(57)【要約】【課題】フォーカスエラー信号を参照して光記録媒体の記録層の層間ジャンプを行うことにより、迅速且つ安定に層間ジャンプを行うことが可能な光情報記録再生装置を提供する。【解決手段】光ディスク１２からの反射光束からフォーカスエラー信号を検出し、フォーカスエラー信号に基づいて光ディスク１２の複数の記録層にフォーカス合わせを行う。また、フォーカスエラー信号を参照して光ディスクの複数の記録層間の層間ジャンプを行う。フォーカスエラー信号を検出する場合には、瞳内の対物レンズ１０とＳＩＬ１１による実効開口数ＮＡｅｆｆ＜１の光束を用いて、フォーカスエラー信号を検出する。【選択図】図１
2007250066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源からの光束を集光する対物レンズと、前記対物レンズと光記録媒体の間に配置されたＳＩＬとを有し、前記対物レンズと前記ＳＩＬにより前記レーザ光源からの光束を前記光記録媒体の複数の記録層上に近接場効果による微小光スポットとして集光することにより情報の記録又は再生を行う光情報記録再生装置において、
前記光記録媒体からの反射光束からフォーカスエラー信号を検出する手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいて前記光記録媒体の複数の記録層にフォーカス合わせを行う手段と、前記フォーカスエラー信号を参照して前記光記録媒体の複数の記録層間の層間ジャンプを行う手段とを備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２】
前記フォーカス合わせを行う手段は、コリメーターであることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
【請求項３】
前記フォーカスエラー信号検出手段は、瞳内の前記対物レンズと前記ＳＩＬによる実効開口数ＮＡｅｆｆ＜１の光束を用いて、前記フォーカスエラー信号を検出することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置等の光情報記録再生装置、特に、Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ（以下ＳＩＬと省略する）を用いて光記録媒体の記録層に情報を記録又は再生を行う光情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクの記録密度を向上させるためには、記録再生に用いる光の波長を短くし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくして、光ディスク記録面上の光スポット径を小さくすることが求められている。
【０００３】
その１つの手法として、対物レンズの先玉を記録面上に記録波長の数分の１（例えば、１／２）以下に近接させて、いわゆるＳＩＬを構成することで、ＮＡを空気中においても１以上とする試みがなされて来た。
【０００４】
それらの技術は、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）。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”に詳しい（非特許文献２）。
【０００５】
図６から図１０を用いて従来技術について説明する。まず、図６を用いて非特許文献１の（Ｊａｐａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  誌  ４４巻（２００５）  Ｐ.３５６４−３５６７）の近接場記録用の光ピックアップの構成について説明する。
【０００６】
図６において、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（ＮＢＳ）４を経て、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７を透過した光束は、１／４波長板（ＱＷＰ）８を通過し、直線偏光から円偏光に変換される。
【０００７】
なお、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）４で反射された光束を受光し、半導体レーザ１の出射パワーを制御するための光検出器（ＬＰＣ−ＰＤ）６が設けられている。１／４波長板（ＱＷＰ）８を透過した光束は、エキスパンダレンズ９に入射する。エキスパンダレンズ９は後述する対物レンズやＳＩＬで発生する球面収差を補正するためのレンズで、球面収差に応じて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（後玉レンズ）１０に入射する。
【０００８】
対物レンズは後玉レンズ１０とＳＩＬ（先玉レンズ）１１からなるが、本願明細書では、便宜上、後玉レンズを対物レンズ１０という。対物レンズ１０とＳＩＬ１１は後述するようにレンズホルダに保持され、そのレンズホルダはフォーカスとトラッキング方向に２つのレンズを一体に駆動する２軸アクチュエータ（図示せず）上に実装されている。ＳＩＬには、図７及び図８に示すように２つのタイプがある。
【０００９】
図７は対物レンズ（後玉レンズ）１０１により絞り込まれた光束を半球レンズのＳＩＬ１０２−ａの底面に集光するものである。この場合、周知のように半球レンズの屈折率をＮ、対物レンズ１０１の開口数をＮＡとすると、光ディスク１０３の記録面上ではＮ×ＮＡ（＝NAeff）相当の光スポットが得られる。
【００１０】
一方、図８は対物レンズにより絞り込まれた光束を超半球レンズのＳＩＬ１０２−ｂの底面に集光するものである。底面は超半球１０２−ｂの中心からＲ／Ｎだけ隔たった面である。この場合は、周知のように半球レンズの屈折率をＮ、対物レンズ１０１の開口数をＮＡとすると、光ディスク１０３の記録面上ではＮ２×ＮＡ（＝NAeff）相当の光スポットが得られる。
【００１１】
いずれのＳＩＬにおいてもＳＩＬ底面と光ディスクの距離が、光源の波長４０５ｎｍの数分の１以下、例えば１００ｎｍ以下の近距離にある場合のみ、ＳＩＬ底面からエバネッセント光として記録面に作用し、ＮＡeffの光スポット径による記録再生が可能である。この距離を保つために後述するギャップサーボが用いられる。また、光ディスク１２は記録層を２層有する２層ディスクであり、これについては図９及び図１０を用いて後述する。
【００１２】
図６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。更に、エキスパンダレンズ９、１／４波長板（ＱＷＰ）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（ＰＢＳ）７で反射され、１／２波長板（ＨＷＰ）１３に入射する。
【００１３】
１／２波長板（ＨＷＰ）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（ＰＤ１）１６上に集光される。光検出器（ＰＤ１）１６のＲＦ出力１７から光ディスク１２上の情報が再生される。
【００１４】
また、１／２波長板（ＨＷＰ）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（ＰＢＳ）１４を透過し、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）１８で反射され、レンズ１９を経由して２分割光検出器（ＰＤ２）２０上に集光される。２分割光検出器（ＰＤ２）２０の出力からトラッキングエラー２１が得られる。
【００１５】
一方、ＳＩＬ１１の底面で反射された光束のうち、全反射をしないＮＡeff＜１の光束については、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。全反射を起こすＮＡeff≧１の光束については、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（ＰＢＳ７）を透過して非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ４）で反射され、レンズ２６を経由して光検出器（ＰＤ３）２７上に集光される。
【００１７】
この光束の光量は、近接場領域において、ＳＩＬ１１底面と光ディスク１２の距離が近づくに従い単調減少するので、ギャップエラー信号２８として用いることができる。予め目標の閾値を決めておけば、ギャップサーボを行うことにより、ＳＩＬ底面と光ディスクの距離を１００ｎｍ以下の所望の距離に保つことができる。
【００１８】
ギャップサーボに関しては、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上の記録情報による変調を受けていないので、記録情報の有無に拘わらず安定したギャップエラー信号を得ることができる。
【００１９】
次に、２層ディスク１２の詳細と半球ＳＩＬについて図９及び図１０を用いて説明する。２層ディスク１２には、ポリカーボネート基板１２−１の上に情報トラックやピットが形成されたトラックを有するＬ０記録層１２−２が設けられている。
【００２０】
Ｌ０記録層１２−２の上には、例えば、２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）からなる３μｍの一定厚みの中間層１２−３を介して同様に情報トラックやピットが形成されたトラックを有するＬ１記録層１２−４が設けられている。更に、Ｌ１記録層１２−４上には、例えば、２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）からなる３μｍの一定厚みのカバー層１２−５が設けられている。
【００２１】
仮想的な半球ＳＩＬ１１の球の中心（点線で示す円の中心）は、ほぼＬ０記録層１２−２とＬ１記録層１２−４の中間にある。Ｌ０記録層にフォーカスを合わせる場合は、図９に示すように対物レンズ１０とＳＩＬ１１の間隔はボイスコイルモータ２０１によってｄ１に調整される。
【００２２】
エキスパンダレンズ９で平行とされた光束は、対物レンズ１０とＳＩＬ１１を経て、前述の球の仮想的な中心よりも僅かだけＳＩＬから遠い位置であるＬ０記録層に合焦する。また、Ｌ１記録層にフォーカスを合わせる場合は、図１０に示すように対物レンズ１０とＳＩＬ１１の間隔はボイスコイルモータ２０１によってｄ２（ｄ２＞ｄ１）に調整される。
【００２３】
エキスパンダレンズ９で平行とされた光束は、対物レンズ１０とＳＩＬ１１を経て、前述の球の仮想的な中心よりも僅かだけＳＩＬから近い位置であるＬ１記録層に合焦する。Ｌ０記録層とＬ１記録層の層間のジャンプは、ボイスコイルモータ２０１によって対物レンズ１０とＳＩＬ１１の間隔を調整して行う。それらの技術に関しては、前述のＯｐｔｉｃａｌ  Ｄａｔａ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ２００４，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ  ５３８０巻（２００４）の論文に詳しい。
【００２４】
対物レンズ１０、ＳＩＬ１１の両レンズの間隔を調整するボイスコイルモータ２０１は、レンズホルダ２０２上に実装されている。レンズホルダ２０２は不図示の２軸アクチュエータによりギャップエラー信号２８を用いてＳＩＬ１１とディスク１２間の距離が所定の値を保つように制御される。また、レンズホルダ２０２は２軸アクチュエータによりトラッキングエラー２１を用いて半導体レーザからの微小光スポットが所望のトラックに追従するように制御される。
【非特許文献１】Ｊａｐａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  誌  ４４巻（２００５）  Ｐ.３５６４−３５６７  “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】
【００２５】
従来の技術では、上述のようにギャップエラー信号を用いてＳＩＬとディスク間の距離を所定の値に保つだけでフォーカスエラー信号検出を行っていない。そのため、光ディスクのＬ０記録層またはＬ１記録層に正確にフォーカスを合わせるためには、トラッキングエラー信号やＲＦ信号の振幅、変調度等の再生信号品位を常に監視する必要がある。従って、層間ジャンプを行う際に、迅速なジャンプが困難になる等の問題があった。
【００２６】
本発明の目的は、フォーカスエラー信号を参照して光記録媒体の記録層の層間ジャンプを行うことにより、迅速且つ安定に層間ジャンプを行うことが可能な光情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、光記録媒体からの反射光束からフォーカスエラー信号を検出し、フォーカスエラー信号に基づいて光記録媒体の複数の記録層にフォーカス合わせを行う。また、フォーカスエラー信号を参照して光記録媒体の複数の記録層間の層間ジャンプを行う。フォーカスエラー信号を検出する場合には、瞳内の対物レンズとＳＩＬによる実効開口数ＮＡｅｆｆ＜１の光束を用いて、フォーカスエラー信号を検出する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、フォーカスエラー信号を検出し、光記録媒体の記録層の層間ジャンプを行う際には、フォーカスエラー信号を参照して層間ジャンプを行うことにより、迅速且つ安定な層間ジャンプ動作が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１から図４を用いて本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本発明に係る光情報記録再生装置の近接場記録用光ピックアップの構成を示す図である。なお、図１では図６の従来装置と同一部分には同一符号を付している。
【００３１】
また、図１では光ディスクに情報を記録或いは再生するために必要な記録回路や再生回路、サーボ制御回路、光ピックアップのシーク制御を行う回路や機構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モータ、装置内の各部を制御するコントローラ等、その他の回路や機構については周知であるので省略している。
【００３２】
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（ＮＢＳ）４を経て、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７を透過した光束は、１／４波長板（ＱＷＰ）８を通過し、直線偏光から円偏光に変換される。
【００３３】
なお、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）４で反射された光束を受光し、半導体レーザ１の出射パワーを制御するための光検出器（ＬＰＣ−ＰＤ）６が設けられている。１／４波長板（ＱＷＰ）８を透過した光束は、エキスパンダレンズ９に入射する。エキスパンダレンズ９は後述するフォーカスエラー２５に応じて２枚のレンズ間隔を制御可能なように構成されている。
【００３４】
ここで、対物レンズ１０やＳＩＬ１１で発生する球面収差は、対物レンズ（後玉レンズ）１０とＳＩＬ（先玉レンズ）１１の一体化組立時に予め補正されている。エキスパンダレンズ９からの光束は、対物レンズ１０に入射する。
【００３５】
対物レンズ１０とＳＩＬ（先玉レンズ）１１は、図９、図１０で説明したようにレンズホルダ２０２上に保持され、レンズホルダ２０２はフォーカスとトラッキング方向に２つのレンズを一体に駆動する２軸アクチュエータ（図示せず）上に実装されている。
【００３６】
ＳＩＬには、図７の半球タイプを用いている。本実施形態では、ＮＡ＝０.７の対物レンズ１０にＮ＝２の半球レンズのＳＩＬ１１を組み合わせて、ＮＡeff＝1.４とする。
【００３７】
そのため、ＳＩＬ底面と光ディスク１２の距離が、光源の波長４０５ｎｍの数分の１以下、例えば、１００ｎｍ以下の近距離にある場合のみ、ＳＩＬ底面からエバネッセント光として記録面に作用し、ＮＡeffの光スポット径による記録再生が可能である。この距離を保つために前述のギャップサーボが用いられている。光ディスク１２は図９及び図１０に示す記録層を２層有する２層ディスクである。
【００３８】
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。更に、エキスパンダレンズ９、１／４波長板（ＱＷＰ）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（ＰＢＳ）７で反射され、１／２波長板（ＨＷＰ）１３に入射する。
【００３９】
１／２波長板（ＨＷＰ）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（ＰＢＳ）１４で反射され、レンズ１５を経由して光検出器（ＰＤ１）１６上に集光される。光検出器（ＰＤ１）１６のＲＦ出力１７から光ディスク１２上の情報が再生される。
【００４０】
また、１／２波長板（ＨＷＰ）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（ＰＢＳ）１４を透過し、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）１８で反射され、レンズ１９を経由して２分割光検出器（ＰＤ２）２０上に集光される。２分割光検出器（ＰＤ２）２０の出力からトラッキングエラー２１が得られる。図示しないトラッキングサーボ回路はトラッキングエラー信号２１に基づいて上述の２軸アクチュエータを駆動し、半導体レーザ１からの微小光スポットが所望のトラックに追従するようにトラッキングサーボを行う。
【００４１】
次に、図１の点線で囲まれた構成について説明する。非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）１８を透過した光束は、開口２２を通過して光束の外周部を遮光され、センサレンズ２３を経由して光検出器（ＰＤ４）２４上に集光される。光検出器（ＰＤ４）２４の出力からフォーカスエラー２５が得られ、そのフォーカスエラー２５を参照してエキスパンダレンズ９の２枚のレンズ間隔を制御することで所望の記録層にフォーカス合わせを行う。
【００４２】
点線で囲まれた部分について図２及び図３を用いて詳述する。図２において、光ディスクからの反射光束は、瞳径周縁部ではＮＡ＝１.４（ＮＡ＞１）となる。開口２２はその中心部のＮＡ＜１、例えば、ＮＡ＝0.８５程度の光束を透過し、外周部のＮＡ＞１となる光束を遮光する。透過光束をＮＡ＝１よりも１０％程度小さくするのは、対物レンズ１０及びＳＩＬ１１がディスク偏芯に伴い、ディスク半径方向に移動した場合に、外周部のＮＡ＞１となる光束が混入しないためである。ＮＡは対物レンズ１０とＳＩＬ１１による実効開口数である。
【００４３】
開口２２の開口径は、ＮＡ＝０.７５から０.９５の範囲とするのが好適である。何故なら、ＮＡを著しく低くすると、フォーカス感度が低下してしまうからである。センサレンズ２３はトーリックレンズであり、４分割の光検出器である光検出器（ＰＤ４）２４の出力を用いて、公知の非点収差法により所望の記録層にフォーカス合わせを行う。
【００４４】
ここで、エキスパンダレンズ９は一方のレンズが光軸方向に可動する構成となっていて、例えば、電磁アクチュエータ等の駆動源と、そのレンズを光軸方向に案内するためのガイド機構等により一方のレンズが光軸方向に可動する。このようにエキスパンダレンズ９のレンズ間隔を可変することで、フォーカスサーボや層間ジャンプを行う。
【００４５】
フォーカスサーボを行う場合には、図示しないフォーカスサーボ回路はフォーカスエラー信号に基づいて半導体レーザ１からの微小光スポットが光ディスク１２のＬ０記録層或いはＬ１記録層に合焦するようにフォーカスサーボを行う。
【００４６】
図３は瞳内の光量分布を模式的に示す。ギャップサーボにより波長４０５ｎｍの数分の１以下、例えば、５０ｎｍの距離にＳＩＬと光ディスク間が保たれている場合である。ＮＡ＞１の輪環部はＳＩＬ底面からの反射光が多く含まれていて、フォーカス信号にとってはノイズとなる。
【００４７】
従って、開口２２はＮＡ＜１以下、例えば、図３の点線の内側であるＮＡ＜０.８５の光束を透過する。ＮＡ＜１以下の光束には、光ディスク１２の記録層からの反射光が多く含まれていて、容易にフォーカス情報を得ることができる。
【００４８】
図４はエキスパンダレンズ９のレンズ間隔を可変した場合のフォーカスエラー信号２５を示す。フォーカスエラー信号２５はギャップサーボ下においてエキスパンダレンズ９の２枚のレンズ間隔を変えることにより、Ｌ０記録層、Ｌ１記録層に対応して図４に示すように変化し、各記録層におけるフォーカス引き込み位置（合焦位置）が分かる。
【００４９】
従って、光ディスク１２の層間ジャンプを行う際には、図示しないコントローラはエキスパンダレンズ９の２枚のレンズ間隔を変えながら図４のフォーカスエラー信号２５を監視し、Ｌ０記録層の合焦位置とＬ１記録層の合焦位置間で層間ジャンプ行う。そうすることで、迅速且つ正確に層間ジャンプを行うことが可能となる。
【００５０】
一方、ＳＩＬ１１の底面で反射された光束のうち、全反射をしないＮＡeff＜１の光束については、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。全反射を起こすＮＡeff≧１の光束については、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の間に（１）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。
【００５１】
この偏光成分は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７を透過して非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）４で反射され、レンズ２６を経由して光検出器（ＰＤ３）２７上に集光される。この光束の光量は、近接場領域において、ＳＩＬ底面と光ディスクの距離が近づくに従い単調減少するので、ギャップエラー信号２８として用いることができる。
【００５２】
予め目標の閾値を決めておけば、上述の２軸アクチュエータを駆動してギャップサーボを行うことにより、ＳＩＬ底面と光ディスクの距離を１００ｎｍ以下の所望の距離に保つことができる。また、半導体レーザ１の出射パワーを制御するための光検出器（ＬＰＣ−ＰＤ）６の出力を用いて、ギャップエラー信号２８を正規化することができる。ギャップサーボは図１では図示していないが、ギャップサーボ回路にて行う。
【００５３】
本実施形態では、フォーカスエラー信号を使用して光ディスクのＬ０記録層またはＬ１記録層に正確にフォーカスを合わせることが可能となる。そのため、光ディスクのカバー層や中間層に僅かな厚みむらが生じても、エキスパンダレンズのレンズ間隔可変動作により迅速に追従することが出来、正確な情報の記録や再生が可能となる。
【００５４】
また、温度変化等により半導体レーザの波長が変化しても、エキスパンダレンズのレンズ間隔可変動作により迅速に追従することが出来、正確な情報の記録や再生が可能となる。更に、層間ジャンプを行う際にも、フォーカスエラー信号を参照するため、迅速且つ安定に層間ジャンプ動作を行うことが出来る。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、図５を用いて本発明の第２の実施形態の近接場記録用光ピックアップの構成について説明する。なお、図５では同様に光ディスクに情報を記録或いは再生するために必要な記録回路や再生回路、サーボ制御回路、光ピックアップのシーク制御を行う回路や機構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モータ、装置内の各部を制御するコントローラ等、その他の回路や機構については周知であるので省略している。
【００５６】
波長４０５ｎｍの半導体レーザ３１から出射した光束は、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）３２を経て、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３４に入射する。更に、ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３４を透過した光束は、１／４波長板（ＱＷＰ）３５を通過し、直線偏光から円偏光に変換される。なお、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）３２で反射された光束を受光し、半導体レーザ３１の出射パワーを制御するための光検出器（ＬＰＣ−ＰＤ）３３が設けられている。
【００５７】
１／４波長板（ＱＷＰ）３５を透過した光束は、エキスパンダレンズ３６に入射する。エキスパンダレンズ３６は、フォーカスエラー４５に応じて２群のレンズ群間隔を制御可能なように構成されている。また、光束を略平行とするコリメータ機能も有している。
【００５８】
ここで、上述のように対物レンズは後玉レンズ３８とＳＩＬ（先玉レンズ）３９からなるが、本実施形態においても、後玉レンズを対物レンズ３８という。対物レンズ３８やＳＩＬ３９で発生する球面収差は、対物レンズ３８とＳＩＬ（先玉レンズ）３９の一体化組立時に予め補正されている。
【００５９】
エキスパンダレンズ３６からの光束は、対物レンズ３８に入射する。対物レンズ３８とＳＩＬ３９は図９、図１０と同様にレンズホルダ２０２に保持され、レンズホルダ２０２はフォーカスとトラッキング方向に２つのレンズを一体に駆動する２軸アクチュエータ（図示しない）上に実装されている。
【００６０】
ＳＩＬには、図７の半球タイプを用いている。ＮＡ＝０.７の対物レンズ３８にN＝２の半球レンズのＳＩＬ１１を組み合わせて、ＮＡeff＝1.４とする。
【００６１】
そのため、ＳＩＬ底面と光ディスク４０の距離が、光源の波長４０５ｎｍの数分の１以下、例えば、１００ｎｍ以下の近距離にある場合のみ、ＳＩＬ底面からエバネッセント光として記録面に作用し、ＮＡeffの光スポット径による記録再生が可能である。この距離を保つために第１の実施形態と同様にギャップサーボが用いられている。光ディスク４０は図９及び図１０に示すように記録層を２層有する２層ディスクである。
【００６２】
光ディスク４０で反射された光束は逆回りの円偏光となり、ＳＩＬ３９及び対物レンズ３８に入射して平行光束に再び変換される。更に、エキスパンダレンズ３６、１／４波長板（ＱＷＰ）３５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（ＰＢＳ）３４で反射され、ホログラム４１に入射する。
【００６３】
ホログラム４１によりＮＡ＜１の光束とその周辺の光束に分離され、レンズ４２を介して光検出器（ＰＤ）４３に入射する。光検出器（ＰＤ）４３の出力のうちＮＡ＜１の光束を受光するセンサ領域の信号からフォーカスエラー４５が得られ、その周辺部の光束を受光するセンサ領域の信号からトラッキングエラー４６とＲＦ出力４７が得られる。ＲＦ出力４７から光ディスク４０の情報が再生される。
【００６４】
ここで、第１の実施形態と同様にＮＡ＜１の光束は、具体的にはその開口径をＮＡ＝０.７５から０.９５の範囲とするのが好適である。
【００６５】
また、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３４を透過し、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）３２で反射された光束は、光検出器（ＰＤ）４４に入射する。光検出器（ＰＤ）４４の出力からギャップエラー４８が得られる。ギャップサーボの方法は第１の実施形態と同様である。
【００６６】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様にフォーカスエラー信号４５に基づいてエキスパンダレンズ３６の２群のレンズ群間隔を制御することで、所望の記録層にフォーカス合わせを行う。エキスパンダレンズ３６のレンズ群間隔を可変する方法も第１の実施形態と同様である。
【００６７】
また、層間ジャンプの際には、第１の実施形態と同様にエキスパンダレンズ３６の２群のレンズ群間隔を変えながらフォーカスエラー信号４５を監視し、Ｌ０記録層の合焦位置とＬ１記録層の合焦位置間で層間ジャンプを行う。
【００６８】
本実施形態では、同様にフォーカスエラー信号を用いて光ディスクのＬ０記録層或いはＬ１記録層にフォーカス合わせを行う。そのため、光ディスクのカバー層や中間層に僅かな厚みむらが生じても、エキスパンダレンズのレンズ間隔可変動作により迅速に追従することが出来、正確な情報の記録又は再生が可能となる。
【００６９】
また、温度変化等により半導体レーザの波長が変化しても、エキスパンダレンズのレンズ間隔可変動作により迅速に追従することが出来、正確な情報の記録又は再生が可能となる。更に、層間ジャンプを行う際にも、同様にフォーカスエラー信号を参照するため、迅速且つ安定な層間ジャンプ動作を行うことが出来る。
【００７０】
更に、本実施形態においては、エキスパンダレンズは光束を略平行とするコリメータ機能も有しているので、半導体レーザとエキスパンダレンズの間にＰＢＳやＮＢＳを配することが出来、装置の小型化に有用である。
【００７１】
なお、以上の実施形態では、２層の記録層を有する光記録媒体の例を説明したが、本発明は、これに限ることなく、２層以上の光記録媒体にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る光情報記録再生装置の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１のフォーカスエラー信号を検出する光学手段を示す図である。
【図３】瞳内の光量分布を模式的に示す図である。
【図４】図１の２層ディスクで得られるフォーカスエラー信号を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図６】従来例の近接場記録用光情報記録再生装置を示す図である。
【図７】半球ＳＩＬの従来例を説明する図である。
【図８】超半球ＳＩＬの従来例を説明する図である。
【図９】２層ディスクのＬ０記録層にフォーカスを合わせた場合の様子を示す図である。
【図１０】２層ディスクのＬ１記録層にフォーカスを合わせた場合の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１、３１  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
４，１８、３２  非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）
５，１５，１９，２３，２６、４２  レンズ
６、３３  ＬＰＣ−ＰＤ
７，１４、３４  偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
８、３５  １／４波長板（ＱＷＰ）
９、３６  エキスパンダレンズ
１０，３８  対物レンズ（後玉レンズ）
１１，３９  ＳＩＬ（先玉レンズ）
１２、４０  ２層ディスク（光記録媒体）
１３  １／２波長板（ＨＷＰ）
１６  光検出器（ＰＤ１）
２０  ２分割光検出器（ＰＤ２）
２４  光検出器（ＰＤ４）
２７  光検出器（ＰＤ３）
４１  ホログラム
４３  光検出器（ＰＤ）
４４  光検出器（ＰＤ）
１７、４７  ＲＦ出力
２１、４６  トラッキングエラー
２２  開口
２５、４５  フォーカスエラー
２８、４８  ギャップエラー
２０１  ボイスコイルモータ
２０２  レンズホルダ
【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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