JPH11250484A - モニター光学系及び光記録再生装置 - Google Patents
モニター光学系及び光記録再生装置Info
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- JPH11250484A JPH11250484A JP10069404A JP6940498A JPH11250484A JP H11250484 A JPH11250484 A JP H11250484A JP 10069404 A JP10069404 A JP 10069404A JP 6940498 A JP6940498 A JP 6940498A JP H11250484 A JPH11250484 A JP H11250484A
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- light beam
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- recording medium
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レンズと光記録媒体とのエアギャップを精密に
測定することが可能なモニター光学系及び光記録再生装
置を提供する。 【解決手段】光束を光記録媒体表面上に集光させる対物
レンズ系の最終段に配置したレンズと光記録媒体との間
隙を光束の波長よりも小さく配置し、対物レンズ系への
入射光量と、入射光束のうち、レンズ内部での光軸との
なす角度をθとし、レンズの屈折率をnとして、n・s
inθ≧0.8を満たす光束についての光記録媒体から
の反射光量とを測定するモニター光学系、及び入射光量
の測定値と反射光量の測定値とに基づいて光記録媒体で
の光束の反射率を算出し、反射率に基づいてレンズと光
記録媒体との間隙を求めることを特徴とする光記録再生
装置である。
測定することが可能なモニター光学系及び光記録再生装
置を提供する。 【解決手段】光束を光記録媒体表面上に集光させる対物
レンズ系の最終段に配置したレンズと光記録媒体との間
隙を光束の波長よりも小さく配置し、対物レンズ系への
入射光量と、入射光束のうち、レンズ内部での光軸との
なす角度をθとし、レンズの屈折率をnとして、n・s
inθ≧0.8を満たす光束についての光記録媒体から
の反射光量とを測定するモニター光学系、及び入射光量
の測定値と反射光量の測定値とに基づいて光記録媒体で
の光束の反射率を算出し、反射率に基づいてレンズと光
記録媒体との間隙を求めることを特徴とする光記録再生
装置である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に情報
の記録又は再生を行う光記録再生装置に用いられるモニ
ター光学系、及び光記録再生装置に関する。
の記録又は再生を行う光記録再生装置に用いられるモニ
ター光学系、及び光記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光学的に情報を記録又は再生する
光記録再生装置では、光磁気ディスク等の光記録媒体に
おける記録密度の向上を図るために、対物レンズ系の最
終段のレンズを光記録媒体に極めて近接して配置するこ
とで固体浸レンズ(ソリッドイマージョンレンズ、以下
「SIL」と表記する)を形成し、光学系の実効的な開
口数を1以上に設定して集光スポット径を微小に絞る方
式が提案されている。SILを用いた光学系の概略断面
図を図7に示す。図7において、対物レンズ系20は、
光束Lを光ディスク表面23a上の点Oに集光する対物
レンズ21と、対物レンズ21と光ディスク23との間
であって光ディスク23に近接して配置されたSIL2
2とから構成されている。SIL22は半球状に形成さ
れ、平面部である境界面22aを光ディスク23側に向
けて設置されている。このように光ディスク23に近接
してSIL22を配置することにより、光学系の開口数
NAをSIL22の屈折率倍だけ大きくすることができ
る。その結果、点Oにおける集光スポット径を微小に絞
ることができ、記録密度の向上を図ることが可能とな
る。
光記録再生装置では、光磁気ディスク等の光記録媒体に
おける記録密度の向上を図るために、対物レンズ系の最
終段のレンズを光記録媒体に極めて近接して配置するこ
とで固体浸レンズ(ソリッドイマージョンレンズ、以下
「SIL」と表記する)を形成し、光学系の実効的な開
口数を1以上に設定して集光スポット径を微小に絞る方
式が提案されている。SILを用いた光学系の概略断面
図を図7に示す。図7において、対物レンズ系20は、
光束Lを光ディスク表面23a上の点Oに集光する対物
レンズ21と、対物レンズ21と光ディスク23との間
であって光ディスク23に近接して配置されたSIL2
2とから構成されている。SIL22は半球状に形成さ
れ、平面部である境界面22aを光ディスク23側に向
けて設置されている。このように光ディスク23に近接
してSIL22を配置することにより、光学系の開口数
NAをSIL22の屈折率倍だけ大きくすることができ
る。その結果、点Oにおける集光スポット径を微小に絞
ることができ、記録密度の向上を図ることが可能とな
る。
【0003】すなわち、光学系の最大開口数NAは、 NA=n・sinθm θm:SIL22内部における光束Lと光軸zとのなす
最大角度 n:SIL22の屈折率 であるから、例えば、sinθm=0.6、屈折率n=
1.8とすると、SIL22透過後の最大開口数NA
は、NA=1.08となる。このようにSIL22を用
いた光学系では、SIL22を用いない従来の光学系に
比べ、最大開口数NAをSIL22の屈折率n倍だけ大
きくすることができる。すなわちn=1.8である場合
には従来のn=1である空気中に比べて最大開口数NA
を1.8倍に大きくすることができ、集光スポット径を
それだけ微小に絞ることが可能となる。
最大角度 n:SIL22の屈折率 であるから、例えば、sinθm=0.6、屈折率n=
1.8とすると、SIL22透過後の最大開口数NA
は、NA=1.08となる。このようにSIL22を用
いた光学系では、SIL22を用いない従来の光学系に
比べ、最大開口数NAをSIL22の屈折率n倍だけ大
きくすることができる。すなわちn=1.8である場合
には従来のn=1である空気中に比べて最大開口数NA
を1.8倍に大きくすることができ、集光スポット径を
それだけ微小に絞ることが可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
には、最大開口数NAが1を超えると、n・sinθ≧
1なる入射角θの光束LはSIL22の境界面22aで
全反射されてしまい、境界面22aの光ディスク表面側
では入射光束のすべてを有効に利用することができな
い。これに対し、SIL22の境界面22aと光ディス
ク表面23aとの間隙(エアギャップ)を光束の波長λ
以下に設定すれば、全反射される光束はエバネッセント
波として境界面22aの光ディスク23側に漏れ出る。
したがってn・sinθ<1なる入射角θの光束に加
え、n・sinθ≧1なる入射角θの光束のエバネッセ
ント波をも利用することができれば光量の損失を殆ど受
けずに、入射光束Lを光ディスク表面23a上に集光さ
せることができる。その結果として、光ディスク表面2
3a上に微小に絞られた集光スポットを形成することが
可能となる。そのためにはSIL22の境界面22aと
光ディスク表面23aとのエアギャップをエバネッセン
ト波が存在できる範囲である、光束Lの波長λ以下に制
御する必要があるが、従来はかかるエアギャップを精密
に測定する手段がなかった。そこで、本発明は、SIL
を形成するレンズと光記録媒体との間のエアギャップを
精密に測定することが可能なモニター光学系、及びこの
モニター光学系を用いた光記録再生装置を提供すること
を課題とする。
には、最大開口数NAが1を超えると、n・sinθ≧
1なる入射角θの光束LはSIL22の境界面22aで
全反射されてしまい、境界面22aの光ディスク表面側
では入射光束のすべてを有効に利用することができな
い。これに対し、SIL22の境界面22aと光ディス
ク表面23aとの間隙(エアギャップ)を光束の波長λ
以下に設定すれば、全反射される光束はエバネッセント
波として境界面22aの光ディスク23側に漏れ出る。
したがってn・sinθ<1なる入射角θの光束に加
え、n・sinθ≧1なる入射角θの光束のエバネッセ
ント波をも利用することができれば光量の損失を殆ど受
けずに、入射光束Lを光ディスク表面23a上に集光さ
せることができる。その結果として、光ディスク表面2
3a上に微小に絞られた集光スポットを形成することが
可能となる。そのためにはSIL22の境界面22aと
光ディスク表面23aとのエアギャップをエバネッセン
ト波が存在できる範囲である、光束Lの波長λ以下に制
御する必要があるが、従来はかかるエアギャップを精密
に測定する手段がなかった。そこで、本発明は、SIL
を形成するレンズと光記録媒体との間のエアギャップを
精密に測定することが可能なモニター光学系、及びこの
モニター光学系を用いた光記録再生装置を提供すること
を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、光束を光記録媒体表面上に集光させる対
物レンズ系の最終段に配置したSILと光記録媒体との
間隙を測定するためのモニター光学系において、SIL
(8)と光記録媒体(11)との間隙が光束の波長より
も小さく配置され、対物レンズ系(6)への入射光束の
光量を測定する入射光量測定系を備え、入射光束のう
ち、SIL(8)内部での光軸とのなす角度をθとし、
SIL(8)の屈折率をnとして、n・sinθ≧0.
8を満たす光束についての光記録媒体(11)からの反
射光束の光量を測定する反射光量測定系を備えたことを
特徴とするモニター光学系である。
に、本発明は、光束を光記録媒体表面上に集光させる対
物レンズ系の最終段に配置したSILと光記録媒体との
間隙を測定するためのモニター光学系において、SIL
(8)と光記録媒体(11)との間隙が光束の波長より
も小さく配置され、対物レンズ系(6)への入射光束の
光量を測定する入射光量測定系を備え、入射光束のう
ち、SIL(8)内部での光軸とのなす角度をθとし、
SIL(8)の屈折率をnとして、n・sinθ≧0.
8を満たす光束についての光記録媒体(11)からの反
射光束の光量を測定する反射光量測定系を備えたことを
特徴とするモニター光学系である。
【0006】本発明はまた、光源からの光束を対物レン
ズ系によって光記録媒体上に集光させ、情報の記録又は
再生を行う光記録再生装置において、対物レンズ系
(6)は、最後段に配置されたSIL(8)と光記録媒
体(11)との間隙が光束の波長よりも小さく配置さ
れ、対物レンズ系(6)への入射光束の光量と、入射光
束のうち、SIL(8)内部での光軸とのなす角度をθ
とし、SIL(8)の屈折率をnとして、n・sinθ
≧0.8を満たす光束についての光記録媒体(11)表
面からの反射光束の光量とを測定し、入射光束の光量の
測定値と反射光束の光量の測定値とに基づいて光記録媒
体(11)での光束の反射率を算出し、反射率に基づい
てSIL(8)と光記録媒体(11)との間隙を求める
ことを特徴とする光記録再生装置である。
ズ系によって光記録媒体上に集光させ、情報の記録又は
再生を行う光記録再生装置において、対物レンズ系
(6)は、最後段に配置されたSIL(8)と光記録媒
体(11)との間隙が光束の波長よりも小さく配置さ
れ、対物レンズ系(6)への入射光束の光量と、入射光
束のうち、SIL(8)内部での光軸とのなす角度をθ
とし、SIL(8)の屈折率をnとして、n・sinθ
≧0.8を満たす光束についての光記録媒体(11)表
面からの反射光束の光量とを測定し、入射光束の光量の
測定値と反射光束の光量の測定値とに基づいて光記録媒
体(11)での光束の反射率を算出し、反射率に基づい
てSIL(8)と光記録媒体(11)との間隙を求める
ことを特徴とする光記録再生装置である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施例に係る光記録
装置として、光ディスク溝のマスタリング装置の主要部
を図1に示す。図1において、不図示のレーザー光源か
ら出射された光束は透過軸が紙面からわずかに傾いて配
置された偏光子Pを透過した後に偏光ビームスプリッタ
1に入射する。偏光ビームスプリッタ1はp偏光に対す
る反射率がほぼ20%(すなわち透過率がほぼ80
%)、s偏光に対する反射率が90〜100%に形成さ
れている。したがって、光束のs偏光の殆どは偏光ビー
ムスプリッタ1で反射され、残りの光束のp偏光の殆ど
は偏光ビームスプリッタ1を透過する。そして偏光ビー
ムスプリッタ1で反射された光束は第1受光器2に導か
れる。一方、偏光ビームスプリッタ1を透過した光束
は、λ/4波長板4を通過する際に円偏光に変換された
後、反射板5で反射されて対物レンズ系6を構成する対
物レンズ7及びSIL8に入射する。そして対物レンズ
7及びSIL8によって光ディスク基板12表面上に塗
布されたレジスト膜11上に集光される。レジスト膜1
1上に集光された光束は反射され、反射光束はSIL8
及び対物レンズ7を逆行し、反射板5を経てλ/4波長
板4を通過して偏光ビームスプリッタ1に入射する。偏
光ビームスプリッタ1に入射する光束は、λ/4波長板
4を再度透過することによってs偏光に変更されている
から、偏光ビームスプリッタ1で反射される。かかる反
射光束のうち、瞳の周縁部、すなわちSIL8内部での
開口数が0.8以上の光束の一部は第2受光器3に導か
れる。
装置として、光ディスク溝のマスタリング装置の主要部
を図1に示す。図1において、不図示のレーザー光源か
ら出射された光束は透過軸が紙面からわずかに傾いて配
置された偏光子Pを透過した後に偏光ビームスプリッタ
1に入射する。偏光ビームスプリッタ1はp偏光に対す
る反射率がほぼ20%(すなわち透過率がほぼ80
%)、s偏光に対する反射率が90〜100%に形成さ
れている。したがって、光束のs偏光の殆どは偏光ビー
ムスプリッタ1で反射され、残りの光束のp偏光の殆ど
は偏光ビームスプリッタ1を透過する。そして偏光ビー
ムスプリッタ1で反射された光束は第1受光器2に導か
れる。一方、偏光ビームスプリッタ1を透過した光束
は、λ/4波長板4を通過する際に円偏光に変換された
後、反射板5で反射されて対物レンズ系6を構成する対
物レンズ7及びSIL8に入射する。そして対物レンズ
7及びSIL8によって光ディスク基板12表面上に塗
布されたレジスト膜11上に集光される。レジスト膜1
1上に集光された光束は反射され、反射光束はSIL8
及び対物レンズ7を逆行し、反射板5を経てλ/4波長
板4を通過して偏光ビームスプリッタ1に入射する。偏
光ビームスプリッタ1に入射する光束は、λ/4波長板
4を再度透過することによってs偏光に変更されている
から、偏光ビームスプリッタ1で反射される。かかる反
射光束のうち、瞳の周縁部、すなわちSIL8内部での
開口数が0.8以上の光束の一部は第2受光器3に導か
れる。
【0008】本実施例の構成により、第1受光器2で
は、対物レンズ系6に入射する入射光束のうちの一部の
光束の光量が測定される。また第2受光器3では、レジ
スト膜11表面で反射される反射光束のうち、SIL8
内部での開口数が0.8以上の光束の光量が測定され
る。なお、第2受光器3は図2に示したように、開口数
が1以下の反射光束が通過する領域Eの周縁部において
90°毎の角度間隔で配置された4個の受光器3a、3
b、3c、3dから構成されている。p偏光成分の光量
を測定する2つの受光器3a、3c、及びs偏光成分の
光量を測定する2つの受光器3b、3dは互いに対向し
て配置されている。したがって本実施例のようにs偏光
の光量を測定する場合には受光器3b、3dのいずれか
一方、又は両方が用いられる。
は、対物レンズ系6に入射する入射光束のうちの一部の
光束の光量が測定される。また第2受光器3では、レジ
スト膜11表面で反射される反射光束のうち、SIL8
内部での開口数が0.8以上の光束の光量が測定され
る。なお、第2受光器3は図2に示したように、開口数
が1以下の反射光束が通過する領域Eの周縁部において
90°毎の角度間隔で配置された4個の受光器3a、3
b、3c、3dから構成されている。p偏光成分の光量
を測定する2つの受光器3a、3c、及びs偏光成分の
光量を測定する2つの受光器3b、3dは互いに対向し
て配置されている。したがって本実施例のようにs偏光
の光量を測定する場合には受光器3b、3dのいずれか
一方、又は両方が用いられる。
【0009】第1受光器2及び第2受光器3で測定され
た入射光量の測定値と反射光量の測定値とは制御装置1
0に伝送され、制御装置10において入射光量の測定値
と反射光量の測定値とに基づいてレジスト膜11表面で
の反射率が計算される。そして以下に説明するように、
かかる反射率からSIL8とレジスト膜11とのエアギ
ャップを測定することができる。なお、第1受光器2に
より入射光量を測定するのは、入射光量を参照すること
によってレーザー光源の光量変動の影響を除去するため
である。
た入射光量の測定値と反射光量の測定値とは制御装置1
0に伝送され、制御装置10において入射光量の測定値
と反射光量の測定値とに基づいてレジスト膜11表面で
の反射率が計算される。そして以下に説明するように、
かかる反射率からSIL8とレジスト膜11とのエアギ
ャップを測定することができる。なお、第1受光器2に
より入射光量を測定するのは、入射光量を参照すること
によってレーザー光源の光量変動の影響を除去するため
である。
【0010】SILと被照射面とのエアギャップTと、
被照射面の反射率Rとの関係について説明する。まず開
口数が1以上の光束(n・sinθ≧1なる入射角θの
光束)について説明する。図3において、被照射面13
に入射する光束のうちn・sinθ≧1なる入射角θの
光束Lx、すなわち瞳の周縁部を通過する光束について
の被照射面13での反射光量は、次の理由によりSIL
8と被照射面13とのエアギャップTに大きく依存す
る。すなわち、n・sinθが1を超えて全反射される
光束には被照射面13側に漏れ出るエバネッセント波が
存在し、かかるエバネッセント波は境界面8aを透過し
た後においては光軸z方向に急速に減衰する特性を有し
ている。そのためにエバネッセント波の光量分布は境界
面8aを透過した被照射面13側の領域では光軸z方向
に急速に減衰した分布を有する。したがって、n・si
nθ≧1なる入射角θでSIL8に入射した光束のう
ち、被照射面13に到達したエバネッセント波が透過光
となり、それ以外の被照射面13に到達しないエバネッ
セント波が反射光となるのであるから、エバネッセント
波のうちの被照射面13に到達する透過光量と、被照射
面13に到達しない反射光量とはエアギャップTに大き
く依存することとなる。
被照射面の反射率Rとの関係について説明する。まず開
口数が1以上の光束(n・sinθ≧1なる入射角θの
光束)について説明する。図3において、被照射面13
に入射する光束のうちn・sinθ≧1なる入射角θの
光束Lx、すなわち瞳の周縁部を通過する光束について
の被照射面13での反射光量は、次の理由によりSIL
8と被照射面13とのエアギャップTに大きく依存す
る。すなわち、n・sinθが1を超えて全反射される
光束には被照射面13側に漏れ出るエバネッセント波が
存在し、かかるエバネッセント波は境界面8aを透過し
た後においては光軸z方向に急速に減衰する特性を有し
ている。そのためにエバネッセント波の光量分布は境界
面8aを透過した被照射面13側の領域では光軸z方向
に急速に減衰した分布を有する。したがって、n・si
nθ≧1なる入射角θでSIL8に入射した光束のう
ち、被照射面13に到達したエバネッセント波が透過光
となり、それ以外の被照射面13に到達しないエバネッ
セント波が反射光となるのであるから、エバネッセント
波のうちの被照射面13に到達する透過光量と、被照射
面13に到達しない反射光量とはエアギャップTに大き
く依存することとなる。
【0011】ここで、被照射面13の媒質としてレジス
トを用いた場合の被照射面13での反射率とエアギャッ
プTとの関係を図4に示す。図4では、SIL8内を光
軸zと角度θ=45°で通過する光束をモニター光とし
て薄膜理論を用いて計算したものである(Born & Wolf:
Principles of Optics Chap.1,Pergamon Press 1980参
照)。なお、図4中のRp及びRsは、各々p偏光及び
s偏光の反射率を示している。また、計算条件は次の通
りである。 使用する光の波長:λ=488nm SIL8の屈折率:ns=1.8 レジストの屈折率:nr=1.7 この場合、モニター光では、 n・sinθ=1.8×sin45°=1.27 となるから、通常はSIL8の境界面8aで全反射する
はずであるが、前述したようにエアギャップTが小さい
とエバネッセント波が被照射面13側に漏れ出るため、
全反射とはならない。
トを用いた場合の被照射面13での反射率とエアギャッ
プTとの関係を図4に示す。図4では、SIL8内を光
軸zと角度θ=45°で通過する光束をモニター光とし
て薄膜理論を用いて計算したものである(Born & Wolf:
Principles of Optics Chap.1,Pergamon Press 1980参
照)。なお、図4中のRp及びRsは、各々p偏光及び
s偏光の反射率を示している。また、計算条件は次の通
りである。 使用する光の波長:λ=488nm SIL8の屈折率:ns=1.8 レジストの屈折率:nr=1.7 この場合、モニター光では、 n・sinθ=1.8×sin45°=1.27 となるから、通常はSIL8の境界面8aで全反射する
はずであるが、前述したようにエアギャップTが小さい
とエバネッセント波が被照射面13側に漏れ出るため、
全反射とはならない。
【0012】このような光学系ではエアギャップTが使
用する光の波長λに比べて小さいほど照射面13での反
射率の変動は大きい。例えばエアギャップT=100n
mとし、エアギャップTの変動幅を±25nmとする
と、図4より、これに伴う被照射面13での反射率R
p、Rsの変動は50〜80%と非常に大きい。したが
って、この大きく変動する反射率Rp、Rsをモニター
し、その反射率の値に基づいてエアギャップTをナノオ
ーダーで測定することが可能となる。なお、本実施例で
は、p偏光の反射率Rp及びs偏光の反射率Rsは共に
大きく変動するので、いずれか一方をモニターしてもよ
く、又は両方を同時にモニターしてもよい。
用する光の波長λに比べて小さいほど照射面13での反
射率の変動は大きい。例えばエアギャップT=100n
mとし、エアギャップTの変動幅を±25nmとする
と、図4より、これに伴う被照射面13での反射率R
p、Rsの変動は50〜80%と非常に大きい。したが
って、この大きく変動する反射率Rp、Rsをモニター
し、その反射率の値に基づいてエアギャップTをナノオ
ーダーで測定することが可能となる。なお、本実施例で
は、p偏光の反射率Rp及びs偏光の反射率Rsは共に
大きく変動するので、いずれか一方をモニターしてもよ
く、又は両方を同時にモニターしてもよい。
【0013】なお、被照射面13でのp偏光の反射率R
p、s偏光の反射率Rsとは、被照射面13に入射する
光束の入射面に対して定義され、入射面に平行な電気ベ
クトルを有するものがp偏光であり、このp偏光の反射
率をRpで表現している。同様に、入射面に垂直な電気
ベクトルを有するものがs偏光であり、このs偏光の反
射率をRsで表現している。一方、光路中のp偏光、s
偏光は、偏光ビームスプリッタ1の接合面に対して定義
されるものであり、偏光ビームスプリッタ1の接合面に
入射する光束の入射面に平行な電気ベクトルを有するも
のがp偏光であり、入射面に垂直な電気ベクトルを有す
るものがs偏光である。したがって、図4においてp偏
光の反射率Rp及びs偏光の反射率Rsは、光路中での
p偏光、s偏光に対する反射率と同義ではない。以下に
述べる実施例においても同様である。
p、s偏光の反射率Rsとは、被照射面13に入射する
光束の入射面に対して定義され、入射面に平行な電気ベ
クトルを有するものがp偏光であり、このp偏光の反射
率をRpで表現している。同様に、入射面に垂直な電気
ベクトルを有するものがs偏光であり、このs偏光の反
射率をRsで表現している。一方、光路中のp偏光、s
偏光は、偏光ビームスプリッタ1の接合面に対して定義
されるものであり、偏光ビームスプリッタ1の接合面に
入射する光束の入射面に平行な電気ベクトルを有するも
のがp偏光であり、入射面に垂直な電気ベクトルを有す
るものがs偏光である。したがって、図4においてp偏
光の反射率Rp及びs偏光の反射率Rsは、光路中での
p偏光、s偏光に対する反射率と同義ではない。以下に
述べる実施例においても同様である。
【0014】つぎに1>n・sinθ≧0.8なる入射
角θの光束について説明する。1>n・sinθ≧0.
8なる入射角θの光束は、SIL8の境界面8aを透過
し、境界面8aでは全反射しないためエバネッセント波
は生じないが、境界面8aを透過した透過光が被照射面
13で反射される反射光量は、エアギャップTの変化に
伴って変動する。したがって、1>n・sinθ≧0.
8なる入射角θの光束についても反射光量を測定するこ
とによってエアギャップTを測定することができる。す
なわち、被照射面13表面で反射される反射光束のう
ち、SIL8内部での開口数が0.8以上の光束の光量
を測定することによって、エアギャップTをモニターす
ることができ、その測定値に基づいてエアギャップTを
制御することが可能となる。
角θの光束について説明する。1>n・sinθ≧0.
8なる入射角θの光束は、SIL8の境界面8aを透過
し、境界面8aでは全反射しないためエバネッセント波
は生じないが、境界面8aを透過した透過光が被照射面
13で反射される反射光量は、エアギャップTの変化に
伴って変動する。したがって、1>n・sinθ≧0.
8なる入射角θの光束についても反射光量を測定するこ
とによってエアギャップTを測定することができる。す
なわち、被照射面13表面で反射される反射光束のう
ち、SIL8内部での開口数が0.8以上の光束の光量
を測定することによって、エアギャップTをモニターす
ることができ、その測定値に基づいてエアギャップTを
制御することが可能となる。
【0015】なお、1>n・sinθなる入射角θの光
束は、n・sinθ≧1なる入射角θの光束に比べエア
ギャップTの変化に伴う被照射面13からの反射光量の
変動は小さい。したがって、n・sinθ≧1なる入射
光束の反射光量のみを測定すればエアギャップTの測定
精度及び制御精度を向上させる上で有効であるが、n・
sinθ≧1なる入射光束の反射光量のみを測定するよ
うに第2受光器3を配置するのは製造上高い精度が必要
となる。これに対し、1>n・sinθなる入射角θの
光束の中でもn・sinθ≧0.8なる入射角θの光束
であれば、エアギャップTの変化に伴う被照射面13か
らの反射光量の変動はn・sinθ≧1なる入射角θの
光束に比べ低くはあるが、エアギャップTの測定精度及
び制御精度を実用上低下させることはない。このためn
・sinθ≧0.8なる入射角θの光束を用いても十分
な精度でエアギャップTの測定が可能であり、しかも第
2受光器3を配置する際の製造上のラチチュードを広げ
ることができるという利点がある。
束は、n・sinθ≧1なる入射角θの光束に比べエア
ギャップTの変化に伴う被照射面13からの反射光量の
変動は小さい。したがって、n・sinθ≧1なる入射
光束の反射光量のみを測定すればエアギャップTの測定
精度及び制御精度を向上させる上で有効であるが、n・
sinθ≧1なる入射光束の反射光量のみを測定するよ
うに第2受光器3を配置するのは製造上高い精度が必要
となる。これに対し、1>n・sinθなる入射角θの
光束の中でもn・sinθ≧0.8なる入射角θの光束
であれば、エアギャップTの変化に伴う被照射面13か
らの反射光量の変動はn・sinθ≧1なる入射角θの
光束に比べ低くはあるが、エアギャップTの測定精度及
び制御精度を実用上低下させることはない。このためn
・sinθ≧0.8なる入射角θの光束を用いても十分
な精度でエアギャップTの測定が可能であり、しかも第
2受光器3を配置する際の製造上のラチチュードを広げ
ることができるという利点がある。
【0016】本発明の第2実施例に係る光記録装置とし
て、光ディスクの記録再生光学系の主要部を図5に示
す。図5において、不図示のレーザー光源から出射され
た光束は透過軸が紙面からわずかに傾いて配置された偏
光子Pを透過した後にビームスプリッタ15に入射し、
光束の一部はビームスプリッタ15で反射され、残りの
光束はビームスプリッタ15を透過する。ビームスプリ
ッタ15で反射された光束は第1受光器2に導かれる。
一方、ビームスプリッタ15を透過した光束は偏光ビー
ムスプリッタ16に入射する。偏光ビームスプリッタ1
6はp偏光に対する反射率がほぼ20%(すなわち透過
率がほぼ80%)、s偏光に対する反射率が90〜10
0%に形成されている。したがって、偏光ビームスプリ
ッタ16に入射した光束のs偏光の殆どは偏光ビームス
プリッタ16で反射され、残りの光束のp偏光のみが偏
光ビームスプリッタ16を透過する。偏光ビームスプリ
ッタ16を透過したp偏光は反射板5で反射されて対物
レンズ系6を構成する対物レンズ7及びSIL8に入射
する。そして対物レンズ7及びSIL8によって光磁気
ディスク14上に集光される。
て、光ディスクの記録再生光学系の主要部を図5に示
す。図5において、不図示のレーザー光源から出射され
た光束は透過軸が紙面からわずかに傾いて配置された偏
光子Pを透過した後にビームスプリッタ15に入射し、
光束の一部はビームスプリッタ15で反射され、残りの
光束はビームスプリッタ15を透過する。ビームスプリ
ッタ15で反射された光束は第1受光器2に導かれる。
一方、ビームスプリッタ15を透過した光束は偏光ビー
ムスプリッタ16に入射する。偏光ビームスプリッタ1
6はp偏光に対する反射率がほぼ20%(すなわち透過
率がほぼ80%)、s偏光に対する反射率が90〜10
0%に形成されている。したがって、偏光ビームスプリ
ッタ16に入射した光束のs偏光の殆どは偏光ビームス
プリッタ16で反射され、残りの光束のp偏光のみが偏
光ビームスプリッタ16を透過する。偏光ビームスプリ
ッタ16を透過したp偏光は反射板5で反射されて対物
レンズ系6を構成する対物レンズ7及びSIL8に入射
する。そして対物レンズ7及びSIL8によって光磁気
ディスク14上に集光される。
【0017】光磁気ディスク14上に集光された直線偏
光(p偏光)は光磁気ディスク14で反射されるが、そ
の際、光磁気ディスク14媒体は信号の有無に応じて磁
化方向が上向きか、又は下向きに形成されているため、
磁気カー効果によって磁化の向きに応じて偏光面が左右
に回転して反射される。そのため、光磁気ディスク14
で反射された光束には、p偏光と、光磁気ディスク14
媒体に記録された信号に応じて生じたs偏光とが含まれ
ている。反射光束はSIL8及び対物レンズ7を逆行
し、反射板5を経て偏光ビームスプリッタ16に入射す
る。偏光ビームスプリッタ16に入射する光束のうち、
s偏光は偏光ビームスプリッタ16で反射されて信号検
出系17に導かれる。一方、p偏光は偏光ビームスプリ
ッタ16を透過し、ビームスプリッタ15に入射する。
ビームスプリッタ15に入射したp偏光の一部はビーム
スプリッタ15で反射され、かかる反射光束のうち、瞳
の周縁部、すなわちSIL8内部での開口数が0.8以
上の光束の一部は第2受光器3に導かれる。
光(p偏光)は光磁気ディスク14で反射されるが、そ
の際、光磁気ディスク14媒体は信号の有無に応じて磁
化方向が上向きか、又は下向きに形成されているため、
磁気カー効果によって磁化の向きに応じて偏光面が左右
に回転して反射される。そのため、光磁気ディスク14
で反射された光束には、p偏光と、光磁気ディスク14
媒体に記録された信号に応じて生じたs偏光とが含まれ
ている。反射光束はSIL8及び対物レンズ7を逆行
し、反射板5を経て偏光ビームスプリッタ16に入射す
る。偏光ビームスプリッタ16に入射する光束のうち、
s偏光は偏光ビームスプリッタ16で反射されて信号検
出系17に導かれる。一方、p偏光は偏光ビームスプリ
ッタ16を透過し、ビームスプリッタ15に入射する。
ビームスプリッタ15に入射したp偏光の一部はビーム
スプリッタ15で反射され、かかる反射光束のうち、瞳
の周縁部、すなわちSIL8内部での開口数が0.8以
上の光束の一部は第2受光器3に導かれる。
【0018】本実施例の構成により、第1受光器2で
は、対物レンズ系6に入射する入射光束の光量が測定さ
れる。また第2受光器3では、光磁気ディスク14表面
で反射される反射光束のうち、SIL8内部での開口数
が0.8以上の光束の光量が測定される。そして第1受
光器2及び第2受光器3で測定された入射光量の測定値
と反射光量の測定値とは制御装置10に伝送され、制御
装置10において入射光量の測定値と反射光量の測定値
とに基づいて光磁気ディスク14表面での反射率が計算
される。そして第1実施例の場合と同様に、かかる反射
率からSIL8と光磁気ディスク14とのエアギャップ
を測定することができる。なお、光磁気ディスク14媒
体に記録された信号に応じた生じたs偏光成分は非常に
小さいため、光磁気ディスク14表面で反射される反射
光量の測定に与える影響は無視することができる。
は、対物レンズ系6に入射する入射光束の光量が測定さ
れる。また第2受光器3では、光磁気ディスク14表面
で反射される反射光束のうち、SIL8内部での開口数
が0.8以上の光束の光量が測定される。そして第1受
光器2及び第2受光器3で測定された入射光量の測定値
と反射光量の測定値とは制御装置10に伝送され、制御
装置10において入射光量の測定値と反射光量の測定値
とに基づいて光磁気ディスク14表面での反射率が計算
される。そして第1実施例の場合と同様に、かかる反射
率からSIL8と光磁気ディスク14とのエアギャップ
を測定することができる。なお、光磁気ディスク14媒
体に記録された信号に応じた生じたs偏光成分は非常に
小さいため、光磁気ディスク14表面で反射される反射
光量の測定に与える影響は無視することができる。
【0019】ここで、被照射面の媒質として光磁気膜を
用いた場合の光磁気ディスク14での反射率とエアギャ
ップTとの関係を図6に示す。図4の場合と同様にSI
L8内を光軸zと角度θ=45°で通過する光束をモニ
ター光として計算したものである。通常、光磁気媒質は
基板上に形成されているために多層膜構造となっている
が、図6では簡単のために全体が光磁気媒質で形成され
たバルクとして計算を行った。なお、図6中のRp及び
Rsは、各々p偏光及びs偏光の反射率を示している。
また、計算条件は次の通りである。 使用する光の波長:λ=680nm SIL8の屈折率:ns=1.8 光磁気媒質の屈折率:nr=2+3i この場合の反射率Rp、Rsもエアギャップ依存性を有
するが、図6においてはp偏光の変化率が大きいので、
p偏光の反射率の変動をモニターすればエアギャップT
をより高精度で制御することが可能である。
用いた場合の光磁気ディスク14での反射率とエアギャ
ップTとの関係を図6に示す。図4の場合と同様にSI
L8内を光軸zと角度θ=45°で通過する光束をモニ
ター光として計算したものである。通常、光磁気媒質は
基板上に形成されているために多層膜構造となっている
が、図6では簡単のために全体が光磁気媒質で形成され
たバルクとして計算を行った。なお、図6中のRp及び
Rsは、各々p偏光及びs偏光の反射率を示している。
また、計算条件は次の通りである。 使用する光の波長:λ=680nm SIL8の屈折率:ns=1.8 光磁気媒質の屈折率:nr=2+3i この場合の反射率Rp、Rsもエアギャップ依存性を有
するが、図6においてはp偏光の変化率が大きいので、
p偏光の反射率の変動をモニターすればエアギャップT
をより高精度で制御することが可能である。
【0020】なお、第1及び第2実施例においては、S
IL8として半球レンズを用いたが、超半球レンズ(レ
ンズ球心とレンズ表面とを見込む立体角が2πsteradを
超えるもの)を用いても同様にエアギャップTの精密な
モニター及び制御が可能である。この場合には、対物レ
ンズ7と超半球レンズで形成したSIL8とをアプラナ
ティック、すなわち対物レンズ7による焦点位置と、S
IL8の不遊点とが一致するように配置すればよい。ま
た、第2実施例で用いたビームスプリッタ15に代えて
偏光ビームスプリッタを用いて構成することも可能であ
る。
IL8として半球レンズを用いたが、超半球レンズ(レ
ンズ球心とレンズ表面とを見込む立体角が2πsteradを
超えるもの)を用いても同様にエアギャップTの精密な
モニター及び制御が可能である。この場合には、対物レ
ンズ7と超半球レンズで形成したSIL8とをアプラナ
ティック、すなわち対物レンズ7による焦点位置と、S
IL8の不遊点とが一致するように配置すればよい。ま
た、第2実施例で用いたビームスプリッタ15に代えて
偏光ビームスプリッタを用いて構成することも可能であ
る。
【0021】また、SIL8と、レジスト膜11や光磁
気ディスク14とのエアギャップTの制御は、モニター
されたエアギャップTに基づき、制御装置10によって
SIL8に取り付けられたフォーカスサーボ系9にフィ
ードバックをかけることによって行い、常にエアギャッ
プTを波長λ以下に制御することができる。その結果、
安定して微小な集光スポットを形成することが可能とな
る。
気ディスク14とのエアギャップTの制御は、モニター
されたエアギャップTに基づき、制御装置10によって
SIL8に取り付けられたフォーカスサーボ系9にフィ
ードバックをかけることによって行い、常にエアギャッ
プTを波長λ以下に制御することができる。その結果、
安定して微小な集光スポットを形成することが可能とな
る。
【0022】また、本発明は相変化媒体を記録媒体とし
た光記録再生装置に適用することも可能である。相変化
媒体を用いる方式では、相変化媒体の結晶状態とアモル
ファス状態との間の反射率の差を測定するのであるか
ら、集光スポットが結晶領域に照射されるか、又はアモ
ルファス領域に照射されるかによってモニターされる反
射光量は異なる。したがって、この場合には記録媒体に
記録された信号に応じて信号光量も変動していることを
利用し、反射光量を信号光量で規格化して信号処理すれ
ば結晶状態とアモルファス状態との間の反射率の差を正
確に測定することが可能である。
た光記録再生装置に適用することも可能である。相変化
媒体を用いる方式では、相変化媒体の結晶状態とアモル
ファス状態との間の反射率の差を測定するのであるか
ら、集光スポットが結晶領域に照射されるか、又はアモ
ルファス領域に照射されるかによってモニターされる反
射光量は異なる。したがって、この場合には記録媒体に
記録された信号に応じて信号光量も変動していることを
利用し、反射光量を信号光量で規格化して信号処理すれ
ば結晶状態とアモルファス状態との間の反射率の差を正
確に測定することが可能である。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、エバネッ
セント波の反射率がSILと被照射面との間のエアギャ
ップに対して敏感に変動することを利用してエアギャッ
プを精密に測定し、さらにエアギャップの制御を行うこ
とが可能となった。これによって、微小な集光スポット
を形成することができるので、光記録媒体の記録密度の
向上を図ることが可能となった。
セント波の反射率がSILと被照射面との間のエアギャ
ップに対して敏感に変動することを利用してエアギャッ
プを精密に測定し、さらにエアギャップの制御を行うこ
とが可能となった。これによって、微小な集光スポット
を形成することができるので、光記録媒体の記録密度の
向上を図ることが可能となった。
【図1】本発明の第1実施例に係る光ディスク溝のマス
タリング装置の主要部の断面図である。
タリング装置の主要部の断面図である。
【図2】受光器の配置を説明する図である。
【図3】対物レンズ系を通過する光束を説明する図であ
る。
る。
【図4】被照射面の媒質としてレジストを用いた場合の
被照射面での反射率とエアギャップTとの関係を示す図
である。
被照射面での反射率とエアギャップTとの関係を示す図
である。
【図5】本発明の第2実施例に係る光磁気ディスクの記
録再生光学系の主要部の断面図である。
録再生光学系の主要部の断面図である。
【図6】被照射面の媒質として光磁気膜を用いた場合の
被照射面での反射率とエアギャップTとの関係を示す図
である。
被照射面での反射率とエアギャップTとの関係を示す図
である。
【図7】SILを用いた光学系の概略断面図である。
1、16…偏光ビームスプリッタ 2、3…受光器 4…λ/4波長板 5…反射板 6…対物レンズ系 7…対物レンズ 8…SIL 8a…SIL境界面 9…フォーカスサーボ系 10…制御装置 11…レジスト膜 12…光ディスク基
板 13…被照射面 14…光磁気ディス
ク 15…ビームスプリッタ 17…信号再生系 P…偏光子 z…光軸 L…光束
板 13…被照射面 14…光磁気ディス
ク 15…ビームスプリッタ 17…信号再生系 P…偏光子 z…光軸 L…光束
Claims (3)
- 【請求項1】光束を光記録媒体表面上に集光させる対物
レンズ系の最終段に配置したレンズと前記光記録媒体と
の間隙を測定するためのモニター光学系において、 最終段のレンズと光記録媒体との前記間隙が前記光束の
波長よりも小さく配置され、 前記対物レンズ系への入射光束の光量を測定する入射光
量測定系を備え、 前記入射光束のうち、前記最終段のレンズ内部での光軸
とのなす角度をθとし、該レンズの屈折率をnとして、 n・sinθ≧0.8 を満たす光束についての前記光記録媒体からの反射光束
の光量を測定する反射光量測定系を備えたことを特徴と
するモニター光学系。 - 【請求項2】光源からの光束を対物レンズ系によって光
記録媒体上に集光させ、情報の記録又は再生を行う光記
録再生装置において、 前記対物レンズ系は、最後段に配置されたレンズと前記
光記録媒体との間隙が前記光束の波長よりも小さく配置
され、 前記対物レンズ系への入射光束の光量と、該入射光束の
うち、前記最終段のレンズ内部での光軸とのなす角度を
θとし、該レンズの屈折率をnとして、 n・sinθ≧0.8 を満たす光束についての前記光記録媒体表面からの反射
光束の光量とを測定し、 前記入射光束の光量の測定値と前記反射光束の光量の測
定値とに基づいて前記光記録媒体での光束の反射率を算
出し、 該反射率に基づいて前記最終段のレンズと前記光記録媒
体との間隙を求めることを特徴とする光記録再生装置。 - 【請求項3】最終段のレンズと光記録媒体との前記間隙
に基づいて該間隙を制御する制御手段を有する請求項2
記載の光記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10069404A JPH11250484A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | モニター光学系及び光記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10069404A JPH11250484A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | モニター光学系及び光記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11250484A true JPH11250484A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=13401644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10069404A Pending JPH11250484A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | モニター光学系及び光記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11250484A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025309A1 (en) * | 1998-10-28 | 2000-05-04 | Sony Corporation | Method and apparatus for focus control |
| WO2003021583A1 (fr) * | 2001-08-31 | 2003-03-13 | Sony Corporation | Dispositif de capteur optique et dispositif d'enregistrement/de reproduction |
| KR20030054760A (ko) * | 2001-12-26 | 2003-07-02 | 한국전자통신연구원 | 고체 결상 렌즈의 간극 측정 장치 |
| WO2005116997A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V., | Optical scanning device |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP10069404A patent/JPH11250484A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025309A1 (en) * | 1998-10-28 | 2000-05-04 | Sony Corporation | Method and apparatus for focus control |
| US6845066B1 (en) | 1998-10-28 | 2005-01-18 | Sony Corporation | Focus control method and focus controller |
| WO2003021583A1 (fr) * | 2001-08-31 | 2003-03-13 | Sony Corporation | Dispositif de capteur optique et dispositif d'enregistrement/de reproduction |
| US7106683B2 (en) | 2001-08-31 | 2006-09-12 | Sony Corporation | Optical pickup device and recording/reproducing device |
| US7440383B2 (en) | 2001-08-31 | 2008-10-21 | Sony Corporation | Optical pickup device and recording and/or reproducing apparatus |
| KR20030054760A (ko) * | 2001-12-26 | 2003-07-02 | 한국전자통신연구원 | 고체 결상 렌즈의 간극 측정 장치 |
| WO2005116997A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V., | Optical scanning device |
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