JP2004030821A - Signal recording device, signal reproducing device, and method - Google Patents
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Abstract
【課題】オーバーシュートによる光学手段の媒体への衝突を招くことなく、かつ、光学手段を迅速に近接場に引き込むことが可能な信号記録装置、信号再生装置、及び方法を提供する。
【解決手段】コンパレータ20は、全反射戻り光量6とギャップサーボ開始閾値を比較することにより、SILがファーフィールド距離にあるか、ニアフィールド距離にあるかを判定し、その比較結果によってスイッチ24を切り替え、接近速度生成部23とギャップサーボ目標値生成部25の動作を選択する。ギャップサーボ目標値生成部25は、コンパレータ20の出力により、SILがファーフィールド距離からニアフィールド距離に移動する点をスタートパルスとして設定されたギャップサーボ開始閾値とギャップサーボ最終目標値の間を補間するようなギャップサーボ目標値を出力し、このような時間的に変化するギャップサーボ目標値を用いてSILの引き込み制御を行う。
【選択図】 図6A signal recording device, a signal reproducing device, and a method capable of quickly drawing an optical unit into a near field without causing collision of the optical unit with a medium due to overshoot are provided.
A comparator (20) compares a total reflection return light amount (6) with a gap servo start threshold to determine whether the SIL is at a far field distance or a near field distance, and switches the switch (24) according to the comparison result. The switching and the operation of the approach speed generator 23 and the gap servo target value generator 25 are selected. Based on the output of the comparator 20, the gap servo target value generation unit 25 interpolates between the gap servo start threshold set at the point where the SIL moves from the far field distance to the near field distance as the start pulse and the gap servo final target value. Such a gap servo target value is output, and the SIL pull-in control is performed using the time-varying gap servo target value.
[Selection] Fig. 6
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接場光を用いて光記録媒体に信号を記録する信号記録装置及び方法、並びに近接場光を用いて光再生媒体からその信号を再生する信号再生装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近接場光を用いる光記録再生装置では、SIL端面とディスクとの間のギャップを近接場光が生じる距離(ニアフィールド)に制御(ギャップ制御)する必要がある。
この距離は一般に入力レーザー光の波長の1/2である。例えば、400nmの青紫色レーザーを用いた場合、200nm程度となる。
このため、DVDなどのようなファーフィールド光学系では特に問題とならなかった、制御開始時の1μm以下のオーバーシュートが、近接場光を用いる光記録再生装置では問題となる。つまり、制御開始時に1μm以下のオーバーシュート生じても、SILがディスクに衝突し、両者の損傷を招くことになる。
【0003】
この問題を解決するために、まず第1の方法としては、SIL端面に電極を設置し、SILとディスク間の静電容量によりギャップを制御する方法がある。
この方法によれば、ファーフィールドの距離でギャップ制御を行い、サーボを引き込んだあと、手動でニアフィールド距離に持っていく。
これにより、ギャップサーボ開始時のオーバーシュートによるSILとディスクとの衝突を回避する。
【0004】
また、第2の方法としては、全反射戻り光量を用いたギャップサーボ方式において、SILをニアフィールド距離まで接近させてからギャップサーボを行う方法がある。
この全反射光を用いたギャップサーボ方式では、ギャップエラーがニアフィールド距離以外はギャップ長に依存せず一定値となる。このように不感帯がある非線形性特性を持つために、ファーフィールドの距離からギャップサーボを開始してしまうと、オーバーシュートによりSILがディスクに衝突してしまう。
そこで、SILをニアフィールド状態が生じる距離までゆっくり接近させ、ニアフィールド状態の線形領域になったところでニアフィールド制御を開始させる方法がある(特願平11−253296号参照)。
これにより、オーバーシュート量は、制御系が持つステップ応答特性に応じた固有量となり、オーバーシュート量がギャップ長目標値以下の割合になるように制御系を設計することで、ギャップサーボ開始時のSILとディスクの衝突を回避する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術には以下のような問題があった。
まず、第1の方法では、基本的にギャップサーボを行うのに電極が必要となり、部品点数の増大等を招くという欠点がある。
また、ギャップエラーである静電容量は、SILとディスク間の距離に反比例するため、例えば、光ヘッドとしてDVDで用いられているような2軸デバイスを用いると、2軸デバイスの広い可動範囲、例えば300μmの距離ではエラー信号が微小となり、検出が困難である。つまり、2軸デバイスの広い可動範囲を生かし切れないという問題がある。
【0006】
また、第2の方法では、SILの移動速度によっては、SILの接近動作からギャップサーボに切り替える時に速度外乱が生じ、やはりギャップサーボ切り替え時にSILがディスクに衝突してしまう。
また、この問題を回避するためには、数μm/secの遅い接近速度でSILをディスクへ接近させることも考えられるが、光ヘッドとして2軸デバイスを用い、例えばSILの初期位置がディスクから300μm離れていると、ニアフィールド状態になるまでに時間がかかりすぎ、実用にならない。例えば、接近速度が3μm/secのとき、約1.7分もかかってしまう。
【0007】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、光学手段と媒体の距離が数百μm離れているファーフィールドの距離から数十nmのニアフィールドの距離に移動する際に、オーバーシュートによる光学手段の媒体への衝突がなく、かつ、1秒以下の短い引き込み時間を実現することができる信号記録装置、信号再生装置、及び方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、光源と光学手段による近接場光を利用して光記録媒体に信号を記録する信号記録装置において、近接場であることを検出する検出手段と、近接場になるまで上記光学手段を上記光記録媒体に接近させる接近手段と、近接場になった後、上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定に制御する制御手段と、上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段の動作と上記制御手段の動作とを切り替える切り替え手段と、上記距離の制御目標値を変化させる変化手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
また本発明は、光源と光学手段による近接場光を利用して光記録媒体に信号を記録する信号記録方法において、近接場であることを検出する検出工程と、近接場になるまで上記光学手段を上記光記録媒体に接近させる接近工程と、近接場になった後、上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定に制御する制御工程と、上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程の動作と上記制御工程の動作とを切り替える切り替え工程と、上記距離の制御目標値を変化させる変化工程とを備えたことを特徴とする。
【0010】
また本発明は、光源と光学手段による近接場光を利用して光再生媒体に信号を再生する信号再生装置において、近接場であることを検出する検出手段と、近接場になるまで上記光学手段を上記光再生媒体に接近させる接近手段と、近接場になった後、上記光学手段と上記光再生媒体との間の距離を一定に制御する制御手段と、上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段と上記制御手段とを切り替える切り替え手段と、上記距離の制御目標値を変化させる変化手段とを備えたことを特徴とする。
【0011】
また本発明は、光源と光学手段による近接場光を利用して光再生媒体に信号を再生する信号再生方法において、近接場であることを検出する検出工程と、近接場になるまで上記光学手段を上記光再生媒体に接近させる接近工程と、近接場になった後、上記光学手段と上記光再生媒体との間の距離を一定に制御する制御工程と、上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程と上記制御工程とを切り替える切り替え工程と、上記距離の制御目標値を変化させる変化工程とを備えたことを特徴とする。
【0012】
本発明の信号記録装置、信号再生装置、及び方法では、近接場になるまで光学手段を媒体に接近させる動作と、近接場になった後、光学手段と媒体との間の距離を一定に制御する動作を、距離の制御目標値を変化させながら実行することにより、オーバーシュートによる光学手段の媒体への衝突を招くことなく、かつ、光学手段を迅速に近接場に引き込むことが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による信号記録装置、信号再生装置、及び方法の実施の形態例について説明する。
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定されないものとする。
【0014】
図1は、本発明の実施の形態例によるニアフィールド再生装置の光ヘッド部分の構成を示す説明図である。
この光ヘッドは、SIL2と非球面レンズ3をレンズホルダ4に収納し、これを2軸デバイス5に設置した構造となっている。
この光ヘッドを通して、入射レーザー光の内、全反射を起こす角度でディスク1に入射された光の戻り光量(つまり全反射戻り光量)6が得られるように、SIL2とディスク1とのギャップを制御する。
【0015】
図2は、ギャップ長と全反射戻り光量6との関係を示す説明図であり、縦軸は光量(単位は任意)、横軸はギャップ長(nm)を示している。
ここでは入射光として、波長400nmのレーザーを用いた場合を考える。
ニアフィールド状態になるのは、一般に波長の1/2以下である。このため、ギャップ長が200nm以上の距離、つまりファーフィールド状態では、全反射を起こす角度でSIL端面に入射された光は全てSIL端面で反射され、全反射戻り光量6は一定となる。
しかし、ギャップ長が200nm以下の距離、つまりニアフィールド状態になると、全反射を起こす角度でSIL端面に入射された光の一部がSIL端面を突き抜ける。このため、全反射戻り光量6は小さくなる。
そして、SILとディスクのギャップ長がゼロ、つまりSILとディスクが接触すると、全反射を起こす角度でSIL端面に入射された光が全てSIL端面を突き抜け、全反射戻り光量6はゼロとなる。
【0016】
また、図2において、ニアフィールド状態になり、ギャップ長と全反射戻り光量が線形状態となる領域7では、ギャップ長と線形な関係にある全反射戻り光量が得られる。この線形領域7において、ギャップエラー信号を全反射戻り光量として、ギャップ制御を行う。
このギャップ制御は、例えば古典制御により、周波数応答に基づく位相補償フィルターにて行う。
SILの初期位置がニアフィールド距離にあるならば、上記ギャップサーボによりギャップサーボをそのまま動作させても、制御系がオーバーシュートを生じないように設計してあれば、ギャップサーボの引き込み時にSILがディスクに衝突することはない。しかし、この場合、ギャップサーボ開始前のSILの初期位置が200nm以下に設定せねばならず、振動外乱等により、SILがディスクに衝突してしまう。また、ギャップ制御なしでSILを200nm以下の距離に設置することは極めて困難であり、実用的ではない。
【0017】
そこで、SILをファーフィールド距離に設置し、そこからニアフィールド距離まで移動させギャップサーボを行う必要がある。
この場合、単にギャップサーボループを動作させて、ファーフィールド位置からニアフィールド位置のギャップサーボ目標値まで制御すると、SILがディスクの衝突してしまう。これは、ファーフィールド状態では、2軸デバイス5の印加電圧に対する全反射戻り光量6の関係が不感帯特性を示すため、SILがディスクに接近するように2軸デバイス5に対して過剰に電圧を印加してしまうからである。
このため、ニアフィールド距離になり、2軸デバイス5の印加電圧に対する全反射戻り光量6の関係が線形特性7になった時点で、上記過剰電圧のために制御しきれずSILがディスクに衝突してしまう。この様子を図3に示す。図示の例では、時刻t1において衝突が起こっている。
【0018】
そこで、図4に示すように、ニアフィールド状態を判定するための閾値(ギャップサーボ開始閾値)8を設定し、全反射戻り光量6がギャップサーボ開始閾値8より小さくなるまで、つまりニアフィールド距離まで、SILをゆっくり接近させ、ニアフィールド距離になったところで初めてギャップサーボを開始させるようにする方法がある(例えば特願平11−253296号参照)。
【0019】
この方法は、レンズをドライブするデバイスとしてピエゾ素子を用いた場合には特に問題ない。というのは、ピエゾ素子の可動範囲は数μmであり、この初期位置から数μm/secのごく低速度でレンズをディスク接近させることで、ニアフィールド距離においてギャップサーボを開始するときのSILの初速はほとんどゼロであり、前述のような速度外乱が生じない。従って、レンズがディスクに衝突することはない。
しかしながら、この方法では、SILの初期位置を小さくしないと、目標のギャップ長になるまでの時間が長くなり、実用的でない。例えば、DVDなどのように2軸デバイスをレンズ駆動デバイスとして用い、数百μmの距離から、上記と同様に数μm/secのごく低速度で接近させると、ニアフィールド状態になるまでに数百秒もかかってしまう。
【0020】
そこで、本実施の形態例では、数百μmの距離にあるレンズを、レンズを接近させてから目標のギャップ長にするまでの時間を短く、かつ引き込み時にレンズがディスクに衝突しない方法を提供するものである。
【0021】
図5は、本実施の形態例による信号記録再生装置の概要を示すブロック図である。
この信号記録再生装置において、制御対象は、2軸デバイス5である。また、被制御量は、全反射戻り光量6であり、これをフォトディテクタ17で検出する。検出された全反射戻り光量6は、規格化ゲイン18にて、例えば1Vに規格化される。規格化後の信号は、AD変換器19にてデジタル化される。
【0022】
上記のデジタル化された全反射戻り光量は、データ処理部10に入力される。そして、このデータ処理部10によりSILをディスクに接近させるための電圧が出力され、DA変換器14にてアナログ信号化され、接近電圧14として出力される。また、ギャップエラー信号がフィルター13に入力され、DA変換器12にてアナログ信号化され、サーボ電圧15として出力される。接近電圧14とサーボ電圧15は、加算され、ドライバ16に入力され、2軸デバイス5を、ギャップエラー27がゼロになるように駆動する。
【0023】
図6は、データ処理部10の詳細を示すブロック図である。
上記データ処理部10には、全反射戻り光量6とギャップサーボスイッチ9が入力される。
全反射戻り光量6は、コンパレータ20において、ギャップサーボ開始閾値設定部21にて設定されたギャップサーボ開始閾値8と比較される。
また、このギャップサーボ開始閾値8は、例えば図4のように設定される。すなわち、このギャップサーボ開始閾値8は、ニアフィールド領域内で、かつ、ギャップサーボ最終目標値より大きい値に設定される。例えば、図4において、全反射戻り光量6のファーフィールド領域における値を1(V)に規格化したとき、0.8(V)と設定される。
【0024】
次に、コンパレータ20の比較結果により、例えば、全反射戻り光量6がギャップサーボ開始閾値8より大きいとき、つまりSILがファーフィールド距離にあるときには、コンパレータ20出力はLowとなる。
また、全反射戻り光量6がギャップサーボ開始閾値8より小さいとき、つまりヘッドがニアフィールド距離のときには、Highとなる。
そして、このようなコンパレータ20の出力により、スイッチ24を切り替え、接近速度生成部23とギャップサーボ目標値生成部25の動作を選択的に切り替える。
例えば、コンパレータ20の出力がLowのとき、つまり、SILがファーフィールド距離のときには、スイッチ24によって接近速度生成部23の動作が選択され、コンパレータ20の出力がHighのとき、つまり、SILがニアフィールド距離のときには、スイッチ24によってギャップサーボ目標値生成部25の動作が選択される。
【0025】
図7は、接近速度生成部23の構成例を示すブロック図である。
この接近速度生成部23には、ギャップサーボスイッチ信号9とコンパレータ20の出力信号が入力される。また、この接近速度生成部23は、ランプ電圧発生器28とサンプルホールダ29からなり、接近電圧14が出力される。
ここで、コンパレータ20の出力がLowのとき、サンプルホールダ29はサンプルモードとなる。そして、ギャップサーボスイッチ9がONになると、ランプ電圧発生器28がONとなり、ランプ上の電圧が発生開始する。これが接近電圧14として出力される。
また、コンパレータ20出力がHighのとき、サンプルホールダ29はホールドモードとなり、コンパレータ20出力がLowからHighになった時点のランプ電圧でホールドされる。
【0026】
この様子を図8に示す。図8では、時刻t1で、コンパレータ20の出力がLowからHighになり、ランプ電圧がホールドされている。つまり、時刻t0〜t1の間は、ランプ電圧が2軸デバイスに印加され、SILがディスクに接近する。そして、時刻t1にて、SILがニアフィールド距離に入り、その時点でSILをディスクに接近させる動作を終了させる。
【0027】
一方、時刻t1にてレンズがニアフィールド距離になるまでは、図6のスイッチ26によってゼロリセットされており、ギャップエラーがゼロとなる。つまり、ギャップサーボは動作せず、サーボ電圧15はゼロ出力となる。
次に、時刻t1にて、コンパレータ20の出力がHighになる、つまりSILがニアフィールド距離になると、スイッチ24が、接近速度生成部23からギャップサーボ目標値生成部25に切り替わる。また、スイッチ26がゼロリセット状態からギャップエラー27を出力するようになり切り替わり、ギャップサーボループが動作する。
【0028】
ギャップサーボループの目標値は、ギャップ長目標値生成部25にて生成される。これを図9に示す。図示のように、このギャップ長目標値生成部25は、信号パターン発生器30にコンパレータ20の出力信号、ギャップサーボ開始閾値8、ギャップサーボ最終目標値31を入力し、これらの値に基づいてサーボ電圧15のパターン信号を出力するものである。
ギャップサーボ最終目標値31は、図10に示すように設定される。例えば、全反射戻り光量6のファーフィールドでの値が1(V)となるように規格化すると、0.5(V)のように設定される。なお、この値は、ギャップサーボ開始閾値8よりも小さい値に設定される。
【0029】
ギャップ長目標値生成部25は、コンパレータ20出力がLowからHighに遷移する点、つまりSILが、ファーフィールド距離からニアフィールド距離に移動する点をスタートパルスとして設定されたギャップサーボ開始閾値8とギャップサーボ最終目標値31の間を補間するような信号が、信号パターン発生器30から生成される。これが、ギャップサーボ目標値となる。
ギャップサーボ目標値の一例を図11に示す。この図11の場合は、ギャップサーボ開始閾値8と最終ギャップサーボ目標値31との間を、時間t1〜t2の間で直線補間するように信号パターン発生器30により信号を発生している。
【0030】
また、ギャップサーボ目標値の変化速度は、ギャップサーボ帯域以内の速度で変化するように設定される。これにより、ギャップサーボは、ギャップサーボ目標値に追従するように変化する。
そして、ギャップサーボを開始時に、初速外乱があっても、目標値に追従し始めは振動するものの、その後はギャップ目標値線32に完全に追従することにより、SILがディスクに衝突することがない。この様子を図12に示す。
以上のように、本実施の形態例では、光記録媒体とのギャップを制御する際のギャップ目標値を時間毎に変化させてギャップサーボの引き込みを行うことにより、従来より高速に、かつ、CDやDVDのような光ディスクと同等の距離から数十nmの距離に、レンズがディスクに衝突することなくギャップを制御することが可能となる。
なお、以上のような本実施の形態例による方法は、各種光媒体を用いた信号再生装置、信号記録装置に広く適用することが可能なものである。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の信号記録装置、信号再生装置、及び方法では、近接場になるまで光学手段を媒体に接近させる動作と、近接場になった後、光学手段と媒体との間の距離を一定に制御する動作を、距離の制御目標値を変化させながら実行することにより、オーバーシュートによる光学手段の媒体への衝突を招くことなく、かつ、光学手段を迅速に近接場に引き込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例によるニアフィールド再生装置の光ヘッド部分の構成を示す説明図である。
【図2】図1に示す光ヘッド部のギャップ長と全反射戻り光量との関係を示す説明図である。
【図3】従来のギャップサーボのみを用いた場合のギャップサーボ動作時の全反射戻り光量を示す説明図である。
【図4】従来のSILの接近制御とギャップサーボ制御とを組み合わせた方式におけるギャップサーボ開始閾値を示す説明図である。
【図5】本発明の実施の形態例によるギャップサーボ装置の構成例を示すブロック図である。
【図6】図5に示すギャップサーボ装置のデータ処理部の構成例を示すブロック図である。
【図7】図5に示すギャップサーボ装置の接近速度生成部の構成例を示すブロック図である。
【図8】図5に示すギャップサーボ装置の接近電圧の一例を示す説明図である。
【図9】図5に示すギャップサーボ装置のギャップサーボ目標値生成部の構成例を示すブロック図である。
【図10】図5に示すギャップサーボ装置のギャップサーボ最終目標値の一例を示す説明図である。
【図11】図5に示すギャップサーボ装置のギャップサーボの目標値の変化の様子を示す説明図である。
【図12】図5に示すギャップサーボ装置のギャップサーボ動作時の全反射戻り光量の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
2……SIL、3……非球面レンズ、5……2軸デバイス、6……全反射戻り光量、8……ギャップサーボ開始閾値、10……データ処理部、21……ギャップサーボ開始閾値設定部、22……最終ギャップサーボ目標値設定部、23……接近速度生成部、25……ギャップサーボ目標値生成部、28……ランプ電圧発生器、30……信号パターン発生器、31……ギャップサーボ最終目標値。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal recording apparatus and method for recording a signal on an optical recording medium using near-field light, and a signal reproducing apparatus and method for reproducing the signal from an optical reproduction medium using near-field light.
[0002]
[Prior art]
In an optical recording / reproducing apparatus using near-field light, it is necessary to control (gap control) the gap between the SIL end face and the disc to a distance (near field) at which near-field light is generated.
This distance is generally の of the wavelength of the input laser light. For example, when a 400 nm blue-violet laser is used, the wavelength is about 200 nm.
For this reason, an overshoot of 1 μm or less at the start of control, which is not a problem in a far-field optical system such as a DVD, becomes a problem in an optical recording / reproducing apparatus using near-field light. In other words, even if an overshoot of 1 μm or less occurs at the start of the control, the SIL collides with the disk, and both are damaged.
[0003]
In order to solve this problem, as a first method, there is a method in which an electrode is provided on the end face of the SIL and the gap is controlled by the capacitance between the SIL and the disk.
According to this method, the gap control is performed at the far field distance, the servo is pulled in, and then the near field distance is manually set.
This avoids a collision between the SIL and the disk due to overshoot at the start of the gap servo.
[0004]
As a second method, in the gap servo method using the total reflection return light amount, there is a method of performing gap servo after approaching the SIL to a near-field distance.
In the gap servo method using the total reflection light, the gap error has a constant value independent of the gap length except for the near-field distance. Since the gap servo is started from the distance of the far field due to the non-linear characteristic having a dead zone, the SIL collides with the disk due to overshoot.
Therefore, there is a method in which the SIL is slowly approached to a distance at which the near-field state occurs, and near-field control is started when the near-field state becomes a linear region (see Japanese Patent Application No. 11-253296).
As a result, the overshoot amount becomes a characteristic amount according to the step response characteristic of the control system. Avoid collision between SIL and disk.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, these conventional techniques have the following problems.
First, the first method has a disadvantage that an electrode is basically required for performing the gap servo, which leads to an increase in the number of components and the like.
Further, since the capacitance as a gap error is inversely proportional to the distance between the SIL and the disk, for example, if a two-axis device such as that used in a DVD as an optical head is used, the wide movable range of the two-axis device, For example, at a distance of 300 μm, the error signal becomes very small and it is difficult to detect the error signal. That is, there is a problem that the wide movable range of the two-axis device cannot be fully utilized.
[0006]
Further, in the second method, depending on the moving speed of the SIL, a speed disturbance occurs when switching from the approach operation of the SIL to the gap servo, and the SIL collides with the disk when the gap servo is switched.
In order to avoid this problem, it is conceivable to approach the SIL to the disk at a slow approach speed of several μm / sec. However, a two-axis device is used as an optical head, and for example, the initial position of the SIL is 300 μm from the disk. If it is far away, it takes too much time to reach the near-field state, which is not practical. For example, when the approach speed is 3 μm / sec, it takes about 1.7 minutes.
[0007]
The present invention has been made in view of such a situation, and when the distance between the optical unit and the medium moves from the far field distance of several hundred μm to the near field distance of several tens nm, an over-range occurs. It is an object of the present invention to provide a signal recording device, a signal reproducing device, and a method capable of realizing a short pull-in time of 1 second or less without collision of an optical unit with a medium due to a chute.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a signal recording device that records a signal on an optical recording medium using near-field light generated by a light source and an optical unit. Approaching means for approaching the optical means to the optical recording medium until it becomes, a control means for controlling the distance between the optical means and the optical recording medium to be constant after the near field, and Switching means for switching the operation of the approaching means and the operation of the control means in response to a signal for detecting the presence of the signal, and changing means for changing a control target value of the distance are provided.
[0009]
The present invention also provides a signal recording method for recording a signal on an optical recording medium using a near-field light generated by a light source and an optical unit. Approaching the optical recording medium, controlling the distance between the optical unit and the optical recording medium to be constant after the near-field is reached, and detecting the near-field. A switching step of switching the operation of the approach step and the operation of the control step by a signal; and a changing step of changing a control target value of the distance.
[0010]
Further, the present invention provides a signal reproducing apparatus for reproducing a signal on an optical reproducing medium using a near-field light generated by a light source and an optical means. Approaching means for approaching the optical reproduction medium, control means for controlling the distance between the optical means and the optical reproduction medium to be constant after a near field has been reached, and detecting that the optical field is the near field. A switching means for switching between the approach means and the control means by a signal, and a change means for changing a control target value of the distance are provided.
[0011]
Also, the present invention provides a signal reproducing method for reproducing a signal on an optical reproducing medium using a near-field light by a light source and an optical means, wherein a detecting step of detecting that the optical field is a near field; Approaching to the optical reproduction medium, controlling the distance between the optical means and the optical reproduction medium to be constant after the near field is reached, and detecting the near field. A switching step of switching between the approach step and the control step by a signal; and a changing step of changing a control target value of the distance.
[0012]
According to the signal recording device, the signal reproducing device, and the method of the present invention, the operation of bringing the optical unit close to the medium until the near field is reached, and the distance between the optical unit and the medium after the near field is controlled to be constant By performing such an operation while changing the control target value of the distance, the optical unit can be quickly drawn into the near field without causing collision of the optical unit with the medium due to overshoot.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a signal recording device, a signal reproducing device, and a method according to the present invention will be described.
The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are added. However, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. It is not limited to these embodiments unless otherwise specified.
[0014]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical head portion of a near-field reproducing device according to an embodiment of the present invention.
This optical head has a structure in which an SIL 2 and an aspheric lens 3 are housed in a lens holder 4 and this is installed in a
Through this optical head, the gap between the SIL 2 and the disk 1 is controlled so that the amount of return light 6 of the light incident on the disk 1 (that is, the amount of total reflection return light) at an angle that causes total reflection of the incident laser light is obtained. I do.
[0015]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the gap length and the total reflection return light amount 6, with the vertical axis indicating the light amount (arbitrary unit) and the horizontal axis indicating the gap length (nm).
Here, a case where a laser having a wavelength of 400 nm is used as incident light is considered.
The near-field state is generally less than half the wavelength. For this reason, in the distance where the gap length is 200 nm or more, that is, in the far field state, all the light incident on the SIL end face at an angle that causes total reflection is reflected on the SIL end face, and the total reflection return light quantity 6 is constant.
However, when the gap length is 200 nm or less, that is, in a near-field state, a part of light incident on the SIL end face penetrates the SIL end face at an angle that causes total reflection. For this reason, the total reflection return light amount 6 becomes small.
When the gap length between the SIL and the disk is zero, that is, when the SIL comes into contact with the disk, all light incident on the SIL end face at an angle that causes total reflection penetrates the SIL end face, and the total reflection return light quantity 6 becomes zero.
[0016]
In addition, in FIG. 2, in a near-field state where the gap length and the total reflection return light quantity are in a linear state, a total reflection return light quantity having a linear relationship with the gap length is obtained. In the linear region 7, gap control is performed using the gap error signal as the total reflection return light amount.
This gap control is performed by a phase compensation filter based on a frequency response by, for example, classical control.
If the initial position of the SIL is at the near-field distance and the gap servo is operated by the gap servo as it is, if the control system is designed so as not to cause overshoot, the SIL will be disc-shaped when the gap servo is pulled in. Do not collide. However, in this case, the initial position of the SIL before the start of the gap servo must be set to 200 nm or less, and the SIL collides with the disk due to vibration disturbance or the like. In addition, it is extremely difficult to install the SIL at a distance of 200 nm or less without gap control, which is not practical.
[0017]
Therefore, it is necessary to set the SIL at a far-field distance and move the SIL to a near-field distance to perform gap servo.
In this case, if the gap servo loop is simply operated to control the gap servo target value from the far field position to the near field position, the SIL will collide with the disk. This is because, in the far-field state, the relationship between the applied voltage of the
Therefore, when the near-field distance is reached and the relation of the total reflection return light quantity 6 to the applied voltage of the
[0018]
Therefore, as shown in FIG. 4, a threshold (gap servo start threshold) 8 for determining the near-field state is set, and the total reflection return light amount 6 becomes smaller than the gap servo start threshold 8, that is, until the near-field distance. , The SIL is slowly approached, and the gap servo is started only when the near field distance is reached (see, for example, Japanese Patent Application No. 11-253296).
[0019]
This method has no particular problem when a piezo element is used as a device for driving a lens. This is because the movable range of the piezo element is several μm, and the initial speed of the SIL when starting the gap servo at the near-field distance by bringing the lens close to the disk at a very low speed of several μm / sec from this initial position. Is almost zero, and the speed disturbance as described above does not occur. Therefore, the lens does not hit the disk.
However, this method is not practical unless the initial position of the SIL is reduced, because the time required to reach the target gap length becomes long. For example, if a two-axis device such as a DVD is used as a lens driving device and approached at a very low speed of several μm / sec from a distance of several hundred μm in the same manner as described above, several hundred It takes seconds.
[0020]
In view of this, the present embodiment provides a method for shortening the time from approaching the lens to the target gap length for a lens located at a distance of several hundred μm and preventing the lens from colliding with the disk when retracted. Things.
[0021]
FIG. 5 is a block diagram showing an outline of the signal recording / reproducing apparatus according to the present embodiment.
In this signal recording / reproducing apparatus, the control target is the two-
[0022]
The digitized total reflection return light amount is input to the
[0023]
FIG. 6 is a block diagram illustrating details of the
The
The total reflection return light amount 6 is compared by the comparator 20 with the gap servo start threshold 8 set by the gap servo start
The gap servo start threshold 8 is set, for example, as shown in FIG. That is, the gap servo start threshold value 8 is set to a value within the near field area and larger than the gap servo final target value. For example, in FIG. 4, when the value of the total reflection return light amount 6 in the far field area is normalized to 1 (V), it is set to 0.8 (V).
[0024]
Next, according to the comparison result of the comparator 20, for example, when the total reflection return light amount 6 is larger than the gap servo start threshold 8, that is, when the SIL is at the far field distance, the output of the comparator 20 becomes Low.
When the total reflection return light amount 6 is smaller than the gap servo start threshold value 8, that is, when the head is at the near-field distance, it becomes High.
The switch 24 is switched by the output of the comparator 20, and the operation of the
For example, when the output of the comparator 20 is Low, that is, when the SIL is the far field distance, the operation of the approach
[0025]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the approach
The
Here, when the output of the comparator 20 is Low, the sample holder 29 enters the sample mode. When the gap servo switch 9 is turned on, the
When the output of the comparator 20 is High, the sample holder 29 enters the hold mode, and is held at the ramp voltage at the time when the output of the comparator 20 changes from Low to High.
[0026]
This is shown in FIG. In FIG. 8, at time t1, the output of the comparator 20 changes from low to high, and the lamp voltage is held. That is, from time t0 to t1, the ramp voltage is applied to the biaxial device, and the SIL approaches the disk. Then, at time t1, the SIL enters the near field distance, at which point the operation of bringing the SIL closer to the disk is terminated.
[0027]
On the other hand, until the lens reaches the near-field distance at time t1, the switch is reset to zero by the switch 26 in FIG. 6, and the gap error becomes zero. That is, the gap servo does not operate, and the servo voltage 15 becomes zero output.
Next, at time t1, when the output of the comparator 20 becomes High, that is, when the SIL becomes the near-field distance, the switch 24 switches from the
[0028]
The target value of the gap servo loop is generated by the target gap
The gap servo final target value 31 is set as shown in FIG. For example, if the value of the total reflection return light quantity 6 in the far field is normalized to be 1 (V), it is set as 0.5 (V). Note that this value is set to a value smaller than the gap servo start threshold value 8.
[0029]
The gap length target
FIG. 11 shows an example of the gap servo target value. In the case of FIG. 11, a signal is generated by the
[0030]
Further, the changing speed of the gap servo target value is set so as to change at a speed within the gap servo band. As a result, the gap servo changes so as to follow the gap servo target value.
When the gap servo is started, even if there is an initial speed disturbance, the SIL does not collide with the disk by virtue of oscillating at the beginning of following the target value, but thereafter following the gap target value line 32 completely. . This is shown in FIG.
As described above, in the present embodiment, the gap target value for controlling the gap with the optical recording medium is changed every time to perform the gap servo pull-in. It is possible to control the gap from a distance equivalent to that of an optical disk such as a DVD or a DVD to a distance of several tens of nm without the lens colliding with the disk.
The method according to the present embodiment as described above can be widely applied to a signal reproducing device and a signal recording device using various optical media.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, in the signal recording device, the signal reproducing device, and the method of the present invention, the operation of bringing the optical unit close to the medium until the near field is reached, and the operation of the optical unit and the medium after the near field is reached. By performing the operation of controlling the distance constant while changing the control value of the distance, the optical means can be quickly drawn into the near field without causing the collision of the optical means with the medium due to overshoot. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical head portion of a near-field reproducing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a gap length of the optical head unit shown in FIG. 1 and a total reflection return light amount.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a total reflection return light amount at the time of a gap servo operation when only a conventional gap servo is used.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a gap servo start threshold value in a conventional system combining SIL approach control and gap servo control.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a gap servo device according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing a configuration example of a data processing unit of the gap servo device shown in FIG.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of an approach speed generating unit of the gap servo device illustrated in FIG. 5;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of an approach voltage of the gap servo device shown in FIG.
9 is a block diagram illustrating a configuration example of a gap servo target value generation unit of the gap servo device illustrated in FIG.
10 is an explanatory diagram showing an example of a gap servo final target value of the gap servo device shown in FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing how a target value of a gap servo of the gap servo device shown in FIG. 5 changes.
12 is an explanatory diagram showing an example of the total reflection return light amount during the gap servo operation of the gap servo device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
2... SIL, 3... Aspherical lens, 5... 2-axis device, 6... Total reflected return light quantity, 8... Gap servo start threshold, 10. , 22: final gap servo target value setting unit, 23: approach speed generation unit, 25: gap servo target value generation unit, 28: ramp voltage generator, 30: signal pattern generator, 31 ... Gap servo final target value.
Claims (36)
近接場であることを検出する検出手段と、
近接場になるまで上記光学手段を上記光記録媒体に接近させる接近手段と、
近接場になった後、上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定に制御する制御手段と、
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段の動作と上記制御手段の動作とを切り替える切り替え手段と、
上記距離の制御目標値を変化させる変化手段と、
を備えたことを特徴とする信号記録装置。In a signal recording device that records a signal on an optical recording medium using near-field light by a light source and optical means,
Detecting means for detecting that it is a near field;
Approaching means for approaching the optical means to the optical recording medium until a near field is reached;
After the near field, control means for controlling the distance between the optical means and the optical recording medium to be constant,
Switching means for switching between the operation of the approach means and the operation of the control means by a signal for detecting the near field,
Changing means for changing the control target value of the distance,
A signal recording device comprising:
近接場であることを検出する検出工程と、
近接場になるまで上記光学手段を上記光記録媒体に接近させる接近工程と、
近接場になった後、上記光学手段と上記光記録媒体との間の距離を一定に制御する制御工程と、
上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程の動作と上記制御工程の動作とを切り替える切り替え工程と、
上記距離の制御目標値を変化させる変化工程と、
を備えたことを特徴とする信号記録方法。In a signal recording method of recording a signal on an optical recording medium using near-field light by a light source and optical means,
A detection step of detecting that it is a near field;
An approaching step of bringing the optical means closer to the optical recording medium until a near field is reached;
After the near field, a control step of controlling the distance between the optical means and the optical recording medium to be constant,
A switching step of switching between the operation of the approach step and the operation of the control step by a signal that detects that the field is the near field,
A changing step of changing the control target value of the distance,
A signal recording method comprising:
近接場であることを検出する検出手段と、
近接場になるまで上記光学手段を上記光再生媒体に接近させる接近手段と、
近接場になった後、上記光学手段と上記光再生媒体との間の距離を一定に制御する制御手段と、
上記近接場であることを検出する信号により上記接近手段と上記制御手段とを切り替える切り替え手段と、
上記距離の制御目標値を変化させる変化手段と、
を備えたことを特徴とする信号再生装置。In a signal reproducing apparatus that reproduces a signal on an optical reproducing medium using near-field light by a light source and optical means,
Detecting means for detecting that it is a near field;
Approach means for approaching the optical means to the optical reproduction medium until a near field is reached;
After becoming a near field, control means for controlling the distance between the optical means and the optical reproduction medium to be constant,
Switching means for switching between the approach means and the control means by a signal for detecting that the near field,
Changing means for changing the control target value of the distance,
A signal reproducing device comprising:
近接場であることを検出する検出工程と、
近接場になるまで上記光学手段を上記光再生媒体に接近させる接近工程と、
近接場になった後、上記光学手段と上記光再生媒体との間の距離を一定に制御する制御工程と、
上記近接場であることを検出する信号により上記接近工程と上記制御工程とを切り替える切り替え工程と、
上記距離の制御目標値を変化させる変化工程と、
を備えたことを特徴とする信号再生方法。In a signal reproduction method for reproducing a signal on an optical reproduction medium using near-field light by a light source and an optical unit,
A detection step of detecting that it is a near field;
An approaching step of bringing the optical means closer to the optical reproduction medium until a near field is reached;
After becoming a near field, a control step of controlling the distance between the optical means and the optical reproduction medium to be constant,
A switching step of switching between the approaching step and the control step by a signal that detects that the near field,
A changing step of changing the control target value of the distance,
A signal reproducing method comprising:
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