信号パターン発生器３０により信号を発生している。
【００３０】
また、ギャップサーボ目標値の変化速度は、ギャップサーボ帯域以内の速度で変化するように設定される。これにより、ギャップサーボは、ギャップサーボ目標値に追従するように変化する。
そして、ギャップサーボを開始時に、初速外乱があっても、目標値に追従し始めは振動するものの、その後はギャップ目標値線３２に完全に追従することにより、ＳＩＬがディスクに衝突することがない。この様子を図１２に示す。
以上のように、本実施の形態例では、光記録媒体とのギャップを制御する際のギャップ目標値を時間毎に変化させてギャップサーボの引き込みを行うことにより、従来より高速に、かつ、ＣＤやＤＶＤのような光ディスクと同等の距離から数十ｎｍの距離に、レンズがディスクに衝突することなくギャップを制御することが可能となる。
なお、以上のような本実施の形態例による方法は、各種光媒体を用いた信号再生装置、信号記録装置に広く適用することが可能なものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の信号記録装置、信号再生装置、及び方法では、近接場になるまで光学手段を媒体に接近させる動作と、近接場になった後、光学手段と媒体との間の距離を一定に制御する動作を、距離の制御目標値を変化させながら実行することにより、オーバーシュートによる光学手段の媒体への衝突を招くことなく、かつ、光学手段を迅速に近接場に引き込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例によるニアフィールド再生装置の光ヘッド部分の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す光ヘッド部のギャップ長と全反射戻り光量との関係を示す説明図である。
【図３】従来のギャップサーボのみを用いた場合のギャップサーボ動作時の全反射戻り光量を示す説明図である。
【図４】従来のＳＩＬの接近制御とギャップサーボ制御とを組み合わせた方式におけるギャップサーボ開始閾値を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態例によるギャップサーボ装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】図５に示すギャップサーボ装置のデータ処理部の構成例を示すブロック図である。
【図７】図５に示すギャップサーボ装置の接近速度生成部の構成例を示すブロック図である。
【図８】図５に示すギャップサーボ装置の接近電圧の一例を示す説明図である。
【図９】図５に示すギャップサーボ装置のギャップサーボ目標値生成部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図５に示すギャップサーボ装置のギャップサーボ最終目標値の一例を示す説明図である。
【図１１】図５に示すギャップサーボ装置のギャップサーボの目標値の変化の様子を示す説明図である。
【図１２】図５に示すギャップサーボ装置のギャップサーボ動作時の全反射戻り光量の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２……ＳＩＬ、３……非球面レンズ、５……２軸デバイス、６……全反射戻り光量、８……ギャップサーボ開始閾値、１０……データ処理部、２１……ギャップサーボ開始閾値設定部、２２……最終ギャップサーボ目標値設定部、２３……接近速度生成部、２５……ギャップサーボ目標値生成部、２８……ランプ電圧発生器、３０……信号パターン発生器、３１……ギャップサーボ最終目標値。
【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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