(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと情報記録媒体の間の光ビームの光路上に、当該光ビームにおける開口数を増大させるためのイマージョンレンズと、制御信号に応じて該イマージョンレンズを前記情報記録媒体から離間する方向に移動せしめる移動手段と、前記情報記録媒体の表面に付着した異物を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記イマージョンレンズを、前記移動手段をして当該異物の高さよりも高い位置まで遠ざける前記制御信号を出力する制御手段とを備えた光ヘッド装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記制御信号に応じた強さの磁界を発生する磁界発生手段と、前記イマージョンレンズと一体的に設けられた磁石とを備え、前記制御手段は、前記磁界発生手段に、前記検出手段の検出結果に応じて前記イマージョンレンズを前記異物の高さよりも高い位置まで遠ざける磁力を発生せしめる制御信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の光ヘッド装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を用いて情報記録媒体から情報を再生する情報再生装置又は情報記録媒体に情報を記録する情報記録装置に用いられる光ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＶＤに代表される、情報を担持するピットが高密度に形成された光ディスクから、当該ピットを介して、記録した情報を再生する情報再生装置の光ヘッドは、本体内に設けられた光源としての半導体レーザ素子から射出されるレーザ光を所定の光路に沿って対物レンズに導き、この対物レンズで集光された光ビームを光ディスクの情報記録面上に照射すると共に、当該情報記録面上に形成された上記ピットにより光変調された反射光を再び対物レンズを通して所定の光路により受光素子まで導き、かかる受光素子において、受光した光量に対応する電気信号に変換することにより、記録情報を読取ることができる。
【０００３】
ところで、近年、上記ＤＶＤに比べてより高密度に情報を記録可能とする光ディスクの検討が行われている。かかる光ディスクにおいては、情報記録面上のピットが上記ＤＶＤのピットよりも小さく形成されるので、これを読取る光ビームも小さな光スポットにする必要がある。
【０００４】
光スポットの大きさ（直径）は、対物レンズの開口数をＮＡとし、光ビームの波長をλとすると、λ／ＮＡに比例することが知られている。従って、光ビームの波長が短いほど、また、対物レンズの開口数ＮＡが大きいほど光スポットを小さくできる。
【０００５】
ところが、情報記録媒体の厚さ、記録再生時におけるチルト（傾き）又は光ビームの焦点深度の許容値等との関連から、開口数ＮＡをあまり大きくするとそれらの許容値幅が狭くなってサーボ制御の能力を越えてしまうため、現状における現実的な開口数ＮＡとしては、０．６程度の値となるように設定されている。
【０００６】
そこで、上記許容値幅を維持したまま開口数ＮＡを向上させるための技術として、ソリッドイマージョンレンズ（Solid Immersion Lens：以下ＳＩＬと称する。）を用いた光ヘッド装置が検討されている。
【０００７】
これは、対物レンズと光ディスクとの間にＳＩＬを配し、対物レンズにより集光されたレーザ光をＳＩＬに照射して、ＳＩＬによりレーザ光をさらに収束させて合焦させた後、光ディスクの情報記録面に照射するようにしたものである。つまり、ＳＩＬによる屈折を利用して、見掛け上のＮＡを向上させ、光ディスクの情報記録面上に微小な光スポットを形成するのである。
【０００８】
図５は、ＳＩＬを用いた光ヘッド装置の一例を示す図である。図５において、ピックアップＰ１の筐体１００にはフォーカス制御用の磁石１０１と、かかる磁石によって発生する磁界内にフォーカスコイル１０２が設けられている。フォーカスコイル１０２は、対物レンズ１０３を保持するレンズホルダ１０４と共に一体的に固定されている。
【０００９】
レンズホルダ１０４は、対物レンズ１０３の光軸方向に弾性を有する支持部材１０５を介して筐体１００に連結されて該筐体１００によって対物レンズ１０３の光軸方向に移動可能に支持されている。
【００１０】
ＳＩＬ１０６は、平面部が光ディスクの情報記録面と対向する様に配された半円球状の微小レンズであり、スライダ１０７上に、対物レンズ１０３と同軸となるように固定保持される。スライダ１０７は、対物レンズ１０３の光軸方向に弾性を有する支持部材１０８を介してレンズホルダ１０４に連結されることによって、対物レンズの光軸方向に移動可能に弾性支持されている。
【００１１】
また、ピックアップＰ１は、アーム１０９を介して光ヘッド装置のキャリッジ１１０に連結されている。キャリッジ１１０は、アーム１０９によって支持されるピックアップＰ１を光ディスクの半径方向に移動させる移動機構であり、アーム１０９を介して該ピックアップＰ１を適宜ディスク半径方向に移動させる。
【００１２】
また、ＳＩＬ１０６は、光ディスクが回転状態にあると、ディスク表面との間に空気の薄層が形成されて、１００ｎｍ程度の一定の間隔ｈで浮上する。
【００１３】
図５は、光ディスクが回転状態にある光ヘッド装置を示している。光ヘッド装置は、図示せぬ制御部によりフォーカスコイル１０２を制御して、現在浮上中のＳＩＬ１０６と対物レンズ１０３との光軸方向の距離が所定距離となるように対物レンズ１０３の位置調整をする。これにより、ＳＩＬ１０６及び対物レンズ１０７は、情報記録面からのフォーカス方向における適正な光学位置にそれぞれ配されることになり、レーザ光を光ディスクの情報記録面上に微小な光スポットとして集光させることができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ＳＩＬ１０６を用いた光ヘッド装置では、ピックアップＰ１が回転する光ディスクから記録情報を読取る場合に、浮上中のＳＩＬ１０６の底面部と光ディスク表面との間が極めて狭い間隔ｈに保たれているので、例えば図５に示すようにディスク表面上にこの間隔ｈよりも大きな高さＨのゴミやディスク表面の成形不良などによる突起等の異物があった場合には、ＳＩＬ１０６がその異物にぶつかることになり、最悪の場合、ＳＩＬを傷つける虞れがある。
【００１５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり光ディスク表面上にＳＩＬの浮上高以上の高さの異物が有る場合でも、ＳＩＬがその異物によって傷つけられることのない光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、対物レンズと情報記録媒体の間の光ビームの光路上に、当該光ビームにおける開口数を増大させるためのイマージョンレンズと、制御信号に応じて該イマージョンレンズを前記情報記録媒体から離間する方向に移動せしめる移動手段と、前記情報記録媒体の表面に付着した異物を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記イマージョンレンズを、前記移動手段をして当該異物の高さよりも高い位置まで遠ざける前記制御信号を出力する制御手段とからなる光ヘッド装置。
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、検出手段が記録媒体の情報読取面上の異物の高さの検出を行い、制御手段がこの検出結果に応じて移動手段をしてイマージョンレンズを情報記録媒体から離間せしめるための制御信号を移動手段に供給する。そして、移動手段が、供給された制御信号に基づいてイマージョンレンズを情報記録媒体から遠ざける方向へ移動させるので、イマージョンレンズが異物にぶつかることを防ぐことが可能となる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ヘッド装置において、前記移動手段は、前記制御信号に応じた強さの磁界を発生する磁界発生手段と、前記イマージョンレンズと一体的に設けられた磁石とを備え、前記制御手段は、前記磁界発生手段に、前記検出手段の検出結果に応じて前記イマージョンレンズを前記異物の高さよりも高い位置まで遠ざける磁力を発生せしめる制御信号を出力することを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、移動手段は、検出手段がイマージョンレンズの浮上高ｈ以上の高さの異物を検出した場合には、例えば電磁石からなる磁界発生手段に、イマージョンレンズと一体的に設けられた磁石に対して上記異物の高さに応じた磁力を発生せしめる電流を供給することによりイマージョンレンズを情報記録面から遠ざける方向に異物の高さよりも高い位置まで移動させることができるので、イマージョンレンズを情報記録媒体の表面上の異物に不用意にぶつけることがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の好適な実施形態における光ヘッド装置を示す図である。なお、図１に示す光ヘッド装置の各部の構成中、先に説明した図５における光ヘッド装置の各構成部分と同等の部分については同一の符号を付してあり、その詳細な説明は省略する。図１において、光ヘッド装置は、ピックアップＰ２と、支持手段としてのアーム１０９と、光ディスクの表面上の異物の高さを検出するための検出手段１と、遅延回路２と、制御手段としての制御回路３と、磁界発生手段としてのコイル４と、を備えて構成される。
【００２１】
ピックアップＰ２は、先の図５におけるピックアップＰ１で示したスライダ１０７を、コイル４と対向する面が、コイル４によって発生される磁界とは逆方向となる極性に磁化された鉄やニッケル等の磁性体（磁石）からなるスライダ５に置き換えて構成したものである。ピックアップＰ２は、図５におけるピックアップＰ１と同様にアーム１０９を介してキャリッジ１１０に連結されている。
【００２２】
なお、本実施形態では、スライダ５とコイル４とによってピックアップＰ２のＳＩＬ１０６を対物レンズ１０３の光軸方向に移動させるための移動手段を構成する。
【００２３】
スライダ５は、光ディスクの表面と対向する下面側（底面部）が磁石の一方の磁極側の面となるように配されると共にＳＩＬ１０６を固定保持している。また、スライダ５は、先のピックアップＰ１におけるスライダ１０７と同様に、支持部材１０８を介してレンズホルダ１０４に連結されて該レンズホルダ１０４によって対物レンズの光軸方向に移動可能に弾性支持されている。
【００２４】
また、コイル４は、銅線を例えば筒状に巻いたいわゆるソレノイド型電磁石を構成するものであって、図１に示すように、光ディスクを挟んでスライダ５の直下に当該ソレノイドの円形断面がスライダ5に対向するように配されており、制御手段である制御回路３から供給される制御電流に応じた磁界を発生する。また、コイル４は、図示しない剛性の高い支持部材によってピックアップＰ２の筐体１００との相対位置が固定されており、ピックアップＰ２がキャリッジ１１０によってディスク半径方向に移動する際には、ピックアップＰ２の筐体１００と一体に移動が可能となるように構成されている。
【００２５】
検出手段１は、光ディスクの回転方向において、ピックアップＰ２の上流位置、すなわちピックアップＰ２による情報記録トラックからの情報読み取り動作あるいは情報記録動作に先行して、当該情報記録トラックの状態を検出することができる位置に配されている。なお、ランダムアクセスの高速化や、後述する検出処理のし易さを考慮すると、ピックアップＰ２と同一の半径位置に配されることが好ましい。このような位置に配された検出手段１は、後述の手法により、ピックアップＰ２が光ディスクの情報記録面から順次記録情報を読取るのに先立って、情報記録媒体表面の異物を検出する動作を行い、検出した異物の高さに応じた光検出信号を遅延回路２に供給する。
【００２６】
遅延回路２は、供給された上記光検出信号を、異物を検出してから所定時間、即ち、検出手段１によって異物を検出した時点から当該異物がスライダ５に到達するまでに要する時間に応じた時間だけ遅延させて遅延検出信号を生成し、この遅延検出信号を制御回路３に供給する。
【００２７】
制御回路３は、遅延回路２から供給される上記遅延検出信号の大きさに応じた制御信号である制御電流を生成し適宜磁気回路のコイル４に供給することにより当該制御電流の大きさに応じた磁界をコイル４に発生させる。なお、制御電流は、コイル４が磁性体としてのスライダ５に対し反発力を与える磁界を発生させる方向に流される。
【００２８】
上記制御電流は、例えば、以下に示す関係式に基づいて求めることができる。すなわち、スライダ５が有する磁極の強さをｍ[ｗｂ]、スライダを弾性支持する支持部材１０８のバネ定数をｋ、検出した異物の高さをｘ、コイル４の巻数をｎとすると、制御電流Ｉは、
Ｉ＞２ｋｘ／（ｍ・ｎ）
の条件を満足する電流値であれば良い。
【００２９】
コイル４は、上記制御電流により発生した磁界を直上のスライダ５に付与することにより当該磁界とスライダの底面部の磁極との間に磁気反発力を生成させて当該異物がスライダ５の位置に到達する前に、弾性の高い支持部材１０８で支持されたスライダ５をＳＩＬ１０６と共に情報読取面から遠ざける方向に移動させる。これにより、スライダ５及びＳＩＬ１０６が異物に不用意にぶつかるのを未然に回避させることができる。
【００３０】
光ヘッド装置は、以上のように構成され、ピックアップＰ２が回転中の光ディスクの記録情報を順次読取る場合に、検出手段１がピックアップＰ２の記録情報の読取りに先行して当該記録情報の位置する記録情報面上の異物の有無及び異物が有る場合の当該異物の高さを検出し、検出結果に応じて移動手段が浮上中のスライダ５及びＳＩＬ１０６を情報記録媒体表面から当該異物の高さよりも高い位置まで遠ざける移動動作を行うようにしたので、スライダ５及びＳＩＬ１０６が当該異物にぶつかるのを未然に回避することができる。
【００３１】
次に、検出手段１の具体的な構成例について説明する。
図２は、検出手段１の構造の一例を示した図である。図２において、検出手段１は、照明光源としてのレーザ光源６と、レンズ７と、レンズ８と、光検出器９と、検出信号生成部１０を備えて構成される。
【００３２】
レーザ光源６は、レーザ光を光ディスクの情報記録面に対し所定の入射角度で照射する。レンズ７は、レーザ光源６と情報記録面との間に配されてレーザ光源６からのレーザ光を回転中の光ディスクの情報記録面上に集光させる。この集光位置は、光ディスクの回転方向においてピックアップＰ２の記録情報読取位置よりも所定距離だけ上流側に位置している。
【００３３】
検出手段１は、ピックアップＰ２の筐体１００に対して上記所定の位置関係を維持するように図示しない移動制御手段によってディスク半径方向に移動制御される。従って、ピックアップＰ２がキャリッジ１１０によってディスク半径方向に移送される際には、このピックアップＰ２の筐体１００の移動に伴ってレーザ光源６からのレーザ光による情報記録面上の集光位置も移動する。
【００３４】
レンズ８は、上記情報記録面上の集光位置から略垂直方向（記録媒体表面に対する法線方向）上に配され、該集光位置付近の情報記録面から光が入射した場合には、その一部を集光させて光検出器９の受光面に導くように光路が形成されている。
【００３５】
レーザ光源６からレンズ７を通して情報記録面上の集光位置に集光するレーザ光は、該集光位置にゴミや情報読取面の成形不良などによる突起等の異物がない場合には、該集光位置において入射角度と略同じ反射角度で反射して図２の点線で示す反射光路に沿った反射光を生成する。図２に示すように、レンズ８及び光検出器９は、この反射光路による反射光から外れた位置に有るので、光検出器９はこの反射光を受光しない。従ってこの場合には、光検出器９から検出信号は出力されない。
【００３６】
一方、情報記録面上の上記集光位置にゴミや成形不良などによる突起等の異物が有る場合には、該異物上を照射するので該異物からの散乱光が生成される。この散乱光は、概ね当該異物の高さに比例した光の強さで当該異物を中心とする情報記録面上の空間にほぼ均一に散乱し、その一部がレンズ８に入射する。レンズ８に入射した上記散乱光は（図２の斜線部分）レンズ８によって集光されて光検出器９の受光面に導かれる。これにより、光検出器９は、受光した散乱光の強度に比例した受光信号、即ち、当該異物の高さに概ね比例した受光信号を出力する。
【００３７】
光検出器９は、レンズ８によって受光面に導かれた光を検出し、受光した光の強さに比例した受光信号を検出信号生成部１０へ供給する。
検出信号生成部１０は、光検出器９から供給される受光信号を所定のゲイン値で増幅して得られる光検出信号のピーク値に相当するデータ値を算出する。そして、この算出したデータ値を予め記憶している参照値と比較して、データ値が参照値より大なる場合のみ、当該データ値を遅延回路２に出力する。
【００３８】
ここで、上述した参照値とは、ＳＩＬ１０６の浮上高ｈよりも僅かに小なる高さの異物からの散乱光を上記検出信号生成部１０において所定のゲイン値で増幅して得られる光検出信号のピーク値に相当するデータ値である。
したがって、異物が無い場合は、もちろん異物が有る場合においても、当該異物の高さがＳＩＬ１０６の浮上高ｈよりも低いと判断された場合には、光検出信号は出力されない。
【００３９】
つまり、当該異物の高さがＳＩＬ１０６の浮上高ｈ以上の高さであると判断された場合にのみ当該異物に対応する光検出信号が遅延回路２へ供給される。
【００４０】
次に、検出手段１が光ディスク表面に異物を検出した場合における制御手段である制御回路３の動作について説明する。
【００４１】
検出手段１が集光位置に現在浮上中のスライダ５の浮上高ｈ以上の異物を検出して当該異物の高さに応じた大きさの光検出信号を移動手段の遅延回路２に供給すると、遅延回路２は、供給される光検出信号に対し先述した遅延処理を行って遅延信号を生成し、これを制御回路３に供給する。
【００４２】
制御回路３は、供給される遅延信号の大きさに応じた大きさの制御電流を生成し、これをコイル４に供給する。コイル４は、供給された制御電流に応じてスライダ５の底面部側の磁極面に対する反発磁界を発生させ、これを浮上中のスライダ５に付与することにより、スライダ５に対し制御電流の大きさに応じた反発力を与える。
【００４３】
支持部材１０８に弾性支持された状態で情報記録面から浮上高ｈで浮上中のＳＩＬ１０６は、この反発力を受けてこの反発力に対応する距離だけスライダ５と共に対物レンズ１０３の光軸方向に沿って上方に押しやられて情報読取面から異物の高さよりも高い位置まで移動する。
【００４４】
なお、制御回路３は、検出手段１から出力された異物の検出信号を遅延回路２によって所定時間遅延された遅延検出信号に基づいてコイル４に制御電流を印加する。したがって、上記所定時間を、検出手段１がディスク表面上に異物を検出してから当該異物がスライダ５及びＳＩＬ１０６の位置に到達するまでの時間よりも反発力の印加によってスライダが所定高さまで移動するのに要する時間だけ短い時間に設定することにより、で異物がピックアップの情報読取点上に到来したときには、スライダ５は確実に異物の高さ以上の高さ位置に移動していることになる。
【００４５】
その結果、情報読取面上を浮上中のＳＩＬ１０６及びスライダ５がこの異物に不用意にぶつかるのを回避することができる。
【００４６】
なお、磁界発生手段としてのコイルは、例えば図３に示す光ヘッド装置のピックアップＰ３のように、スライダ５の直上に配しても良い。
【００４７】
図３は、本発明におけるその他の実施形態の光ヘッド装置を示す図である。図３における光ヘッド装置は、図１の光ヘッド装置におけるピックアップＰ２をピックアップＰ３に代えて構成される。また、ピックアップＰ３は、ピックアップＰ２におけるコイル４の代りに磁界発生手段としてのコイル１１を備えて構成される。
【００４８】
コイル１１は、コイル４と同様に銅線を筒状に巻いたソレノイド型電磁石であり、スライダ５の直上位置であって例えばレンズホルダ１０４に固定され、ソレノイドの円形断面が対物レンズ１０３の光軸と同軸となるようにに配されている。従って、コイル１１は、支持部材１０５を介してピックアップＰ３の筐体１００によって支持されるレンズホルダ１０４との相対位置が固定されており、ピックアップＰ３がキャリッジ１１０によって適宜ディスク半径方向に移動する際には、レンズホルダ１０４と一体に移動が可能となるように設けられており、常にスライダ５の直上に配される。
【００４９】
コイル１１は、上述したピックアップＰ２のコイル４と同様に、制御回路３から供給される制御電流の大きさに応じた磁界を発生しスライダ５の上面側の磁極面に対する吸引磁界を発生させ、これを浮上中のスライダ５に付与することにより、スライダ５に対し制御電流の大きさに応じた吸引力を与える。
【００５０】
その結果、支持部材１０８に弾性支持された状態で情報記録面から浮上高ｈで浮上中のＳＩＬ１０６は、この磁気吸引力を受けてスライダ５と共に対物レンズ１０３の光軸方向に沿って上方のコイル１１に引き寄せられて情報読取面から異物の高さよりも高い位置まで移動せしめられる。
【００５１】
なお、図3では、イマージョンレンズ１０６を保持するスライダ５が、レンズホルダ１０４及びピックアップ筐体１００を介して間接的にキャリッジ１１０に支持された例について示しているが、キャリッジ１１０に図示しないサスペンションアームを連結し、かかるサスペンションアームを介して、イマージョンレンズを保持する上記スライダ５を直接支持する様に構成しても良い。
【００５２】
また、上述した各実施形態では、ＳＩＬ１０６を固定保持するスライダ５が支持部材１０８によってレンズホルダ１０４に弾性支持される構成のピックアップを用いて説明したが、本発明における光ヘッド装置のピックアップは、この構成に限らず、例えば、図４に示すように、ピックアップの筐体１００に直接固定するようにしても良い。
【００５３】
図４は光ヘッド装置のその他のピックアップの構成例を示す図であり、筐体１００に固定されたＳＩＬ１０６を先のピックアップＰ２と同様に光ディスクを挟んでＳＩＬ１０６の直下に配されたコイル４によって反発磁界が付与される構成のピックアップＰ４を示している。この場合は、制御回路３から供給される制御電流に応じて発生する反発磁界によって、指示部材１０９で弾性指示される、スライダ５を含むピックアップＰ４全体が高さ方向（記録面の法線方向）に移動することになる。その結果、スライダ5及びＳＩＬ１０６を異物から遠ざけるようにすることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、検出手段が記録媒体の情報読取面上の異物の高さの検出を行い、制御手段がこの検出結果に応じて移動手段をしてピックアップを情報記録媒体から離間せしめるための制御信号を移動手段に供給する。そして、移動手段が、供給された制御信号に基づいてピックアップを情報記録媒体から遠ざける方向へ移動させるので、ピックアップが異物にぶつかることを防ぐことが可能となる。
【００５５】
また、請求項２に記載の発明によれば、移動手段は、検出手段がイマージョンレンズの浮上高ｈ以上の高さの異物を検出した場合には、例えば電磁石からなる磁界発生手段に、イマージョンレンズと一体的に設けられた磁石に対して上記異物の高さに応じた磁力を発生せしめる電流を供給することによりイマージョンレンズを情報記録面から遠ざける方向に異物の高さよりも高い位置まで移動させることができるので、イマージョンレンズを情報記録媒体の表面上の異物に不用意にぶつけることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態における光ヘッド装置を示す図である。
【図２】検出手段の構造の一例を示した図である。
【図３】本発明におけるその他の実施形態の光ヘッド装置を示す図である。
【図４】光ヘッド装置のその他のピックアップの構成例を示す図である。
【図５】ＳＩＬを用いた光ヘッド装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・検出手段としての検出手段
２・・・・・制御手段としての遅延回路
３・・・・・制御手段としての制御回路
４、１１・・・・・移動手段としてのコイル
５・・・・・スライダ
６・・・・・レーザ光源
７、８・・・・・レンズ
９・・・・・光検出器
１０・・・・・検出信号生成部
１０６・・・・・ＳＩＬ
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４・・・・・ピックアップ
【図１】
0003919149.tif 000002
【図２】
0003919149.tif 000003
【図３】
0003919149.tif 000004
【図４】
0003919149.tif 000005
【図５】
0003919149.tif 000006