光学信息记录再生装置、光学信息记录再生方法以及控制电路.pdf

本发明提供一种光学信息记录再生装置、光学信息记录再生方法以及控制电路。在本发明中，距离控制电路(23)利用来自产生近场光的区域的返回光，将聚光部件(11)与光盘(1)表面之间的距离保持为一定，在该状态下，聚焦控制电路(27)利用来自信息层的反射光进行聚焦控制，使近场光的聚焦位置保持在信息层的位置。据此，即使在光盘(1)的表面存在局部的凸凹变动，或者保护层(3)存在厚度偏差的情况下，也能够在不引起信息层(2)中记录的信息的误削去或破坏的情况下，利用近场光稳定地记录及再生信息。

1.  一种光学信息记录再生装置，利用近场光，在具有信息层的光学信息记录介质上记录及/或再生信息，其特征在于包括：
聚光部件，用于产生所述近场光；
距离检测部，利用来自产生所述近场光的区域的返回光，检测所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离；
距离控制部，控制所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离；
聚焦位置变更部件，变更所述光学信息记录介质中的所述近场光的聚焦位置；
聚焦检测部，利用来自所述信息层的反射光，检测所述信息层的聚焦状态；以及
聚焦控制部，使所述近场光聚焦于所述信息层，其中，
所述距离控制部，基于所述距离检测部的检测结果，将所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离控制为一定，
在所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离被控制为一定的状态下，所述聚焦检测部检测所述聚焦状态，所述聚焦控制部基于所述聚焦状态的检测结果，控制所述聚焦位置变更部件，使所述近场光聚焦于所述信息层。

2.  根据权利要求1所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
所述聚光部件包含固体浸没透镜。

3.  根据权利要求2所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
所述聚光部件的等效NA大于1。

4.  根据权利要求1～3中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：
位置调整部，在所述距离控制部将所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离控制为一定之前，使所述聚光部件从不产生所述近场光的位置靠近所述光学信息记录介质。

5.  根据权利要求1～4中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：
聚焦位置调整部，调整所述聚焦位置变更部件的位置，不让所述近场光聚焦于所述信息层，直到所述距离控制部开始使所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离为一定的控制为止。

6.  根据权利要求1～5中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：
驱动部，在所述距离控制部开始使所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离为一定的控制之时，驱动所述光学信息记录介质，使所述光学信息记录介质的线速度低于记录所述信息时的线速度。

7.  根据权利要求1～5中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：
驱动部，在所述距离控制部开始使所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离为一定的控制之时，停止所述光学信息记录介质。

8.  根据权利要求1～7中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
所述光学信息记录介质具有多个信息层。

9.  根据权利要求8所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：
聚焦位置调整部，控制所述聚焦位置变更部件，使所述近场光的聚焦位置沿特定的一个方向变化；以及
信息层计数部，基于所述聚焦状态的检测结果，对表示所述信息层的聚焦状态的信号进行计数，其中，
所述聚焦控制部，基于所述信息层计数部的计数结果控制所述聚焦位置变更部件，使所述近场光聚焦于所述多个信息层中的一个信息层。

10.  根据权利要求8或9所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：
所述光学信息记录介质的各信息层具有同一头信息。

11.  一种光学信息记录再生方法，利用由聚光部件产生的近场光，在具有信息层的光学信息记录介质上记录及/或再生信息的光学信息记录再生方法，其特征在于包括以下步骤：
利用来自产生所述近场光的区域的返回光，检测所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离的步骤；
基于所述距离的检测结果，将所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离控制为一定的步骤；以及
在所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离被控制为一定的状态下，变更所述光学信息记录介质中的所述近场光的聚焦位置，利用来自所述信息层的反射光，检测所述信息层的聚焦状态，基于所述聚焦状态的检测结果，使所述近场光聚焦于所述信息层的步骤。

12.  一种控制电路，用于利用近场光，在具有信息层的光学信息记录介质上记录及/或再生信息的光学信息记录再生装置中，其特征在于包括：
距离检测电路，利用来自产生所述近场光的区域的返回光，检测用于产生所述近场光的聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离；
距离控制电路，控制所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离；
聚焦检测电路，利用来自所述信息层的反射光，检测所述信息层的聚焦状态；以及
聚焦控制电路，控制变更所述光学信息记录介质中的所述近场光的聚焦位置的聚焦位置变更部件，使所述近场光聚焦于所述信息层，其中，
所述距离控制电路，基于所述距离检测电路的检测结果，将所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离控制为一定，
在所述聚光部件与所述光学信息记录介质之间的距离被控制为一定的状态下，所述聚焦检测电路检测所述聚焦状态，所述聚焦控制电路基于所述聚焦状态的检测结果，控制所述聚焦位置变更部件以使所述近场光聚焦于所述信息层。

光学信息记录再生装置、光学信息记录再生方法以及控制电路
技术领域
本发明涉及光学地记录及/或再生信息的光学信息记录介质的记录再生装置及记录再生方法等，特别涉及利用近场光(Near-Field Optics)的记录再生装置的聚焦控制。
背景技术
作为能够以更高密度对光盘记录及再生数据的方法，提出了利用近场光的技术。作为用于产生近场光的聚光部件，近年来受到关注的是组合聚光透镜与固体浸没透镜(SolidImmersion Lens，SIL)的光学系统。利用该组合，能够实现比聚光透镜的NA(数值孔径)更高的数值孔径。若提高光学系统的数值孔径，则能减小光点(spot)的尺寸，因此能够进行更高密度的记录。
在利用SIL的光学系统中，必须使从SIL的出射面渗出(exude)的光入射至光盘表面，因此要求使SIL与光盘表面之间的距离非常接近。在DVD等光学系统中，物镜(objectivelens)与光盘表面的距离约为1mm，但在SIL的情况下，SIL与光盘表面之间的距离必须是约100nm以下。此外，如果SIL与光盘表面之间的距离变动，就有可能无法得到近场光，或者SIL与光盘发生碰撞。因此，还有必要进行将SIL与光盘表面之间的距离保持为一定的控制。
为了实现这样的控制，提出了利用气动滑板(air slider)的方法。在该方法中，采用将SIL装载在滑板(slider)上的结构。即，基于光盘转动，光盘表面与滑板间产生空气流，通过该空气流使滑板上浮，由此将SIL与光盘表面之间的距离保持为一定。
此外，作为其他控制方法，提出了称为间隙伺服器(gap servo)的方法。该方法例如公开在日本专利公开公报特开2001—76358号(以下称作“专利文献1”)中。在该方法中，检测基于近场光的来自光盘的反射光量，通过调整聚光透镜及SIL的光轴方向的位置，使该光量为一定值，由此控制SIL与光盘表面之间的距离(即间隙)。
但是，在上述利用气动滑板的以往方法中，存在以下问题。
成为气动滑板的控制基础的毕竟是所谓利用空气流的上浮的被动的结构，不是主动地控制SIL的位置的结构。因此，例如在光盘表面存在局部的凹凸变动的情况下，SIL的位置无法追随该变动，SIL有可能与光盘表面碰撞。另一方面，若要消除光盘表面的局部凸凹变动，则必须在制作光盘后对表面进行成镜处理，成为制造成本上升的主要原因。
即使存在上述凸凹变动，若要控制空气流以使滑板能够尽可能地进行追随，则滑板形状的设计有可能变得复杂。此外，不仅表面的凸凹变动，光盘本身具有的翘曲(也称作倾斜，tilt)也成为SIL的追随性下降的主要原因。此外，在让光盘的转动数变化的情况下，空气流发生变化，因此还存在间隙偏离期望距离的问题。
此外，无论是上述利用气动滑板的以往方法，还是上述利用间隙伺服器的以往方法，都存在以下问题。
第一个问题是，在光盘表面与实际记录信息的信息层的距离不为一定的情况下，对于信息层会产生不聚焦(defocus)的状态。以保护信息层为目的，在信息层与光盘表面之间介入保护层的情况下，由于制造工序中产生的保护层的厚度偏差，可能会发生光盘表面与信息层的距离的变化。在此情况下，即使能够将间隙保持为一定，也无法避免信息层的聚焦状态的变化。
第二个问题是，对在光轴方向上设置有多个信息层的、所谓多层盘的记录及再生会产生问题。即，在多层盘中，各信息层离盘表面的距离互不相同，在以往的方法中，在使间隙伺服器动作的状态下激光在距离盘表面多远的距离处聚焦是不固定的。因此，在使间隙伺服器工作时偶然聚焦于信息层的某一层的情况下，有可能错误地消去或破坏信息层中记录的信息，信息层的数目越多，该可能性越高。
发明内容
本发明为解决上述以往问题，其目的在于提供一种即使光学信息记录介质的表面存在局部的凸凹，或者光学信息记录介质的表面与信息层的距离有变动，也能够对信息层适当保持聚焦的光学信息记录再生装置。此外，其目的还在于提供一种能够不引起误消去或破坏的情况下，适当地选择多层盘中的任一信息层、并且能够将聚焦适当地保持在该信息层的光学信息记录再生装置。
本发明所涉及的光学信息记录再生装置，利用近场光，在具有信息层的光学信息记录介质上记录及/或再生信息，包括：聚光部件，用于产生上述近场光；距离检测部，利用来自产生上述近场光的区域的返回光，检测上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离；距离控制部，控制上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离；聚焦位置变更部件，变更上述光学信息记录介质中的上述近场光的聚焦位置；聚焦检测部，利用来自上述信息层的反射光，检测上述信息层的聚焦状态；以及聚焦控制部，使上述近场光聚焦于上述信息层，其中，上述距离控制部，基于上述距离检测部的检测结果，将上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离控制为一定，在上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离被控制为一定的状态下，上述聚焦检测部检测上述聚焦状态，上述聚焦控制部基于上述聚焦状态的检测结果，控制上述聚焦位置变更部件，使上述近场光聚焦于上述信息层。
在该光学信息记录再生装置中，即使光学信息记录介质的表面存在局部的凸凹，或者光学信息记录介质的表面与信息层之间的距离有变动，也能够对信息层适当保持聚焦。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例所涉及的光学信息记录再生装置的结构的方框图。
图2是说明图1所示的第一实施例所涉及的光学信息记录再生装置的动作的流程图。
图3是表示在图1所示的第一实施例中对信息层聚焦的动作的信号波形图。
图4是表示本发明的第二实施例所涉及的光学信息记录再生装置的结构的方框图。
图5是说明图4所示的第二实施例所涉及的光学信息记录再生装置的动作的流程图。
图6是表示在图4所示的第二实施例中对多层盘的信息层聚焦的动作的信号波形图。
具体实施方式
以下，使用实施例进一步具体地说明本发明。
(第一实施例的结构)
首先，使用图1、图2以及图3说明在本发明的第一实施例的光学信息记录再生装置中用于进行聚焦控制的动作。图1是表示本发明的第一实施例的记录再生装置的概略结构的方框图。
首先，说明在激光器到光盘的光路中存在的去路光学系统(forward path opticalsystem)以及光盘的结构。在图1中，1表示记录及/或再生数据(信息)的光盘，光盘1包含实际记录信息的信息层2和保护信息层2的保护层3。4表示作为记录及/或再生的光源的激光器，5表示使从激光器4射出的激光成为平行光的准直透镜(collimator lens)。
6以及7均表示用于分离来自光盘1的反射光的光束分离器(beam splitter)，其中，光束分离器6是其反射特性不依赖于偏振方向的类型(即无偏振光束分离器，non-polarization beam splitter)，光束分离器7是其反射特性依赖于偏振方向的类型(即偏振光束分离器，polarization beam splitter)。无偏振光束分离器6起到分离来自产生近场光的区域的返回光的作用，偏振光束分离器7起到分离来自信息层2的(即远场光(Far-FieldOptics)的)反射光的作用。8表示通过将直线偏振光(linear polarization)转换为圆偏振光(circular polarization)，从而偏振光束分离器7可分离远场光的反射光的1/4波长板。
9表示用于扩大激光的光束直径的光束扩展器(beam expander)。在构成光束扩展器9的两片透镜中的至少一片上安装致动器(actuator)10，能够调整两片透镜之间的距离。据此，能够变更光盘1内的近场光的聚焦位置来调整到所期望的位置。另外，能够应用于本发明的聚焦位置变更部件不限定于光束扩展器9，也可以在光路中设置独立于光束扩展器的聚焦位置调整用的透镜或光学元件。此外，作为致动器10可使用各种致动器，例如，可以使用可动线圈(moving coil)方式的致动器。
11表示用于产生近场光的聚光部件，聚光部件11由聚光透镜12和SIL(固体浸没透镜，Solid Immersion Lens)13这两片透镜构成。作为SIL13，例如可使用半球状的透镜，其平面一侧正对光盘1的表面。
这样，通过使用SIL13，能够将聚光部件11的NA等效地提高到大于1。在通常的光学系统中，激光无法以相对于光轴以90度以上的角度入射至光盘，因此，NA的理论临界值为1，若设激光的波长为λ，则会聚光的光点尺寸与λ/NA成比例。然而，若设SIL的介质的折射率为n，则在SIL的介质中的波长为λ/n，因此从SIL渗出的光的光点尺寸与λ/(n·NA)成比例。因此，通过在聚光部件11中使用SIL，能够使聚光部件11的NA大于1，具有缩小光点尺寸的效果。
聚光透镜12与SIL13，通过透镜架(lens holder)14被固定在一起，并安装在致动器15上。利用该致动器15，能够调整光盘1的表面与SIL13之间的距离。另外，作为致动器15可使用各种致动器，例如，可使用可动线圈方式的致动器。
在主轴电动机(spindle motor)30的转动轴上固定有转盘(turntable)，光盘1安装在转盘上，主轴电动机30使光盘1转动。另外，本发明能够应用的光学信息记录介质不特别限定于光盘，也可以使用光卡(optical card)等其他方式的记录介质。
接着，说明从光盘1到检测器(detector)的返路光学系统。由无偏振光束分离器6反射的返路光由第一检测透镜16聚光后入射至第一检测器17。入射至该第一检测器17的光的光量与从产生近场的区域返回的返回光的光量相对应。该光量随SIL13的表面(光盘1一侧的表面)与光盘1表面之间的距离而变化。在SIL13的表面与光盘1的表面完全接触的情况下，入射至SIL13的去路光向光盘1表面的透射最大，因此返回光的光量最小。另一方面，在SIL13的表面与光盘1的表面离得足够远时，由于不产生近场光，所以入射至SIL13的光的环带部分(ring zone)的光被全反射，返回光的光量最大。在上述两种情况之间，返回光的光量大致与SIL13与光盘1的距离成比例地变化。因此，只要是通过SIL13可产生近场光的状态，通过检测入射至第一检测器17的光的光量，就可以检测SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离。
此外，被偏振光束分离器7反射的返路光，由第二检测透镜18聚光后入射至第二检测器19。入射至该第二检测器19的光对应于从光盘1的信息层2反射的光。在此重要的是，控制SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离，使成为产生近场光的状态之后，激光透过SIL13与光盘1之间，得到来自信息层2的反射光。
第二检测透镜18不仅用于将返路光聚光于第二检测器19，还包含检测聚焦状态的目的。例如，第二检测透镜18也可以是用像散法(astigmatic method)检测聚焦状态的组合透镜。第二检测器19用于检测聚焦状态及追踪状态。为此，更为优选的是，第二检测器19为受光元件被分割为多个的结构。
以下说明电气系统以及控制系统。另外，在图1中，虽然省略追踪控制电路等的图示，但是，作为追踪控制电路等，可以使用各种追踪控制电路等，例如，可以使用以往的DVD、BD(Blu-ray Disc)等使用的追踪控制电路等。
系统控制电路20是控制本实施例中的聚焦控制等的记录再生装置整体的电路。主轴电动机驱动电路29是控制主轴电动机30的转动数即控制光盘1的线速度的电路。
距离检测电路21是将在第一检测器17接受的光量转换为电信号(电压值)的电路。位置调整电路22是为了调整聚光部件11的光轴方向的位置，基于来自距离检测电路21的电信号，使驱动电流流至致动器15的电路。另外，位置调整电路22也可以通过使用能够测量SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离的其他位置传感器的检测信号等方式、或只是控制致动器15的驱动电流，来向前进给(feed forward)地控制致动器15。
距离控制电路23是控制致动器15的电路，该电路改变致动器15的驱动电流以使来自距离检测电路21的电信号为一定值，并控制致动器15从而使SIL13的表面与光盘1的表面的距离保持为一定值。切换电路24是切换由位置调整电路22或距离控制电路23的哪一个控制聚光部件11的位置的电路。
在此，在本实施例中，称位置调整电路22使聚光部件11即SIL13相对于光盘1移动的粗略控制为位置调整，称距离控制电路23高精度地保持SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离为一定值的精细控制为距离控制。
聚焦检测电路25是基于在第二检测器19接受的光检测聚焦状态的电路。从该聚焦检测电路25输出的电信号，从后述的聚焦控制容易这一点来看，作为聚焦误差信号(即，“S”字曲线信号)而生成较为合适，所述聚焦误差信号是指，当设聚焦于信息层的状态为零、从入射一侧观察，当聚焦于前侧时则为正电压、当聚焦于后侧时则为负电压。另外，聚焦位置与电压的极性之间的关系也可以是与上述相反的情况。
聚焦位置调整电路26是为了调整光盘1内激光(近场光)的聚焦位置，基于来自聚焦检测电路25的电信号，使驱动电流流至致动器10的电路。另外，聚焦位置调整电路26也可以通过使用能够测量光盘1内激光的聚焦位置的其他位置传感器的检测信号等方式、或只是控制致动器10的驱动电流，来向前进给地控制致动器10。
聚焦控制电路27是控制致动器，改变致动器10的驱动电流以使来自聚焦检测电路25的电信号(电压值)成为零或一定值，从而将激光的聚焦位置保持在信息层2的位置处的电路。切换电路28是切换由聚焦位置调整电路26或聚焦控制电路27的哪一个调整聚焦位置的电路。
在此，在本实施例中，所谓聚焦(对焦)位置，是意味激光在光轴方向(聚焦方向)上最为集中、光点尺寸变得最小的位置，称聚焦位置调整电路26在聚焦方向上移动聚焦位置的粗略控制为聚焦位置调整，称聚焦控制电路27高精度地使聚焦位置与信息层一致的精细控制为聚焦控制。
(第一实施例的动作)
接着，使用图1的方框图、图2的流程图以及图3的信号图，说明本实施例的光学信息记录再生装置的动作。
图3是说明在本实施例中对信息层进行聚焦控制的动作的信号图。图3(a)是致动器10的驱动电流，图3(b)是从聚焦检测电路25输出的聚焦误差信号，图3(c)是从系统控制电路20输出的聚焦控制切换信号。
一般而言，在记录再生装置中，实际记录或再生信息之前的动作包含使光盘1转动的工序、照射激光的工序、进行聚焦控制动作的工序以及进行追踪控制动作的工序，在此，说明进行聚焦控制动作的一系列工序。另外，使光盘1转动的工序也可以在进行聚焦控制动作的工序之后进行。
在对光盘1进行再生或记录时，首先，在聚光部件靠近工序步骤201(以下，将步骤201简单地记为S201)中，系统控制电路20将切换电路24切换至位置调整电路22一侧，位置调整电路22一边监视来自距离检测电路21的电信号，一边驱动致动器15使聚光部件11从距光盘1足够远(例如数μm～1mm)的初始位置起、靠近能检测出近场的位置(即，能够产生近场光的位置)。例如，在激光的波长为400nm的情况下，SIL13与光盘1表面的距离可靠近至约为100nm的位置。
另外，在该工序S201中，也可考虑将聚光部件11的初始位置从一开始便设置在能够检测出近场的位置，但存在由于光盘1表面摇动或来自记录再生装置的干扰振动等使SIL13与光盘1碰撞的可能性。因此，更为理想的是，如本实施例那样，让初始位置为离光盘1足够远的位置，然后再靠近。在此情况下，作为检测是否为能够检测出近场的位置的方法，可利用来自距离检测电路21的电信号。
在聚光部件移动工序S202中，位置调整电路22一边监视来自距离检测电路21的电信号，一边驱动致动器15使聚光部件11进一步靠近光盘1。
在距离判断工序S203中，系统控制电路20判断来自距离检测电路21的电信号的电压值是否是对应于期望距离(例如20nm)的电压。如果不是对应于期望距离的电压，则反复执行聚光部件移动工序S202，系统控制电路20利用位置调整电路22使聚光部件11进一步靠近。
在达到了对应于期望距离的电压的情况下，在距离控制工序S204中，系统控制电路20将切换电路24切换至距离控制电路23一侧。距离控制电路23使用来自距离检测电路21的电信号，控制致动器15，使SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离保持为上述期望距离。
另外，在切换为控制距离为一定的动作的瞬间，SIL13的动作中即使有很少的过冲(overshoot)或下冲(undershoot)，SIL13与光盘1表面就有可能碰撞。因此，理想的是，在进入控制间隙(SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离)的动作的瞬间，尽可能地消除干扰因素。例如，由于光盘1的转动成为干扰的主要原因，所以较为理想的是，在进入控制距离为一定的动作的瞬间，即、在距离控制电路23已开始控制SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离为一定时，系统控制电路20控制主轴电动机驱动电路29，主轴电动机驱动电路29使主轴电动机30的转动数即、光盘1的线速度低于通常记录信息时的线速度(例如，1/2以下，1/3以下，或1/4以下)，更为理想的是使光盘1的转动停止。
另外，上述线速度的降低以及转动停止，可以在距离控制电路23开始控制SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离为一定之前的指定时间执行，例如，电源打开时、从记录或再生动作开始时到开始控制距离为一定时为止的期间。此外，在上述线速度的降低或转动停止之后，光盘1的线速度恢复为通常记录信息时的线速度的时间，可以采用SIL13的表面与光盘1的表面的距离被控制为一定之后，或者将聚焦位置保持在信息层2的位置处之后等指定时间。
但是，在让光盘1的线速度低于通常记录信息时的线速度的状态下，在切换为控制距离为一定的动作的瞬间，若激光聚焦于信息层2，则信息层2被加热，有可能错误地消去或破坏已经记录的信息。特别是，在使用SIL13的情况下等效NA会大于1，聚焦位置处激光的光点尺寸变小，因此即使是微弱的激光功率，也有可能加热信息层2。
因此，较为理想的是，在切换为控制距离为一定的动作之前，即距离控制电路23开始控制SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离为一定之前，聚焦位置调整电路26调整聚焦位置从而不让聚焦于信息层2。例如，可以将聚焦位置的初始值设定为距光盘1的信息层2更朝前或更朝后的足够远的位置处。
在SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离被控制为一定的状态下，在聚焦位置移动工序S205中，系统控制电路20将切换电路28切换至聚焦位置调整电路26一侧，聚焦位置调整电路26一边监视来自聚焦检测电路25的聚焦误差信号，一边驱动致动器10来移动光盘1内激光的聚焦位置。
图3(a)表示开始聚焦位置的调整之后的致动器10的驱动电流的变化。据此，聚焦位置跨越信息层2从前侧向后侧的方向或者从后侧向前侧移动。
如图3(b)所示，聚焦位置接近信息层2后，作为聚焦误差信号，“S”字曲线信号的一部分从聚焦检测电路25被输出。基于该信号波形，系统控制电路20判断信息层2的位置是否与聚焦位置一致。即，在聚焦判断工序S206中，系统控制电路20判断聚焦误差信号的“S”字曲线中的电压值是否为所期望的值(零或某一定值)。如果不是所期望的电压值，则反复执行聚焦位置移动工序S205，系统控制电路20利用聚焦位置调整电路26使激光的聚焦位置进一步移动。
在达到了期望电压值的情况下，在聚焦控制工序S207中，系统控制电路20将图3(c)所示的聚焦控制切换信号输出给切换电路28，将切换电路28切换至聚焦控制电路27一侧。聚焦控制电路27使用来自聚焦检测电路25的聚焦误差信号，控制致动器10，以便使聚焦位置保持在信息层2的位置处。
利用以上工序，SIL13与光盘1的表面维持一定的距离，能够产生近场光，同时即使保护层3的厚度偏差，也能够维持聚焦于信息层2的状态。其结果，能够进行稳定的信息记录及再生。
如上所述，本实施例的结构上的要点是，从一个返路光中分离来自产生近场光的区域的返回光成分和来自信息层2的(即远场光的)反射光成分，将它们分别用于不同的控制。由于仅使用光学手段进行该控制，所以不需要以往的一种方式中使用的滑板，能够用更简单的结构实现期望的控制。
此外，本实施例的动作上的要点是，在SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离保持为一定且处于让近场光产生的状态之后，控制作为聚焦位置变更部件的光束扩展器8(应为9)以保持将近场光聚焦于信息层2的状态。
其结果，根据本实施例，即使在光盘1的表面存在局部的凸凹变动，或者保护层3中存在厚度偏差的情况下，也能得到抑制对于信息层2的散焦状态的产生，并且不引起信息层2中记录的信息的误消去或破坏的特别效果。因此，能够使用近场光，对信息层2稳定并且高密度地记录及再生信息。
另外，在本实施例中，光盘1的信息层为一层，但也可以是具有两层以上信息层的多层盘。在此情况下，通过改变聚焦位置，对于与SIL13的距离不同的任一信息层，都可以适当地进行聚焦控制，因此能够对更大容量的光盘使用近场光进行记录。
(第二实施例)
接着，通过图4的结构图、图5的流程图以及图6的信号图，说明本发明的第二实施例的结构与动作。
图4是说明本实施例的结构的图。本实施例与第一实施例的不同点是：光盘401具有多个信息层(在本实施例中例如为四层)402、具有基于来自聚焦检测电路25的聚焦误差信号波形输出对信息层402的聚焦的计数信号的信息层计数电路404、在系统控制电路403中附加基于信息层计数电路404的计数结果进行聚焦控制动作的功能。其它与图1所示的光学信息记录再生装置1相同，因此省略详细说明。
图5是说明本实施例的动作的流程图。从聚光部件靠近工序S501至距离控制工序S504的工序，与图2所示的第一实施例中的S201至S204的工序相同。
另外，在本实施例中也与第一实施例相同，较为理想的是，在进入控制距离为一定的动作的瞬间，使光盘401的线速度低于通常记录信息时的线速度。此外，更为理想的是，在进入控制距离为一定的动作的瞬间，调整聚焦位置不让聚焦于任一信息层。例如，可以将聚焦位置的初始值设定为光盘401的各信息层402的前侧或后侧足够远的位置处。
图6是说明在本实施例中对从激光入射一侧观察为最后侧的信息层402(即第四层)进行聚焦控制的动作的信号图。图6(a)是致动器10的驱动电流，图6(b)是从聚焦检测电路25输出的聚焦误差信号，图6(c)是从信息层计数电路404输出的计数信号，图6(d)是从系统控制电路403输出的聚焦控制切换信号。
以下，说明本实施例的一系列工序。如上所述，从聚光部件靠近工序S501至距离控制工序S504的动作与第一实施例相同，因此说明从聚焦位置移动工序S505开始的动作。
在SIL13的位置被控制为使SIL13的表面与光盘401的表面之间的距离保持为期望距离的状态下，在聚焦位置移动工序S505中，系统控制电路403将切换电路28切换至聚焦位置调整电路26一侧，聚焦位置调整电路26一边监视来自聚焦检测电路25的聚焦误差信号，一边驱动致动器10，使移动光盘1(应为401)内的激光的聚焦位置。
图6(a)表示开始聚焦位置的调整之后的致动器10的驱动电流的变化。据此，聚焦位置从信息层402的最前面的信息层的前侧向后侧沿一个方向被移动。当然，聚焦位置的移动方向也可以相反(即从后侧向前侧)。但是，较为理想的是，至少在聚焦位置还没有经过所有信息层402之前，不改变聚焦位置的移动方向。其理由是，系统控制电路403需要对信息层402的数目进行正确计数，正确判断最终聚焦于哪个信息层。
如图6(b)所示，聚焦位置接近信息层402的任一层后，从聚焦检测电路25作为聚焦误差信号输出“S”字曲线信号。基于该“S”字曲线信号，信息层计数电路404判断信息层402的某一位置是否与聚焦位置一致(S506)。
如图6(c)所示，信息层计数电路404在信息层402的某一位置与聚焦位置一致的时间输出计数信号。系统控制电路403基于该计数信号对信息层402的数目进行计数(S507)。另外，信息层402的计数方法不特别限定于上述例子，也可以由信息层计数电路404对信息层402的数目进行计数，并将通知计数值即激光聚焦的信息层的层编号的信号向系统控制电路403输出。
在本实施例中，由于对从激光入射一侧观察为最后侧的信息层402(即第四层)进行聚焦控制，所以系统控制电路403至收到第四个计数信号为止，让聚焦位置调整电路26继续移动聚焦位置(S508的“否”)。在收到了第四个计数信号之后，系统控制电路403判断为已到达了第四层信息层402(S508的“是”)，并将图6(d)所示的聚焦控制切换信号输出给切换电路28。另外，在图6(d)中，是在图6(c)的计数信号开始下降的时刻将聚焦控制切换信号从低切换为高，但也可以在计数信号开始上升的时刻将聚焦控制切换信号从低切换为高。
基于聚焦控制切换信号，切换电路28被切换至聚焦控制电路27一侧。聚焦控制电路27使用来自聚焦检测电路25的聚焦误差信号，控制致动器10，以便将聚焦位置保持在信息层402的第四层的位置处(S509)。
利用以上工序，SIL13与光盘401的表面维持一定的距离，能够产生近场光，同时即使在光盘401是具有多个信息层402的多层盘的情况下，也能够无误差地判断聚焦于多个信息层402中的哪个信息层，并能够保持适当地聚焦于该信息层的状态。
如上所述，本实施例的要点是，在利用来自产生近场光的区域的返回光保持SIL13的表面与光盘1的表面之间的距离为一定并让产生近场光的状态下，移动激光的聚焦位置，利用来自信息层402的反射光，计数对信息层402的各层的聚焦状态，基于该计数结果选择期望的信息层，控制作为聚焦位置变更部件的光束扩展器8(应为9)，以保持将近场光聚焦于选择的信息层的状态。
其结果是，对于容量更大的多层盘，也能够适当地选择信息层，即使在光盘401的表面存在局部的凸凹变动，或者保护层3中存在厚度偏差的情况下，也能够得到在不引起任一信息层中记录的信息的误消去或破坏的情况下，利用近场光对信息层402的各层稳定地记录及再生信息的特别效果。
此外，根据本实施例还起到，即使信息层402的各层是将同一头信息(headerinformation)或控制数据信息作为凹坑(pit)形状或沟槽颤动(wobble)形状而保持的光盘，也能够通过聚焦状态的计数适当地选择信息层的效果。这样的光盘无须在制造工序中对每个信息层重新形成不同的凹坑或不同的沟槽颤动，因此具有制造容易的优点。
此外，在上述各实施例中，在距离控制工序S204(或S504)之后，也可以附加将SIL的倾斜与光盘的翘曲相配合地进行控制的倾斜控制工序。在此情况下，具有能够进一步降低SIL与光盘碰撞的可能性的优点。
另外，上述光盘只要是使光点聚焦于信息层，利用近场光记录及再生信息的介质，无论是只读型、追记型、可重写型等任一介质，均可以应用上述方法。此外，虽将多层盘的信息层的数目设为四层，但是具有几层也无妨。此外，在利用本发明的光学信息记录装置的个人计算机、服务器、记录器、播放器等中，也能够取得与上述相同的效果。
如上所述，根据本发明的光学信息记录装置，控制为：在利用来自产生近场光的区域的返回光使SIL与光盘表面的距离为一定并让产生近场光的状态下，利用来自信息层的反射光调整激光的聚焦位置，以保持对信息层的聚焦状态。其结果，即使在光盘表面存在局部的凸凹变动，或者保护层中存在厚度偏差的情况下，也能收到能够利用近场光稳定且高密度地记录及再生信息，并且不引起信息层中记录的信息的误消去或破坏的特别效果。
根据上述各实施例总结本发明，本发明所涉及的光学信息记录再生装置，利用近场光在具有信息层的光学信息记录介质上记录及/或再生信息，包括：聚光部件，用于产生上述近场光；距离检测部，利用来自产生上述近场光的区域的返回光，检测上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离；距离控制部，控制上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离；聚焦位置变更部件，变更上述光学信息记录介质中的上述近场光的聚焦位置；聚焦检测部，利用来自上述信息层的反射光，检测上述信息层的聚焦状态；以及聚焦控制部，使上述近场光聚焦于上述信息层，其中，上述距离控制部基于上述距离检测部的检测结果，将上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离控制为一定，在上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离被控制为一定的状态下，上述聚焦检测部检测上述聚焦状态，上述聚焦控制部基于上述聚焦状态的检测结果，控制上述聚焦位置变更部件，使上述近场光聚焦于上述信息层。
在该光学信息记录再生装置中，首先，利用来自产生近场光的区域的返回光，检测聚光部件与光学信息记录介质之间的距离，基于该距离检测结果控制聚光部件与光学信息记录介质之间的距离为一定。接着，在聚光部件与光学信息记录介质之间的距离被控制为一定之后，变更在光学信息记录介质中的近场光的聚焦位置，利用来自信息层的反射光检测对信息层的聚焦状态，基于该聚焦状态的检测结果使近场光聚焦于信息层，因此，即使光盘表面与信息层的距离发生变动，也能适当地保持聚焦，因此能够利用近场光进行稳定的信息记录及再生。
较为理想的是，上述聚光部件包含固体浸没透镜。在此情况下，由于能够提高聚光部件的NA来得到微小的光点，所以能够高密度地记录及再生信息。
较为理想的是，上述聚光部件的等效NA大于1。在此情况下，能够超过通常光学系统的NA的理论临界值集中近场光，因此能够飞跃性地减小会聚光的光点尺寸，能够更高密度地记录及再生信息。
较为理想的是，还包括在上述距离控制部将上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离控制为一定之前，使上述聚光部件从不产生上述近场光的位置靠近上述光学信息记录介质的位置调整部。在此情况下，在聚光部件与光学信息记录介质的距离处于被控制为一定的状态之前，使聚光部件从比近场远的距离靠近，因此在将聚光部件的位置控制为离光学信息记录介质的表面一定距离之前的阶段，能够不让聚光部件与表面碰撞的情况下，从距光盘表面足够远的地方安全地移动聚光部件。
较为理想的是，还包括聚焦位置调整部，调整上述聚焦位置变更部件的位置，不让上述近场光聚焦于上述信息层，直到上述距离控制部开始使上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离为一定的控制为止的。在此情况下，直到开始进行使聚光部件与光学信息记录介质之间的距离为一定的控制为止，即在切换至使聚光部件与光学信息记录介质的距离为一定的控制为止，近场光不聚焦于信息层，因此能够防止错误地消去或破坏已经记录的信息。因此，能够不会引起对光学信息记录介质的信息层的误消去或破坏，并且在该信息层适当地保持聚焦。
较为理想的是，还包括在上述距离控制部开始使上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离为一定的控制之时，驱动上述光学信息记录介质，使上述光学信息记录介质的线速度低于记录上述信息时的线速度的驱动部。在此情况下，在开始使聚光部件与光学信息记录介质之间的距离为一定的控制之时，即在切换至使聚光部件与光学信息记录介质之间的距离为一定的控制的瞬间，光学信息记录介质的线速度被设定为低于记录信息时的线速度，因此能够减小由光学信息记录介质的驱动造成的干扰，能够防止聚光部件与光学信息记录介质的表面碰撞。
较为理想的是，还包括在上述距离控制部开始使上述聚光装置与上述光学信息记录介质之间的距离为一定的控制之时，停止上述光学信息记录介质的驱动部。在此情况下，在已开始使聚光部件与光学信息记录介质之间的距离为一定的控制之时，即在切换至使聚光部件与光学信息记录介质之间的距离为一定的控制的瞬间，光学信息记录介质被停止，因此不会产生由光学信息记录介质的驱动造成的干扰，能够确实地防止聚光部件与光学信息记录介质的表面碰撞。
较为理想的是，上述光学信息记录介质具有多个信息层。在此情况下，能够选择任一信息层，并且能够对该信息层适当地保持聚焦，因此能够进一步提高光学信息记录介质的记录容量。
较为理想的是，还包括控制上述聚焦位置变更部件，使上述近场光的聚焦位置沿特定的一个方向变化的聚焦位置调整部，以及基于上述聚焦状态的检测结果计数，对表示向上述信息层的聚焦状态的信号进行计数的信息层计数部，其中，上述聚焦控制部基于上述信息层计数部的计数结果，控制上述聚焦位置变更部件，使上述近场光聚焦于上述多个信息层中的一个信息层。在此情况下，在聚焦位置向特定的一个方向移动的期间，近场光聚焦于信息层的次数被计数，基于该计数结果将近场光聚焦于多个信息层中的一个信息层，因此能够无误地判断聚焦于多个信息层中的哪个信息层。
较为理想的是，上述光学信息记录介质的各信息层具有同一头信息。在此情况下，由于光学信息记录介质的各信息层具有同一头信息，所以能够容易地制造光学信息记录介质。
本发明所涉及的光学信息记录再生方法，利用由聚光部件产生的近场光在具有信息层的光学信息记录介质上记录及/或再生信息，包括：利用来自产生上述近场光的区域的返回光，检测上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离的步骤；基于上述距离的检测结果，控制上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离为一定的步骤；以及在上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离被控制为一定的状态下，变更上述光学信息记录介质中的上述近场光的聚焦位置，利用来自上述信息层的反射光，检测上述信息层的聚焦状态，基于上述聚焦状态的检测结果，使上述近场光聚焦于上述信息层的步骤。
根据该方法，即使光盘表面与信息层的距离发生变动，也能够适当地保持聚焦，因此能够利用近场光进行稳定的信息记录及再生。
本发明所涉及的控制电路，用于利用近场光在具有信息层的光学信息记录介质上记录及/或再生信息的光学信息记录再生装置中，包括：距离检测电路，利用来自产生上述近场光的区域的返回光，检测用于产生上述近场光的聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离；距离控制电路，控制上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离；聚焦检测电路，利用来自上述信息层的反射光，检测上述信息层的聚焦状态；以及聚焦控制电路，控制变更上述光学信息记录介质中的上述近场光的聚焦位置的聚焦位置变更部件，使上述近场光聚焦于上述信息层，上述距离控制电路基于上述距离检测电路的检测结果，将上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离为一定，在上述聚光部件与上述光学信息记录介质之间的距离被控制为一定的状态下，上述聚焦检测电路检测上述聚焦状态，上述聚焦控制电路基于上述聚焦状态的检测结果，控制上述聚焦位置变更部件，使上述近场光聚焦于上述信息层。
根据该控制电路，能够提供一种即使光盘表面存在局部的凸凹，或者光盘表面与信息层的距离有变动，也对信息层适当保持聚焦的光学信息记录再生装置。
产业上的可利用性
本发明所涉及的光学信息记录再生装置以及光学信息记录再生方法，即使在光盘表面存在局部的凸凹，或者光盘表面与信息层的距离有变动，也能够对信息层保持适当聚焦的状态，特别是，作为与利用近场光的光学信息记录再生装置的聚焦控制相关的装置是有用的。