(57)【要約】【課題】フォーカスエラー信号を使用し、２層光ディスクに正確にフォーカスを合わせることができ、同時に球面収差の補正も行い、迅速、かつ安定な層間ジャンプ動作を可能にする。【解決手段】レーザ光源からの光束を集光する対物レンズ１０と、対物レンズ１０と光記録媒体１２の間に配置されたＳＩＬ１１とを有し、対物レンズ１０とＳＩＬ１１によりレーザ光源からの光束を光記録媒体１２の複数の記録層の一つに光スポットとして集光する。光記録媒体１２の複数の記録層のうちの１つに、フォーカスエラー信号に基づいて光スポットのフォーカスを合わせを行うフォーカス光学系と、記録媒体の複数の記録層のうちの１つにフォーカスが合った状態で、球面収差の補正を行う球面収差補正機構とを具備する。  【選択図】図１
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【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の一つに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、
前記光記録媒体の複数の記録層のうちの１つに、フォーカスエラー信号に基づいて前記光スポットのフォーカスを合わせを行うフォーカス光学系と、前記記録媒体の複数の記録層のうちの１つにフォーカスが合った状態で、球面収差の補正を行う球面収差補正機構とを具備することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２】
前記フォーカス光学系は、前記フォーカスエラー信号を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。
【請求項３】
前記フォーカス光学系がエクスパンダレンズを含み、前記エクスパンダレンズのレンズ間隔を変化させることにより前記フォーカス合わせを行う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４】
前記球面収差補正機構が液晶素子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５】
前記記録媒体の複数の記録層のうち、所定の記録層の選択に伴い、前記液晶素子を制御する電圧を２値化して切り替えて使用することを特徴とする請求項４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、光ディスク装置などの光情報記録再生装置に関し、特に、Ｓｏｌｉｄ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓ（以下ＳＩＬと省略する）を用いて、２層以上の光ディスクの情報記録層に記録再生を行う近接場記録用光情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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る。従来より、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を構成し、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。
【０００３】
例えば、それらは、下記非特許文献１、または、非特許文献２などに詳しい。
【０００４】
図８から図１２を用いて、従来の技術について説明する。図８を用いて、非特許文献１に示された従来例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。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１から出射された光束は、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。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。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。
【０００５】
１／４波長板を透過した光束は、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、対物レンズの後玉レンズ１０に入射する。対物レンズは後玉レンズ１０とＳＩＬ（先玉レンズ）１１からなり、それら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。ＳＩＬには、図９及び図１０に説明するように２つのタイプがある。
【０００６】
図９は、対物レンズ後玉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、対物レンズ後玉１０１の開口数をＮＡとすると、光ディスク１４の記録面上では実効開口数Ｎ×ＮＡ（＝ＮＡｅｆｆ）相当の光スポットが得られる。
【０００７】
一方、図１０は、対物レンズ後玉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、対物レンズ後玉１０１の開口数をＮＡとすると、光ディスク１４の記録面上ではＮ２×ＮＡ（＝ＮＡｅｆｆ）相当の光スポットが得られる。
【０００８】
いずれのＳＩＬにおいても、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する。それにより、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１１及び図１２を用いて後で詳述する。
【０００９】
図８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。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、ＰＢＳ７で反射される。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１（ＰＤ１）１６上に集光されて、光ディスク１２上の情報であるＲＦ出力１７が再生される。
【００１０】
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１４を透過し、非偏光ビームスプリッタ１８で反射される。反射光は、レンズ１９を経由して２分割光検出器２（ＰＤ２）２０上に集光されて、トラッキングエラー２１が出力される。
【００１１】
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、上記の光ディスク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。
【００１２】
ｔａｎ（δ／２）＝ｃｏｓθｉ×√（Ｎ2×ｓｉｎ2θｉ−１）／（Ｎ×ｓｉｎ2θｉ）            …（２）式
したがって、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、ＰＢＳ７を透過してＮＢＳ４で反射され、レンズ２６を経由して光検出器３（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。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。ギャップサーボに関しては、前述の非特許文献１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、記録情報の有無に関わらず、安定したギャップエラー信号を得ることができる。
【００１３】
次に、２層ディスク１２の詳細と半球ＳＩＬについて、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１、１２において、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。Ｌ０記録層の上には、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。さらに、Ｌ１記録層の上には、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。
【００１４】
仮想的な半球ＳＩＬ１１の球の中心（点線で示した円の中心）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１１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に調整されている。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記録層に合焦される。
【００１５】
また、Ｌ１記録層にフォーカスを合わせる場合は、図１２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）に調整されている。この間隔の調整は、フォーカスを合わせるというだけでなく、球面収差の調整を行う役割も担っている。
【００１６】
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記録層に合焦される。Ｌ０層とＬ１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われる。
【００１７】
これらに関しては、前述の非特許文献２の論文に詳しい。
【００１８】
対物レンズ１０、ＳＩＬ１１及び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ＳＩＬとディスク１２間の距離を所定の値に保たれ、トラッキングエラー２１により所望のトラックへの追従が行われる。
【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】
しかし、従来例の半球ＳＩＬ１１と２層光ディスク１２を用いた近接場記録用光情報記録再生装置には、以下のような問題点があった。従来例では、ギャップエラー信号２８を用いてＳＩＬとディスク１２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。このため、Ｌ０層またはＬ１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、変調度などの再生信号品位を常に監視する必要があった。そのため、層間ジャンプを行う際に、迅速なフォーカスジャンプが困難になる等の問題があった。
【００２０】
また、フォーカス調整や球面収差の調整のために、対物レンズ１０とＳＩＬ１１の間隔を変化させていたが、この間隔は高精度で制御しなければならないため、制御が困難である等の問題があった。
【００２１】
本発明の目的は、フォーカスエラー信号を使用し、２層光ディスクに正確にフォーカスを合わせることができ、同時に球面収差の補正も行い、迅速、かつ安定な層間ジャンプ動作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】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の光情報記録再生装置は、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の一つに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、
前記光記録媒体の複数の記録層のうちの１つに、フォーカスエラー信号に基づいて前記光スポットのフォーカスを合わせを行うフォーカス光学系と、前記記録媒体の複数の記録層のうちの１つにフォーカスが合った状態で、球面収差の補正を行う球面収差補正機構とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明の半球ＳＩＬを用いて２層以上の光ディスクの情報記録層に記録再生を行う本発明の近接場記録用光情報記録再生装置においては、Ｌ０層またはＬ１層に正確にフォーカスを合わせるために、フォーカスエラー信号を使用できる。そのため、層間ジャンプを行う際に、フォーカスエラー信号を基にフォーカス合わせが行え、同時に球面収差の補正も行うため、迅速、か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】
【００２４】
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。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１から図６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、本発明の近接場記録用光情報記録再生装置の構成について説明したものである。
【００２６】
レーザ光源である波長４０５ｎｍの半導体レーザ１から出射された光束は、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。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、エキスパンダレンズ９に入射する。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を設けられている。
【００２７】
また、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。エキスパンダレンズからの光束は、液晶素子２９、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。なお、液晶素子２９には後述するように、２層ディスク１２の各合焦位置で発生する球面収差の逆位相分を発生させるように、電圧を印加する。１／４波長板を透過した光束は、対物レンズの後玉レンズ１０に入射する。
【００２８】
対物レンズは、後玉レンズ１０とＳＩＬ（先玉レンズ）１１からなり、それら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、液晶素子２９と１／４波長板８とともに実装されている。ＳＩＬには、図９に説明した半球タイプのＳＩＬが用いられている。ＮＡ＝０.７の対物レンズ（後玉レンズ）１０にＮ＝２の半球レンズのＳＩＬ１１を組み合わせて、ＮＡｅｆｆ＝１.４とした。
【００２９】
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。また、光ディスク１２は図１１及び図１２で示した記録層を２層有する２層ディスクである。
【００３０】
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。１／４波長板８、液晶素子２９及びエキスパンダレンズ９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、ＰＢＳ７で反射される。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１（ＰＤ１）１６上に集光されて、光ディスク１２上の情報であるＲＦ出力１７が再生される。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１４を透過し、非偏光ビームスプリッタ１８で反射される。反射光は反射、レンズ１９を経由して２分割光検出器２（ＰＤ２）２０上に集光されて、トラッキングエラー２１が出力される。
【００３１】
本発明の特長のうちの１つであるフォーカス合わせを行う方法について、図１の点線で囲まれた部分を用いて、以下に説明する。
【００３２】
非偏光ビームスプリッタ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４（ＰＤ４）２４上に集光されて、フォーカスエラー２５が出力される。そして、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し、所望の記録層にフォーカス合わせがなされる。
【００３３】
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。
【００３４】
図２において、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となる光束を遮光している。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。開口径は、ＮＡ＝０.７５から０.９５の範囲とするのが好適である。なぜならば、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分割光検出器である２４を用いて、非点収差法により、所望の記録層にフォーカス合わせがなされる。
【００３５】
図３に瞳内の光量分布を模式的に示す。
【００３６】
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。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、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。
【００３７】
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層、Ｌ１層に対応して、図４に示すような信号が得られる。従って、層間ジャンプの際には、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枚のレンズ間隔を変えることにより、Ｌ０層合焦位置とＬ１層合焦位置の間の移動がなされる。
【００３８】
また、Ｌ０層、Ｌ１層に合焦した状態にすると、層厚の違いとＮＡが大きいことに起因して大きな球面収差量の相違が発生する。これを解決するために、本発明のもう一つの特長である球面収差の補正方法、補正機構について、図５と図６を用いて説明する。
【００３９】
図５は、液晶素子を用いて球面収差を補正する場合の説明図であり、補正の様子を模式的に示している。
【００４０】
図５の横軸は規格化された光束の半径であり、縦軸は球面収差量を表している。３つの線はそれぞれ、点線が補正前の球面収差、破線が補正を行う分の球面収差、実線が補正後の球面収差を表している。図５の実線を見れば分かるように液晶素子を用いて球面収差の補正を行うことで、球面収差を低減することができる。
【００４１】
図６（ａ）は図５で用いた液晶素子の電極の模式図であり、図６（ｂ）は液晶素子での球面収差の補正量を模式的に示した図である。図６は例として５段階で８分割の収差補正を行う液晶素子の電極を表しているが、段階数、分割数はこれに限らない。液晶素子の電極の電圧制御を行うことで、Ｌ０層合焦位置とＬ１層合焦位置において、近接場記録用光情報記録再生装置の光学系で発生する球面収差量の逆位相分をそれぞれ液晶素子に発生させて、各層合焦位置での球面収差の補正を行う。なお、Ｌ０層合焦位置とＬ１層合焦位置において液晶素子で発生させる球面収差量は、絶対値が同じで符号が逆である２値を持ち、符号を切り替えるだけというような簡単な構成としても良い。
【００４２】
さらに、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、上記の光ディスク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（２）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。この偏光成分は、ＰＢＳ７を透過してＮＢＳ４で反射され、レンズ２６を経由して光検出器３（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。予め目標の閾値を決めておけば、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。
【００４３】
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。
【００４４】
本発明においては、Ｌ０層またはＬ１層に正確にフォーカスを合わせるために、フォーカスエラー信号を使用できるので、カバー層や中間層に僅かな厚みむらが生じても、それにエキスパンダレンズのレンズ間隔可変駆動により迅速に追従することができる。同時に液晶素子により球面収差の補正を行うため、正確な情報の記録再生が可能となった。また、温度変化などにより、半導体レーザ１の波長が変化しても、それにエキスパンダレンズのレンズ間隔可変駆動と液晶素子印加電圧の制御により迅速に追従することができ、正確な情報の記録再生が可能となった。
【００４５】
さらに、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できるため、エキスパンダレンズのレンズ間隔可変駆動によりフォーカス合わせを行い、同時に液晶素子印加電圧の制御により球面収差の補正を行っている。このため、迅速、かつ安定なフォーカスジャンプ動作ができ、良好な記録再生特性を持った装置を提供できる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図７を用いて本発明の第２の実施形態である近接場記録用光情報記録再生装置の構成について説明する。
【００４７】
波長４０５ｎｍの半導体レーザ３１から出射された光束は、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。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。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３４を透過した光束は、エキスパンダレンズ３６に入射する。
【００４８】
エキスパンダレンズ３６は、後述するフォーカスエラー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。エキスパンダレンズ３６からの光束は、液晶素子４９を透過し、１／４波長板（ＱＷＰ）３５へ入射する。１／４波長板（ＱＷＰ）３５を通過した光束は直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズの後玉レンズ３８に入射する。対物レンズは後玉レンズ３８とＳＩＬ（先玉レンズ）３９からなり、それら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。ＳＩＬには、図９に説明した半球タイプのＳＩＬが用いられている。ＮＡ＝０.７の対物レンズ（後玉レンズ）３８にＮ＝２の半球レンズのＳＩＬ１１を組み合わせて、ＮＡｅｆｆ＝１.４とした。
【００４９】
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。また、光ディスク４０は図１１及び図１２で示した記録層を２層有する２層ディスクである。
【００５０】
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。１／４波長板３５、液晶素子４９、エキスパンダレンズ３６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、ＰＢＳ３４で反射される。
【００５１】
反射した光束は、ホログラム４１により、ＮＡ＜１の光束とその周辺との光束に分離され、光検出器（ＰＤ）４３に入射し、ＮＡ＜１の光束よりフォーカスエラー４５、その周辺部の光束よりトラッキングエラー４６、ＲＦ出力４７が出力される。ここで、第１の実施形態と同様、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。
【００５２】
また、ＰＢＳ３４を透過し、非偏光ビームスプリッタ（ＮＢＳ）３２で反射した光束は、光検出器（ＰＤ）４４に入射し、ギャップエラー４８が出力される。ギャップ制御の方法は前述した第１の実施形態と同様になされる。
【００５３】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、そのフォーカスエラー４５を参照して、エキスパンダレンズ３６の２群のレンズ群間隔を制御し、所望の記録層にフォーカス合わせがなされ、液晶素子４９の電圧制御により球面収差の補正がなされる。そのため、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群のレンズ群間隔と液晶素子４９の印加電圧を変えることにより、Ｌ０層合焦位置とＬ１層合焦位置の間を移動する。
【００５４】
本実施形態の発明においても、Ｌ０層またはＬ１層に正確にフォーカスを合わせるために、フォーカスエラー信号を使用できる。それにより、カバー層や中間層に僅かな厚みむらが生じても、それにエキスパンダレンズのレンズ間隔可変駆動と液晶素子印加電圧の制御により迅速に追従することができ、正確な情報の記録再生が可能となった。また、温度変化などにより、半導体レーザ１の波長が変化しても、それにエキスパンダレンズのレンズ間隔可変駆動と液晶素子印加電圧の制御により迅速に追従することができ、正確な情報の記録再生が可能となった。
【００５５】
さらに、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できるため、エキスパンダレンズのレンズ間隔可変駆動と液晶素子印加電圧の制御により、迅速、かつ安定なフォーカスジャンプ動作ができ、良好な記録再生特性を持った装置を提供できる。
【００５６】
また、本実施形態の場合、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を配することができ、装置の小型化に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明における近接場記録用光情報記録再生装置の第１の実施形態を説明するための図である。
【図２】本発明における近接場記録用光情報記録再生装置の第１の実施形態において、フォーカスエラー信号を検出する光学手段を説明するための図である。
【図３】本発明における近接場記録用光情報記録再生装置の第１の実施形態において、フォーカスエラー信号を検出する光学手段に用いられる開口を説明するための図である。
【図４】本発明における２層ディスクで得られるフォーカスエラーを説明するための図である。
【図５】本発明における液晶素子の球面収差補正を説明するための図である。
【図６】本発明における液晶素子の電極を説明するための図である。
【図７】本発明における近接場記録用光情報記録再生装置の第２の実施形態を説明するための図である。
【図８】従来例の近接場記録用光情報記録再生装置を説明するための図である。
【図９】半球ＳＩＬの従来例を説明する図である。
【図１０】超半球ＳＩＬの従来例を説明する図である。
【図１１】多層媒体対応の近接場記録用光情報記録再生装置のフォーカス合わせを行う光学手段の従来例を説明する図である。
【図１２】多層媒体対応の近接場記録用光情報記録再生装置のフォーカス合わせを行う光学手段の従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
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
８，３５  １／４波長板
９，３６  エキスパンダレンズ
１０，３８  対物レンズ（後玉レンズ）
１１，３９，１０２−ａ，１０２−ｂ  ＳＩＬ（先玉レンズ）
１２，４０  ２層光ディスク（記録媒体）
１３  １／２波長板
１６，２０，２４，２７，４３，４４  光検出器
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
２９，４９  液晶素子
１０３  光ディスク
２０１  ボイスコイルモータ
２０２  ２軸アクチュエータ
【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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