(57)【要約】  固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出できる光ピックアップ、傾き角度検出方法、光情報装置及び情報処理装置を提供する。収束位置変更部（１６）は、光記録媒体（８）の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態を変更し、第１の光検出器（１４）は、収束した第１のビームを受光する第１の受光部と、収束した第２のビームを受光する第２の受光部とを含み、第１の受光部と第２の受光部との受光光量の差に基づいて、固体イマルジョンレンズ（７ｂ）の端面と光記録媒体（８）の表面との相対傾き角度を検出する。
2012063484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のビーム及び第２のビームを生成する光ビーム生成部と、
複数の層を持つ光記録媒体の表面に対向する端面を有する固体イマルジョンレンズを含み、前記第１のビーム及び前記第２のビームを前記光記録媒体に収束する対物レンズ光学系と、
前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを反射させる第１の分岐素子と、
前記第１の分岐素子によって反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する収束状態変更部と、
前記収束状態変更部によって収束された前記第１のビーム及び前記第２のビームを検出する第１の光検出器とを備え、
前記第１のビームの中心と前記第２のビームの中心とは、前記固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にあり、
前記収束状態変更部は、前記光記録媒体の層に応じて前記第１のビーム及び前記第２のビームの収束状態を変更し、
前記第１の光検出器は、前記収束した第１のビームを受光する第１の受光部と、前記収束した第２のビームを受光する第２の受光部とを含み、前記第１の受光部と前記第２の受光部との受光光量の差に基づいて、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記光ビーム生成部によって生成された前記第１のビーム及び前記第２のビームの発散度を変更する発散度変更機構をさらに備え、
前記対物レンズ光学系は、前記発散度変更機構からの前記第１のビーム及び前記第２のビームを前記光記録媒体に収束することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記対物レンズ光学系は、前記固体イマルジョンレンズに前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束する絞りレンズをさらに含み、
前記固体イマルジョンレンズと前記絞りレンズとの間の光軸方向の距離を変更するレンズ間距離変更部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記収束状態変更部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームの収束位置を変更する収束位置変更部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記収束位置変更部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束する収束レンズと、ガラス板と、前記光記録媒体の層に応じて前記収束レンズと前記第１の光検出器との間の光路中に前記ガラス板を挿入するガラス板挿入部とを含むことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記ガラス板は、それぞれ厚さの異なる複数のガラス板を含み、
前記ガラス板挿入部は、前記光記録媒体の層に応じて前記収束レンズと前記第１の光検出器との間の光路中に前記複数のガラス板を選択的に挿入することを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記収束位置変更部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束する収束レンズと、前記光記録媒体の層に応じて前記収束レンズの光軸方向の位置を変更するレンズ位置変更機構とを含むことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記収束位置変更部は、前記光記録媒体の層に応じて前記第１のビーム及び前記第２のビームの焦点位置を変化させる焦点可変レンズを含むことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記焦点可変レンズは、液晶レンズを含むことを特徴とする請求項８記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記収束状態変更部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームに非点収差を与える非点収差付与部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記非点収差付与部は、光入射面及び光出射面のうちの少なくとも１つの面が円筒面であるレンズで構成されていることを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
前記非点収差付与部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームを集光する集光レンズと、前記集光レンズと前記第１の光検出器との間の光路中に配置された楔形状のガラス板で構成されていることを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
前記固体イマルジョンレンズの端面の周囲の形状はコーン状であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項１４】
前記固体イマルジョンレンズの端面上での前記第２のビームの中心は、前記固体イマルジョンレンズの端面上での前記第１のビームの中心から、前記光記録媒体のタンジェンシャル方向又はラジアル方向にずれた位置にあることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項１５】
前記光ビーム生成部は、第３のビーム及び第４のビームをさらに生成し、
前記対物レンズ光学系は、前記第３のビーム及び前記第４のビームを前記光記録媒体に収束し、
前記第１の分岐素子は、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記第３のビーム及び前記第４のビームを反射させ、
前記収束状態変更部は、前記第１の分岐素子によって反射した前記第３のビーム及び前記第４のビームを前記第１の光検出器に収束し、かつ、収束状態を変更し、
前記第１の光検出器は、前記収束状態変更部によって収束された前記第３のビーム及び前記第４のビームを検出し、
前記第１のビームの中心と、前記第２のビームの中心と、前記第３のビームの中心と、前記第４のビームの中心とは、前記固体イマルジョンレンズの端面上ではそれぞれ異なる位置にあり、
前記固体イマルジョンレンズの端面上において、前記第１のビームの中心と前記第２のビームの中心とを結ぶ直線は、前記第３のビームの中心と前記第４のビームの中心とを結ぶ直線と直交しており、
前記第１の光検出器は、前記収束した第３のビームを受光する第３の受光部と、前記収束した第４のビームを受光する第４の受光部とをさらに含み、前記第１の受光部と前記第２の受光部との受光光量の差、及び前記第３の受光部と前記第４の受光部との受光光量の差に基づいて、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出することを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項１６】
前記第１のビームは、メインビームであり、
前記第２のビームは、サブビームであり、
前記第１の分岐素子は、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記メインビーム及び前記サブビームを反射させ、
前記第１の光検出器は、前記収束状態変更部によって収束された前記メインビーム及び前記サブビームを検出し、
前記光ピックアップは、
前記光記録媒体で反射した前記メインビームを反射させる第２の分岐素子と、
前記第２の分岐素子によって反射した前記メインビームを検出する第２の光検出器とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項１７】
複数の層を持つ光記録媒体の表面と、固体イマルジョンレンズの前記光記録媒体の表面に対向する端面との相対傾き角度を検出する傾き角度検出方法であって、
第１のビーム及び第２のビームを生成する光ビーム生成ステップと、
前記第１のビーム及び前記第２のビームを、前記固体イマルジョンレンズを介して前記光記録媒体に収束する収束ステップと、
前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを反射させる反射ステップと、
前記反射ステップにおいて反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する収束状態変更ステップと、
前記収束状態変更ステップにおいて収束された前記第１のビーム及び前記第２のビームを検出する光検出ステップとを含み、
前記第１のビームの中心と前記第２のビームの中心とは、前記固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にあり、
前記収束状態変更ステップは、前記光記録媒体の層に応じて前記第１のビーム及び前記第２のビームの収束状態を変更し、
前記光検出ステップは、前記収束した第１のビームと前記収束した第２のビームとの受光光量の差に基づいて、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出することを特徴とする傾き角度検出方法。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれかに記載の光ピックアップと、
光記録媒体を回転させるモータと、
前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ及び前記光ピックアップを制御する制御部とを備えることを特徴とする光情報装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光情報装置と、
前記光情報装置に記録する情報及び／又は前記光情報装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備えることを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク又は光カードなどの光記録媒体に収束した光を照射することにより当該光記録媒体に情報を記録又は再生する光ピックアップ、当該光ピックアップを備える光情報装置、当該光情報装置を備える情報処理装置、及び複数の層を持つ光記録媒体の表面と、固体イマルジョンレンズの前記光記録媒体の表面に対向する端面との相対傾き角度を検出する傾き角度検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像又は音声を初めとする各種の情報を記録する光記録媒体として、ＣＤ、ＤＶＤ又はＢＤ（ブルーレイディスク）といった光ディスクが広く用いられている。このような光記録媒体を用いた光情報装置では、光記録媒体に光を照射して情報を記録又は再生するため、情報の記録密度は光記録媒体に収束する光スポットの大きさに依存する。従って、光記録媒体の大容量化は、光ピックアップにより照射される光スポットを小さくすることによって実現できる。この光スポットの大きさは、対物レンズの開口数に比例し、照射する光の波長に反比例する。そのため、より小さな光スポットを形成するには、使用する光の波長を更に短くするか、あるいは、対物レンズの開口数を更に大きくすれば良い。【０００３】
しかしながら、これまで実用化されている光情報装置では、光記録媒体と対物レンズとの間が波長に比べて十分大きく離れている。また、対物レンズの開口数が１を超えると、対物レンズに入射する光はレンズ出射面で全反射する。そのため、光記録媒体の記録密度を上げることができなかった。【０００４】
そこで、対物レンズの開口数が１を超える場合の光記録再生方法として、ＳＩＬ（固体イマルジョンレンズ、ソリッドイマルジョンレンズ）を用いた近接場光記録再生方法が開発されている。開口数ＮＡは、光記録媒体の媒質の屈折率をｎとし、入射光の光軸に対する最大角度をθとすると、ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθで定義される。通常、開口数が１を超えると、対物レンズを出射する光の角度は臨界角以上になる。臨界角以上の領域の光は、対物レンズの出射端面において全反射される。この全反射する光は、出射端面からエバネッセント光としてしみ出す。近接場光記録再生方法では、このエバネッセント光をレンズから光記録媒体に伝搬できるようにしたものである。このため、対物レンズの出射端面と光記録媒体の表面との間隔（エアギャップ）を、エバネッセント光の減衰距離より短く維持して、開口数が１を越える範囲の光を対物レンズから光記録媒体に透過させている。【０００５】
このような固体イマルジョンレンズを用いる光学系では、エバネッセント光により光を伝播させるため、固体イマルジョンレンズと光ディスクとの間隔は、光の波長より十分短く保つ必要がある。例えば、固体イマルジョンレンズと光ディスクとの間隔は、光の波長のおよそ１０分の１以下にする必要があり、波長４０５ｎｍの光を使用している場合、２５ｎｍ程度に保つ必要がある。ところがこのような間隔が狭い状態で固体イマルジョンレンズと光ディスクとの間に相対的な傾きがあると固体イマルジョンレンズの端部と光ディスクとが衝突する。従って、傾きに許容される誤差が非常に小さくなる。【０００６】
固体イマルジョンレンズと光ディスクとの相対傾き角度θは、下記の式（１）で表される。なお、下記の式（１）において、ｇは固体イマルジョンレンズと光ディスクとの間隔を表し、Ｄは固体イマルジョンレンズの先端の直径を表している。固体イマルジョンレンズの先端の直径Ｄを４０μｍとし、間隔ｇを２５ｎｍとすると、許容される相対傾き角度θは０．０７度程度となる。【０００７】
θ＝ｓｉｎ−１（ｇ／２Ｄ）・・・（１）【０００８】
しかしながら、相対傾き角度を０．０７度以下に抑えることは、容易ではない。この相対傾き角度を抑える方法として、相対傾き角度を検出し、固体イマルジョンレンズ又は光ディスクを傾ける方法がある。相対傾き角度を検出する方法としては、固体イマルジョンレンズの端面からの反射光の分布を検出し、反射光の分布の偏りから相対傾き角度を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００９】
図４７は、従来の光ピックアップの構成を示す図である。半導体レーザ４０１から出射されたビームは、コリメータレンズ４０２で平行光となり、ビームスプリッタ４０３及びビームスプリッタ４０４を透過する。１／４波長板４０５を経たビームは、レンズ４０６ａにより収束光となる。収束光となったビームは固体イマルジョンレンズ４０６ｂに入射し、光ディスク４０７上に収束される。固体イマルジョンレンズ４０６ｂの先端と光ディスク４０７の表面とは、エバネッセント光により光が伝播される位の距離に接近している。【００１０】
光ディスク４０７で反射されたビームは、固体イマルジョンレンズ４０６ｂ、レンズ４０６ａ及び１／４波長板４０５を再び通り、ビームスプリッタ４０４に入射する。ビームスプリッタ４０４に入射したビームの一部は、反射され、光検出器４０８に入射する。ビームスプリッタ４０４に入射したビームの他部は、透過され、ビームスプリッタ４０３に入射する。ビームスプリッタ４０３に入射したビームは、光検出器４０９に向けて反射され、光検出器４０９に入射する。ここで、光検出器４０８は、光ディスク４０７の情報面で反射したビームを受光し、情報再生用の信号を生成する。一方、光検出器４０９は、固体イマルジョンレンズ４０６ｂの端面で反射した光を受光する。また、光検出器４０９は、４分割された受光部を持ち、各受光部は、それぞれ受光した光量に応じた信号を出力する。【００１１】
図４８は、従来の光ピックアップにおいて、固体イマルジョンレンズ４０６ｂの端面と光ディスク４０７の表面とが相対的に傾いている場合の固体イマルジョンレンズ４０６ｂの端面付近の拡大図である。矢印Ａで示す周辺光と、矢印Ｂで示す周辺光とでは、固体イマルジョンレンズ４０６ｂの端面と光ディスク４０７の表面との間の距離がそれぞれ異なっている。そのため、矢印Ａで示す周辺光が通過する位置と、矢印Ｂで示す周辺光が通過する位置とでは反射率が異なる。これにより、固体イマルジョンレンズ４０６ｂの端面で反射したビームには明暗の差が生じる。図４７の光検出器４０９は、この明暗の差を４つの受光部の信号量の違いとして検出することにより、傾き角度を検出することができる。【００１２】
また、別の相対傾き角度を検出する方法として、固体イマルジョンレンズの端面を通して複数のビームを光ディスクに照射し、相対傾き角度を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。【００１３】
しかしながら、前記従来の構成では、複数の記録層を持つ多層ディスクに対して、１つの光源のみを用いて、記録層からの再生信号と、ギャップ制御のためのギャップ信号と、相対傾き角度を検出するためのチルト信号とを得ることを考えた場合、情報を記録又は再生しようとする記録層の位置に応じて固体イマルジョンレンズの端面でのビーム径が変わってしまい、相対傾き角度の検出感度が大きく変化してしまう。特に、固体イマルジョンレンズを用いる場合、光ディスクのカバー層が薄いため、最も表面に近い記録層では、実用的なチルト検出の感度が得られないという課題を有している。【００１４】
また、多層ディスクでビームを集光する層（例えば、情報を記録又は再生する記録層）を変えた時、従来の複数のビームを使う方法では、メインビームとサブビームとを十分に分離して検出できないという課題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−３４４３５１号公報
【特許文献２】特開２００６−００４５９６号公報
【発明の概要】
【００１６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出できる光ピックアップ、傾き角度検出方法、光情報装置及び情報処理装置を提供することを目的とするものである。
【００１７】
本発明の一局面に係る光ピックアップは、第１のビーム及び第２のビームを生成する光ビーム生成部と、複数の層を持つ光記録媒体の表面に対向する端面を有する固体イマルジョンレンズを含み、前記第１のビーム及び前記第２のビームを前記光記録媒体に収束する対物レンズ光学系と、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを反射させる第１の分岐素子と、前記第１の分岐素子によって反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する収束状態変更部と、前記収束状態変更部によって収束された前記第１のビーム及び前記第２のビームを検出する第１の光検出器とを備え、前記第１のビームの中心と前記第２のビームの中心とは、前記固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にあり、前記収束状態変更部は、前記光記録媒体の層に応じて前記第１のビーム及び前記第２のビームの収束状態を変更し、前記第１の光検出器は、前記収束した第１のビームを受光する第１の受光部と、前記収束した第２のビームを受光する第２の受光部とを含み、前記第１の受光部と前記第２の受光部との受光光量の差に基づいて、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出する。
【００１８】
この構成によれば、光ビーム生成部は、第１のビーム及び第２のビームを生成する。対物レンズ光学系は、複数の層を持つ光記録媒体の表面に対向する端面を有する固体イマルジョンレンズを含み、第１のビーム及び第２のビームを光記録媒体に収束する。第１の分岐素子は、固体イマルジョンレンズの端面で反射した第１のビーム及び第２のビームを反射させる。収束状態変更部は、第１の分岐素子によって反射した第１のビーム及び第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する。第１の光検出器は、収束状態変更部によって収束された第１のビーム及び第２のビームを検出する。第１のビームの中心と第２のビームの中心とは、固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にある。収束状態変更部は、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態を変更する。第１の光検出器は、収束した第１のビームを受光する第１の受光部と、収束した第２のビームを受光する第２の受光部とを含み、第１の受光部と第２の受光部との受光光量の差に基づいて、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出する。
【００１９】
本発明によれば、光記録媒体が複数の層を有する場合であっても、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態が変更され、第１の光検出器に入射する第１のビーム及び第２のビームのスポット系が適切な大きさに変更されるので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出でき、傾き角度のずれを抑えることができる。
【００２０】
本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における回折格子の一例を示す正面図である。
【図３】図１に示す第１の光検出器の構成を示す図である。
【図４】対物レンズ光学系と光記録媒体の各記録層との関係を示す模式図である。
【図５】（Ａ）は、光記録媒体の第１の記録層にメインビームが収束している様子を示す図であり、（Ｂ）は、メインビームが第１の記録層に照射される場合の固体イマルジョンレンズの端面におけるメインビーム及び第１〜第４のサブビームのスポット形状を示す図である。
【図６】（Ａ）は、光記録媒体の第２の記録層にメインビームが収束している様子を示す図であり、（Ｂ）は、メインビームが第２の記録層に照射される場合の固体イマルジョンレンズの端面におけるメインビーム及び第１〜第４のサブビームのスポット形状を示す図である。
【図７】（Ａ）は、光記録媒体の第３の記録層にメインビームが収束している様子を示す図であり、（Ｂ）は、メインビームが第３の記録層に照射される場合の固体イマルジョンレンズの端面におけるメインビーム及び第１〜第４のサブビームのスポット形状を示す図である。
【図８】（Ａ）は、光記録媒体の第１の記録層にメインビームが収束している様子を示す図であり、（Ｂ）は、第１の記録層にメインビームが収束している際に、メインビームが第１の検出レンズにより集光される様子を示す図である。
【図９】（Ａ）は、光記録媒体の第２の記録層にメインビームが収束している様子を示す図であり、（Ｂ）は、第２の記録層にメインビームが収束している際に、メインビームが第１の検出レンズにより集光される様子を示す図である。
【図１０】（Ａ）は、光記録媒体の第３の記録層にメインビームが収束している様子を示す図であり、（Ｂ）は、第３の記録層にメインビームが収束している際に、メインビームが第１の検出レンズにより集光される様子を示す図である。
【図１１】図１に示す光ピックアップにおいて、メインビームを各記録層に集光した際の固体イマルジョンレンズの端面からの反射光の様子を示す図である。
【図１２】（Ａ）は、第１の記録層にメインビームが集光しているときの第１の光検出器の各受光部と、メインビームのスポットと、第１〜第４のサブビームのスポットとを示す図であり、（Ｂ）は、第２の記録層にメインビームが集光しているときの第１の光検出器の各受光部と、メインビームのスポットと、第１〜第４のサブビームのスポットとを示す図であり、（Ｃ）は、第３の記録層にメインビームが集光しているときの第１の光検出器の各受光部と、メインビームのスポットと、第１〜第４のサブビームのスポットとを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１において、第１の記録層〜第３の記録層にメインビームを集光しているときの第１の光検出器の各受光部と、メインビームのスポットと、第１〜第４のサブビームのスポットとを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における光ピックアップの構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態１及び２の第１の変形例における収束位置変更部の構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１及び２の第２の変形例における収束位置変更部の構成を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態１及び２の第３の変形例における収束位置変更部の構成を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態１及び２の第４の変形例における非点収差付与部の構成を示す図である。
【図１９】（Ａ）は、第１の記録層にメインビームが集光しているときの固体イマルジョンレンズの端面から反射されたメインビーム、第１のサブビーム及び第２のサブビームの第１の光検出器上のスポットを示す図であり、（Ｂ）は、第２の記録層にメインビームが集光しているときの固体イマルジョンレンズの端面から反射されたメインビーム、第１のサブビーム及び第２のサブビームの第１の光検出器上のスポットを示す図であり、（Ｃ）は、第３の記録層にメインビームが集光しているときの固体イマルジョンレンズの端面から反射されたメインビーム、第１のサブビーム及び第２のサブビームの第１の光検出器上のスポットを示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態１及び２の第５の変形例における非点収差付与部の構成を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態３における光ピックアップの構成を示す図である。
【図２２】図２１に示す第２の光検出器の構成を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態３の比較例の光ピックアップの構成を示す図である。
【図２４】（Ａ）は、図２３に示す光ピックアップにおいて、第２の光源からの光が第１の記録層に集光する場合において、光が固体イマルジョンレンズの端面から光記録媒体の第１の記録層に入射する様子と、第２の光検出器上に形成されるスポットとを示す図であり、（Ｂ）は、図２３に示す光ピックアップにおいて、第２の光源からの光が第２の記録層に集光する場合において、光が固体イマルジョンレンズの端面から光記録媒体の第２の記録層に入射する様子と、第２の光検出器上に形成されるスポットとを示す図であり、（Ｃ）は、図２３に示す光ピックアップにおいて、第２の光源からの光が第３の記録層に集光する場合において、光が固体イマルジョンレンズの端面から光記録媒体の第３の記録層に入射する様子と、第２の光検出器上に形成されるスポットとを示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態３の変形例における光ピックアップの構成を示す図である。
【図２６】（Ａ）は、実施の形態３において、第２のコリメータレンズから第２の光検出器に集光される光のスポット位置を示す図であり、（Ｂ）は、実施の形態３において、固体イマルジョンレンズの出射端面で反射された光が集光するスポット位置よりも、第２のコリメータレンズから離れる位置に第２の光検出器を配置した場合の第２の光検出器の構成を示す図であり、（Ｃ）は、図２６（Ｂ）に示す第２の光検出器上のスポットの様子を示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態４における光ピックアップの構成を示す図である。
【図２８】（Ａ）は、実施の形態４において、第２のコリメータレンズから第２の光検出器に集光される光のスポット位置を示す図であり、（Ｂ）は、実施の形態４において、固体イマルジョンレンズの出射端面で反射された光が集光するスポット位置よりも、第２のコリメータレンズから離れる位置に第２の光検出器を配置した場合の第２の光検出器の構成を示す図であり、（Ｃ）は、図２８（Ｂ）に示す第２の光検出器上のスポットの様子を示す図である。
【図２９】（Ａ）は、半球型レンズを含む対物レンズの断面形状を示す図であり、（Ｂ）は、超半球型レンズを含む対物レンズの断面形状を示す図である。
【図３０】従来の対物レンズの構成を示す図である。
【図３１】固体イマルジョンレンズの厚さに応じた対物レンズの球面収差の変化を示す図である。
【図３２】本発明の実施の形態５における光ピックアップの構成を示す図である。
【図３３】図３２に示す第２の光検出器の構成を示す図である。
【図３４】本発明の実施の形態５における固体イマルジョンレンズの厚さについて説明するための図である。
【図３５】本発明の実施の形態５における第１の光検出器上のスポット径と、光記録媒体上でのデフォーカス量との関係を示す図である。
【図３６】従来の光検出器上での自層からの反射光と他層からの反射光とによる干渉度合いと、他層の基材厚との関係を示す図である。
【図３７】本発明の実施の形態５における光検出器上での固体イマルジョンレンズの入射面からの反射光と出射面からの反射光による干渉度合いと、固体イマルジョンレンズの厚さｄｓと曲率半径Ｒｓとのずれ量（ｄｓ−Ｒｓ）との関係を示す図である。
【図３８】本発明の実施の形態５における対物レンズ光学系への入射光の角度が０．３ｄｅｇ傾いたときに発生するコマ収差と、（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５との関係を示す図である。
【図３９】本発明の実施の形態５において、光記録媒体が多層光記録媒体であり、対物レンズ光学系への入射光の角度が０．３ｄｅｇ傾いたときに発生するコマ収差と、（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５との関係を示す図である。
【図４０】本発明の実施の形態６における光ピックアップの構成を示す図である。
【図４１】本発明の実施の形態７における光情報装置の構成を模式的に示す図である。
【図４２】本発明の実施の形態８におけるコンピュータの構成を模式的に示す図である。
【図４３】本発明の実施の形態９における光ディスクレコーダの構成を模式的に示す図である。
【図４４】本発明の実施の形態１０における光ディスクプレーヤの構成を模式的に示す図である。
【図４５】本発明の実施の形態１１における光ディスクサーバの構成を模式的に示す図である。
【図４６】本発明の実施の形態１２におけるカーナビゲーションシステムの構成を模式的に示す図である。
【図４７】従来の光ピックアップの構成を示す図である。
【図４８】従来の光ピックアップにおいて、固体イマルジョンレンズの端面と光ディスクの表面とが相対的に傾いている場合の固体イマルジョンレンズの端面付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップの構成を示す図である。
【００２４】
図１に示す光ピックアップは、光源１、コリメータレンズ２、第１のビームスプリッタ（第２の分岐素子）３、発散度変更部４、第２のビームスプリッタ（第１の分岐素子）５、１／４波長板６、対物レンズ光学系７、回折格子（光ビーム生成部）９、第２の検出レンズ１０、第２の光検出器１１、収束位置変更部１６、第１の光検出器１４及び対物レンズアクチュエータ１７を備える。
【００２５】
発散度変更部４は、凹レンズ４ａ、凸レンズ４ｂ、及び凸レンズ４ｂを光軸方向に移動させるアクチュエータ４ｃで構成されている。対物レンズ光学系７は、絞りレンズ７ａ及び固体イマルジョンレンズ（ＳＩＬ）７ｂで構成されている。
【００２６】
さらに、本実施の形態１では、収束位置を変更する収束位置変更部１６は、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態を変更する収束状態変更部の一例である。
【００２７】
ここで、光源１は、例えばＧａＮ系の半導体レーザ素子で構成され、複数の記録層（本実施の形態では３層）を有する光記録媒体８の各記録層に対し、記録又は再生用のコヒーレント光（波長３９０〜４５０ｎｍ）を出射する。
【００２８】
光記録媒体８は３つの記録層を有する多層光記録媒体である。回折格子９は、入射した光を回折させ、入射したビームを複数のビームに分離する光学素子である。回折格子９は、第１のビーム及び第２のビームを生成する。回折格子９によって回折されるビームのうち、０次回折光が８０％であり、１次回折光が２０％である。また、回折格子９には、図２に示したパターンが形成されている。図２は、本発明の実施の形態１における回折格子の一例を示す正面図である。回折格子９は、ビームをｘ方向及びｙ方向に回折させる。すなわち、回折格子９は、入射したビームを、０次回折光を含めて５つのビームに分離することができる。ここで、ｘ方向は、光記録媒体８のラジアル方向に対応し、ｙ方向は、光記録媒体８のタンジェンシャル方向に対応している。そのため、入射された光は、光記録媒体８のラジアル方向及びタンジェンシャル方向に分離されている。
【００２９】
コリメータレンズ２は、光源１から出射された発散光を平行光に変換する。第１のビームスプリッタ３は、ある直線偏光の透過率が１００％であり、当該直線偏光に対して直交する直線偏光の反射率が１００％である特性を有する。
【００３０】
また、発散度変更部４は、国際公開番号ＷＯ２００９／３７８５０号公報に示されているので詳細な説明は省略するが、回折格子９によって生成された第１のビーム及び第２のビームの発散度を変更する。発散度変更部４は、負のパワーを持つ凹レンズ４ａと、正のパワーを持つ凸レンズ４ｂと、凸レンズ４ｂを光軸方向に可動するアクチュエータ４ｃとから成る。発散度変更部４は、凹レンズ４ａと凸レンズ４ｂとの間隔をアクチュエータ４ｃで変化させることで、入射された光の発散度とは異なる発散度に変換することが可能である。発散度を変更することにより、光記録媒体８の表面から各記録層までの厚さ変化に対応して、フォーカス成分と球面収差との両方を同時に補正することが可能である。
【００３１】
第２のビームスプリッタ５は、光源１から出射される光の波長に対して、ある直線偏光の透過率が９０％であり、反射率が１０％であり、当該直線偏光に対して直交する直線偏光の透過率が１００％である特性を有している。１／４波長板６は、複屈折材料で形成されており、直線偏光を円偏光に変換する。
【００３２】
対物レンズ光学系７は、第１のビーム及び第２のビームを複数の層を持つ光記録媒体８に収束する。対物レンズ光学系７は、発散度変更部４からの第１のビーム及び第２のビームを複数の層を持つ光記録媒体８に収束する。対物レンズ光学系７は、絞りレンズ７ａと、固体イマルジョンレンズ（ＳＩＬ）７ｂとから成る。固体イマルジョンレンズ７ｂは、光記録媒体８の表面に対向する端面を有する。固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との間に存在するエアギャップは、エバネッセント減衰長さより短くしてエバネッセント光による光伝播が行われるようにしている。また、ギャップ間隔は、おおむね波長の１０分の１より短くしている。
【００３３】
対物レンズアクチュエータ１７は、対物レンズ光学系７を光軸方向（フォーカス方向）及び光記録媒体８のトラッキング方向（ラジアル方向）に移動させる。また、対物レンズアクチュエータ１７は、対物レンズ光学系７の固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、光記録媒体８の表面とが平行となるように、対物レンズ光学系７の角度を調節する。なお、対物レンズアクチュエータ１７は、絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとを一体に移動させる。
【００３４】
第２のビームスプリッタ５は、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射した第１のビーム及び第２のビームを反射させる。
【００３５】
第２の検出レンズ１０は、入射面が円筒面であり、出射面がレンズ光軸に対し回転対称面になっている。第２の検出レンズ１０は、入射光に対していわゆる非点収差法によるフォーカスエラー信号の検出を可能とするための非点収差を与える。第２の光検出器１１は、光記録媒体８の記録層で反射された光を受光し、受光量に応じて光を電気信号に変換する。
【００３６】
収束位置変更部１６は、第２のビームスプリッタ５によって反射した第１のビーム及び第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する。収束位置変更部１６は、光記録媒体８の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態を変更する。収束位置変更部１６は、第１のビーム及び第２のビームの収束位置を変更する。収束位置変更部１６は、第１の検出レンズ１２、ガラス板１３及びガラス板挿入部１５で構成されている。
【００３７】
第１の検出レンズ１２は、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面で反射された光を集光する。ガラス板１３は、透過率が１００％のガラス平板であり、光路から出し入れされることで第１の検出レンズ１２で集光される位置を可変する。ガラス板挿入部１５は、ガラス板１３を光路から出し入れする。第１の光検出器１４は、収束位置変更部１６によって収束された第１のビーム及び第２のビームを検出する。第１の光検出器１４は、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面で反射された光を受光して、受光量に応じて光を電気信号に変換する。
【００３８】
第１のビームの中心と第２のビームの中心とは、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上では異なる位置にある。第１の光検出器１４は、収束した第１のビームを受光する第１の受光部と、収束した第２のビームを受光する第２の受光部とを含む。第１の光検出器１４は、第１の受光部と第２の受光部との受光光量の差に基づいて、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面と光記録媒体８の表面との相対傾き角度を検出する。
【００３９】
なお、例えば、第１のビームは、メインビームであり、第２のビームは、サブビームである。サブビームは、１つのみでもよく、また、２つ以上の複数であってもよい。第２のビームスプリッタ５は、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム及びサブビームを反射させる。第１の光検出器１４は、収束位置変更部１６によって収束されたメインビーム及びサブビームを検出する。第１のビームスプリッタ３は、光記録媒体８で反射したメインビームを反射させる。第２の光検出器１１は、第１のビームスプリッタ３によって反射したメインビームを検出する。
【００４０】
このように構成された光ピックアップの動作について説明する。
【００４１】
光源１は、直線偏光の光を出射する。光源１から出射した光は、回折格子９により５つのビームに分離される。なお、５つのビームとは、１つのメインビームと、４つのサブビームとである。５つのビームは、コリメータレンズ２で略平行光となり、第１のビームスプリッタ３を透過する。第１のビームスプリッタ３を透過した光は、発散度変更部４に入射する。発散度変更部４は、集光する光記録媒体８の記録層の位置に応じて、入射した光の発散度を変更する。
【００４２】
発散度変更部４により発散度が変更された光は、第２のビームスプリッタ５を透過して、１／４波長板６に入射する。１／４波長板６は、入射した直線偏光の光を円偏光に変換する。１／４波長板６を透過した光は、対物レンズ光学系７により、光記録媒体８の所定の記録層に集光する。
【００４３】
光記録媒体８を反射した光は、対物レンズ光学系７、１／４波長板６、第２のビームスプリッタ５及び発散度変更部４を透過して、第１のビームスプリッタ３に入射する。第１のビームスプリッタ３で反射された光は、第２の検出レンズ１０に入射する。第２の検出レンズ１０に入射した光には、非点収差が与えられる。第２の検出レンズ１０を透過した光は、第２の光検出器１１上に集光される。
【００４４】
第２の光検出器１１は、光記録媒体８上における光の合焦状態を示すフォーカスエラー信号を出力する。また、第２の光検出器１１は、光記録媒体８上における光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を出力する。
【００４５】
ここで、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は、周知の技術、たとえば非点収差法及びプッシュプル法により検出される。また、図示していないフォーカス制御部は、第２の光検出器１１からのフォーカスエラー信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体８上に集光されるように、アクチュエータ４ｃを駆動して凸レンズ４ｂの位置を光軸方向に制御する。すなわち、アクチュエータ４ｃは、フォーカス制御部からの制御信号に応じて凸レンズ４ｂを光軸方向に移動させる。
【００４６】
また、図示していないトラッキング制御部は、第２の光検出器１１からのトラッキングエラー信号に基づき、光が光記録媒体８上の所望のトラックに集光されるように、対物レンズアクチュエータ１７を駆動して対物レンズ光学系７の位置を制御する。すなわち、対物レンズアクチュエータ１７は、トラッキング制御部からの制御信号に応じて対物レンズ光学系７を移動させる。さらに、図示していない再生制御部は、第２の光検出器１１からの電気信号に基づいて、光記録媒体８に記録された再生情報を取得する。
【００４７】
また、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面で反射された光は、対物レンズ光学系７及び１／４波長板６を透過し、第２のビームスプリッタ５を反射する。第２のビームスプリッタ５を反射した光は、第１の検出レンズ１２及びガラス板１３を透過し、第１の光検出器１４に集光される。ここで、ガラス板挿入部１５は、複数の記録層のうちの光を集光する記録層の位置に応じてガラス板１３を出し入れする。なお、ガラス板１３が挿入されていない場合は、第２のビームスプリッタ５を反射した光は、第１の検出レンズ１２を透過し、第１の光検出器１４に集光される。
【００４８】
図３は、図１に示す第１の光検出器の構成を示す図である。図３に示すように、第１の光検出器１４は、５つの受光部（第１の受光部２１、第２の受光部２２ａ、第３の受光部２２ｂ、第４の受光部２２ｃ及び第５の受光部２２ｄ）を有している。なお、第１の光検出器１４の詳細な説明は特許文献２に記載されているので省略する。
【００４９】
第１の受光部２１は、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面からの反射光（メインビーム）３１を受光し、第２の受光部２２ａは、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面からの反射光（第１のサブビーム）３２ａを受光し、第３の受光部２２ｂは、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面からの反射光（第２のサブビーム）３２ｂを受光し、第４の受光部２２ｃは、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面からの反射光（第３のサブビーム）３２ｃを受光し、第５の受光部２２ｄは、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面からの反射光（第４のサブビーム）３２ｄを受光する。
【００５０】
第１の受光部２１からの信号を用いて、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との間に存在するエアギャップの間隔（ギャップ信号）が検出される。また、第４の受光部２２ｃと第５の受光部２２ｄとの差信号に基づいて、光記録媒体８のラジアル方向に対する固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との相対傾き（ラジアルチルト信号）が検出される。また、第２の受光部２２ａと第３の受光部２２ｂとの差信号に基づいて、光記録媒体８のタンジェンシャル方向に対する固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との相対傾き（タンジェンシャルチルト信号）が検出される。
【００５１】
図示しないギャップ制御部は、第１の光検出器１４からのギャップ信号に基づき、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との間隔を一定に保つように対物レンズ光学系７を制御する。また、図示しないチルト制御部は、第１の光検出器１４からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に基づき、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との相対角度が０になるように対物レンズ光学系７を制御する。
【００５２】
また、光源１の光量制御は、第２のビームスプリッタ５で反射された１０％の光を、図示していないレンズを用いて図示していない光検出器に集光することにより行われる。すなわち、図示していない光量制御部は、図示していない光検出器から出力される信号に基づいて、光源１の出射光量をモニタし、光源１から出射される光の光量が一定になるように制御する。
【００５３】
ここで、光源１から出射され光記録媒体８で反射された光についてさらに詳細に述べる。光源１から出射された光は光記録媒体８の所定の記録層に集光され、光記録媒体８の所定の記録層で反射される。光記録媒体８の所定の記録層で反射された光は、１／４波長板６によって、光源１から出射された光と直交する方向の直線偏光に変換される。１／４波長板６によって変換された直線偏光は、第２のビームスプリッタ５を１００％透過し、第１のビームスプリッタ３で１００％反射され、第２の光検出器１１で受光される。
【００５４】
また、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と光記録媒体８の表面との間隔が０になっていないので、光源１から出射された光の一部は固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面で反射される。
【００５５】
固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面で反射された光は、１／４波長板６によって、光源１から出射された光と同じ偏光方向の直線偏光に変換される。１／４波長板６によって変換された直線偏光の９０％は、第２のビームスプリッタ５を透過し、直線偏光の１０％は、第２のビームスプリッタ５を反射する。第２のビームスプリッタ５の透過光は、第１のビームスプリッタ３を１００％透過するので、第２の光検出器１１に入射することはない。また、第２のビームスプリッタ５を反射した光は、第１の光検出器１４に入射される。
【００５６】
次に、回折格子９により分離された光について述べる。図４は、対物レンズ光学系７と、光記録媒体８の各記録層との関係を示す模式図である。固体イマルジョンレンズ７ｂの先端と光記録媒体８との距離は、エバネッセント光として光が効率よく伝播される距離である。固体イマルジョンレンズ７ｂの先端と光記録媒体８との距離は、例えば２５ｎｍ程度に保たれる。光記録媒体８は３つの記録層を有しており、ビームが入射する側の表面から近い順に、第１の記録層Ｌ１、第２の記録層Ｌ２及び第３の記録層Ｌ３とする。表面から第１の記録層Ｌ１までの距離をｔ１とし、第１の記録層Ｌ１と第２の記録層Ｌ２との距離をｔ２とし、第２の記録層Ｌ２と第３の記録層Ｌ３との距離をｔ３とする。また、表面から第１の記録層Ｌ１までの距離をｄ１とし、表面から第２の記録層Ｌ２までの距離をｄ２とし、表面から第３の記録層Ｌ３までの距離をｄ３とする。また、回折格子９で回折された光のうち、０次回折光をメインビーム３１とし、±１次回折光をサブビームとする。
【００５７】
固体イマルジョンレンズ７ｂは、先端に、直径Ｄの平坦部（端面）を有している。固体イマルジョンレンズ７ｂの平坦部の周囲の形状はコーン状である。メインビームとサブビームとは、固体イマルジョンレンズ７ｂの平坦部を通る。
【００５８】
図５（Ａ）〜図７（Ｂ）は、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面におけるメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポット形状と、メインビームが到達する記録層との関係を示す図である。
【００５９】
図５（Ａ）は、光記録媒体８の第１の記録層Ｌ１にメインビーム３１が収束している様子を示す図であり、図５（Ｂ）は、メインビーム３１が第１の記録層Ｌ１に照射される場合の固体イマルジョンレンズ７ｂの端面におけるメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポット形状を示す図である。
【００６０】
固体イマルジョンレンズ７ｂの端面の中央にメインビーム３１が配置され、メインビーム３１の周囲に第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄが配置される。第１のサブビーム３２ａと第２のサブビーム３２ｂとは、メインビーム３１を挟んで光記録媒体８のタンジェンシャル方向に配置される。第３のサブビーム３２ｃと第４のサブビーム３２ｄとは、メインビーム３１を挟んで光記録媒体８のラジアル方向に配置される。
【００６１】
例えば、メインビーム３１を第１のビームとし、第１のサブビーム３２ａを第２のビームとすると、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上での第２のビームの中心は、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上での第１のビームの中心から、光記録媒体８のタンジェンシャル方向にずれた位置にある。また、例えば、メインビーム３１を第１のビームとし、第３のサブビーム３２ｃを第２のビームとすると、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上での第２のビームの中心は、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上での第１のビームの中心から、光記録媒体８のラジアル方向にずれた位置にある。
【００６２】
例えば、第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄを第１〜第４のビームとすると、第１のビームの中心と、第２のビームの中心と、第３のビームの中心と、第４のビームの中心とは、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上ではそれぞれ異なる位置にある。また、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上において、第１のビームの中心と第２のビームの中心とを結ぶ直線は、第３のビームの中心と第４のビームの中心とを結ぶ直線と直交している。
【００６３】
回折格子９は、メインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄを生成する。対物レンズ光学系７は、メインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄを光記録媒体８に収束する。第２のビームスプリッタ５は、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄを反射させる。
【００６４】
収束位置変更部１６は、第２のビームスプリッタ５によって反射したメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄを第１の光検出器１４に収束し、かつ、収束状態を変更する。
【００６５】
第１の光検出器１４は、収束位置変更部１６によって収束されたメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄを検出する。このとき、第１のサブビーム３２ａの中心と、第２のサブビーム３２ｂの中心と、第３のサブビーム３２ｃの中心と、第４のサブビーム３２ｄの中心とは、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上ではそれぞれ異なる位置にある。
【００６６】
固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上において、第１のサブビーム３２ａの中心と第２のサブビーム３２ｂの中心とを結ぶ直線は、第３のサブビーム３２ｃの中心と第４のサブビーム３２ｄの中心とを結ぶ直線と直交している。
【００６７】
第１の記録層Ｌ１は最も手前に配置されている。そのため、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面でのビーム径は小さく、メインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄは互いに重ならない。ここで、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面と光記録媒体８の表面とが相対的に傾いていると、サブビームの位置での固体イマルジョンレンズ７ｂの端面と光記録媒体８の表面との間隔が異なる。固体イマルジョンレンズ７ｂの端面での反射率は、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面と光記録媒体８の表面との間隔が狭ければ小さくなる。なお、この間隔がゼロならば固体イマルジョンレンズ７ｂの端面での反射率は屈折率差だけで決まる。また、この間隔が広ければ入射光は全反射に近くなるため、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面での反射率は、１に近づき、大きくなる。このため、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面と光記録媒体８の表面との間隔の差はサブビームの反射光の光量差としてあらわれる。従って、サブビームの間隔と反射光の光量差とに基づいて固体イマルジョンレンズ７ｂと光記録媒体８との相対的な傾きの角度を検出することができる。
【００６８】
図６（Ａ）は、光記録媒体８の第２の記録層Ｌ２にメインビーム３１が収束している様子を示す図であり、図６（Ｂ）は、メインビーム３１が第２の記録層Ｌ２に照射される場合の固体イマルジョンレンズ７ｂの端面におけるメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポット形状を示す図である。第２の記録層Ｌ２は、複数の記録層のうちの中間に配置されている。固体イマルジョンレンズ７ｂの端面では、メインビーム３１と、第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄの一部とは互いに重なり合う。
【００６９】
図７（Ａ）は、光記録媒体８の第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１が収束している様子を示す図であり、図７（Ｂ）は、メインビーム３１が第３の記録層Ｌ３に照射される場合の固体イマルジョンレンズ７ｂの端面におけるメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポット形状を示す図である。第３の記録層Ｌ３は最も奥に配置されている。固体イマルジョンレンズ７ｂの端面では、メインビーム３１と、第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄとは互いに重なり合っており、図６（Ｂ）に比べて重なり度合いが大きくなっている。
【００７０】
固体イマルジョンレンズ７ｂの端面の直径Ｄは、最も奥にある第３の記録層Ｌ３にメインビームを集光する場合でも、サブビームがけられないように構成される。固体イマルジョンレンズ７ｂの端面上でのサブビームの中心とメインビームの中心との間隔Ｌｂと、光記録媒体８の最奥層にメインビーム及びサブビームを収束したときの固体イマルジョンレンズ７ｂの端面でのビーム径Ｄｂと、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面の直径Ｄとは、下記の式（２）の関係を満たすとよい。
【００７１】
Ｄ＞２×Ｌｂ＋Ｄｂ・・・（２）
【００７２】
なお、図５（Ａ）〜図７（Ｂ）の構成では、メインビームの両側に２つのサブビームが位置する構成であるため、上記の式（２）の関係となる。もし、メインビームの片側に１つのサブビームが位置する構成であれば、間隔Ｌｂと、ビーム径Ｄｂと、直径Ｄとは、下記の式（３）の関係を満たせばよい。
【００７３】
Ｄ＞Ｌｂ＋Ｄｂ・・・（３）
【００７４】
本実施の形態１の例では、光記録媒体８は、３層の記録層を有する光記録媒体である。表面から第３の記録層Ｌ３までの距離がｄ３であり、対物レンズ光学系７の光記録媒体８中での開口数がＮＡであり、光記録媒体８の屈折率がｎｄｉｓｋである場合、ビーム径Ｄｂは、下記の式（４）で表される。
【００７５】
Ｄｂ＝２×ｄ３×ｔａｎ（ｓｉｎ−１（ＮＡ／ｎｄｉｓｋ））・・・（４）
【００７６】
次に、光ピックアップの検出系の配置について説明する。図８（Ａ）は、光記録媒体８の第１の記録層Ｌ１にメインビーム３１が収束している様子を示す図であり、図８（Ｂ）は、第１の記録層Ｌ１にメインビーム３１が収束している際に、メインビーム３１が第１の検出レンズ１２により集光される様子を示す図である。
【００７７】
固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１は、光記録媒体８の表面からの距離ｄ１’の位置に一旦収束し、そこから発散光となり第１の検出レンズ１２に導かれる。距離ｄ１’は、下記の式（５）で表される。
【００７８】
ｄ１’＝ｄ１×ｎＳＩＬ／ｎｄｉｓｋ・・・（５）
【００７９】
ここで、ｄ１’は、第１の記録層Ｌ１にメインビーム３１が収束している際の光記録媒体８の表面から固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１の収束点までの距離であり、ｄ１は光記録媒体８の表面から第１の記録層Ｌ１までの距離であり、ｎｄｉｓｋは光記録媒体８の屈折率であり、ｎＳＩＬは固体イマルジョンレンズ７ｂの屈折率である。
【００８０】
従って、光記録媒体８から第１の光検出器１４へ向かう光は、光源１から光記録媒体８へ向かう光よりも光源１に近い側を仮想発光点として伝播する。このため、図８（Ｂ）に示すように、メインビーム３１が第１の検出レンズ１２により収束する点１２３は、第１の検出レンズ１２に平行光を入れたときの焦点位置１２２より遠い側になる。焦点位置１２２と点１２３との距離は、距離ｄ１’の空気中換算値に検出系の縦倍率βを掛けた距離となる。すなわち、ｄ１’×β×ｎｄｉｓｋ／ｎＳＩＬとなる。なお、検出系の縦倍率βは、β＝（ＮＡｄｉｓｋ／ＮＡｄｅｔ）２と定義できる。ＮＡｄｉｓｋは光記録媒体側の開口数を表し、ＮＡｄｅｔは検出側の開口数を表している。
【００８１】
更に、図９（Ａ）は、光記録媒体８の第２の記録層Ｌ２にメインビーム３１が収束している様子を示す図であり、図９（Ｂ）は、第２の記録層Ｌ２にメインビーム３１が収束している際に、メインビーム３１が第１の検出レンズ１２により集光される様子を示す図である。
【００８２】
固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１は、光記録媒体８の表面からの距離ｄ２’の位置に一旦収束し、そこから発散光となり第１の検出レンズ１２に導かれる。距離ｄ２’は、下記の式（６）で表される。
【００８３】
ｄ２’＝ｄ２×ｎＳＩＬ／ｎｄｉｓｋ・・・（６）
【００８４】
ここで、ｄ２’は、第２の記録層Ｌ２にメインビーム３１が収束している際の光記録媒体８の表面から固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１の収束点までの距離であり、ｄ２は光記録媒体８の表面から第２の記録層Ｌ２までの距離であり、ｎｄｉｓｋは光記録媒体８の屈折率であり、ｎＳＩＬは固体イマルジョンレンズ７ｂの屈折率である。
【００８５】
従って、光記録媒体８から第１の光検出器１４へ向かう光は、上記と同様に光源１から光記録媒体８へ向かう光よりも光源１に近い側を仮想発光点として伝播する。このため、図９（Ｂ）に示すように、メインビーム３１が第１の検出レンズ１２により収束する点１２４は、第１の検出レンズ１２に平行光を入れたときの焦点位置１２２より遠い側になる。焦点位置１２２と点１２４との距離は、距離ｄ２’の空気中換算値に検出系の縦倍率βを掛けた距離となる。すなわち、ｄ２’×β×ｎｄｉｓｋ／ｎＳＩＬとなる。従って、メインビーム３１が第１の検出レンズ１２により収束する点１２４は、図８（Ｂ）で示した点１２３より遠い側になる。
【００８６】
更に、図１０（Ａ）は、光記録媒体８の第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１が収束している様子を示す図であり、図１０（Ｂ）は、第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１が収束している際に、メインビーム３１が第１の検出レンズ１２により集光される様子を示す図である。
【００８７】
固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１は、光記録媒体８の表面からの距離ｄ３’の位置に一旦収束し、そこから発散光となり第１の検出レンズ１２に導かれる。距離ｄ３’は、下記の式（７）で表される。
【００８８】
ｄ３’＝ｄ３×ｎＳＩＬ／ｎｄｉｓｋ・・・（７）
【００８９】
従って、光記録媒体８から第１の光検出器１４へ向かう光は、上記と同様に光源１から光記録媒体８へ向かう光よりも光源１に近い側を仮想発光点として伝播する。このため、図１０（Ｂ）に示すように、メインビーム３１が第１の検出レンズ１２により収束する点１２５は、第１の検出レンズ１２に平行光を入れたときの焦点位置１２２より遠い側になる。焦点位置１２２と点１２５との距離は、距離ｄ３’の空気中換算値に検出系の縦倍率βを掛けた距離となる。すなわち、ｄ３’×β×ｎｄｉｓｋ／ｎＳＩＬとなる。従って、メインビーム３１が第１の検出レンズ１２により収束する点１２５は、図８（Ｂ）で示した点１２３より遠く、さらに図９（Ｂ）で示した点１２４より遠い側になる。
【００９０】
図１１は、図１に示す光ピックアップにおいて、メインビーム３１を各記録層に集光した際の固体イマルジョンレンズ７ｂの端面からの反射光の様子を示す図である。第１の記録層Ｌ１、第２の記録層Ｌ２及び第３の記録層Ｌ３に集光した際の固体イマルジョンレンズ７ｂの端面からの反射光は、それぞれ点１２３、点１２４及び点１２５で収束する。また、点１２４上に第１の光検出器１４の受光部がくるように配置されている。この状態で、第１の光検出器１４の各受光部２１，２２ａ〜２２ｄの配置と、メインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットとの関係を図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
【００９１】
図１２（Ａ）は、第１の記録層Ｌ１にメインビーム３１が集光しているときの第１の光検出器１４の各受光部２１，２２ａ〜２２ｄの配置と、メインビーム３１のスポットと、第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットとを示す図である。図１２（Ｂ）は、第２の記録層Ｌ２にメインビーム３１が集光しているときの第１の光検出器１４の各受光部２１，２２ａ〜２２ｄと、メインビーム３１のスポットと、第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットとを示す図である。図１２（Ｃ）は、第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１が集光しているときの第１の光検出器１４の各受光部２１，２２ａ〜２２ｄと、メインビーム３１のスポットと、第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットとを示す図である。
【００９２】
固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１は、中央の第１の受光部２１で受光され、第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄは、それぞれ第２〜第５の受光部２２ａ〜２２ｄで受光される。第２〜第５の受光部２２ａ〜２２ｄは、第１の受光部２１を中央にして十字状に配置される。
【００９３】
図１２（Ｂ）に示したように、第２の記録層Ｌ２にメインビーム３１を集光している場合は固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１のスポット及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットは各受光部からはみ出さない。一方、図１２（Ａ）及び図１２（Ｃ）に示したように、第１の記録層Ｌ１及び第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１を集光する場合、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１のスポット及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットはかなり大きくなる。そのため、メインビーム３１のスポット及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットは、各受光部２１，２２ａ〜２２ｄからはみ出したり、異なる受光部に入り込んだりする。従って、ギャップ信号及びチルト信号の品質がかなり劣化する。
【００９４】
そこで、第１の光検出器１４の各受光部は、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示されている集光点１２４と集光点１２５との中間に位置するように配置される。このように配置されることにより、第２の記録層Ｌ２及び第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１を集光する場合、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄの大きさが各受光部からはみ出さない大きさにすることが可能である。
【００９５】
ただし、この状態で第１の記録層Ｌ１にメインビーム３１を集光する場合、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポット径は図１２（Ａ）で示されたスポット径よりさらに大きくなる。そこで、ガラス板１３を光路上に挿入して図８（Ｂ）に示されている集光点１２３をさらに遠くする。これにより、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１のスポット及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットの大きさが各受光部からはみ出さないようにする。
【００９６】
図１３は、本発明の実施の形態１において、第１の記録層Ｌ１〜第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１を集光しているときの第１の光検出器１４の各受光部２１，２２ａ〜２２ｄと、メインビーム３１のスポットと、第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄのスポットとを示す図である。
【００９７】
第１の光検出器１４の各受光部２１，２２ａ〜２２ｄは、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示されている集光点１２４と集光点１２５との中間に位置するように配置されている。そのため、図１３に示すように、第２の記録層Ｌ２及び第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１を集光する場合、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄは、全て第１の光検出器１４の各受光部２１，２２ａ〜２２ｄ内に集光している。
【００９８】
また、第１の記録層Ｌ１にメインビーム３１を集光する場合、第１の検出レンズ１２と第１の光検出器１４との間の光路上にガラス板１３が挿入される。そのため、図１３に示すように、第１の記録層Ｌ１にメインビーム３１を集光する場合でも、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄは、全て第１の光検出器１４の各受光部２１，２２ａ〜２２ｄ内に集光している。なお、第２の記録層Ｌ２及び第３の記録層Ｌ３にメインビーム３１を集光する場合には、第１の検出レンズ１２と第１の光検出器１４との間の光路上にガラス板１３は挿入されない。
【００９９】
従って、すべての記録層に対して固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射したメインビーム３１及び第１〜第４のサブビーム３２ａ〜３２ｄが受光部からはみだすことがないので、ギャップ信号及びチルト信号を安定に精度良く検出することが可能となる。
【０１００】
本実施の形態１によれば、複数の記録層を有する多層光記録媒体でも、光記録媒体８の表面と固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面との相対傾き角度を安定に精度よく検出することができ、固体イマルジョンレンズ７ｂが光記録媒体８の表面と衝突することを避けることができる。そのため、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態１では、第２のビームスプリッタ５は、発散度変更部４より対物レンズ光学系７側に配置しているが、発散度変更部４より光源１側に配置しても何ら問題はない。また、第１のビームスプリッタ３は、発散度変更部４より光源１側に配置しているが、発散度変更部４より対物レンズ光学系７側に配置しても何ら問題はない。また、第１のビームスプリッタ３及び第２のビームスプリッタ５の配置もどちらが光源１側にあっても良い。また、回折格子９は発散度変更部４より光源１側に配置しているが、発散度変更部４より対物レンズ光学系７側に配置しても何ら問題はない。
【０１０２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における光ピックアップについて図面を参照しながら説明する。図１４は、本発明の実施の形態２における光ピックアップの構成を示す図である。本実施の形態２が上記した実施の形態１と異なるのは、発散度変更部４がないこと、及び絞りレンズ７ａを光軸方向に可動するアクチュエータ７ｃが存在することに関する点のみであり、それ以外は、実施の形態１と同様である。従って、本実施の形態２において、特に説明のないものについては実施の形態１と同じとし、実施の形態１と同一符号を付与している構成部材については、特に説明のない限り、実施の形態１と同様の機能を持つものとする。
【０１０３】
アクチュエータ７ｃは、絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの光軸方向の距離を可変する。アクチュエータ７ｃは、レンズ間距離変更部の一例である。
【０１０４】
このように構成された光ピックアップの動作について説明する。光源１は、直線偏光の光を出射する。光源１から出射した光は、回折格子９により５つのビームに分離される。なお、５つのビームとは、１つのメインビームと、４つのサブビームとである。５つのビームは、コリメータレンズ２で略平行光となり、第１のビームスプリッタ３を透過する。第１のビームスプリッタ３を透過した光は、第２のビームスプリッタ５を透過して、１／４波長板６に入射する。
【０１０５】
１／４波長板６は、入射した直線偏光の光を円偏光に変換する。１／４波長板６を透過した光は、対物レンズ光学系７により、光記録媒体８の所定の記録層に集光する。光記録媒体８を反射した光は、対物レンズ光学系７、１／４波長板６及び第２のビームスプリッタ５を透過して、第１のビームスプリッタ３に入射する。第１のビームスプリッタ３で反射された光は、第２の検出レンズ１０に入射する。第２の検出レンズ１０に入射した光には、非点収差が与えられる。第２の検出レンズ１０を透過した光は、第２の光検出器１１上に集光される。
【０１０６】
第２の光検出器１１は、光記録媒体８上における光の合焦状態を示すフォーカスエラー信号を出力する。また、第２の光検出器１１は、光記録媒体８上における光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を出力する。
【０１０７】
ここで、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は、周知の技術、たとえば非点収差法及びプッシュプル法により検出される。また、図示していないフォーカス制御部は、第２の光検出器１１からのフォーカスエラー信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体８上に集光されるように、アクチュエータ７ｃを駆動して絞りレンズ７ａの位置をその光軸方向に制御する。すなわち、アクチュエータ７ｃは、フォーカス制御部からの制御信号に応じて絞りレンズ７ａを光軸方向に移動させる。
【０１０８】
また、図示していないトラッキング制御部は、第２の光検出器１１からのトラッキングエラー信号に基づき、光が光記録媒体８上の所望のトラックに集光されるように、対物レンズ光学系７の位置を制御する。すなわち、対物レンズアクチュエータ１７は、トラッキング制御部からの制御信号に応じて対物レンズ光学系７を移動させる。さらに、図示していない再生制御部は、第２の光検出器１１から、光記録媒体８に記録された再生情報を取得する。
【０１０９】
また、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面で反射された光は、対物レンズ光学系７及び１／４波長板６を透過し、第２のビームスプリッタ５を反射する。第２のビームスプリッタ５を反射した光は、第１の検出レンズ１２及びガラス板１３を透過し、第１の光検出器１４に集光される。ここで、ガラス板挿入部１５は、複数の記録層のうちの光を集光する記録層の位置に応じてガラス板１３を出し入れする。なお、ガラス板１３が挿入されていない場合は、第２のビームスプリッタ５を反射した光は、第１の検出レンズ１２を透過し、第１の光検出器１４に集光される。
【０１１０】
第１の光検出器１４は、図３に示された５つの受光部（第１の受光部２１、第２の受光部２２ａ、第３の受光部２２ｂ、第４の受光部２２ｃ及び第５の受光部２２ｄ）を有している。なお、第１の光検出器１４の詳細な説明は特許文献２に記載されているので省略する。
【０１１１】
第１の受光部２１からの信号を用いて、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との間に存在するエアギャップの間隔（ギャップ信号）が検出される。また、第４の受光部２２ｃと第５の受光部２２ｄとの差信号に基づいて、光記録媒体８のラジアル方向に対する固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との相対傾き（ラジアルチルト信号）が検出される。また、第２の受光部２２ａと第３の受光部２２ｂとの差信号に基づいて、光記録媒体８のタンジェンシャル方向に対する固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との相対傾き（タンジェンシャルチルト信号）が検出される。
【０１１２】
図示しないギャップ制御部は、第１の光検出器１４からのギャップ信号に基づき、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との間隔を一定に保つように対物レンズ光学系７を制御する。また、図示しないチルト制御部は、第１の光検出器１４からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に基づき、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体８の表面との相対角度が０になるように対物レンズ光学系７を制御する。
【０１１３】
また、光源１の光量制御は、第２のビームスプリッタ５で反射された１０％の光を、図示していないレンズを用いて図示していない光検出器に集光することにより行われる。すなわち、図示していない光量制御部は、図示していない光検出器から出力される信号に基づいて、光源１の出射光量をモニタし、光源１から出射される光の光量が一定になるように制御する。
【０１１４】
本実施の形態２の光ピックアップは、対物レンズ光学系７を構成する絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を変えることにより、集光する記録層の位置を変更している。すなわち、本実施の形態２の光ピックアップは、各記録層に応じて絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を変えてフォーカス成分と球面収差とを同時に補正している。絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を変える機能は、実施の形態１の発散度変更部４において、凹レンズ４ａと凸レンズ４ｂとの間の距離を変える機能と同じである。
【０１１５】
ここで、実施の形態１の発散度変更部４は、対物レンズ光学系７に入射する光にデフォーカス及び球面収差を与えることになる。このとき、対物レンズ光学系７と発散度変更部４とがディセンターした場合、補正すべき球面収差がコマ収差に変換され、対物レンズ光学系７の絞り性能が劣化する。特に、多層の光記録媒体８に対応するため、発散度変更部４にて大きな球面収差を加える場合は、対物レンズ光学系７と発散度変更部４とのディセンターが大きな問題となる。そこで、光ピックアップを組み立てる際に、対物レンズ光学系７と発散度変更部４とのディセンターをなくす調整が必要となる。
【０１１６】
これに対し、本実施の形態２では、絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を変えることで球面収差を変化させている。この場合、絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離が小さいために、絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとのディセンターの影響は小さい。さらに、対物レンズ光学系７が光記録媒体８のトラックに追従することにより、対物レンズ光学系７が光軸中心からずれる場合がある（これをレンズシフトと呼ぶ）。このようなレンズシフトが発生した場合、実施の形態１では、球面収差がコマ収差に変換されて絞り性能が劣化するという課題が発生するおそれがあるが、本実施の形態２ではこの課題は発生しない。
【０１１７】
従って、本実施の形態２の光ピックアップは、実施の形態１の光ピックアップよりも組み立てやすいとともに高い信頼性を有し、さらにレンズシフトが発生しても絞り性能が劣化しない光ピックアップとなる。
【０１１８】
次に、絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を変えることでデフォーカス成分及び球面収差を同時に補正できることについて述べる。ここで、レンズの非球面の定義式は、下記の式（８）で表される。
【０１１９】
ｚ＝（ｙ２／Ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／Ｒ）２｝０．５］＋Ａ・ｙ４＋Ｂ・ｙ６＋Ｃ・ｙ８＋Ｄ・ｙ１０＋Ｅ・ｙ１２＋Ｆ・ｙ１４＋Ｇ・ｙ１６＋Ｈ・ｙ１８＋Ｉ・ｙ２０＋Ｊ・ｙ２２＋Ｌ・ｙ２４＋Ｍ・ｙ２６・・・（８）
【０１２０】
上記の式（８）において、“ｚ”は非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離であり、“ｙ”は光軸からの距離であり、“Ｒ”は曲率半径であり、“Ｋ”はコーニック係数であり、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”、“Ｅ”、“Ｆ”、“Ｇ”、“Ｈ”、“Ｉ”、“Ｊ”、“Ｌ”及び“Ｍ”は非球面係数である。
【０１２１】
下記の表１は、対物レンズ光学系７を構成する絞りレンズ７ａの入射面及び出射面のレンズデータを示す表である。また、入射する光の波長は４０５ｎｍであり、絞りレンズ７ａの屈折率は１．６２３９であり、絞りレンズ７ａの光軸方向の厚さは２．０７６１８７ｍｍである。固体イマルジョンレンズ７ｂの屈折率は２．０６８１であり、固体イマルジョンレンズ７ｂの曲率半径は５００μｍであり、固体イマルジョンレンズ７ｂの光軸方向の厚さは５１５μｍである。再生される光記録媒体８は３層の記録層を有している。光記録媒体８の表面から各記録層までの基材厚は、それぞれ１μｍ、４μｍ及び７μｍであり、光記録媒体８の表面から各記録層までの間の領域の屈折率は２．０である。また、対物レンズ光学系７に入射する光の直径が２．９３ｍｍであるとすると、対物レンズ光学系７の光記録媒体８中の開口数ＮＡは１．７７である。
【０１２２】
【表１】
2012063484.tif 000003
【０１２３】
上記の対物レンズ光学系７において、光記録媒体８の各記録層に対してデフォーカス成分が０ｍλになるように絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を変えた場合の計算結果は以下のようになる。
【０１２４】
まず、基材厚が４μｍである記録層に集光する場合は、デフォーカス成分が０ｍλになる絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離は０．０５８９ｍｍであり、このときの球面収差は０ｍλである。次に、基材厚が１μｍである記録層に集光する場合は、デフォーカス成分が０ｍλになる絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離は０．０６５９ｍｍであり、このときの球面収差は−１４．６ｍλである。次に、基材厚が７μｍである記録層に集光する場合は、デフォーカス成分が０ｍλになる絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離は０．０５１８ｍｍであり、このときの球面収差は１４．１ｍλである。
【０１２５】
このように、各記録層に対して絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を可変することで、デフォーカス成分を０ｍλにすることが可能である。さらに、球面収差は、絞り性能に影響するマーシャルのクライテリアである７０ｍλより十分小さいため、絞り性能に影響を与えない。すなわち、各記録層に情報を再生又は記録する際の信号品質は十分良いものとなる。
【０１２６】
次に、対物レンズ光学系７を構成する絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を可変して各記録層に集光する場合の回折格子９で分離されたビームについて説明する。
【０１２７】
本実施の形態２では、絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を可変してフォーカス成分を変えている。この場合のメインビーム及びサブビームの位置関係は、実施の形態１の発散度変更部４を用いて各記録層に光を集光したときと同じであり、図５（Ａ）〜図７（Ｂ）に示したようなメインビーム及びサブビームの位置関係になる。すなわち、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射された光は、第１の検出レンズ１２に集光されると、実施の形態１で述べた第１の検出レンズ１２と同様の結果になる。実施の形態２における第１の光検出器１４上のスポットと各受光部との位置関係は、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示した位置関係になる。そこで、実施の形態２においても、実施の形態１で述べたように、集光する記録層に応じてガラス板１３を抜き差しすることで実施の形態１と同じ効果を得ることができる。
【０１２８】
本実施の形態２によれば、複数の記録層を有する多層光記録媒体でも、光記録媒体８の表面と固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面との相対傾き角度を安定に精度よく検出することができ、固体イマルジョンレンズ７ｂが光記録媒体８の表面と衝突することを避けることができる。そのため、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０１２９】
以上のように、実施の形態１及び２における、光ピックアップ及び傾き角度検出方法は、主に下記の構成を有している。
【０１３０】
すなわち、実施の形態１における光ピックアップは、第１のビーム及び第２のビームを生成する光ビーム生成部と、光ビーム生成部によって生成された第１のビーム及び第２のビームの発散度を変更する発散度変更機構と、複数の層を持つ光記録媒体の表面に対向する端面を有する固体イマルジョンレンズを含み、第１のビーム及び第２のビームを光記録媒体に収束する対物レンズ光学系と、固体イマルジョンレンズの端面で反射した第１のビーム及び第２のビームを反射させる第１の分岐素子と、第１の分岐素子によって反射した第１のビーム及び第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する収束状態変更部と、収束状態変更部によって収束された第１のビーム及び第２のビームを検出する第１の光検出器とを備えている。このとき、第１のビームの中心と第２のビームの中心とは、固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にある。また、収束状態変更部は、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び前記第２のビームの収束状態を変更する。また、第１の光検出器は、収束した第１のビームを受光する第１の受光部と、収束した第２のビームを受光する第２の受光部とを含んでいる。このとき、第１の光検出器は、第１の受光部と第２の受光部との受光光量の差に基づいて、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出する。
【０１３１】
また、実施の形態２における光ピックアップは、上述した実施の形態１の光ピックアップにおける発散度変更機構と対物レンズ光学系に代えて、第１のビーム及び第２のビームを複数の層を持つ光記録媒体に収束する、光記録媒体の表面に対向する端面を有する固体イマルジョンレンズと固体イマルジョンレンズに第１のビーム及び第２のビームを収束する絞りレンズとを含む対物レンズ光学系と、固体イマルジョンレンズと絞りレンズとの間の光軸方向の距離を変更するレンズ間距離変更部とを備えている。
【０１３２】
また、実施の形態１及び２の光ピックアップにおける傾き角度検出方法は、第１のビーム及び第２のビームを生成する光ビーム生成ステップと、第１のビーム及び第２のビームを、固体イマルジョンレンズを介して光記録媒体に収束する収束ステップと、固体イマルジョンレンズの端面で反射した第１のビーム及び前記第２のビームを反射させる反射ステップと、反射ステップにおいて反射した第１のビーム及び第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する収束状態変更ステップと、収束状態変更ステップにおいて収束された第１のビーム及び第２のビームを検出する光検出ステップとを含む。このとき、第１のビームの中心と第２のビームの中心とは、固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にある。また、収束状態変更ステップは、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び前記第２のビームの収束状態を変更する。さらに、光検出ステップは、収束した第１のビームと収束した第２のビームとの受光光量の差に基づいて、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出する。
【０１３３】
以上の実施の形態１及び２における、光ピックアップ及び傾き角度検出方法によれば、固体イマルジョンレンズを搭載する光学系で、固体イマルジョンレンズの出射端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を精度良く検出でき、傾き角度のずれを抑えることができる。このため、例えば、近接場光により情報を記録又は再生する複数の記録層を持つ光記録媒体でも、固体イマルジョンレンズが光記録媒体に衝突することなく、安定に高い記録密度の情報を記録又は再生することができる。また、光記録媒体を傷つける可能性を低減できる。
【０１３４】
また、実施の形態１及び２において説明したように、収束状態変更部は、第１のビーム及び第２のビームの収束位置を変更する収束位置変更部１６で構成されていても良い。これにより、第１の光検出器１４上に第１及び第２のビームを各記録層に個別に対応して集光することができる。したがって、第１の光検出器１４の位置精度が緩くなり、組み立てやすく信頼性の高い光ピックアップを構成できる。
【０１３５】
なお、実施の形態１及び２では、一例として、ガラス板挿入部１５は、ガラス板１３を光路中に抜き差しして第１の検出レンズ１２の焦点位置を２値に可変している。しかし、ガラス板挿入部１５は、各記録層に対して厚さの異なる複数のガラス板を選択的に挿入しても良い。
【０１３６】
図１５は、本発明の実施の形態１及び２の第１の変形例における収束位置変更部の構成を示す図である。なお、図１５において、収束位置変更部１６以外の構成は、実施の形態１及び２の光ピックアップの構成と同じであるので、説明を省略する。
【０１３７】
図１５に示す収束位置変更部１６は、第１の検出レンズ１２と、第１のガラス板１３ａと、第２のガラス板１３ｂと、ガラス板挿入部１５を備える。第１のガラス板１３ａの光軸方向の厚さと、第２のガラス板１３ｂの光軸方向の厚さとは、互いに異なる。第１のガラス板１３ａは、第２のガラス板１３ｂより厚い。ガラス板挿入部１５は、光記録媒体８の記録層に応じて第１の検出レンズ１２と第１の光検出器１４との間の光路中に第１のガラス板１３ａ及び第２のガラス板１３ｂを選択的に挿入する。
【０１３８】
これにより、情報を再生又は記録する記録層が変わっても、第１の検出レンズ１２の集光する位置を一定にすることが可能である。このようにすれば、光検出器とスポットとの関係を全ての記録層において同じにすることができるので、第１の光検出器１４の位置精度が緩くなり組み立てが容易になる。また、光ピックアップの信頼性が向上する。
【０１３９】
なお、実施の形態１及び２の第１の変形例では、互いに厚みの異なる２つのガラス板を用いているが、本発明は特にこれに限定されず、３つ以上のガラス板を用いてもよい。また、実施の形態１及び２の第１の変形例では、それぞれ厚みの異なる複数のガラス板を別体で設けているが、本発明は特にこれに限定されず、１つのガラス板にそれぞれ厚みの異なる複数の領域を設け、光記録媒体８の記録層に応じて第１の検出レンズ１２と第１の光検出器１４との間の光路中に領域を選択的に配置してもよい。
【０１４０】
また、収束位置変更部は、第１の検出レンズ、ガラス板及びガラス板挿入部に代えて、ビームの焦点位置を変化させる焦点可変レンズを備えても良い。
【０１４１】
図１６は、本発明の実施の形態１及び２の第２の変形例における収束位置変更部の構成を示す図である。なお、図１６において、収束位置変更部１６以外の構成は、実施の形態１及び２の光ピックアップの構成と同じであるので、説明を省略する。
【０１４２】
図１６に示す収束位置変更部１６は、液晶レンズ１８を備える。液晶レンズ１８は、焦点可変レンズの一例であり、光記録媒体８の記録層に応じてビームの焦点位置を変化させる。
【０１４３】
これにより、集光する記録層に応じて焦点距離を変えることができるので、情報を再生又は記録する記録層が変わっても、液晶レンズ１８の集光する位置を一定にすることが可能である。このようにすれば、光検出器とスポットとの関係を全ての記録層において同じにすることができるので、第１の光検出器１４の位置精度が緩くなり組み立てが容易になる。また、光ピックアップの信頼性が向上する。なお、焦点可変レンズとして液晶レンズを用いるので、電気を用いて焦点位置を変えることができ、光ピックアップを小型化することができ、信頼性の高い光ピックアップを構成できる。
【０１４４】
さらに、収束位置変更部は、ガラス板及びガラス板挿入部に代えて、第１の検出レンズ１２と、第１の検出レンズ１２の光軸方向の位置を変更するレンズ位置変更機構とで構成しても良い。
【０１４５】
図１７は、本発明の実施の形態１及び２の第３の変形例における収束位置変更部の構成を示す図である。なお、図１７において、収束位置変更部１６以外の構成は、実施の形態１及び２の光ピックアップの構成と同じであるので、説明を省略する。
【０１４６】
図１７に示す収束位置変更部１６は、第１の検出レンズ１２及びアクチュエータ１９を備える。アクチュエータ１９は、レンズ位置変更機構の一例であり、光記録媒体８の記録層に応じて第１の検出レンズ１２の光軸方向の位置を変更する。
【０１４７】
これにより、第１の検出レンズ１２の位置を各記録層に応じて変更できるため、情報を再生又は記録する記録層が変わっても、第１の検出レンズ１２の集光する位置を一定にすることが可能である。このようにすれば、光検出器とスポットとの関係を全ての記録層において同じにすることができるので、第１の光検出器１４の位置精度が緩くなり組み立てが容易になる。
【０１４８】
なお、実施の形態１及び２では、ラジアル方向とタンジェンシャル方向との両方の傾きを検出するため、第１の光検出器１４は５つの受光部を有しているが、ラジアル方向のみの傾き又はタンジェンシャル方向のみの傾きを検出しても良い。この場合、第１の光検出器１４の調整が１軸方向のみでよいので調整が容易になり、また光ピックアップの信頼性もあがる。
【０１４９】
さらに、ラジアル方向又はタンジェンシャル方向のどちらかのチルトのみを検出する場合の別の方式として収束状態変更部を非点収差付与部で構成した方式を以下に述べる。
【０１５０】
図１８は、本発明の実施の形態１及び２の第４の変形例における非点収差付与部の構成を示す図である。なお、図１８において、非点収差付与部４０以外の構成は、実施の形態１及び２の光ピックアップの構成と同じであるので、説明を省略する。
【０１５１】
非点収差付与部４０は、ビームに非点収差を与える。非点収差付与部４０は、第１の検出レンズ１２を備える。
【０１５２】
光記録媒体８が、それぞれ１μｍ、４μｍ及び７μｍの基材厚を有する３層の記録層を有しており、第１の検出レンズ１２の入射面が円筒面であり、第１の検出レンズ１２の出射面がレンズ光軸に対し回転対称面になっており、第１の検出レンズ１２が入射光に対して非点収差を与えることが可能なレンズとする。このとき、第１の検出レンズ１２で集光される光は、光軸方向の位置により最小錯乱円になったり焦線になったりする。そこで、３つの基材厚のうち中間の４μｍの基材厚を有する記録層に光が集光した時に第１の検出レンズ１２で集光される光が最小錯乱円になる位置に第１の光検出器１４が配置される。
【０１５３】
ここで、各記録層にメインビームが集光したときの固体イマルジョンレンズ７ｂの端面から反射されたメインビーム、第１のサブビーム及び第２のサブビームの第１の光検出器１４上のスポットを図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に示す。
【０１５４】
図１９（Ａ）は、基材厚が１μｍである第１の記録層にメインビームが集光しているときの固体イマルジョンレンズ７ｂの端面から反射されたメインビーム、第１のサブビーム及び第２のサブビームの第１の光検出器１４上のスポットを示している。図１９（Ｂ）は、基材厚が４μｍである第２の記録層にメインビームが集光しているときの固体イマルジョンレンズ７ｂの端面から反射されたメインビーム、第１のサブビーム及び第２のサブビームの第１の光検出器１４上のスポットを示している。図１９（Ｃ）は、基材厚が７μｍである第３の記録層にメインビームが集光しているときの固体イマルジョンレンズ７ｂの端面から反射されたメインビーム、第１のサブビーム及び第２のサブビームの第１の光検出器１４上のスポットを示している。
【０１５５】
図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に示すように、第１の光検出器１４上のメインビーム３１のスポットと、第１のサブビーム３２ａのスポットと、第２のサブビーム３２ｂのスポットとは、メインビームがいずれの記録層に集光したとしても重ならない。そのため、第１の光検出器１４の受光部の分割パターンの数を増やせば、メインビーム、第１のサブビーム及び第２のサブビームのスポットから独立に信号を検出することは可能である。このように、第１の検出レンズ１２は、非点収差を与えることができるので、上記したような第１の検出レンズ１２を移動させる可動部が不要となり、信頼性が高く、小型化に適した光ピックアップが実現可能となる。
【０１５６】
以上のように、収束状態変更部は、第１のビーム及び第２のビームに非点収差を与える非点収差付与部４０で構成されていても良い。これにより、第１及び第２のビームが各記録層のいずれの記録層に情報を記録又は再生しているときでも、第１の光検出器１４に第１及び第２のビームを集光するレンズを移動させるための機構部を用いずに第１の光検出器１４上で第１及び第２のビームが重ならないようにすることができる。したがって、光ピックアップを小型化することができる。さらに、第１の光検出器１４に第１及び第２のビームを集光するレンズを移動させるための機構部が不要であるため、光ピックアップの信頼性を高めることができる。
【０１５７】
また、非点収差付与部４０（第１の検出レンズ１２）は、光入射面及び光出射面のうちの少なくとも１つの面が円筒面であるレンズで構成されていても良い。これにより、非点収差を１つの光学部品で与えることができるため、光ピックアップの小型化に適している。
【０１５８】
また、第１の検出レンズ１２と第１の光検出器１４との間の光路中に、光入射面及び光出射面のうちの少なくとも一方が光軸に垂直な平面に対して所定の角度を有しているガラス板が配置されることで、第１の検出レンズ１２で収束された光に非点収差を与えることができる。
【０１５９】
図２０は、本発明の実施の形態１及び２の第５の変形例における非点収差付与部の構成を示す図である。なお、図２０において、非点収差付与部４０以外の構成は、実施の形態１及び２の光ピックアップの構成と同じであるので、説明を省略する。
【０１６０】
非点収差付与部４０は、第１の検出レンズ１２及びウエッジガラス板４１を備える。第１の検出レンズ１２は、ビーム（第１のビーム及び第２のビーム）を集光する。ウエッジガラス板４１は、第１の検出レンズ１２と第１の光検出器１４との間の光路中に配置された楔形状のガラス板である。ウエッジガラス板４１の光出射面は、光軸に垂直な平面に対して所定の角度を有しており、ウエッジガラス板４１の光入射面は、光軸に垂直な平面である。ウエッジガラス板４１により第１の検出レンズ１２で収束された光に非点収差を与えることができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【０１６１】
これにより、対称であり、かつ安価な部品で非点収差付与部を構成することができるので、光ピックアップの低コスト化を実現でき、組み立て精度が緩くなるので信頼性の高い光ピックアップを実現できる。
【０１６２】
なお、図２０に示すウエッジガラス板４１は、光出射面が光軸に垂直な平面に対して所定の角度を有しているが、本発明は特にこれに限定されず、ウエッジガラス板の光出射面が、光軸に垂直な平面であり、ウエッジガラス板の光入射面が、光軸に垂直な平面に対して所定の角度を有していてもよい。また、ウエッジガラス板の光入射面及び光出射面の両方が、光軸に垂直な平面に対して所定の角度を有していてもよい。
【０１６３】
なお、実施の形態１及び２では、第１のビームスプリッタ３で光記録媒体８からの反射光を分離し、第２のビームスプリッタ５で固体イマルジョンレンズ７ｂの端面からの反射光を分離しているが、以下の別の構成も可能である。
【０１６４】
まず、第１のビームスプリッタ３は、第２のビームスプリッタ５と第１の検出レンズ１２との間に配置される。第２のビームスプリッタ５は、全ての直線偏光の光に対して５０％の透過率及び５０％の反射率になる特性を有する無偏光ビームスプリッタにする。また、第１のビームスプリッタ３は、所定の直線偏光の光を１００％透過し、当該所定の直線偏光に直交した方向の直線偏光の光を１００％反射する特性にする。このようにすれば、光記録媒体８で反射した光と、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射した光とのどちらも第２のビームスプリッタ５で反射する。
【０１６５】
次に、光記録媒体８で反射した光は、第１のビームスプリッタ３を透過し、固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射した光は、第１のビームスプリッタ３を反射する。そのため、光記録媒体８で反射した光と固体イマルジョンレンズ７ｂの端面で反射した光とを分離することができる。それぞれの光を第１及び第２の光検出器１４及び１１に集光することについては図１と同じである。
【０１６６】
このような構成であっても、複数の記録層を有する多層光記録媒体でも、光記録媒体８の表面と固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面との相対傾き角度を安定に精度よく検出することができ、固体イマルジョンレンズ７ｂが光記録媒体８の表面と衝突することを避けることができる。そのため、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０１６７】
なお、実施の形態１及び２では、２つのサブビームがメインビームの両側に配置されているが、２つのサブビームをどちらか１つにしても同様の効果が得られることは言うまでもない。ただし、この場合は、メインビームから得られる信号とサブビームから得られる信号との差信号がチルト信号となる。
【０１６８】
なお、実施の形態２では、第１のビームスプリッタ３が光源１側で、第２のビームスプリッタ５が対物レンズ光学系７側に配置されているが、第１のビームスプリッタ３と第２のビームスプリッタ５との配置の順序が逆であっても何ら問題はない。また、回折格子９と第１のビームスプリッタ３と第２のビームスプリッタ５との配置の順序についても不問であり、本発明に影響を及ぼさない。
【０１６９】
なお、実施の形態１及び２において、フォーカス検出方法は非点収差法、トラッキング検出方法はプッシュプル法を例として示したが、これらに限定されるものではなく、これらの検出方法と他の検出方法とを組み合わせても良い。
【０１７０】
なお、実施の形態１及び２では、ラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に基づき、対物レンズ光学系７を傾けているが、たとえば、モータ部にチルト機構を設けることにより光記録媒体８を傾ける方法、又は光ピックアップ全体を支持するシャフト部にチルト機構を設けることにより光ピックアップ全体を傾ける方法でも何ら問題はない。
【０１７１】
なお、実施の形態１及び２の光記録媒体８は、３層の記録層を有しているが、本実施の形態１及び２の光ピックアップは、２層以上の複数の記録層を有する光記録媒体に対して安定に情報を記録又は再生することはいうまでもない。
【０１７２】
なお、実施の形態１及び２では、第２のビームスプリッタ５で反射した光をレンズで光検出器に集光し、光検出器から出力された信号を用いて光源１の光量を制御しているが、第２のビームスプリッタ５で反射した光をレンズで集光せずに、第２のビームスプリッタ５で反射した光の一部のみ利用して光源１の光量を制御しても良い。また、別の箇所にて光源１から出射された光の一部を取り出して光源１の光量を制御しても何ら問題はない。このように、光源１の光量制御は従来述べられているいかなる方法を用いてもよい。
【０１７３】
なお、実施の形態２では、レンズ間距離変更部としてアクチュエータを用いているが、ピエゾを使って絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を変えても良く、絞りレンズ７ａと固体イマルジョンレンズ７ｂとの間の距離を変えることができる機構であれば何ら問題はない。
【０１７４】
ここで、固体イマルジョンレンズ７ｂの出射端面に微小な突起を有する金属針を搭載することで、金属針からさらに微小な近接場光が出射され、この近接場光を用いてさらに記録密度を上げることが可能である。このように、本実施の形態１及び２で示した光ピックアップに上記の金属針を搭載すれば、より高密度に情報を記録するとともに高密度に記録された情報を再生することが可能であり、さらに多層光記録媒体に安定して情報を記録又は再生することができる。
【０１７５】
（実施の形態３）
図２１は、本発明の実施の形態３における光ピックアップの構成を示す図である。
【０１７６】
図２１において、光ピックアップは、第１の光源１０１、第１のコリメータレンズ１０２、第１のビームスプリッタ１０３、発散度変更部１０４、第２のビームスプリッタ１０５、１／４波長板１０６、対物レンズ光学系１０７、検出レンズ１０９、第１の光検出器１１０、第２の光源１１１、第３のビームスプリッタ１１２、第２のコリメータレンズ１１３、検光子１１４、第２の光検出器１１５、第３の光検出器１１６及び対物レンズアクチュエータ１１７を備える。
【０１７７】
発散度変更部１０４は、凹レンズ１０４ａ、凸レンズ１０４ｂ、及び凸レンズ１０４ｂを光軸方向に可動するアクチュエータ１０４ｃで構成されている。対物レンズ光学系１０７は、絞りレンズ１０７ａ、固体イマルジョンレンズ（ＳＩＬ）１０７ｂで構成されている。
【０１７８】
第１のビームスプリッタ１０３は第１の分岐部の一例であり、第２のビームスプリッタ１０５は第２の分岐部の一例である。
【０１７９】
ここで、第１の光源１０１は、例えばＧａＮ系の半導体レーザ素子で構成され、複数の記録層（本実施の形態では３層）を有する光記録媒体１０８の各記録層に対し、記録又は再生用のコヒーレント光（波長３９０〜４５０ｎｍ）を出射する。第１のコリメータレンズ１０２は、第１の光源１０１から出射された発散光を平行光に変換する。
【０１８０】
第１のビームスプリッタ１０３は、ある直線偏光に対しては透過率が１００％であり、当該直線偏光に対して直交する直線偏光に対しては反射率が１００％の反射率である特性を有している。第１のビームスプリッタ１０３は、第１の光源１０１から出射され、光記録媒体１０８の記録層で反射した光を反射する。
【０１８１】
発散度変更部１０４は、第１の光源１０１から出射された光の発散度を変更する。また、発散度変更部１０４は、負のパワーを持つ凹レンズ１０４ａと、正のパワーを持つ凸レンズ１０４ｂと、凸レンズ１０４ｂを光軸方向に可動するアクチュエータ１０４ｃとから成る。発散度変更部１０４は、凹レンズ１０４ａと凸レンズ１０４ｂとの間隔をアクチュエータ１０４ｃで変化させることで、入射された光の発散度とは異なる発散度に変換することが可能である。発散度を変更することにより、光記録媒体１０８の表面から各記録層までの厚さ変化に対応する。
【０１８２】
第２のビームスプリッタ１０５は、第１の光源１０１から出射される光の波長に対して、ある直線偏光の透過率が９０％であり、反射率が１０％であり、当該直線偏光に対して直交する直線偏光の透過率が１００％である特性を有している。さらに第２のビームスプリッタ１０５は、第２の光源１１１から出射される光の波長に対して、全ての偏光を１００％反射させる特性である。第２のビームスプリッタ１０５は、第２の光源１１１から出射された光が入射され、かつ、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの端面で反射した光を反射する。
【０１８３】
第２のビームスプリッタ１０５（分岐素子）は、発散度変更部１０４よりも、後述する対物レンズ光学系１０７側にある。第２のビームスプリッタ１０５は、発散度変更部１０４と対物レンズ光学系１０７との間に配置されている。すなわち、第２の光源１１１からの光は、発散度変更部１０４を透過しない構成となっている。
【０１８４】
１／４波長板１０６は、複屈折材料で形成されており、直線偏光を円偏光に変換する。
【０１８５】
対物レンズ光学系１０７は、固体イマルジョンレンズ１０７ｂを含み、発散度変更部１０４からの光を複数の記録層を持つ光記録媒体１０８に収束する。対物レンズ光学系１０７は、絞りレンズ１０７ａと、固体イマルジョンレンズ（ＳＩＬ）１０７ｂとから成る。固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体１０８の表面との間に存在するエアギャップは、エバネッセント減衰長さより短くしてエバネッセント光による光伝播が行われるようにしている。また、ギャップ間隔は、おおむね波長の１０分の１より短くしている。
【０１８６】
固体イマルジョンレンズ１０７ｂは、光記録媒体１０８の表面に対向する端面を有し、端面の周囲の形状はコーン状であることが好ましい。これにより、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、光記録媒体１０８の表面とが相対的に傾いたとしても、固体イマルジョンレンズ１０７ｂが光記録媒体１０８に衝突し難くなる。このため、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、光記録媒体１０８の表面との相対傾きの許容角度を大きくできる。
【０１８７】
対物レンズアクチュエータ１１７は、対物レンズ光学系１０７を光軸方向（フォーカス方向）及び光記録媒体１０８のトラッキング方向（ラジアル方向）に移動させる。また、対物レンズアクチュエータ１１７は、対物レンズ光学系１０７の固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、光記録媒体１０８の表面とが平行となるように、対物レンズ光学系１０７の角度を調節する。なお、対物レンズアクチュエータ１１７は、絞りレンズ１０７ａと固体イマルジョンレンズ１０７ｂとを一体に移動させる。
【０１８８】
光記録媒体１０８は、３つの記録層を有する多層光記録媒体である。
【０１８９】
検出レンズ１０９は、入射面が円筒面であり、出射面がレンズ光軸に対し回転対称面になっている。検出レンズ１０９は、入射光に対していわゆる非点収差法によるフォーカスエラー信号の検出を可能とするための非点収差を与える。
【０１９０】
第１の光検出器１１０は、光記録媒体１０８の記録層で反射された光を受光し、受光した光を電気信号に変換する。第１の光検出器１１０は、受光量に応じた電気信号を出力する。第１の光検出器１１０は、光記録媒体１０８に記録された情報を再生するための電気信号を出力する。
【０１９１】
第２の光源１１１は、半導体レーザ光源であり、波長６４０ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲の光を出射する。第１の光源１０１から出射される光の波長と、第２の光源１１１から出射される光の波長とは互いに異なる。第３のビームスプリッタ１１２は、透過率が５０％であり、反射率が５０％である特性を有する無偏光ビームスプリッタである。第２のコリメータレンズ１１３は、第２の光源１１１から出射された光の発散度を変更するレンズである。検光子１１４は、ある偏光方向の直線偏光を透過し、当該直線偏光に直交する方向の直線偏光を吸収する光学素子である。
【０１９２】
第２の光検出器１１５は、第２の光源１１１から出射され、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光を受光し、受光した光を電気信号に変換する。第２の光検出器１１５は、少なくとも２つに分割された受光部を有し、第２のビームスプリッタ１０５で反射した光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する。第２の光検出器１１５は、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と光記録媒体１０８の表面との相対傾き角度を検出するための電気信号を出力する。
【０１９３】
第３の光検出器１１６は、第２の光源１１１から出射された光の光量をモニタするために、第２の光源１１１から出射された光を受光し、受光した光を電気信号に変換する。
【０１９４】
このように構成された光ピックアップの動作について説明する。
【０１９５】
第１の光源１０１は、直線偏光の光を出射する。第１の光源１０１から出射した光は、第１のコリメータレンズ１０２で略平行光となり、第１のビームスプリッタ１０３を透過する。第１のビームスプリッタ１０３を透過した光は、発散度変更部１０４に入射する。発散度変更部１０４は、集光する光記録媒体１０８の記録層の位置に応じて、入射した光の発散度を変更する。
【０１９６】
発散度変更部１０４により発散度が変更された光は、第２のビームスプリッタ１０５を透過して、１／４波長板１０６に入射する。１／４波長板１０６は、入射した直線偏光の光を円偏光に変換する。１／４波長板１０６を透過した光は、対物レンズ光学系１０７により、光記録媒体１０８の所定の記録層に集光する。
【０１９７】
光記録媒体１０８を反射した光は、対物レンズ光学系１０７、１／４波長板１０６、第２のビームスプリッタ１０５及び発散度変更部１０４を透過して、第１のビームスプリッタ１０３に入射する。第１のビームスプリッタ１０３で反射された光は、検出レンズ１０９に入射する。検出レンズ１０９に入射した光には、非点収差が与えられる。検出レンズ１０９を透過した光は、第１の光検出器１１０上に集光される。
【０１９８】
第１の光検出器１１０は、光記録媒体１０８上における光の合焦状態を示すフォーカスエラー信号を出力する。また、第１の光検出器１１０は、光記録媒体１０８上における光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を出力する。
【０１９９】
ここで、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は、周知の技術、たとえば非点収差法及びプッシュプル法により検出される。また、図示していないフォーカス制御部は、第１の光検出器１１０からのフォーカスエラー信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体１０８上に集光されるように、アクチュエータ１０４ｃを駆動して凸レンズ１０４ｂの位置を光軸方向に制御する。すなわち、アクチュエータ１０４ｃは、フォーカス制御部からの制御信号に応じて凸レンズ１０４ｂを光軸方向に移動させる。
【０２００】
また、図示していないトラッキング制御部は、第１の光検出器１１０からのトラッキングエラー信号に基づき、光が光記録媒体１０８上の所望のトラックに集光されるように、対物レンズアクチュエータ１１７を駆動して対物レンズ光学系１０７の位置を制御する。すなわち、対物レンズアクチュエータ１１７は、トラッキング制御部からの制御信号に応じて対物レンズ光学系１０７を移動させる。さらに、図示していない再生制御部は、第１の光検出器１１０からの電気信号に基づいて、光記録媒体１０８に記録された再生情報を取得する。
【０２０１】
また、第２の光源１１１は、直線偏光の光を出射する。第２の光源１１１から出射された光は、第３のビームスプリッタ１１２を反射し、第２のコリメータレンズ１１３で発散度が変更される。第２のコリメータレンズ１１３を透過した光は、検光子１１４を透過し、第２のビームスプリッタ１０５を反射し、１／４波長板１０６に入射する。
【０２０２】
１／４波長板１０６は、入射した直線偏光の光を円偏光に変換する。１／４波長板１０６を透過した光は、対物レンズ光学系１０７に入射され、固体イマルジョンレンズ（ＳＩＬ）１０７ｂの出射端面で反射される。
【０２０３】
固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光は、対物レンズ光学系１０７及び１／４波長板１０６を透過し、第２のビームスプリッタ１０５を反射する。第２のビームスプリッタ１０５を反射した光は、検光子１１４、第２のコリメータレンズ１１３及び第３のビームスプリッタ１１２を透過し、第２の光検出器１１５に集光される。
【０２０４】
図２２は、図２１に示す第２の光検出器の構成を示す図である。第２の光検出器１１５は、図２２に示された４分割受光部（第１の受光部１１５ａ、第２の受光部１１５ｂ、第３の受光部１１５ｃ及び第４の受光部１１５ｄ）を有しており、詳細な説明は特許文献１に記載されているので省略する。第２の光検出器１１５は、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面によって反射された反射光のスポット１２１を受光する。４分割受光部（第１の受光部１１５ａ、第２の受光部１１５ｂ、第３の受光部１１５ｃ及び第４の受光部１１５ｄ）からの信号を全て加算することで、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体１０８の表面との間に存在するエアギャップの間隔（ギャップ信号）が検出される。
【０２０５】
また、４分割受光部の第１の受光部１１５ａと第２の受光部１１５ｂとの和信号と、第３の受光部１１５ｃと第４の受光部１１５ｄとの和信号との差信号に基づいて、光記録媒体１０８のラジアル方向に対する固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体１０８の表面との相対傾き（ラジアルチルト信号）が検出される。また、４分割受光部の第１の受光部１１５ａと第３の受光部１１５ｃとの和信号と、第２の受光部１１５ｂと第４の受光部１１５ｄとの和信号との差信号に基づいて、光記録媒体１０８のタンジェンシャル方向に対する固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体１０８の表面との相対傾き（タンジェンシャルチルト信号）が検出される。
【０２０６】
図示しないフォーカス制御部は、第２の光検出器１１５からのギャップ信号に基づき、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体１０８の表面との間隔を一定に保つように対物レンズ光学系１０７を制御する。
【０２０７】
また、図示しないチルト制御部は、第２の光検出器１１５からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に基づき、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体１０８の表面との相対角度が０になるように対物レンズ光学系１０７を制御する。
【０２０８】
また、第３の光検出器１１６は、第２の光源１１１から出射された光の一部を受光する。図示していない光量制御部は、第３の光検出器１１６から出力される信号に基づいて、第２の光源１１１の出射光量をモニタし、第２の光源１１１から出射される光の光量が一定になるように制御する。
【０２０９】
ここで、第１の光源１０１及び第２の光源１１１から出射されて光記録媒体１０８で反射された光についてさらに詳細に述べる。
【０２１０】
まず、第１の光源１０１から出射された光は、光記録媒体１０８に集光され、光記録媒体１０８の所定の記録層で反射される。光記録媒体１０８の所定の記録層で反射された光は、１／４波長板１０６によって、第１の光源１０１から出射された光と直交する方向の直線偏光に変換される。１／４波長板１０６によって変換された直線偏光は、第２のビームスプリッタ１０５を１００％透過し、第１のビームスプリッタ１０３で１００％反射され、第１の光検出器１１０で受光される。
【０２１１】
また、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と光記録媒体１０８の表面との間隔が０になっていないので、第１の光源１０１から出射された光の一部は固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射される。
【０２１２】
固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光は、１／４波長板１０６によって、第１の光源１０１から出射された光と同じ偏光方向の直線偏光に変換される。１／４波長板１０６によって変換された直線偏光の９０％は、第２のビームスプリッタ１０５を透過し、直線偏光の１０％は、第２のビームスプリッタ１０５を反射する。第２のビームスプリッタ１０５の透過光は、第１のビームスプリッタ１０３を１００％透過するので、第１の光検出器１１０に入射することはない。
【０２１３】
ここで、第２のビームスプリッタ１０５を反射した光が、第２の光検出器１１５に到達してしまうと、ギャップ信号及びチルト信号の検出が妨害されることになる。そのため、検光子１１４の対物レンズ光学系側の面には、第１の光源１０１から出射された光を反射し、第１の光源１０１からの光とは異なる波長を有する第２の光源１１１から出射された光を透過する膜が形成されている。これにより、第２の光検出器１１５に第１の光源１０１から出射された光は到達しない。
【０２１４】
次に、第２の光源１１１から出射された光のうち、光記録媒体１０８からの反射光は、１／４波長板１０６によって、第２の光源１１１から出射された光と直交する方向の直線偏光に変換される。この直線偏光は、第２のビームスプリッタ１０５を１００％反射し、検光子１１４により１００％吸収される。これにより、第２の光源１１１から出射され光記録媒体１０８で反射された光は、第２の光検出器１１５に到達しない。
【０２１５】
また、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面と、光記録媒体１０８の表面との間隔が０になっていないので、第２の光源１１１から出射された光の一部は、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射される。
【０２１６】
固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面からの反射光は、１／４波長板１０６を通過後に第２の光源１１１から出射された光と同じ偏光方向の直線偏光になる。そのため、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面からの反射光は、第２のビームスプリッタ１０５で１００％反射され、検光子１１４を１００％透過する。従って、第２の光検出器１１５には、第２の光源１１１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光のみが受光される。
【０２１７】
光記録媒体１０８は多層構造であるため、各記録層に対応するために発散度変更部１０４が駆動される。しかしながら、発散度変更部１０４が駆動されても、第２の光源１１１から出射された光は発散度変更部１０４を透過しないので、どの記録層を再生しているときでも、第２の光検出器１１５に集光する光スポット径は変化しない。そのため、安定したギャップ信号及びチルト信号を検出することが可能である。さらに、上記したように不要な光が存在しないので、安定した信号を検出することができる。
【０２１８】
この効果について、より詳細に説明する。
【０２１９】
図２３は、本発明の実施の形態３の比較例の光ピックアップの構成を示す図である。なお、図２３において、図２１の光ピックアップと同じ機能のものには同じ番号を付している。
【０２２０】
図２３の比較例の光ピックアップでは、第２のビームスプリッタ１０５（分岐素子）は、発散度変更部１０４より対物レンズ光学系１０７から遠い位置にある。すなわち、第２の光源１１１からの光が、発散度変更部１０４を透過する構成となっている。この点が、図２１の光ピックアップと異なる部分である。
【０２２１】
図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）は、図２３に示す光ピックアップにおいて、第２の光源１１１からの光が固体イマルジョンレンズ１０７ｂの端面から光記録媒体１０８の各記録層に入射する様子と、集光された記録層の位置に応じて変化する第２の光検出器１１５上に形成されるスポット１２１とを示す図である。
【０２２２】
図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）に示す光記録媒体１０８は、例として、３つの記録層を有している。光記録媒体１０８は、固体イマルジョンレンズ１０７ｂから遠い順に、基板１１８、第１の記録層Ｌ０、第２の記録層Ｌ１及び第３の記録層Ｌ２を有している。
【０２２３】
図２４（Ａ）は、図２３に示す光ピックアップにおいて、第２の光源１１１からの光が第１の記録層Ｌ０に集光する場合において、光が固体イマルジョンレンズ１０７ｂの端面から光記録媒体１０８の第１の記録層Ｌ０に入射する様子と、第２の光検出器１１５上に形成されるスポット１２１とを示す図である。図２４（Ｂ）は、図２３に示す光ピックアップにおいて、第２の光源１１１からの光が第２の記録層Ｌ１に集光する場合において、光が固体イマルジョンレンズ１０７ｂの端面から光記録媒体１０８の第２の記録層Ｌ１に入射する様子と、第２の光検出器１１５上に形成されるスポット１２１とを示す図である。図２４（Ｃ）は、図２３に示す光ピックアップにおいて、第２の光源１１１からの光が第３の記録層Ｌ２に集光する場合において、光が固体イマルジョンレンズ１０７ｂの端面から光記録媒体１０８の第３の記録層Ｌ２に入射する様子と、第２の光検出器１１５上に形成されるスポット１２１とを示す図である。
【０２２４】
図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）からも分かる通り、図２３に示す光ピックアップでは、発散度変更部１０４における凹レンズ１０４ａと凸レンズ１０４ｂとの間隔がアクチュエータ１０４ｃによって変化されるので、第２の光源１１１からの光の固体イマルジョンレンズ１０７ｂの端面での形状も変化する。これに応じて、第２の光検出器１１５上のスポットサイズが変化する。
【０２２５】
第２の光検出器１１５上においてスポットサイズが変化する場合、次のような課題が生じる。
【０２２６】
まず、第１の記録層Ｌ０に集束位置を変えた場合の第２の光検出器１１５上のスポットサイズが、最適な大きさとなるように検出光学系を設定したとする。すると、第３の記録層Ｌ２に集束位置を変えた場合の第２の光検出器１１５上のスポットサイズが、最も小さくなる。このとき、第２の光検出器１１５上のスポットサイズが小さ過ぎると、実用的なチルト検出の感度を得ることが難しくなる。
【０２２７】
また、第３の記録層Ｌ２に集束位置を変えた場合の第２の光検出器１１５上のスポットサイズが、最適な大きさとなるように検出光学系を設定したとする。すると、第３の記録層Ｌ２よりも基板１１８側にある第１の記録層Ｌ０又は第２の記録層Ｌ１に集束位置を変えた場合の第２の光検出器１１５上のスポットサイズが、相対的に大きくなる。これに対応するため、サイズの大きい光検出器を用いることが考えられる。しかし、光検出器は、そのサイズが大きくなるほど、周波数特性が低下する性質がある。このため、光検出器を大きくすると、速い光量の変化を電気信号として検出することができず、所望の周波数特性でサーボ制御を行うことが難しくなる。
【０２２８】
以上のように、第２の光検出器１１５上のスポットサイズが変化する場合、安定したギャップ信号及びチルト信号を検出することが難しくなるという課題がある。
【０２２９】
一方、上記の図２３に示す光ピックアップとは異なり、図２１に示す本実施の形態３の光ピックアップでは、第２のビームスプリッタ１０５（分岐素子）は、発散度変更部１０４より対物レンズ光学系１０７側にある。すなわち、第２の光源１１１からの光は、発散度変更部１０４を透過しない構成となっている。
【０２３０】
この構成により、例えば、記録又は再生の対象となる記録層に応じて第１の光源１０１の光軸方向の集束位置を変えるために発散度変更部１０４を動作させても、第２の光源１１１からの光の固体イマルジョンレンズ１０７ｂの端面での形状が変化することはない。すなわち、第２の光検出器１１５上のスポットサイズが変化することはない。このため、安定したギャップ信号及びチルト信号を検出することが可能となる。
【０２３１】
次に、第２のコリメータレンズ１１３から出射される光について述べる。
【０２３２】
第２の光源１１１から出射された光の波長は、第１の光源１０１から出射された光の波長より長い。そのため、対物レンズ光学系１０７が、第１の光源１０１から出射される光を光記録媒体１０８の記録層に集光するように設計されていると、第１の光源１０１からの光より波長が長い第２の光源１１１から出射された光は、対物レンズ光学系１０７の色収差により大きくデフォーカスする。
【０２３３】
従って、第２の光源１１１から出射された光が平行光に変換されて対物レンズ光学系１０７に入射した場合、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光のスポットは、非常に大きくなって戻ってくる。そのため、対物レンズ光学系１０７と第２の光検出器１１５との間の距離が長いと、途中の光学部品の大きさを非常に大きくする必要がある。
【０２３４】
そこで、第２のコリメータレンズ１１３は、第２のコリメータレンズ１１３から出射される光が収束光になるような位置に配置される。第２の光源１１１から出射される光は、対物レンズ光学系１０７に収束光で入射する。これにより、対物レンズ光学系１０７による色収差を補正することができ、対物レンズ光学系１０７と第２の光検出器１１５との間の光学部品を小型化することができるので、光ピックアップを小型化することができる。
【０２３５】
なお、本実施の形態３では、第２のコリメータレンズ１１３の位置によって収束光を形成しているが、第２のコリメータレンズ１１３と対物レンズ光学系１０７との間に凸レンズを設け、第２のコリメータレンズ１１３によって一旦平行光にしてから、凸レンズによって収束光を形成しても問題はない。
【０２３６】
本実施の形態３では、ラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に基づき、対物レンズ光学系１０７を傾けているが、たとえば、モータ部にチルト機構を設けることにより光記録媒体１０８を傾ける方法、又は光ピックアップ全体を支持するシャフト部にチルト機構を設けることにより光ピックアップ全体を傾ける方法でも何ら問題はない。
【０２３７】
本実施の形態３によれば、多層光記録媒体でも、光記録媒体１０８の表面と固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面との相対傾き角度を安定に精度よく検出することができ、固体イマルジョンレンズ１０７ｂが光記録媒体１０８の表面と衝突することを避けることができる。そのため、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０２３８】
なお、本実施の形態３では、ラジアル方向及びタンジェンシャル方向の両方の傾きを検出するため、第２の光検出器１１５は４分割受光部を有しているが、第２の光検出器１１５は、２分割受光部を有し、ラジアル方向のみ、あるいはタンジェンシャル方向のみの傾きを検出しても良い。この場合、光検出器の調整が１軸方向のみでよいので、調整が容易になり、また光ピックアップの信頼性もあがる。
【０２３９】
なお、本実施の形態３において、フォーカス検出方法は非点収差法、トラッキング検出方法はプッシュプル法を例として示したが、これらに限定されるものではなく、これらの検出方法と他の検出方法とを組み合わせても良い。
【０２４０】
なお、本実施の形態３における光ピックアップは、ある偏光方向の直線偏光を透過し、当該直線偏光に直交する方向の直線偏光を吸収する検光子１１４を備えているが、ある偏光方向の直線偏光を透過し、当該直線偏光に直交する方向の直線偏光を回折する偏光ホログラムを備えても良く、ある偏光方向の直線偏光を透過し、当該直線偏光に直交する方向の直線偏光を反射する偏光ビームスプリッタを備えても良い。検光子、偏光ホログラム及び偏光ビームスプリッタのいずれの光学素子を用いても、不要な直線偏光が第２の光検出器１１５に入射するのを防止することができる。
【０２４１】
なお、本実施の形態３では、検光子１１４上には、第１の光源１０１から出射された光を反射し、第２の光源１１１から出射された光を透過する膜が形成されているが、第２のビームスプリッタ１０５と第２の光検出器１１５との間にある光学部品上に上記した特性を有する膜を設けてもよいし、上記した特性を有する光学部品を別途設けても良い。また、上記の特性を有する膜が形成されている光学部品の光入射面は、光軸に垂直な面に対して傾いていることが好ましい。これにより、入射した反射光が、光軸方向とは異なる方向に進むので、不要な迷光が第２の光検出器１１５に入射することを防ぐことができる。
【０２４２】
図２５は、本発明の実施の形態３の変形例における光ピックアップの構成を示す図である。図２５において、実施の形態３と同じ機能のものには同じ符号を付している。本実施の形態３では、発散度変更部１０４は、凹レンズ１０４ａ及び凸レンズ１０４ｂの２つのレンズと、アクチュエータ１０４ｃとで構成しているが、図２５に示すように、発散度変更部１４４は、第１のコリメータレンズ１０２とアクチュエータ１４４ｃとで構成しても何ら問題はない。
【０２４３】
第１のコリメータレンズ１０２は、第１のビームスプリッタ１０３と第２のビームスプリッタ１０５との間に配置され、第１の光源１０１からの光を平行光に変換する。アクチュエータ１４４ｃは、集光する記録層の位置に応じて、第１のコリメータレンズ１０２を光軸方向に移動させる。
【０２４４】
この場合、発散度変更部１４４がコリメータレンズの機能を兼ねる。そのため、光学部品の構成要素が少なくなり、光ピックアップの組み立てが容易となり、光ピックアップの低コスト化につながる。
【０２４５】
図２６（Ａ）は、実施の形態３において、第２のコリメータレンズ１１３から第２の光検出器１１５に集光される光のスポット位置を示す図である。
【０２４６】
第２の光源１１１から出射された光は、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射され、スポット位置１３１ｄに集光するとする。ここで、例えば、光記録媒体１０８が３層の記録層を有しているとすると、第２の光源１１１から出射された光は、３層の記録層のそれぞれにおいても反射されるため、スポット位置１３１ｄ以外の３つのスポット位置１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃにも集光する。
【０２４７】
すなわち、本実施の形態３では、光記録媒体１０８は、光の入射側から遠い順に、第１の記録層Ｌ０、第２の記録層Ｌ１及び第３の記録層Ｌ２の３層の記録層を有している。このとき、スポット位置１３１ａは、第２の光源１１１から出射され第１の記録層Ｌ０において反射された光が集光するスポット位置である。また、スポット位置１３１ｂは、第２の光源１１１から出射され第２の記録層Ｌ１において反射された光が集光するスポット位置である。また、スポット位置１３１ｃは、第２の光源１１１から出射され第３の記録層Ｌ２において反射された光が集光するスポット位置である。
【０２４８】
以上のように、第２の光源１１１から出射された光が、発散度変更部１０４を通過しない構成であっても、光記録媒体１０８が複数の記録層を有する場合には、複数のスポット位置１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄが存在することになる。
【０２４９】
そこで、第２の光検出器１１５は、図２６（Ａ）に示すように、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光が集光するスポット位置１３１ｄの近傍に配置することが好ましい。
【０２５０】
これにより、第２の光源１１１から出射され、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光のスポットは、第２の光検出器１１５の受光部より小さくなり、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面からの反射光を受光部ですべて受光することができる。
【０２５１】
これに対して、スポット位置１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃのそれぞれに集光する各記録層からの反射光は、第２の光検出器１１５の受光部に対して非常に大きなスポットになる。
【０２５２】
従って、第２の光源１１１から出射され、各記録層で反射された光の受光部からの出力は非常に小さくなる。すなわち、第２の光検出器１１５から出力される信号は、実質的には、第２の光源１１１から出射され、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光による信号になる。
【０２５３】
さらに、第２の光検出器１１５は、図２６（Ａ）のスポット位置１３１ｄよりも、第２のコリメータレンズ１１３から離れる位置に配置することが好ましい。
【０２５４】
これにより、第２の光源１１１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光のスポットは、第２の光検出器１１５の受光部より小さく、かつ、最適なサイズとすることができる。
【０２５５】
図２６（Ｂ）は、実施の形態３において、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光が集光するスポット位置１３１ｄよりも、第２のコリメータレンズ１１３から離れる位置に第２の光検出器１１５を配置した場合の第２の光検出器１１５の構成を示す図である。図２６（Ｃ）は、図２６（Ｂ）に示す第２の光検出器１１５上のスポットの様子を示す図である。
【０２５６】
図２６（Ｃ）に示されるように、第２の光源１１１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポット１３２は、第２の光検出器１１５の受光部内に納めることができる。また、第２の光源１１１から出射され各記録層で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポット１３３，１３４，１３５は、第２の光検出器１１５の受光部に対して、さらに大きくすることができる。
【０２５７】
なお、スポット１３３は、第１の記録層Ｌ０で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポットを表し、スポット１３４は、第２の記録層Ｌ１で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポットを表し、スポット１３５は、第３の記録層Ｌ２で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポットを表す。
【０２５８】
これにより、第２の光検出器１１５の受光部における、第２の光源１１１から出射され各記録層で反射された光の影響を、さらに低減することができる。すなわち、第２の光源１１１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光を、より精度良く検出することができる。
【０２５９】
なお、本実施の形態３では、光記録媒体１０８は３層の記録層を有しているが、これに限られるものではない。光記録媒体１０８は２層以上の複数の記録層を有しても良い。
【０２６０】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る光ピックアップについて図面を参照して説明する。
【０２６１】
図２７は、本発明の実施の形態４における光ピックアップの構成を示す図である。
【０２６２】
本実施の形態４が上記した実施の形態３と異なるのは、第２の光源１４１から出射される光の波長が第１の光源１０１から出射される光の波長と同じである点のみであり、それ以外は、実施の形態３と同様である。従って、本実施の形態４において、特に説明のないものについては実施の形態３と同じとし、実施の形態３と同一符号を付与している構成部材については、特に説明のない限り、実施の形態３と同様の機能を持つものとする。
【０２６３】
本実施の形態４では、第１の光源１０１から出射される光の波長と、第２の光源１４１から出射される光の波長とが同じである。そのため、ビームスプリッタ又は検光子の偏光特性では、第１の光源１０１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光と、第２の光源１４１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光とを分離することができない。
【０２６４】
そこで、第１の光源１０１から出射され対物レンズ光学系１０７に入射する光の発散度合いと、第２の光源１４１から出射され対物レンズ光学系１０７に入射する光の発散度合いとの違いを利用して、２つの光を分離する。
【０２６５】
このことについて図２８（Ａ）〜図２８（Ｃ）を用いて詳細に述べる。図２８（Ａ）は、実施の形態４において、第２のコリメータレンズ１１３から第２の光検出器１１５に集光される光のスポット位置を示す図である。
【０２６６】
本実施の形態４では、光記録媒体１０８は３層の記録層を有している。この場合、第１の光源１０１から出射された光は、光記録媒体１０８の各記録層に対応した発散度変更部１０４の位置により、３つのスポット位置１３１ａ’，１３１ｂ’，１３１ｃ’に集光する。
【０２６７】
すなわち、本実施の形態４では、光記録媒体１０８は、光の入射側から遠い順に、第１の記録層Ｌ０、第２の記録層Ｌ１、第３の記録層Ｌ２の３層の記録層を有している。このとき、スポット位置１３１ａ’は、第１の光源１０１から出射された光が第１の記録層Ｌ０に集光された場合において、第１の光源１０１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面において反射された光が集光するスポット位置である。また、スポット位置１３１ｂ’は、第１の光源１０１から出射された光が第２の記録層Ｌ１に集光された場合において、第１の光源１０１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面において反射された光が集光するスポット位置である。また、スポット位置１３１ｃ’は、第１の光源１０１から出射された光が第３の記録層Ｌ２に集光された場合において、第１の光源１０１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面において反射された光が集光するスポット位置である。
【０２６８】
第２の光源１４１から出射された光は、発散度変更部１０４を通過しないので、記録層に関係なく上記のスポット位置１３１ａ’，１３１ｂ’，１３１ｃ’とは異なるスポット位置１３１ｄに集光する。
【０２６９】
そこで、第２の光検出器１１５は、図２８（Ａ）に示すように、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光が集光するスポット位置１３１ｄの近傍に配置することが好ましい。
【０２７０】
これにより、第２の光源１４１から出射され、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光のスポットは、第２の光検出器１１５の４分割受光部より小さくなり、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面からの反射光を４分割受光部ですべて受光することができる。第１の光源１０１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光は、第２の光検出器１１５の受光部に対して非常に大きなスポットになっている。
【０２７１】
従って、第１の光源１０１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光の受光部からの出力は非常に小さくなる。すなわち、第２の光検出器１１５から出力される信号は、実質的には、第２の光源１４１から出射され、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光による信号になる。
【０２７２】
さらに、第２の光検出器１１５は、図２８（Ａ）のスポット位置１３１ｄよりも、第２のコリメータレンズ１１３から離れる位置に配置することが好ましい。
【０２７３】
これにより、第２の光源１４１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光のスポットは、第２の光検出器１１５の４分割受光部より小さく、かつ、最適なサイズとすることができる。
【０２７４】
図２８（Ｂ）は、実施の形態４において、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光が集光するスポット位置１３１ｄよりも、第２のコリメータレンズ１１３から離れる位置に第２の光検出器１１５を配置した場合の第２の光検出器１１５の構成を示す図である。図２８（Ｃ）は、図２８（Ｂ）に示す第２の光検出器１１５上のスポットの様子を示す図である。
【０２７５】
図２８（Ｃ）に示されるように、第２の光源１４１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポット１３２は、第２の光検出器１１５の受光部内に納めることができる。また、第１の光源１０１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポット１３６，１３７，１３８は、第２の光検出器１１５の受光部に対して、さらに大きくすることができる。
【０２７６】
なお、スポット１３６は、第１の光源１０１から出射された光が第１の記録層Ｌ０に集光した場合において、第１の光源１０１から出射された光が固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポットを表し、スポット１３７は、第１の光源１０１から出射された光が第２の記録層Ｌ１に集光した場合において、第１の光源１０１から出射された光が固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポットを表し、スポット１３８は、第１の光源１０１から出射された光が第３の記録層Ｌ２に集光した場合において、第１の光源１０１から出射された光が固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光の第２の光検出器１１５上のスポットを表す。
【０２７７】
これにより、第２の光検出器１１５の受光部における、第１の光源１０１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射される光の影響を、さらに低減することができる。すなわち、第２の光源１４１から出射され固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面で反射された光を、より精度良く検出することができる。
【０２７８】
また、実施の形態３でも説明した通り、第２の光検出器１１５の受光部における、第２の光源１４１から出射され各記録層で反射された光の影響も、さらに低減することができる。
【０２７９】
本実施の形態４によれば、第２の光源１４１から出射される光の波長が第１の光源１０１から出射される光の波長と同じであっても、第２の光検出器１１５からの出力を用いて、多層の光記録媒体１０８の表面と固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面との相対傾き角度を安定に精度よく検出することができ、固体イマルジョンレンズ１０７ｂが光記録媒体１０８の表面と衝突することを避けることができる。そのため、情報を安定に記録・再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０２８０】
また、単一波長しか使用しないので、分岐部であるビームスプリッタの膜構成の層数が減り、さらに膜厚のばらつき許容量が大きくなる。このため、製作が容易であり、かつ低コストであるビームスプリッタを使用することが可能となるので、安価な光ピックアップを実現できる。
【０２８１】
なお、本実施の形態４の光記録媒体１０８は３層の記録層を有しているが、光記録媒体１０８は２層以上の複数の記録層を有しても良い。２層以上の複数の記録層を有する光記録媒体に対し、本実施の形態４の光ピックアップを用いることで安定に情報を記録又は再生することができる。
【０２８２】
ここで、固体イマルジョンレンズ１０７ｂの出射端面に微小な突起を有する金属針を搭載することで、金属針からさらに微小な近接場光が出射され、この近接場光を用いてさらに記録密度を上げることが可能である。このように、本実施の形態３及び４で示した光ピックアップに上記の金属針を搭載すれば、より高密度に情報を記録するとともに高密度に記録された情報を再生することが可能であり、さらに多層光記録媒体に安定して情報を記録又は再生することができる。
【０２８３】
（実施の形態５）
ここで、近接場光記録再生に用いられる対物レンズについて説明する。図２９（Ａ）は、半球型レンズを含む対物レンズの断面形状を示す図であり、図２９（Ｂ）は、超半球型レンズを含む対物レンズの断面形状を示す図である。近接場光記録再生に用いられる対物レンズは、対物レンズに含まれる固体イマルジョンレンズの厚さに応じて、図２９（Ａ）に示す半球型レンズ（光軸方向の厚さをＤ１とする）と、図２９（Ｂ）に示す超半球型レンズ（光軸方向の厚さをＤ３とする）との２種類がある。半球型レンズ及び超半球型レンズの厚さは、ともに球面収差が存在しないアプラナティックポイントが形成される厚さである。
【０２８４】
次に、半球型レンズ及び超半球型レンズを有する対物レンズの特徴を述べる。まず、半球型レンズを有する対物レンズには、開口数が相対的に低いという課題がある。半球型レンズを有する対物レンズの開口数ＮＡは、光記録媒体の媒質の屈折率をｎとし、入射光の光軸に対する最大角度をθとすると、ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθで定義される。これに対し、超半球型レンズを有する対物レンズの開口数ＮＡは、ＮＡ＝ｎ２・ｓｉｎθで定義される。
【０２８５】
従って、半球型レンズを含む対物レンズに比べて、超半球型レンズを含む対物レンズの方が大きい開口数を有することになり、近接場光記録再生に有利である。しかし、超半球型レンズは半球型レンズに比べて、厚さずれに対する許容度が非常に小さい。従って、超半球型レンズを有する対物レンズは、開口数を大きくできる利点を有するが、製造公差が厳しく生産性がない。これに対し、半球型レンズは、生産性を有しているが、超半球型レンズを有する対物レンズほど開口数を大きくできないという課題がある。
【０２８６】
そこで、これらの課題を解決する対物レンズが特表２００９−５２２７１２号公報に提案されている。図３０は、従来の対物レンズの構成を示す図である。図３０に示す対物レンズは、集光レンズ６０１と、厚さＤ２を有する固体イマルジョンレンズ６０２とで構成されている。図３１は、固体イマルジョンレンズの厚さに応じた対物レンズの球面収差の変化を示す図である。厚さＤ１及び厚さＤ３の固体イマルジョンレンズの球面収差は０になっている。図３０に示される対物レンズに用いられる固体イマルジョンレンズ６０２の厚さＤ２は、厚さＤ１と厚さＤ３との間の厚さにすることで、上記した半球型レンズ及び超半球型レンズのそれぞれの特徴を有することができる。ただし、球面収差が発生することになるが、集光レンズ６０１そのものに球面収差を持たせることで固体イマルジョンレンズの厚さが半球型及び超半球型からずれていることで発生している球面収差を補正することができ、対物レンズ全体としては球面収差が０になる。
【０２８７】
しかしながら、従来の構成では、固体イマルジョンレンズの厚さＤ２が半球型レンズの厚さＤ１から超半球型レンズの厚さＤ２までの範囲と非常に広い範囲を有しており、以下の課題が発生する。まず、厚さが半球型に近い場合は、固体イマルジョンレンズの入射面からの反射光と出射面からの反射光とはほぼ同一光路を通ることになる。その結果、光を受光して信号に変換する受光器上で光が重なり合い、干渉が大きく発生し、再生信号が劣化するという課題を有していた。また、固体イマルジョンレンズの厚さが厚くなると、光が斜めから入射する場合に大きなコマ収差が発生することになり、同じく再生信号が劣化するという課題を有している。
【０２８８】
そこで、本発明の実施の形態５における光ピックアップは、固体イマルジョンレンズの入射面からの反射光と出射面からの反射光との干渉の影響を小さくし、固体イマルジョンレンズに斜めから光が入射した場合でもコマ収差の発生を抑制する。
【０２８９】
図３２は、本発明の実施の形態５における光ピックアップの構成を示す図である。
【０２９０】
図３２において、光ピックアップは、第１の光源２０１、発散度変更部２０２、第１のビームスプリッタ２０３、第２のビームスプリッタ２０５、１／４波長板２０６、対物レンズ光学系２０７、検出レンズ２０９、第１の光検出器２１０、第２の光源２１１、第３のビームスプリッタ２１２、第２のコリメータレンズ２１３、検光子２１４、第２の光検出器２１５、第３の光検出器２１６及び対物レンズアクチュエータ２１７を備える。
【０２９１】
発散度変更部２０２は、第１のコリメータレンズ２０２ａ、及び第１のコリメータレンズ２０２ａを光軸方向に可動するアクチュエータ２０２ｂで構成されている。対物レンズ光学系２０７は、絞りレンズ２０７ａ、固体イマルジョンレンズ２０７ｂで構成されている。第１のビームスプリッタ２０３は第１の分岐部の一例であり、第２のビームスプリッタ２０５は第２の分岐部の一例である。光記録媒体２０８の記録層で反射した光を第１の光検出器に集光する検出系は、第１のコリメータレンズ２０２ａ及び検出レンズ２０９で構成されている。
【０２９２】
ここで、第１の光源２０１は、例えばＧａＮ系の半導体レーザ素子で構成され、光記録媒体２０８の記録層に対し、記録又は再生用のコヒーレント光（波長３９０〜４５０ｎｍ）を出射する。
【０２９３】
第１のコリメータレンズ２０２ａは、第１の光源２０１から出射された発散光の発散度を変更する正のパワーを持つ凸レンズである。発散度変更部２０２は、正のパワーを持つ第１のコリメータレンズ２０２ａと、第１のコリメータレンズ２０２ａを光軸方向に移動させるアクチュエータ２０２ｂとから成る。発散度変更部２０２は、第１の光源２０１と第１のコリメータレンズ２０２ａとの間隔をアクチュエータ２０２ｂで変化させることで、入射された光の発散度とは異なる発散度に変換することが可能である。発散度を変更することにより、フォーカス制御を行うことができる。
【０２９４】
第１のビームスプリッタ２０３は、第１の光源２０１から出射され、光記録媒体２０８の記録層で反射した光を反射する。第１のビームスプリッタ２０３は、ある直線偏光に対する透過率が１００％であり、当該直線偏光に対して直交する直線偏光に対する反射率が１００％である特性を有している。
【０２９５】
第２のビームスプリッタ２０５は、第２の光源２１１から出射された光が入射され、かつ、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの端面で反射した光を反射する。第２のビームスプリッタ２０５は、第１の光源２０１から出射される光の波長に対して、ある直線偏光の透過率が９０％であり、反射率が１０％であり、当該直線偏光に対して直交する直線偏光の透過率が１００％であり、第２の光源２１１から出射される光の波長に対して、全ての偏光の反射率が１００％である特性を有している。
【０２９６】
１／４波長板２０６は、複屈折材料で形成されており、直線偏光を円偏光に変換する。
【０２９７】
対物レンズ光学系２０７は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂと固体イマルジョンレンズ２０７ｂに第１の光源２０１からの光を集光させる絞りレンズ２０７ａとを含み、第１の光源２０１からの光を光記録媒体１０８の記録層に収束する。対物レンズ光学系２０７は、絞りレンズ２０７ａと、固体イマルジョンレンズ２０７ｂとから成る。固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体２０８の表面との間に存在するエアギャップは、エバネッセント減衰長さより短くしてエバネッセント光による光伝播が行われるようにしている。また、ギャップ間隔は、おおむね波長の１０分の１より短くしている。
【０２９８】
固体イマルジョンレンズ２０７ｂの光記録媒体２０８に対向する端面の周囲の形状はコーン状である。
【０２９９】
検出レンズ２０９は、入射面が円筒面であり、出射面がレンズ光軸に対し回転対称面になっている。検出レンズ２０９は、入射光に対していわゆる非点収差法によるフォーカスエラー信号の検出を可能とするための非点収差を与える。
【０３００】
第１の光検出器２１０は、光記録媒体２０８の記録層で反射された光を受光し、受光した光を電気信号に変換する。第１の光検出器２１０は、検出レンズ２０９によって集光された光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する。
【０３０１】
第２の光源２１１は、半導体レーザ光源であり、波長６４０ｎｍから６８０ｎｍの範囲の光を出射する。第１の光源２０１から出射される光の波長と、第２の光源２１１から出射される光の波長とは互いに異なる。第３のビームスプリッタ２１２は、透過率が５０％であり、反射率が５０％である特性を有する無偏光ビームスプリッタである。第２のコリメータレンズ２１３は、第２の光源２１１から出射された光の発散度を変更するレンズである。検光子２１４は、ある偏光方向の直線偏光を透過し、当該直線偏光に直交する方向の直線偏光を吸収する光学素子である。
【０３０２】
第２の光検出器２１５は、第２の光源２１１から出射され、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光を受光して、受光した光を電気信号に変換する。第２の光検出器２１５は、第２のビームスプリッタ２０５で反射した光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する。第２の光検出器２１５は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの端面と光記録媒体２０８の表面との距離を検出するための電気信号を出力する。
【０３０３】
また、第２の光検出器２１５は、少なくとも２つの受光部を有している。第２の光検出器２１５は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの端面と光記録媒体２０８の表面との相対傾き角度を検出するための電気信号を出力する。
【０３０４】
第３の光検出器２１６は、第２の光源２１１から出射された光の光量をモニタするために、第２の光源２１１から出射された光を受光し、受光した光を電気信号に変換する。
【０３０５】
このように構成された光ピックアップの動作について説明する。
【０３０６】
第１の光源２０１は、直線偏光の光を出射する。第１の光源２０１から出射した光は、第１のビームスプリッタ２０３を透過し、第１のコリメータレンズ２０２ａで発散度が変更される。第１のコリメータレンズ２０２ａにより発散度が変更された光は、第２のビームスプリッタ２０５を透過し、１／４波長板２０６に入射する。１／４波長板２０６は、入射した直線偏光の光を円偏光に変換する。１／４波長板２０６を透過した光は、対物レンズ光学系２０７により、光記録媒体２０８の記録層に集光する。
【０３０７】
光記録媒体２０８を反射した光は、対物レンズ光学系２０７、１／４波長板２０６、第２のビームスプリッタ２０５及び第１のコリメータレンズ２０２ａを透過し、第１のビームスプリッタ２０３に入射する。第１のビームスプリッタ２０３で反射された光は、検出レンズ２０９に入射する。検出レンズ２０９に入射した光には、非点収差が与えられる。検出レンズ２０９を透過した光は、第１の光検出器２１０上に集光される。
【０３０８】
第１の光検出器２１０は、光記録媒体２０８上における光の合焦状態を示すフォーカスエラー信号を出力する。また、第１の光検出器２１０は、光記録媒体２０８上における光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を出力する。
【０３０９】
ここで、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は、周知の技術、たとえば非点収差法及びプッシュプル法により検出される。また、図示していないフォーカス制御部は、第１の光検出器２１０からのフォーカスエラー信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体２０８上に集光されるように、アクチュエータ２０２ｂを駆動して第１のコリメータレンズ２０２ａの位置を光軸方向に制御する。すなわち、アクチュエータ２０２ｂは、フォーカス制御部からの制御信号に応じて第１のコリメータレンズ２０２ａを光軸方向に移動させる。
【０３１０】
また、図示していないトラッキング制御部は、第１の光検出器２１０からのトラッキングエラー信号に基づき、光が光記録媒体２０８上の所望のトラックに集光されるように、対物レンズアクチュエータ２１７を駆動して対物レンズ光学系２０７の位置を制御する。すなわち、対物レンズアクチュエータ２１７は、トラッキング制御部からの制御信号に応じて対物レンズ光学系２０７を移動させる。さらに、図示していない再生制御部は、第１の光検出器２１０からの電気信号に基づいて、光記録媒体２０８に記録された再生情報を取得する。
【０３１１】
また、第２の光源２１１は、直線偏光の光を出射する。第２の光源１１１から出射された光は、第３のビームスプリッタ２１２を反射し、第２のコリメータレンズ２１３で発散度が変更される。第２のコリメータレンズ２１３を透過した光は、検光子２１４を透過し、第２のビームスプリッタ２０５を反射し、１／４波長板２０６に入射する。
【０３１２】
１／４波長板２０６は、入射した直線偏光の光を円偏光に変換する。１／４波長板２０６を透過した光は、対物レンズ光学系２０７に入射され、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射される。
【０３１３】
固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光は、対物レンズ光学系２０７及び１／４波長板２０６を透過し、第２のビームスプリッタ２０５を反射する。第２のビームスプリッタ２０５を反射した光は、検光子２１４、第２のコリメータレンズ２１３及び第３のビームスプリッタ２１２を透過し、第２の光検出器２１５に集光される。
【０３１４】
図３３は、図３２に示す第２の光検出器の構成を示す図である。第２の光検出器２１５は、図３３に示された４分割受光部（第１の受光部２１５ａ、第２の受光部２１５ｂ、第３の受光部２１５ｃ及び第４の受光部２１５ｄ）を有しており、詳細な説明は特許文献１に記載されているので省略する。第２の光検出器２１５は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面によって反射された反射光２２１を受光する。４分割受光部（第１の受光部２１５ａ、第２の受光部２１５ｂ、第３の受光部２１５ｃ及び第４の受光部２１５ｄ）からの信号を全て加算することで、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体２０８の表面との間に存在するエアギャップの間隔（ギャップ信号）が検出される。
【０３１５】
また、４分割受光部の第１の受光部２１５ａと第２の受光部２１５ｂとの和信号と、第３の受光部２１５ｃと第４の受光部２１５ｄとの和信号との差信号に基づいて、光記録媒体２０８のラジアル方向に対する固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体２０８の表面との相対傾き（ラジアルチルト信号）が検出される。また、４分割受光部の第１の受光部２１５ａと第３の受光部２１５ｃとの和信号と、第２の受光部２１５ｂと第４の受光部２１５ｄとの和信号との差信号に基づいて、光記録媒体２０８のタンジェンシャル方向に対する固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体２０８の表面との相対傾き（タンジェンシャルチルト信号）が検出される。
【０３１６】
図示しないギャップ制御部は、第２の光検出器２１５からのギャップ信号に基づき、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体２０８の表面との間隔を一定に保つように対物レンズ光学系２０７を制御する。
【０３１７】
また、図示しないチルト制御部は、第２の光検出器２１５からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に基づき、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と、出射端面に対向する光記録媒体２０８の表面との相対角度が０になるように対物レンズ光学系２０７を制御する。
【０３１８】
また、第３の光検出器２１６は、第２の光源２１１から出射された光の一部を受光する。図示していない光量制御部は、第３の光検出器２１６から出力される信号に基づいて、第２の光源２１１の出射光量をモニタし、第２の光源２１１から出射される光の光量が一定になるように制御する。
【０３１９】
ここで、第１の光源２０１及び第２の光源２１１から出射されて光記録媒体２０８で反射された光についてさらに詳細に述べる。
【０３２０】
まず、第１の光源２０１から出射された光は、光記録媒体２０８に集光され、光記録媒体２０８の記録層で反射される。光記録媒体２０８の記録層で反射された光は、１／４波長板２０６によって、第１の光源２０１から出射された光と直交する方向の直線偏光に変換される。１／４波長板２０６によって変換された直線偏光は、第２のビームスプリッタ２０５を１００％透過し、第１のビームスプリッタ２０３で１００％反射され、第１の光検出器２１０で受光される。
【０３２１】
また、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と光記録媒体２０８の表面との間隔が０になっていないので、第１の光源２０１から出射された光の一部は固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射される。
【０３２２】
固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光は、１／４波長板２０６によって、第１の光源２０１から出射された光と同じ偏光方向の直線偏光に変換される。１／４波長板２０６によって変換された直線偏光の９０％は、第２のビームスプリッタ２０５を透過し、直線偏光の１０％は、第２のビームスプリッタ２０５を反射する。第２のビームスプリッタ２０５の透過光は、第１のビームスプリッタ２０３を１００％透過するので、第１の光検出器２１０に入射することはない。
【０３２３】
ここで、第２のビームスプリッタ２０５を反射した光が、第２の光検出器２１５に到達してしまうと、ギャップ信号及びチルト信号の検出が妨害されることになる。そのため、検光子２１４の対物レンズ光学系側の面には、第１の光源２０１から出射された光を反射し、第１の光源２０１からの光とは異なる波長を有する第２の光源２１１から出射された光を透過する膜が形成されている。これにより、第２の光検出器２１５に第１の光源２０１から出射された光は到達しない。
【０３２４】
次に、第２の光源２１１から出射された光のうち、光記録媒体２０８からの反射光は、１／４波長板２０６によって、第２の光源２１１から出射された光と直交する方向の直線偏光に変換される。この直線偏光は、第２のビームスプリッタ２０５を１００％反射し、検光子２１４により１００％吸収される。これにより、第２の光源２１１から出射され光記録媒体２０８で反射された光は、第２の光検出器２１５に到達しない。
【０３２５】
また、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と、光記録媒体２０８の表面との間隔が０になっていないので、第２の光源２１１から出射された光の一部は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射される。
【０３２６】
固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面からの反射光は、１／４波長板２０６を通過後に第２の光源２１１から出射された光と同じ偏光方向の直線偏光になる。そのため、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面からの反射光は、第２のビームスプリッタ２０５で１００％反射され、検光子２１４を１００％透過する。従って、第２の光検出器２１５には、第２の光源２１１から出射され固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光のみが受光される。
【０３２７】
次に、第２のコリメータレンズ２１３から出射される光について述べる。
【０３２８】
第２の光源２１１から出射された光の波長は、第１の光源２０１から出射された光の波長より長い。そのため、対物レンズ光学系２０７が、第１の光源２０１から出射される光を光記録媒体２０８の記録層に集光するように設計されていると、第１の光源２０１からの光より波長が長い第２の光源２１１から出射された光は、対物レンズ光学系２０７の色収差により大きくデフォーカスする。
【０３２９】
従って、第２の光源２１１から出射された光が平行光に変換されて対物レンズ光学系２０７に入射した場合、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光のスポットは、非常に大きくなって戻ってくる。そのため、対物レンズ光学系２０７と第２の光検出器２１５との間の距離が長いと、途中の光学部品の大きさを非常に大きくする必要がある。
【０３３０】
そこで、第２のコリメータレンズ２１３は、第２のコリメータレンズ２１３から出射される光が収束光になるような位置に配置される。第２の光源２１１から出射される光は、対物レンズ光学系２０７に収束光で入射する。これにより、対物レンズ光学系２０７による色収差を補正することができ、対物レンズ光学系２０７と第２の光検出器２１５との間の光学部品を大きくしないで済むので、光ピックアップを小型化することができる。
【０３３１】
なお、本実施の形態５では、第２のコリメータレンズ２１３の位置によって収束光を形成しているが、第２のコリメータレンズ２１３と対物レンズ光学系２０７との間に凸レンズを設け、第２のコリメータレンズ２１３によって一旦平行光にしてから、凸レンズによって収束光を形成しても問題はない。
【０３３２】
次に、対物レンズ光学系２０７を構成している固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さについて詳細に述べる。図３４は、本発明の実施の形態５における固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さについて説明するための図である。
【０３３３】
まず、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さをｄｓ（μｍ）、屈折率をｎｓ、曲率半径をＲｓ（μｍ）とし、光記録媒体２０８の表面から情報が記録されている記録層２０８ａまでの距離（基材厚）をｄｄ（μｍ）、光記録媒体２０８の表面と記録層２０８ａとの間の層の屈折率をｎｄとする。
【０３３４】
ここで、ｄｄ＝０かつｄｓ＝Ｒｓであるとき、曲率半径Ｒｓの中心が記録層２０８ａに一致し、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの形状は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面に対して光が垂直に入る半球型になる。また、光記録媒体２０８の表面から記録層２０８ａまでの距離が０でない場合、すなわちｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ＝０である場合、同様に曲率半径Ｒｓの中心が記録層２０８ａに一致するので、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの形状は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面に対して光が垂直に入る半球型になる。まず、この条件について考える。
【０３３５】
光記録媒体２０８の記録層２０８ａからの反射光は、上記したように第１の光検出器２１０に入射される。また、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面に対して光は垂直に入射することから、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面で反射された光は、光記録媒体２０８の記録層２０８ａからの反射光と同じ光路を通り、第１の光検出器２１０に入射する。そのため、第１の光検出器２１０上において、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面で反射された光は、光記録媒体２０８の記録層２０８ａからの反射光と完全に重なる。
【０３３６】
ここで、光記録媒体２０８の記録層２０８ａからの反射光と、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面で反射された光との光路差は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さの２倍もあり、光の波長に比べて非常に大きい。そのため、少しでも波長変化が生じると、第１の光検出器２１０上で光が干渉しあい、最悪の条件では完全にスポットが消えてしまう。従って、上記の半球型の固体イマルジョンレンズ２０７ｂを有する対物レンズ光学系２０７では、信号品質が非常に悪くなる。ここで、ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄの値が大きくなればなるほど、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面で反射される光の第１の光検出器２１０上でのスポットが大きくなり、光記録媒体２０８の記録層２０８ａからの反射光との重なりが相対的に小さくなる。したがって、干渉性が低下して問題にならなくなる。この条件について詳細に述べる。
【０３３７】
特開２００８−１１７５１３号公報において、複数の記録層を有する多層光記録媒体の記録層間の厚さと、信号再生指標であるジッターとの関係が示されている。これによれば、対物レンズの焦点距離が２ｍｍであり、開口数ＮＡが０．８５であり、光検出器に光を集光する検出系の焦点距離が３０ｍｍ（対物レンズから検出系までの横倍率が３０／２＝１５）である場合、隣接する記録層の層間厚さが８μｍ以上であれば、再生信号が問題ないレベルとなる。そのため、各記録層の間の距離が８μｍ以上離れていれば、光検出器上での各記録層からの反射光の干渉は問題ないことになる。また、干渉は光検出器上でのスポット径に大きく依存する。
【０３３８】
そこで、近接場光記録である対物レンズ光学系の開口数ＮＡが１．７４であり、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率が１５である場合の光検出器上のスポット径と、光記録媒体上でのデフォーカス量との関係、及び、開口数ＮＡが０．８５であり、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率が１５である場合の光検出器上のスポット径と、光記録媒体上でのデフォーカス量との関係を図３５に示す。なお、光記録媒体上でのデフォーカス量は、光記録媒体の表面から記録層までの領域の屈折率に、光記録媒体の表面から集光位置までの距離と光記録媒体の表面から記録層までの距離との差を乗算した量である。
【０３３９】
図３５は、本発明の実施の形態５における第１の光検出器上のスポット径と、光記録媒体上でのデフォーカス量との関係を示す図である。図３５において、実線は、開口数ＮＡが１．７４であり、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率が１５である場合の計算結果を示し、点線は、開口数ＮＡが０．８５であり、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率が１５である場合の計算結果を示している。デフォーカス量に対する各条件でのスポット径の比率はほぼ１．４であるのでスポットの面積の比は２となり、これは開口数ＮＡの比に相当する。すなわち、同じデフォーカス量であっても開口数ＮＡが大きいほど干渉の影響は少なくなり、干渉性能は開口数ＮＡに反比例することになる。
【０３４０】
まず、開口数ＮＡが０．８５であり、光学倍率が１５であり、各記録層の間の中間層の屈折率が１．６２である場合において次の計算を行う。光が集光している記録層（自層）からの反射光と、光が集光している記録層とは異なる記録層（他層）からの反射光とを光検出器上で受光し、この状態で他層が±０．５μｍの領域で変化した場合の光検出器から出力される最大信号をＶｍａｘとし、最小信号をＶｍｉｎとする。この場合、（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）と、他層の厚さ（基材厚）との関係を図３６に示す。
【０３４１】
図３６は、従来の光検出器上での自層からの反射光と他層からの反射光とによる干渉度合いと、他層の基材厚との関係を示す図である。（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）は、自層からの反射光と他層からの反射光との干渉による信号の変化量を表すパラメータである。ここで、中間層の厚さが８μｍであるとき、（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）の値は０．０４５になる。すなわち、０．０４５以下の信号変化では再生信号に劣化を与えないことになる。
【０３４２】
次に、開口数ＮＡが１．７４であり、光学倍率が１５であり、固体イマルジョンレンズ（ＳＩＬ）の屈折率が２．０７である場合において次の計算を行う。光記録媒体２０８の表面から記録層までの距離が０、すなわち記録層が光記録媒体２０８の表面にあり、この状態で固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面からの反射光と出射面からの反射光とを第１の光検出器２１０上で受光した場合において、第１の光源２０１から出射された光の波長が微小に変化したときの第１の光検出器２１０から出力される最大信号をＶｍａｘとし、最小信号をＶｍｉｎとする。この場合、（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）と、固体イマルジョンレンズの厚さｄｓと曲率半径Ｒｓとのずれ量（ｄｓ−Ｒｓ）との関係を図３７に示す。
【０３４３】
図３７は、本発明の実施の形態５における光検出器上での固体イマルジョンレンズの入射面からの反射光と出射面からの反射光とによる干渉度合いと、固体イマルジョンレンズの厚さｄｓと曲率半径Ｒｓとのずれ量（ｄｓ−Ｒｓ）との関係を示す図である。図３７に示すように、（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｍａｘ＋Ｖｍｉｎ）が０．０４５以下になるのは、ずれ量（ｄｓ−Ｒｓ）が３．１μｍとなった場合である。
【０３４４】
上記した光記録媒体の中間層の屈折率と、固体イマルジョンレンズ（ＳＩＬ）の屈折率と、開口数ＮＡとの比を用いて８μｍは、８×１．６２／２．０６／２＝３．１μｍに換算され、干渉性能が同じになる厚さは、開口数ＮＡに反比例していることがわかる。また、受光部上のスポット径は、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率に比例するため、受光部上のスポットの面積は、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率の２乗に比例する。そこで、同じデフォーカス量の時の干渉性能は、スポットの面積が大きくなれば影響が小さくなるので、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率の２乗に反比例する。
【０３４５】
以上より、干渉を許容できる値は、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率をｍとすると、８／（ＮＡ／０．８５）／（ｍ／１５）２以下となる。従って、干渉を許容できる範囲は、下記の式（９）で表される。
【０３４６】
ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ＞８／（ＮＡ／０．８５）／（ｍ／１５）２・・・（９）
【０３４７】
次に、光記録媒体２０８のチルトについて考える。光記録媒体２０８そのものにそりがある場合、又は光記録媒体２０８を支える面が傾いている場合、対物レンズ光学系２０７に対して光記録媒体２０８が傾くことになる。このチルト量は、最大で０．３ｄｅｇ程度である。
【０３４８】
ここで、固体イマルジョンレンズ２０７ｂを用いる光学系では、エバネッセント光により光を伝播させる。そのため、固体イマルジョンレンズと光記録媒体との間隔は光の波長より十分短くする（およそ１０分の１以下）必要があり、波長４０５ｎｍの光を使用する場合、固体イマルジョンレンズと光記録媒体との間隔は２５ｎｍ程度に保つ必要がある。ところが、このような間隔が狭い状態で、固体イマルジョンレンズ２０７ｂと光記録媒体２０８との間に相対的な傾きがあると固体イマルジョンレンズ２０７ｂの端と光記録媒体２０８とが衝突する。従って、傾きに許容される誤差が非常に小さくなる。そこで、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの光記録媒体２０８と向き合う端面の周囲の形状がコーン状になるように加工することで、傾きに対する有度を増やしている。しかしながら、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面の周囲の形状をコーン状に加工した場合、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの先端の直径Ｄを４０μｍとし、ギャップ間隔ｇを２５ｎｍとすると、許容される角度θは、下記の式（１０）より０．０７度程度となる。
【０３４９】
θ＝ｓｉｎ−１（ｇ／２Ｄ）・・・（１０）
【０３５０】
しかしながら、上記したように光記録媒体２０８のチルトは、最大で０．３度であり、０．０７度より大きい。従って、チルト検出を行い、対物レンズ光学系２０７を光記録媒体２０８に平行になるように傾ける。これにより、固体イマルジョンレンズ２０７ｂと光記録媒体２０８との衝突を防ぐことは可能となるが、光が対物レンズ光学系２０７に最大で０．３度傾いて入射することになり、コマ収差が発生する。
【０３５１】
このことについて、以下のレンズを用いて計算する。ここで、レンズの非球面の定義式は、下記の式（１１）で表される。
【０３５２】
ｚ＝（ｙ２／Ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／Ｒ）２｝０．５］＋Ａ・ｙ４＋Ｂ・ｙ６＋Ｃ・ｙ８＋Ｄ・ｙ１０＋Ｅ・ｙ１２＋Ｆ・ｙ１４＋Ｇ・ｙ１６＋Ｈ・ｙ１８＋Ｉ・ｙ２０＋Ｊ・ｙ２２＋Ｌ・ｙ２４＋Ｍ・ｙ２６・・・（１１）
【０３５３】
上記の式（１１）において、“ｚ”は非球面の面頂点から光軸に沿った方向の距離であり、“ｙ”は光軸からの距離であり、“Ｒ”は曲率半径であり、“Ｋ”はコーニック係数であり、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”、“Ｄ”、“Ｅ”、“Ｆ”、“Ｇ”、“Ｈ”、“Ｉ”、“Ｊ”、“Ｌ”及び“Ｍ”は非球面係数である。
【０３５４】
下記の表２は、対物レンズ光学系２０７を構成する絞りレンズ２０７ａの入射面及び出射面のレンズデータを示す表である。また、入射する光の波長は４０５ｎｍであり、絞りレンズ２０７ａの屈折率は１．６２３９であり、絞りレンズ２０７ａの光軸方向の厚さは２．０７６１８７ｍｍである。固体イマルジョンレンズ２０７ｂの屈折率は２．０６８１であり、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの曲率半径は５００μｍである。再生される光記録媒体２０８の記録層の基材厚は４μｍであり、光記録媒体２０８の表面から記録層までの間の領域の屈折率は２．０である。
【０３５５】
【表２】
2012063484.tif 000004
【０３５６】
固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さ、絞りレンズ２０７ａと固体イマルジョンレンズ２０７ｂとの距離、絞りレンズ２０７ａに入射される光の物点距離ｃｃの逆数（１／ｃｃ）、絞りレンズ２０７ａに入射される光の開口径、及び対物レンズ光学系２０７の開口数ＮＡは、下記の表３で示される。
【０３５７】
【表３】
2012063484.tif 000005
【０３５８】
上記の表３に示された２４パターンの各レンズは、すべてデフォーカス及び球面収差がほぼ０になっている。これらの対物レンズ光学系２０７に０．３度傾いた光が入射した時に発生するコマ収差を計算した。また、上記した固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さと、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの屈折率と、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの曲率半径と、光記録媒体２０８の基材厚と、光記録媒体２０８の屈折率とで表現される半球型からのずれを意味するｎｓ・（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ・ｄｄを曲率半径Ｒｓで規格化した値に、対物レンズ光学系２０７の開口数ＮＡの３．５乗を乗算した値と、コマ収差との関係を図３８に示す。
【０３５９】
図３８は、本発明の実施の形態５における対物レンズ光学系への入射光の角度が０．３ｄｅｇ傾いたときに発生するコマ収差と、（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５との関係を示す図である。図３８に示すグラフから、０．３度傾いた波長０．４０５μｍの光が対物レンズ光学系２０７に入射したときのコマ収差（ＣＭ（０．４０５））は、下記の式（１２）で表される。
【０３６０】
ＣＭ（０．４０５）＝−１２９×（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５−３・・・（１２）
【０３６１】
ここで、コマ収差は波長に反比例するので、波長をλ（μｍ）としたときのコマ収差ＣＭ（λ）は、下記の式（１３）で表される。
【０３６２】
ＣＭ（λ）＝｛−１２９×（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５−３｝×（０．４０５／λ）・・・（１３）
【０３６３】
光ピックアップのスポット性能を示す収差は、マーシャルのクライテリアである７０ｍλをこえると再生信号に大きな劣化を与えるので、上記のコマ収差は７０ｍλ以下でないといけない。従って、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さは、下記の式（１４）を満たす必要がある。
【０３６４】
｛−１２９×（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５−３｝×（０．４０５／λ）＜７０・・・（１４）
【０３６５】
上記の式（１４）を満足できれば、光記録媒体２０８の傾きに対物レンズ光学系２０７が追従しても再生信号の品質が劣化しない。
【０３６６】
次に、光記録媒体２０８が複数の記録層を有する多層光記録媒体である場合について考える。ここで、光記録媒体２０８の表面から各記録層までの基材厚は１μｍ、４μｍ及び７μｍとし、物点位置は、基材厚が４μｍのときにデフォーカス及び球面収差が０になる位置とする。すなわち、上記の表３の状態を考え、基材厚が変わった場合、物点位置は固定で、絞りレンズ２０７ａと固体イマルジョンレンズ２０７ｂとの間の距離を変えることにより、デフォーカス成分を除去する。なお、対物レンズアクチュエータ２１７は、絞りレンズ２０７ａを光軸方向に移動させることにより、絞りレンズ２０７ａと固体イマルジョンレンズ２０７ｂとの間の距離を変える。
【０３６７】
下記の表４は、表３に示された２４パターンのそれぞれに対して、基材厚を１μｍ又は７μｍに変えたときに、デフォーカス成分を０にするための絞りレンズ２０７ａと固体イマルジョンレンズ２０７ｂとの間の距離と、残存３次球面収差とを示している。
【０３６８】
【表４】
2012063484.tif 000006
【０３６９】
表４に示されたように、球面収差は、マーシャルのクライテリアである７０ｍλより小さいので、本実施の形態の光ピックアップは、多層光記録媒体に対応可能である。このことは、各記録層に対して絞りレンズ２０７ａと固体イマルジョンレンズ２０７ｂとの間の距離を変えることでデフォーカスを除去することができ、球面収差が十分小さい状態で情報を再生又は記録することが可能であることを示している。また、表３に示した２４パターンのレンズで各記録層に対応して絞りレンズ２０７ａと固体イマルジョンレンズ２０７ｂとの間の距離を変えてデフォーカスを０にしたときに光が０．３度傾いて入射したときのコマ収差を計算した。上記した（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５をパラメータとし、計算したコマ収差を図３８に示したグラフに追加したグラフを図３９に示す。
【０３７０】
図３９は、本発明の実施の形態５において、光記録媒体が多層光記録媒体であり、対物レンズ光学系への入射光の角度が０．３ｄｅｇ傾いたときに発生するコマ収差と、（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５との関係を示す図である。
【０３７１】
図３９に示すように、コマ収差は上記の式（１２）で示され、多層光記録媒体に対応する場合でも上記の式（１４）を満足すれば、光記録媒体２０８の傾きに対物レンズ光学系２０７が追従しても、再生信号の品質が劣化しない。さらに、固体イマルジョンレンズ２０７ｂと絞りレンズ２０７ａとの間の距離を変えることで、各記録層に対してデフォーカス及び球面収差を小さくできるので、発散度変更部２０２を用いなくても、フォーカス制御を行うことができる。
【０３７２】
従って、ギャップ信号により対物レンズ光学系２０７全体を光軸方向に制御し、フォーカスエラー信号により固体イマルジョンレンズ２０７ｂと絞りレンズ２０７ａとの間の距離を制御し、トラッキングエラー信号により対物レンズ光学系２０７全体をラジアル方向に制御し、ラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号により対物レンズ光学系２０７全体の角度を制御すれば、多層光記録媒体に対し安定して情報を記録又は再生することができる。
【０３７３】
また、本実施の形態５では、発散度変更部２０２を用いてフォーカス制御が行われているが、発散度変更部２０２を用いずに、上記した固体イマルジョンレンズ２０７ｂと絞りレンズ２０７ａとの間の距離を変えることにより、フォーカス制御を行うことが可能である。
【０３７４】
次に、第１の光源２０１の光量制御について述べる。第１の光源２０１から出射された光は、第１のビームスプリッタ２０３及び第１のコリメータレンズ２０２ａを透過し、第２のビームスプリッタ２０５に入射される。第２のビームスプリッタ２０５は、入射された光の９０％を透過し、１０％を反射する。第２のビームスプリッタ２０５によって反射された光は、図示していない光検出器で受光される。図示していない光量制御部は、図示していない光検出器から出力される信号に基づいて、第１の光源２０１から出射された光の光量をモニタし、第１の光源２０１から出射される光の光量が一定になるように制御する。
【０３７５】
以上のように、本実施の形態５の対物レンズ光学系及び光ピックアップは、主に下記の構成を有している。
【０３７６】
すなわち、本実施の形態の光ピックアップは、光記録媒体に情報を記録又は再生する光ピックアップであって、第１の光源と、固体イマルジョンレンズと固体イマルジョンレンズに光を集光させる絞りレンズとを含む対物レンズ光学系と、第１の光源から出射され、光記録媒体の記録層で反射した光を反射する第１の分岐部と、光記録媒体の記録層で反射し、第１の分岐部で反射した光を集光する検出光学系と、検出光学系によって集光された光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する第１の光検出器とを備える。このとき、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれている。このとき、固体イマルジョンレンズの厚さは、下記の式（１５）及び式（１６）を満足する。
【０３７７】
ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ＞８／（ＮＡ／０．８５）／（ｍ／１５）２・・・（１５）
｛−１２９×（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５−３｝×（０．４０５／λ）＜７０・・・（１６）
【０３７８】
ここで、ｎｓは、固体イマルジョンレンズの屈折率を表し、ｄｓは、固体イマルジョンレンズの厚さ（μｍ）を表し、Ｒｓは、固体イマルジョンレンズの曲率半径（μｍ）を表し、ｎｄは、光記録媒体の表面と記録層との間の領域の屈折率を表し、ｄｄは、光記録媒体の表面と記録層との間の距離（μｍ）を表し、ＮＡは、対物レンズ光学系の開口数を表し、ｍは、対物レンズ光学系から検出系までの横倍率を表し、λは、第１の光源から出射される光の波長（μｍ）を表す。
【０３７９】
また、本実施の形態５の対物レンズ光学系は、光記録媒体に情報を記録又は再生する光ピックアップに搭載される対物レンズ光学系であって、固体イマルジョンレンズと、固体イマルジョンレンズに光源からの光を集光させる絞りレンズとを備える。このとき、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれている。このとき、固体イマルジョンレンズの厚さは、下記の式（１７）及び式（１８）を満足する。
【０３８０】
ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ＞８／（ＮＡ／０．８５）／（ｍ／１５）２・・・（１７）
かつ
｛−１２９×（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５−３｝×（０．４０５／λ）＜７０・・・（１８）
【０３８１】
ここで、ｎｓは、固体イマルジョンレンズの屈折率を表し、ｄｓは、固体イマルジョンレンズの厚さｄｓ（μｍ）を表し、Ｒｓは、固体イマルジョンレンズの曲率半径（μｍ）を表し、ｎｄは、光記録媒体の表面と記録層との間の領域の屈折率を表し、ｄｄは、光記録媒体の表面と記録層との間の距離（μｍ）を表し、ＮＡは、対物レンズ光学系の開口数を表し、ｍは、対物レンズ光学系から、光記録媒体の記録層で反射した光を光検出器に集光させる検出光学系までの横倍率を表し、λは、光源から出射される光の波長（μｍ）を表す。
【０３８２】
以上のように、本実施の形態５によれば、固体イマルジョンレンズの厚さが式（１５）及び式（１６）を満足することで、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面からの反射光と光記録媒体の記録層からの反射光との干渉による検出信号の劣化をなくし、また光記録媒体２０８の傾きに対物レンズ光学系２０７が追従しても光スポットを劣化させることがない。したがって、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる光ピックアップ及び対物レンズ光学系を提供することが可能となる。
【０３８３】
さらに、絞りレンズ２０７ａと固体イマルジョンレンズ２０７ｂとの間の距離が、光記録媒体２０８の各記録層に対応して変化されることで、デフォーカス及び球面収差を小さくすることが可能であり、複数の記録層を有する多層光記録媒体に対しても同様の効果を得ることができる。すなわち、光記録媒体２０８は、複数の記録層を有してもよい。また、対物レンズアクチュエータ２１７は、収束させる記録層に応じて、固体イマルジョンレンズ２０７ｂと絞りレンズ２０７ａとの光軸方向の距離を変更してもよい。
【０３８４】
なお、本実施の形態５では、ラジアル方向とタンジェンシャル方向との両方の傾きを検出するため、第２の光検出器２１５は４分割受光部を有しているが、２分割受光部を有し、ラジアル方向のみの傾き又はタンジェンシャル方向のみの傾きを検出しても良い。この場合、第２の光検出器２１５の調整が１軸方向のみでよいので調整が容易になり、また光ピックアップの信頼性もあがる。
【０３８５】
なお、本実施の形態５において、フォーカス検出方法は非点収差法、トラッキング検出方法はプッシュプル法を例として示したが、これらに限定されるものではなく、これらの検出方法と他の検出方法とを組み合わせても良い。
【０３８６】
なお、本実施の形態５における光ピックアップは、ある偏光方向の直線偏光を透過し、当該直線偏光に直交する方向の直線偏光を吸収する検光子２１４を備えているが、ある偏光方向の直線偏光を透過し、当該直線偏光に直交する方向の直線偏光を回折する偏光ホログラムを備えても良く、ある偏光方向の直線偏光を透過し、当該直線偏光に直交する方向の直線偏光を反射する偏光ビームスプリッタを備えても良い。検光子、偏光ホログラム及び偏光ビームスプリッタのいずれの光学素子を用いても、不要な直線偏光が第２の光検出器２１５に入射するのを防止することができる。
【０３８７】
なお、本実施の形態５では、検光子２１４上には、第１の光源２０１から出射された光を反射し、第２の光源２１１から出射された光を透過する膜が形成されているが、第２のビームスプリッタ２０５と第２の光検出器２１５との間にある光学部品上に上記した特性を有する膜を設けてもよいし、上記した特性を有する光学部品を別途設けても良い。また、上記の特性を有する膜が形成されている光学部品の光入射面は、光軸に垂直な面に対して傾いていることが好ましい。これにより、入射した反射光が、光軸方向とは異なる方向に進むので、不要な迷光が第２の光検出器２１５に入射することを防ぐことができる。
【０３８８】
また、本実施の形態５では、第１の光源２０１の光量制御は、第２のビームスプリッタ２０５で反射された光を用いて行っているが、第１の光源２０１から出射され、光記録媒体２０８に対する情報の記録又は再生に使われない光を検出して制御してもよい。
【０３８９】
また、第１のビームスプリッタ２０３は、往路の偏光に対して１００％透過する特性を有しているが、第１のビームスプリッタ２０３は、往路の偏光に対して９０％透過し、１０％反射する特性を有してもよく、第１の光源２０１の光量は、第１のビームスプリッタ２０３からの反射光を検出して制御することも可能である。ただし、この場合は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光は往路と同じ偏光で戻ってくるため、第１のビームスプリッタ２０３で１０％反射され、第１の光検出器２１０に入射してしまう。そこで、第１のビームスプリッタ２０３と第１の光検出器２１０との間の光路中に、第１の光源２０１から出射された偏光と同じ偏光に対して１００％反射させ、第１の光源２０１から出射された偏光に直交する偏光を１００％透過する第３のビームスプリッタを配置して、信号光から不要光を削除することが必要となる。
【０３９０】
また、本実施の形態５の多層光記録媒体は３層の記録層を有しているが、２層以上の記録層を有しても何ら問題はない。
【０３９１】
また、本実施の形態５では、第２の光源２１１は、ギャップ信号を検出するために第１の光源２０１とは波長の異なる光を出射するが、第１の光源２０１と同じ波長の光を出射しても何ら問題はない。すなわち、第１の光源２０１から出射される光の波長と、第２の光源２１１から出射される光の波長とは同一であってもよい。
【０３９２】
ただし、第１の光源２０１と第２の光源２１１とが同じ波長の光を出射するため、ビームスプリッタ又は検光子の偏光特性では、第１の光源２０１から出射され固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光と、第２の光源２１１から出射され固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光とを分離することができない。そこで、第１の光源２０１から出射され対物レンズ光学系２０７に入射する光の発散度合いと、第２の光源２１１から出射され対物レンズ光学系２０７に入射する光の発散度合いとの違いを利用して、２つの光を分離する。すなわち、第１の光源２０１から出射され固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光を第２の光検出器２１５上で大きくデフォーカスさせることで、２つの光を分離することが可能である。
【０３９３】
さらに、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さが薄い場合は干渉による信号劣化を考慮する必要があり、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さが厚い場合は光が傾いて入射してくる時の絞り性能を考慮する必要がある。そのため、レンズ設計を行う場合において、上記のことをふまえて設計する必要がある。
【０３９４】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６における光ピックアップについて図面を参照して説明する。図４０は、本発明の実施の形態６における光ピックアップの構成を示す図である。本実施の形態６が上記した実施の形態５と異なるのは、第２の光源２１１、検光子２１４、第３のビームスプリッタ２１２及び第３の光検出器２１６がなくなっている点のみであり、それ以外の構成は、実施の形態５と同様である。従って、本実施の形態６において、特に説明のないものについては実施の形態５と同じとし、実施の形態５と同一符号を付与している構成部材については、特に説明のない限り、実施の形態５と同様の機能を持つものとする。
【０３９５】
第２のビームスプリッタ２０５は、第１の光源２０１から出射された光が入射され、かつ、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射した光を反射する。第２の光検出器２１５は、第２のビームスプリッタ２０５で反射した光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する。第２の光検出器２１５は、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面と光記録媒体２０８の表面との距離を検出するための電気信号を出力する。
【０３９６】
第１の光源２０１から出射された光が光記録媒体２０８に集光され、光記録媒体２０８から反射された光が第１の光検出器２１０で受光され、再生信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が検出されることについては実施の形態５で述べたとおりである。
【０３９７】
次に、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光は、第１の光源２０１から出射された光と同じ偏光方向であるため、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの出射端面で反射された光の１０％が、第２のビームスプリッタ２０５で反射される。第２のビームスプリッタ２０５で反射された光は、実施の形態５で配置されていた検光子２１４が配置されていないので、第２のコリメータレンズ２１３に入射される。第２のコリメータレンズ２１３を透過した光は、第２の光検出器２１５に入射される。第２の光検出器２１５は、実施の形態５と同様にギャップ信号及びラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号を出力する。
【０３９８】
本実施の形態６によれば、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの厚さが式（１５）及び式（１６）を満足することで、固体イマルジョンレンズ２０７ｂの入射面からの反射光と光記録媒体の記録層からの反射光との干渉による劣化もなく、また光記録媒体２０８の傾きに対物レンズ光学系２０７が追従しても光スポットを劣化させることがない。したがって、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる光ピックアップ及び対物レンズ光学系を提供する事が可能となる。さらに、光源を１つしか用いないので部品点数が減り、また、組み立て工数も減るので安価で小型な光ピックアップを実現できる。
【０３９９】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７では、本発明の光情報装置の一例について説明する。実施の形態７の光情報装置は、光記録媒体に対して情報を記録及び／又は再生する装置である。
【０４００】
図４１は、本発明の実施の形態７における光情報装置３１０の構成を模式的に示す図である。図４１において、光情報装置３１０は、光ピックアップ駆動装置３０１、光ピックアップ３０２、制御部３０３、モータ３０４、ターンテーブル３０５及びクランパー３０６を備える。光ピックアップ３０２は、実施の形態１〜６で説明した光ピックアップと同様であるため、重複する説明は省略する。
【０４０１】
図４１において光記録媒体３００は、ターンテーブル３０５に搭載され、クランパー３０６により保持され、モータ３０４によって回転される。光ピックアップ駆動装置３０１は、実施の形態１〜６に示した光ピックアップ３０２を、光記録媒体３００の所望の情報の存在するトラックのところまで粗動する。
【０４０２】
制御部３０３は、光ピックアップ３０２から得られる信号に基づいて、光ピックアップ３０２とモータ３０４とを制御する。光ピックアップ３０２は、光記録媒体３００との位置関係に対応して、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ギャップ信号及びチルト信号を制御部３０３へ送る。制御部３０３は、これらの信号に対応して、光ピックアップ３０２へ、対物レンズ光学系又は発散度変更部を微動させるための信号を送る。この信号によって、光ピックアップ３０２は、光記録媒体３００に対してフォーカス制御、トラッキング制御、ギャップ制御又はチルト制御を行い、情報の読み出し、書き込み又は消去を行う。
【０４０３】
また、光記録媒体３００が複数の記録層を有する場合は、制御部３０３は、絞りレンズと固体イマルジョンレンズとの間の距離を変える信号を送ってもよい。この信号も含めて、光ピックアップ３０２は、多層の光記録媒体３００に対してフォーカス制御、トラッキング制御、ギャップ制御及びチルト制御を行い、情報の読み出し、書き込み又は消去を行う。
【０４０４】
以上の説明において、光情報装置３１０に搭載する光記録媒体３００は、近接場光により情報を記録又は再生するための記録層を有する実施の形態１〜６で述べた光記録媒体である。本実施の形態７の光情報装置３１０は、多層光記録媒体でも、光記録媒体の表面と固体イマルジョンレンズの出射端面との相対傾き角度を安定に精度よく検出することができ、固体イマルジョンレンズが光記録媒体の表面と衝突することを避けることができる。そのため、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０４０５】
また、本実施の形態７の光情報装置３１０は、第１の光検出器上で、固体イマルジョンレンズの入射面からの反射光と光記録媒体の記録層からの反射光とが干渉しないので、信号品質が劣化することがない。さらに、光記録媒体２０８の傾きに追従して対物レンズ光学系２０７が傾いても、コマ収差が問題ないレベルとなるので、信号品質を劣化させることがない。また、絞りレンズと固体イマルジョンレンズとの間の距離を変えることで、多層の光記録媒体に対しても、情報を安定に記録又は再生できる。
【０４０６】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８では、実施の形態７の光情報装置を具備したコンピュータの一例について説明する。
【０４０７】
図４２は、本発明の実施の形態８におけるコンピュータの構成を模式的に示す図である。図４２において、コンピュータ３２０は、実施の形態７の光情報装置３１０と、キーボード、マウス又はタッチパネルなどで構成され情報を入力するための入力装置３２１と、入力装置３２１から入力された情報及び光情報装置３１０から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置３２２と、ブラウン管又は液晶表示装置で構成され演算装置３２２によって演算された結果などの情報を表示するモニタ３２３とを備える。
【０４０８】
なお、本実施の形態８において、コンピュータ３２０が情報処理装置の一例に相当し、演算装置３２２が情報処理部の一例に相当する。
【０４０９】
上述の実施の形態７の光情報装置３１０を外部記憶装置として具備したコンピュータ３２０は、近接場光により情報を記録又は再生するための記録層を持つ光記録媒体に対しても情報を安定に記録又は再生できるので、広い用途に使用できる。光情報装置３１０は、その大容量性を生かして、コンピュータ内のハードディスクに記録されている情報をバックアップすることができる。また、安価で携帯が容易であり、他の光情報装置でも情報が読み出せるという互換性を有するメディア（光ディスク）の特性を生かして、プログラム又はデータを他の人と交換したり、自分用に持ち歩いたりすることができる。
【０４１０】
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９では、実施の形態７の光情報装置を具備した映像記録再生装置（光ディスクレコーダ）の一例について説明する。
【０４１１】
図４３は、本発明の実施の形態９における光ディスクレコーダの構成を模式的に示す図である。図４３において、光ディスクレコーダ３３０は、実施の形態７の光情報装置３１０と、光情報装置３１０によって光記録媒体へ記録する情報信号に画像情報を変換するエンコーダ３３１とを備える。光ディスクレコーダ３３０は、望ましくは、光情報装置３１０から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ３３２も備えることにより、既に記録した情報を再生することも可能となる。なお、光ディスクレコーダ３３０は、記録している映像を表示するモニタ３３３に接続される。
【０４１２】
なお、本実施の形態９において、光ディスクレコーダ３３０が情報処理装置の一例に相当し、エンコーダ３３１が情報処理部の一例に相当する。
【０４１３】
上述の実施の形態７の光情報装置を具備した、光ディスクレコーダ３３０は、近接場光により情報を記録又は再生するための記録層を持つ光記録媒体に映像を安定に記録又は再生できるので、広い用途に使用できる。光ディスクレコーダ３３０は、メディア（光ディスク）に映像を記録し、好きな時にそれを再生することができる。光記録媒体は、テープのように記録後又は再生後に巻き戻しの作業が必要ない。また、ある番組を記録しながらその番組の先頭部分を再生する追っかけ再生、又はある番組を記録しながら以前に記録した番組を再生する同時記録再生が可能となる。また、安価で携帯が容易であり、他の映像記録再生装置でも情報が読み出せるという互換性を有するメディアの特性を生かして、記録した映像を他の人と交換したり、自分用に持ち歩いたりすることができる。
【０４１４】
なお、ここでは、光ディスクレコーダ３３０が光情報装置３１０を備える構成について述べたが、光ディスクレコーダ３３０は、ハードディスクを内蔵していても良いし、ビデオテープの録画再生機能を内蔵していても良い。この場合、映像の一時退避又はバックアップが容易にできる。
【０４１５】
（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０では、実施の形態７の光情報装置を具備した映像再生装置（光ディスクプレーヤ）の一例について説明する。
【０４１６】
図４４は、本発明の実施の形態１０における光ディスクプレーヤの構成を模式的に示す図である。図４４において、光ディスクプレーヤ３４０は、実施の形態７の光情報装置３１０と、光情報装置３１０から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ３４１とを備える。また、光ディスクプレーヤ３４０は、液晶モニタ３４２を備えてもよい。液晶モニタ３４２を備えた光ディスクプレーヤ３４０は、実施の形態７の光情報装置３１０を内蔵しており、光記録媒体に記録された映像を液晶モニタ３４２に表示することができる。
【０４１７】
なお、本実施の形態１０において、光ディスクプレーヤ３４０が情報処理装置の一例に相当し、デコーダ３４１が情報処理部の一例に相当する。
【０４１８】
上述の実施の形態７の光情報装置３１０を具備した光ディスクプレーヤ３４０は、近接場光により情報を記録又は再生するための記録層を持つ光記録媒体から映像を安定に再生できるので、広い用途に使用できる。光ディスクプレーヤ３４０は、メディア（光ディスク）に記録された映像を、好きな時に再生することができる。光ディスクは、テープのように再生後に巻き戻しの作業が必要なく、ある映像の任意の場所にアクセスして再生することができる。
【０４１９】
（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１１では、実施の形態７の光情報装置を具備した光ディスクサーバの一例について説明する。
【０４２０】
図４５は、本発明の実施の形態１１における光ディスクサーバの構成を模式的に示す図である。図４５において、光ディスクサーバ３５０は、実施の形態７の光情報装置３１０と、キーボード、マウス又はタッチパネルなどで構成され情報を入力するための入力装置３５１と、光情報装置３１０によって記録又は再生される情報の入出力を外部と行う入出力部３５３とを備える。入出力部３５３は、例えばインターネットなどのネットワーク３５４と接続されている。
【０４２１】
光情報装置３１０は、その大容量性を生かして、ネットワーク３５４からの要求に応じ、光記録媒体に記録されている情報（例えば、画像、音声、映像、ＨＴＭＬ文書及びテキスト文書等）を送出する。また、光情報装置３１０は、ネットワーク３５４から送られてくる情報をその要求された場所に記録する。
【０４２２】
入出力部３５３は、有線又は無線により、光情報装置３１０によって記録する情報を取り込んだり、光情報装置３１０によって読み出した情報を外部に出力したりする。これによって、光ディスクサーバ３５０は、ネットワーク３５４を介して複数の機器、例えば、コンピュータ、電話又はテレビチューナーなどと情報をやり取りし、これら複数の機器に共有の情報サーバとして利用することが可能となる。なお、光ディスクサーバ３５０は、近接場光により情報を記録又は再生するための記録層を持つ光記録媒体に情報を安定に記録又は再生できるので、広い用途に使用できる。また、光ディスクサーバ３５０は、ブラウン管又は液晶表示装置で構成され情報を表示するモニタ３５２を備えてもよい。
【０４２３】
さらに、光ディスクサーバ３５０は、複数の光情報装置３１０を備えると共に、複数の光記録媒体を複数の光情報装置３１０に出し入れするチェンジャーを具備することにより、多くの情報を記録することができる。
【０４２４】
なお、本実施の形態１１において、光ディスクサーバ３５０が情報処理装置の一例に相当し、入出力部３５３が情報処理部の一例に相当する。
【０４２５】
（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２では、実施の形態７の光情報装置を具備したカーナビゲーションシステムの一例について説明する。
【０４２６】
図４６は、本発明の実施の形態１２におけるカーナビゲーションシステムの構成を模式的に示す図である。図４６において、カーナビゲーションシステム３６０は、実施の形態７の光情報装置３１０と、地形又は行き先情報を表示する液晶モニタ３６１と、光情報装置３１０から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ３６２とを備える。
【０４２７】
カーナビゲーションシステム３６０は、メディア（光ディスク）に記録された地図情報と、地上位置確定システム（ＧＰＳ）、ジャイロスコープ、速度計及び走行距離計等の情報とに基づいて、現在位置を算出し、算出した現在位置を液晶モニタ３６１上に表示する。また、カーナビゲーションシステム３６０は、不図示の入力装置により行き先が入力されると、地図情報又は道路情報に基づいて、入力された行き先までの最適な経路を算出し、算出した経路を液晶モニタ３６１に表示する。
【０４２８】
上述の実施の形態７の光情報装置３１０を具備したカーナビゲーションシステム３６０は、近接場光により情報を記録又は再生するための記録層を持つ光記録媒体から映像を安定に再生できるので、広い用途に使用できる。
【０４２９】
地図情報を記録するために大容量の光記録媒体が用いられるので、一枚の光記録媒体で広い地域をカバーして細かい道路情報を提供することができる。また、道路情報に付随する、レストラン、コンビニエンスストア又はガソリンスタンドなどの情報も同時に光記録媒体に格納して提供することができる。さらに、道路情報は、時間が経過すると古くなり、現実と合わなくなるが、光記録媒体は互換性があり安価であるため、新しい道路情報を収めた光記録媒体と交換することで最新の情報を得ることができる。
【０４３０】
以上、本発明の実施の形態１〜１２について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態１〜１２に限定されず本発明の技術的思想に基づく他の実施の形態に適用することができる。
【０４３１】
また、上記実施の形態１〜１２では、光のみによって情報を記録する光記録媒体について述べたが、光及び磁気によって情報を記録する光記録媒体についても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【０４３２】
また、上記実施の形態１〜１２では、光記録媒体が光ディスクである場合について説明したが、カード状の光記録媒体など、光ディスクと類似の機能を有する光記録媒体にも適用することができる。
【０４３３】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【０４３４】
本発明の一局面に係る光ピックアップは、
第１のビーム及び第２のビームを生成する光ビーム生成部と、
複数の層を持つ光記録媒体の表面に対向する端面を有する固体イマルジョンレンズを含み、前記第１のビーム及び前記第２のビームを前記光記録媒体に収束する対物レンズ光学系と、
前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを反射させる第１の分岐素子と、
前記第１の分岐素子によって反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する収束状態変更部と、
前記収束状態変更部によって収束された前記第１のビーム及び前記第２のビームを検出する第１の光検出器とを備え、
前記第１のビームの中心と前記第２のビームの中心とは、前記固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にあり、
前記収束状態変更部は、前記光記録媒体の層に応じて前記第１のビーム及び前記第２のビームの収束状態を変更し、
前記第１の光検出器は、前記収束した第１のビームを受光する第１の受光部と、前記収束した第２のビームを受光する第２の受光部とを含み、前記第１の受光部と前記第２の受光部との受光光量の差に基づいて、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出する。
【０４３５】
この構成によれば、光ビーム生成部は、第１のビーム及び第２のビームを生成する。対物レンズ光学系は、複数の層を持つ光記録媒体の表面に対向する端面を有する固体イマルジョンレンズを含み、第１のビーム及び第２のビームを光記録媒体に収束する。第１の分岐素子は、固体イマルジョンレンズの端面で反射した第１のビーム及び第２のビームを反射させる。収束状態変更部は、第１の分岐素子によって反射した第１のビーム及び第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する。第１の光検出器は、収束状態変更部によって収束された第１のビーム及び第２のビームを検出する。第１のビームの中心と第２のビームの中心とは、固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にある。収束状態変更部は、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態を変更する。第１の光検出器は、収束した第１のビームを受光する第１の受光部と、収束した第２のビームを受光する第２の受光部とを含み、第１の受光部と第２の受光部との受光光量の差に基づいて、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出する。
【０４３６】
したがって、光記録媒体が複数の層を有する場合であっても、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態が変更され、第１の光検出器に入射する第１のビーム及び第２のビームのスポット系が適切な大きさに変更されるので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出でき、傾き角度のずれを抑えることができる。
【０４３７】
また、上記の光ピックアップにおいて、
前記光ビーム生成部によって生成された前記第１のビーム及び前記第２のビームの発散度を変更する発散度変更機構をさらに備え、
前記対物レンズ光学系は、前記発散度変更機構からの前記第１のビーム及び前記第２のビームを前記光記録媒体に収束することが好ましい。
【０４３８】
この構成によれば、発散度変更機構は、光ビーム生成部によって生成された第１のビーム及び第２のビームの発散度を変更する。対物レンズ光学系は、発散度変更機構からの第１のビーム及び第２のビームを光記録媒体に収束する。
【０４３９】
したがって、発散度変更機構によって、光ビーム生成部によって生成された第１のビーム及び第２のビームの発散度が変更される光ピックアップにおいて、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出できる。
【０４４０】
また、上記の光ピックアップにおいて、
前記対物レンズ光学系は、前記固体イマルジョンレンズに前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束する絞りレンズをさらに含み、
前記固体イマルジョンレンズと前記絞りレンズとの間の光軸方向の距離を変更するレンズ間距離変更部をさらに備えることが好ましい。
【０４４１】
この構成によれば、対物レンズ光学系は、固体イマルジョンレンズに第１のビーム及び第２のビームを収束する絞りレンズをさらに含む。レンズ間距離変更部は、固体イマルジョンレンズと絞りレンズとの間の光軸方向の距離を変更する。
【０４４２】
したがって、固体イマルジョンレンズと絞りレンズとの間の光軸方向の距離が変更されるので、光ビーム生成部によって生成された第１のビーム及び第２のビームの発散度を変更することができ、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出できる。
【０４４３】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記収束状態変更部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームの収束位置を変更する収束位置変更部を含むことが好ましい。
【０４４４】
この構成によれば、第１のビーム及び第２のビームの収束位置を変更することにより、第１の光検出器上に第１のビーム及び第２のビームを各層に応じて個別に集光させることができ、第１の光検出器の位置精度を緩くすることができ、組み立てやすく信頼性の高い光ピックアップを実現できる。
【０４４５】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記収束位置変更部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束する収束レンズと、ガラス板と、前記光記録媒体の層に応じて前記収束レンズと前記第１の光検出器との間の光路中に前記ガラス板を挿入するガラス板挿入部とを含むことが好ましい。
【０４４６】
この構成によれば、ガラス板挿入部によって、光記録媒体の層に応じて収束レンズと第１の光検出器との間の光路中にガラス板が挿入されるので、収束レンズと第１の光検出器との間の光路中へのガラス板の出し入れによって、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束位置を変更することができる。
【０４４７】
また、上記の光ピックアップにおいて、
前記ガラス板は、それぞれ厚さの異なる複数のガラス板を含み、
前記ガラス板挿入部は、前記光記録媒体の層に応じて前記収束レンズと前記第１の光検出器との間の光路中に前記複数のガラス板を選択的に挿入することが好ましい。
【０４４８】
この構成によれば、ガラス板挿入部によって、光記録媒体の層に応じて収束レンズと第１の光検出器との間の光路中に、それぞれ厚さの異なる複数のガラス板が選択的に挿入されるので、それぞれ厚さの異なる複数のガラス板のうち、光記録媒体の層に応じたガラス板を挿入することにより、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束位置を変更することができる。
【０４４９】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記収束位置変更部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束する収束レンズと、前記光記録媒体の層に応じて前記収束レンズの光軸方向の位置を変更するレンズ位置変更機構とを含むことが好ましい。
【０４５０】
この構成によれば、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームを収束する収束レンズの光軸方向の位置が変更されるので、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束位置を変更することができる。また、光学部品が収束レンズのみであるため、光が透過する光学部品を少なくすることができ、第１の光検出器に集光する光の品質が良好になり、品質の良い光ピックアップを実現できる。
【０４５１】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記収束位置変更部は、前記光記録媒体の層に応じて前記第１のビーム及び前記第２のビームの焦点位置を変化させる焦点可変レンズを含むことが好ましい。
【０４５２】
この構成によれば、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの焦点位置が変化されるので、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束位置を変更することができる。また、駆動機構を用いずに光の焦点位置を変化させることができるので、光ピックアップを小型化することができ、信頼性の高い光ピックアップを実現できる。
【０４５３】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記焦点可変レンズは、液晶レンズを含むことが好ましい。
【０４５４】
この構成によれば、液晶レンズに印加する電圧を変化させることにより、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの焦点位置を容易に変化させることができる。また、電気を用いて焦点位置を可動できるので、光ピックアップを小型化することができ、信頼性の高い光ピックアップを実現できる。
【０４５５】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記収束状態変更部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームに非点収差を与える非点収差付与部を含むことが好ましい。
【０４５６】
この構成によれば、第１のビーム及び第２のビームに非点収差を与えることにより、第１のビーム及び第２のビームの収束状態を変更することができる。また、駆動機構を用いずに、第１のビーム及び第２のビームが第１の光検出器上で重ならないようにすることができ、光ピックアップを小型化することができ、駆動機構を用いないので、光ピックアップの信頼性を向上させることができる。
【０４５７】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記非点収差付与部は、光入射面及び光出射面のうちの少なくとも１つの面が円筒面であるレンズで構成されていることが好ましい。
【０４５８】
この構成によれば、光入射面及び光出射面のうちの少なくとも１つの面が円筒面であるレンズにより、第１のビーム及び第２のビームに非点収差を与えることができる。また、１つの光学部品により、第１のビーム及び第２のビームに非点収差を与えることができるので、光ピックアップを小型化することができる。
【０４５９】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記非点収差付与部は、前記第１のビーム及び前記第２のビームを集光する集光レンズと、前記集光レンズと前記第１の光検出器との間の光路中に配置された楔形状のガラス板で構成されていることが好ましい。
【０４６０】
この構成によれば、第１のビーム及び第２のビームを集光する集光レンズと、第１の光検出器との間の光路中に配置された楔形状のガラス板により、第１のビーム及び第２のビームに非点収差を与えることができる。また、安価な光学部品で構成できるので、光ピックアップの低コスト化に向いており、組み立て精度が緩くなるので信頼性の高い光ピックアップを実現できる。
【０４６１】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記固体イマルジョンレンズの端面の周囲の形状はコーン状であることが好ましい。
【０４６２】
この構成によれば、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面とが相対的に傾いても、固体イマルジョンレンズと光記録媒体とが衝突し難くなるので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾きの許容角度を大きくすることができる。
【０４６３】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記固体イマルジョンレンズの端面上での前記第２のビームの中心は、前記固体イマルジョンレンズの端面上での前記第１のビームの中心から、前記光記録媒体のタンジェンシャル方向又はラジアル方向にずれた位置にあることが好ましい。
【０４６４】
この構成によれば、光記録媒体と固体イマルジョンレンズとの１軸方向の相対傾きを安定に検出でき、固体イマルジョンレンズと光記録媒体との衝突を防止することができる。
【０４６５】
また、上記の光ピックアップにおいて、
前記光ビーム生成部は、第３のビーム及び第４のビームをさらに生成し、
前記対物レンズ光学系は、前記第３のビーム及び前記第４のビームを前記光記録媒体に収束し、
前記第１の分岐素子は、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記第３のビーム及び前記第４のビームを反射させ、
前記収束状態変更部は、前記第１の分岐素子によって反射した前記第３のビーム及び前記第４のビームを前記第１の光検出器に収束し、かつ、収束状態を変更し、
前記第１の光検出器は、前記収束状態変更部によって収束された前記第３のビーム及び前記第４のビームを検出し、
前記第１のビームの中心と、前記第２のビームの中心と、前記第３のビームの中心と、前記第４のビームの中心とは、前記固体イマルジョンレンズの端面上ではそれぞれ異なる位置にあり、
前記固体イマルジョンレンズの端面上において、前記第１のビームの中心と前記第２のビームの中心とを結ぶ直線は、前記第３のビームの中心と前記第４のビームの中心とを結ぶ直線と直交しており、
前記第１の光検出器は、前記収束した第３のビームを受光する第３の受光部と、前記収束した第４のビームを受光する第４の受光部とをさらに含み、前記第１の受光部と前記第２の受光部との受光光量の差、及び前記第３の受光部と前記第４の受光部との受光光量の差に基づいて、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出することが好ましい。
【０４６６】
この構成によれば、光ビーム生成部によって、第３のビーム及び第４のビームがさらに生成される。対物レンズ光学系によって、第３のビーム及び第４のビームが光記録媒体に収束される。第１の分岐素子によって、固体イマルジョンレンズの端面で反射した第３のビーム及び第４のビームが反射される。収束状態変更部によって、第１の分岐素子で反射した第３のビーム及び第４のビームが第１の光検出器に収束され、かつ、収束状態が変更される。第１の光検出器によって、収束状態変更部により収束された第３のビーム及び第４のビームが検出される。このとき、第１のビームの中心と、第２のビームの中心と、第３のビームの中心と、第４のビームの中心とは、固体イマルジョンレンズの端面上ではそれぞれ異なる位置にある。固体イマルジョンレンズの端面上において、第１のビームの中心と第２のビームの中心とを結ぶ直線は、第３のビームの中心と第４のビームの中心とを結ぶ直線と直交している。そして、第１の光検出器は、収束した第３のビームを受光する第３の受光部と、収束した第４のビームを受光する第４の受光部とをさらに含み、第１の受光部と第２の受光部との受光光量の差、及び第３の受光部と第４の受光部との受光光量の差に基づいて、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出する。
【０４６７】
したがって、光記録媒体と固体イマルジョンレンズとのラジアル方向及びタンジェンシャル方向全ての相対傾きを安定に検出でき、固体イマルジョンレンズと光記録媒体との衝突を防止することができる。
【０４６８】
また、上記の光ピックアップにおいて、
前記第１のビームは、メインビームであり、
前記第２のビームは、サブビームであり、
前記第１の分岐素子は、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記メインビーム及び前記サブビームを反射させ、
前記第１の光検出器は、前記収束状態変更部によって収束された前記メインビーム及び前記サブビームを検出し、
前記光ピックアップは、
前記光記録媒体で反射した前記メインビームを反射させる第２の分岐素子と、
前記第２の分岐素子によって反射した前記メインビームを検出する第２の光検出器とをさらに備えることが好ましい。
【０４６９】
この構成によれば、第１の分岐素子によって、固体イマルジョンレンズの端面で反射したメインビーム及びサブビームが反射される。第１の光検出器によって、収束状態変更部によって収束されたメインビーム及びサブビームが検出される。第２の分岐素子によって、光記録媒体で反射したメインビームが反射される。第２の光検出器によって、第２の分岐素子で反射したメインビームが検出される。
【０４７０】
したがって、光記録媒体が複数の層を有する場合であっても、光記録媒体の層に応じてメインビーム及びサブビームの収束状態が変更され、第１の光検出器に入射するメインビーム及びサブビームのスポット系が適切な大きさに変更されるので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出でき、傾き角度のずれを抑えることができる。
【０４７１】
本発明の他の局面に係る傾き角度検出方法は、
複数の層を持つ光記録媒体の表面と、固体イマルジョンレンズの前記光記録媒体の表面に対向する端面との相対傾き角度を検出する傾き角度検出方法であって、
第１のビーム及び第２のビームを生成する光ビーム生成ステップと、
前記第１のビーム及び前記第２のビームを、前記固体イマルジョンレンズを介して前記光記録媒体に収束する収束ステップと、
前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを反射させる反射ステップと、
前記反射ステップにおいて反射した前記第１のビーム及び前記第２のビームを収束し、かつ、収束状態を変更する収束状態変更ステップと、
前記収束状態変更ステップにおいて収束された前記第１のビーム及び前記第２のビームを検出する光検出ステップとを含み、
前記第１のビームの中心と前記第２のビームの中心とは、前記固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にあり、
前記収束状態変更ステップは、前記光記録媒体の層に応じて前記第１のビーム及び前記第２のビームの収束状態を変更し、
前記光検出ステップは、前記収束した第１のビームと前記収束した第２のビームとの受光光量の差に基づいて、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出する。
【０４７２】
この構成によれば、光ビーム生成ステップにおいて、第１のビーム及び第２のビームが生成される。収束ステップにおいて、第１のビーム及び第２のビームが、固体イマルジョンレンズを介して光記録媒体に収束される。反射ステップにおいて、固体イマルジョンレンズの端面で反射した第１のビーム及び第２のビームが反射される。収束状態変更ステップにおいて、反射ステップで反射された第１のビーム及び第２のビームが収束され、かつ、収束状態が変更される。光検出ステップにおいて、収束状態変更ステップで収束された第１のビーム及び第２のビームが検出される。第１のビームの中心と第２のビームの中心とは、固体イマルジョンレンズの端面上では異なる位置にある。収束状態変更ステップにおいて、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態が変更される。光検出ステップにおいて、収束した第１のビームと収束した第２のビームとの受光光量の差に基づいて、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度が検出される。
【０４７３】
したがって、光記録媒体が複数の層を有する場合であっても、光記録媒体の層に応じて第１のビーム及び第２のビームの収束状態が変更され、光検出器に入射する第１のビーム及び第２のビームのスポット系が適切な大きさに変更されるので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出でき、傾き角度のずれを抑えることができる。
【０４７４】
本発明の他の局面に係る光情報装置は、上記のいずれかに記載の光ピックアップと、
光記録媒体を回転させるモータと、前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ及び前記光ピックアップを制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光ピックアップを光情報装置に適用することができる。
【０４７５】
本発明の他の局面に係る情報処理装置は、上記に記載の光情報装置と、前記光情報装置に記録する情報及び／又は前記光情報装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光情報装置を情報処理装置に適用することができる。
【０４７６】
また、本発明の一局面に係る光ピックアップは、
第１の光源と、
第２の光源と、
前記第１の光源から出射された光の発散度を変更する発散度変更部と、
固体イマルジョンレンズを含み、前記発散度変更部からの光を複数の記録層を持つ光記録媒体に収束する対物レンズ光学系と、
前記第１の光源から出射され、前記光記録媒体の記録層で反射した光を反射する第１の分岐部と、
前記第２の光源から出射された光が入射され、かつ、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した光を反射する第２の分岐部と、
前記第１の分岐部で反射した光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する第１の光検出器と、
少なくとも２つに分割された受光部を有し、前記第２の分岐部で反射した光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する第２の光検出器とを備え、
前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、前記第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれ、
前記第２の分岐部は、前記発散度変更部と前記対物レンズ光学系との間に配置され、
前記第１の光検出器は、前記光記録媒体に記録された情報を再生するための電気信号を出力し、
前記第２の光検出器は、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出するための電気信号を出力する。
【０４７７】
この構成によれば、発散度変更部は、第１の光源から出射された光の発散度を変更する。対物レンズ光学系は、固体イマルジョンレンズを含み、発散度変更部からの光を複数の記録層を持つ光記録媒体に収束する。第１の分岐部は、第１の光源から出射され、光記録媒体の記録層で反射した光を反射する。第２の分岐部は、第２の光源から出射された光が入射され、かつ、固体イマルジョンレンズの端面で反射した光を反射する。第１の光検出器は、第１の分岐部で反射した光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する。第２の光検出器は、少なくとも２つに分割された受光部を有し、第２の分岐部で反射した光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する。固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれている。第２の分岐部は、発散度変更部と対物レンズ光学系との間に配置される。第１の光検出器は、光記録媒体に記録された情報を再生するための電気信号を出力し、第２の光検出器は、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出するための電気信号を出力する。
【０４７８】
したがって、第２の分岐部は、発散度変更部と対物レンズ光学系との間に配置されるので、記録又は再生の対象となる層に応じて第１の光源の光軸方向の集束位置を変えるために発散度変更部を動作させても、第２の光源からの光の固体イマルジョンレンズの端面での形状が変化することはなく、第２の光検出器上のスポットサイズが変化することはないので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出でき、傾き角度のずれを抑えることができる。
【０４７９】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記第１の光源から出射される光の波長と、前記第２の光源から出射される光の波長とは互いに異なることが好ましい。
【０４８０】
この構成によれば、第２の光検出器には第１の光源から出射された光が入射することがないので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に検出することができる。
【０４８１】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記第１の光源から出射される光の波長と、前記第２の光源から出射される光の波長とは同一であることが好ましい。
【０４８２】
この構成によれば、単一波長のみが扱われるので、第２の分岐部の製作が容易となり、第２の分岐部を作成するコストを低減することができる。
【０４８３】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記第２の光源から出射される光は、前記対物レンズ光学系に収束光で入射することが好ましい。
【０４８４】
この構成によれば、第２の光源から出射される光は、対物レンズ光学系に収束光で入射するので、対物レンズ光学系による色収差を補正することができ、対物レンズ光学系と第２の光検出器との間の光学部品を小型化することができるので、光ピックアップを小型化することができる。
【０４８５】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記固体イマルジョンレンズの前記光記録媒体の表面に対向する端面の周囲の形状はコーン状であることが好ましい。
【０４８６】
この構成によれば、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面とが相対的に傾いても、固体イマルジョンレンズと光記録媒体とが衝突し難くなるので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾きの許容角度を大きくすることができる。
【０４８７】
本発明の他の局面に係る情報記録再生方法は、
第１の光源から出射された光の発散度を発散度変更部により変更する発散度変更ステップと、
前記発散度変更ステップにおいて発散度が変更された光を複数の記録層を持つ光記録媒体に固体イマルジョンレンズを含む対物レンズ光学系により収束させる収束ステップと、
前記第１の光源から出射され、前記光記録媒体の記録層で反射した光を第１の分岐部により反射する第１の反射ステップと、
第２の光源から出射された光が入射され、かつ、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した光を第２の分岐部により反射する第２の反射ステップと、
前記第１の反射ステップにおいて反射された光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する第１の光検出ステップと、
前記第２の反射ステップにおいて反射された光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する第２の光検出ステップとを含み、
前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、前記第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれ、
前記第２の分岐部は、前記発散度変更部と前記対物レンズ光学系との間に配置され、
前記第１の光検出ステップは、前記光記録媒体に記録された情報を再生するための電気信号を出力し、
前記第２の光検出ステップは、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出するための電気信号を出力する。
【０４８８】
この構成によれば、発散度変更ステップにおいて、第１の光源から出射された光の発散度が発散度変更部により変更される。収束ステップにおいて、発散度変更ステップで発散度が変更された光が複数の記録層を持つ光記録媒体に固体イマルジョンレンズを含む対物レンズ光学系により収束される。第１の反射ステップにおいて、第１の光源から出射され、光記録媒体の記録層で反射した光が第１の分岐部により反射される。第２の反射ステップにおいて、第２の光源から出射された光が入射され、かつ、固体イマルジョンレンズの端面で反射した光が第２の分岐部により反射される。第１の光検出ステップにおいて、第１の反射ステップで反射された光が受光され、受光量に応じた電気信号が出力される。第２の光検出ステップにおいて、第２の反射ステップで反射された光が受光され、受光量に応じた電気信号が出力される。固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれている。第２の分岐部は、発散度変更部と対物レンズ光学系との間に配置される。第１の光検出ステップは、光記録媒体に記録された情報を再生するための電気信号を出力する。第２の光検出ステップは、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出するための電気信号を出力する。
【０４８９】
したがって、第２の分岐部は、発散度変更部と対物レンズ光学系との間に配置されるので、記録又は再生の対象となる層に応じて第１の光源の光軸方向の集束位置を変えるために発散度変更部を動作させても、第２の光源からの光の固体イマルジョンレンズの端面での形状が変化することはなく、第２の光検出器上のスポットサイズが変化することはないので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出でき、傾き角度のずれを抑えることができる。
【０４９０】
また、上記の情報記録再生方法において、前記第１の光源から出射される光の波長と、前記第２の光源から出射される光の波長とは互いに異なることが好ましい。
【０４９１】
この構成によれば、第２の光検出器には第１の光源から出射された光が入射することがないので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に検出することができる。
【０４９２】
また、上記の情報記録再生方法において、前記第１の光源から出射される光の波長と、前記第２の光源から出射される光の波長とは同一であることが好ましい。
【０４９３】
この構成によれば、単一波長のみが扱われるので、第２の分岐部の製作が容易となり、第２の分岐部を作成するコストを低減することができる。
【０４９４】
また、上記の情報記録再生方法において、前記第２の光源から出射される光は、前記対物レンズ光学系に収束光で入射することが好ましい。
【０４９５】
この構成によれば、第２の光源から出射される光は、対物レンズ光学系に収束光で入射するので、対物レンズ光学系による色収差を補正することができ、対物レンズ光学系と第２の光検出器との間の光学部品を小型化することができるので、光ピックアップを小型化することができる。
【０４９６】
また、上記の情報記録再生方法において、前記固体イマルジョンレンズの前記光記録媒体の表面に対向する端面の周囲の形状はコーン状であることが好ましい。
【０４９７】
この構成によれば、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面とが相対的に傾いても、固体イマルジョンレンズと光記録媒体とが衝突し難くなるので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾きの許容角度を大きくすることができる。
【０４９８】
本発明の他の局面に係る光情報装置は、上記のいずれかに記載の光ピックアップと、光記録媒体を回転させるモータと、前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ及び前記光ピックアップを制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光ピックアップを光情報装置に適用することができる。
【０４９９】
本発明の他の局面に係る情報処理装置は、上記に記載の光情報装置と、前記光情報装置に記録する情報及び／又は前記光情報装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光情報装置を情報処理装置に適用することができる。
【０５００】
また、本発明の一局面に係る光ピックアップは、
光記録媒体に情報を記録又は再生する光ピックアップであって、
第１の光源と、
固体イマルジョンレンズと前記固体イマルジョンレンズに前記第１の光源からの光を集光させる絞りレンズとを含む対物レンズ光学系と、
前記第１の光源から出射され、前記光記録媒体の記録層で反射した光を反射する第１の分岐部と、
前記光記録媒体の記録層で反射し、前記第１の分岐部で反射した光を集光する検出光学系と、
前記検出光学系によって集光された光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する第１の光検出器とを備え、
前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、前記第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれており、
前記固体イマルジョンレンズの厚さは、下記の式（１９）及び式（２０）を満足する。
【０５０１】
ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ＞８／（ＮＡ／０．８５）／（ｍ／１５）２・・・（１９）
｛−１２９×（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５−３｝×（０．４０５／λ）＜７０・・・（２０）
【０５０２】
ここで、ｎｓは、前記固体イマルジョンレンズの屈折率を表し、ｄｓは、前記固体イマルジョンレンズの厚さ（μｍ）を表し、Ｒｓは、前記固体イマルジョンレンズの曲率半径（μｍ）を表し、ｎｄは、前記光記録媒体の表面と記録層との間の領域の屈折率を表し、ｄｄは、前記光記録媒体の表面と記録層との間の距離（μｍ）を表し、ＮＡは、前記対物レンズ光学系の開口数を表し、ｍは、前記対物レンズ光学系から前記検出光学系までの横倍率を表し、λは、前記第１の光源から出射される光の波長（μｍ）を表す。
【０５０３】
この構成によれば、対物レンズ光学系は、固体イマルジョンレンズと固体イマルジョンレンズに第１の光源からの光を集光させる絞りレンズとを含む。第１の分岐部は、第１の光源から出射され、光記録媒体の記録層で反射した光を反射する。検出光学系は、光記録媒体の記録層で反射し、第１の分岐部で反射した光を集光する。第１の光検出器は、検出光学系によって集光された光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する。固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれている。固体イマルジョンレンズの厚さは、上記の式（１９）及び式（２０）を満足する。
【０５０４】
したがって、固体イマルジョンレンズの入射面からの反射光と光記録媒体の記録層からの反射光との干渉による検出信号の劣化をなくし、また光記録媒体の傾きに対物レンズ光学系が追従しても光スポットを劣化させることがないので、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０５０５】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記固体イマルジョンレンズの前記光記録媒体に対向する端面の周囲の形状はコーン状であることが好ましい。
【０５０６】
この構成によれば、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面とが相対的に傾いても、固体イマルジョンレンズと光記録媒体とが衝突し難くなるので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾きの許容角度を大きくすることができ、光記録媒体の傾きに対する追従精度を緩くすることができる。
【０５０７】
また、上記の光ピックアップにおいて、
前記第１の光源から出射された光が入射され、かつ、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した光を反射する第２の分岐部と、
前記第２の分岐部で反射した光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する第２の光検出器とをさらに備え、
前記第２の光検出器は、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との距離を検出するための電気信号を出力することが好ましい。
【０５０８】
この構成によれば、第２の分岐部は、第１の光源から出射された光が入射され、かつ、固体イマルジョンレンズの端面で反射した光を反射する。第２の光検出器は、第２の分岐部で反射した光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する。第２の光検出器は、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離を検出するための電気信号を出力する。
【０５０９】
したがって、固体イマルジョンレンズと光記録媒体との間の距離を正確に検出することができ、安定に情報を記録又は再生することができる。また、１つの光源のみで構成されるので、安価で小型な光ピックアップを実現することができる。
【０５１０】
また、上記の光ピックアップにおいて、
第２の光源と、
前記第２の光源から出射された光が入射され、かつ、前記固体イマルジョンレンズの端面で反射した光を反射する第２の分岐部と、
前記第２の分岐部で反射した光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する第２の光検出器とをさらに備え、
前記第２の光検出器は、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との距離を検出するための電気信号を出力することが好ましい。
【０５１１】
この構成によれば、第２の分岐部は、第２の光源から出射された光が入射され、かつ、固体イマルジョンレンズの端面で反射した光を反射する。第２の光検出器は、第２の分岐部で反射した光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する。第２の光検出器は、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離を検出するための電気信号を出力する。
【０５１２】
したがって、固体イマルジョンレンズと光記録媒体との間の距離を正確に検出することができ、安定に情報を記録又は再生することができる。また、固体イマルジョンレンズと光記録媒体との間の距離を検出するための第２の光源が、光記録媒体の所定の層に情報を記録又は再生するための第１の光源とは別途配置されているので、各光源の調整精度を緩和することができ、組み立てが容易な光ピックアップを実現できる。
【０５１３】
また、上記の光ピックアップにおいて、
前記第２の光検出器は、少なくとも２つの受光部を有しており、
前記第２の光検出器は、前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出するための電気信号を出力することが好ましい。
【０５１４】
この構成によれば、第２の光検出器によって、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を検出するための電気信号が出力される。したがって、固体イマルジョンレンズと光記録媒体との間の距離を正確に検出することができ、固体イマルジョンレンズと光記録媒体とが衝突しないように制御することができるので、安定に情報を記録又は再生することができる。
【０５１５】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記第１の光源から出射される光の波長と、前記第２の光源から出射される光の波長とは互いに異なることが好ましい。
【０５１６】
この構成によれば、第２の光検出器には第１の光源から出射された光が入射することがないので、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との間の距離及び固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に検出することができる。
【０５１７】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記第１の光源から出射される光の波長と、前記第２の光源から出射される光の波長とは同一であることが好ましい。
【０５１８】
この構成によれば、単一波長のみが扱われるので、第２の分岐部の製作が容易となり、第２の分岐部を作成するコストを低減することができる。
【０５１９】
また、上記の光ピックアップにおいて、前記第２の光源から出射される光は、前記対物レンズ光学系に収束光で入射することが好ましい。
【０５２０】
この構成によれば、第２の光源から出射される光は、対物レンズ光学系に収束光で入射するので、対物レンズ光学系による色収差を補正することができ、対物レンズ光学系と第２の光検出器との間の光学部品を小型化することができるので、光ピックアップを小型化することができる。
【０５２１】
また、上記の光ピックアップにおいて、
前記光記録媒体は、複数の記録層を有し、
収束させる前記記録層に応じて、前記固体イマルジョンレンズと前記絞りレンズとの光軸方向の距離を変更するレンズ間距離変更部をさらに備えることが好ましい。
【０５２２】
この構成によれば、固体イマルジョンレンズと絞りレンズとの間の光軸方向の距離が変更されるので、第１の光源から出射された光の発散度を変更することができ、固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との相対傾き角度を安定に精度良く検出できる。
【０５２３】
本発明の他の局面に係る情報記録再生方法は、
光記録媒体に情報を記録又は再生する光ピックアップの情報記録再生方法であって、
第１の光源から光を出射する光出射ステップと、
固体イマルジョンレンズと前記固体イマルジョンレンズに前記第１の光源からの光を集光させる絞りレンズとを含む対物レンズ光学系により、前記光記録媒体の記録層に光を収束させる収束ステップと、
前記第１の光源から出射され、前記光記録媒体の記録層で反射した光を反射する第１の反射ステップと、
前記光記録媒体の記録層で反射し、前記第１の反射ステップにおいて反射された光を検出光学系により集光する集光ステップと、
前記集光ステップにおいて集光された光を受光し、受光量に応じて電気信号を出力する第１の光検出ステップとを含み、
前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、前記第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれており、
前記第１の光検出ステップは、前記光記録媒体に記録された再生信号を検出するための電気信号を出力し、
前記固体イマルジョンレンズの厚さは、下記の式（２１）及び式（２２）を満足する。
【０５２４】
ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ＞８／（ＮＡ／０．８５）／（ｍ／１５）２・・・（２１）
｛−１２９×（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５−３｝×（０．４０５／λ）＜７０・・・（２２）
【０５２５】
ここで、ｎｓは、前記固体イマルジョンレンズの屈折率を表し、ｄｓは、前記固体イマルジョンレンズの厚さ（μｍ）を表し、Ｒｓは、前記固体イマルジョンレンズの曲率半径（μｍ）を表し、ｎｄは、前記光記録媒体の表面と記録層との間の領域の屈折率を表し、ｄｄは、前記光記録媒体の表面と記録層との間の距離（μｍ）を表し、ＮＡは、前記対物レンズ光学系の開口数を表し、ｍは、前記対物レンズ光学系から、前記光記録媒体の記録層で反射した光を光検出器に集光させる検出光学系までの横倍率を表し、λは、前記第１の光源から出射される光の波長（μｍ）を表す。
【０５２６】
この構成によれば、光出射ステップにおいて、第１の光源から光が出射される。収束ステップにおいて、固体イマルジョンレンズと固体イマルジョンレンズに第１の光源からの光を集光させる絞りレンズとを含む対物レンズ光学系により、光記録媒体の記録層に光を収束させる。第１の反射ステップにおいて、第１の光源から出射され、光記録媒体の記録層で反射した光が反射される。集光ステップにおいて、光記録媒体の記録層で反射し、第１の反射ステップで反射された光が検出光学系により集光される。第１の光検出ステップにおいて、集光ステップで集光された光が受光され、受光量に応じて電気信号が出力される。固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、第１の光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれている。第１の光検出ステップは、光記録媒体に記録された再生信号を検出するための電気信号を出力する。固体イマルジョンレンズの厚さは、上記の式（２１）及び式（２２）を満足する。
【０５２７】
したがって、固体イマルジョンレンズの入射面からの反射光と光記録媒体の記録層からの反射光との干渉による検出信号の劣化をなくし、また光記録媒体の傾きに対物レンズ光学系が追従しても光スポットを劣化させることがないので、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０５２８】
本発明の他の局面に係る対物レンズ光学系は、
光記録媒体に情報を記録又は再生する光ピックアップに搭載される対物レンズ光学系であって、
固体イマルジョンレンズと、
前記固体イマルジョンレンズに光源からの光を集光させる絞りレンズとを備え、
前記固体イマルジョンレンズの端面と前記光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、前記光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれており、
前記固体イマルジョンレンズの厚さは、下記の式（２３）及び式（２４）を満足する。
【０５２９】
ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ＞８／（ＮＡ／０．８５）／（ｍ／１５）２・・・（２３）
｛−１２９×（ｎｓ×（ｄｓ−Ｒｓ）＋ｎｄ×ｄｄ）／Ｒｓ×ＮＡ３．５−３｝×（０．４０５／λ）＜７０・・・（２４）
【０５３０】
ここで、ｎｓは、前記固体イマルジョンレンズの屈折率を表し、ｄｓは、前記固体イマルジョンレンズの厚さ（μｍ）を表し、Ｒｓは、前記固体イマルジョンレンズの曲率半径（μｍ）を表し、ｎｄは、前記光記録媒体の表面と記録層との間の領域の屈折率を表し、ｄｄは、前記光記録媒体の表面と記録層との間の距離（μｍ）を表し、ＮＡは、前記対物レンズ光学系の開口数を表し、ｍは、前記対物レンズ光学系から前記検出光学系までの横倍率を表し、λは、前記光源から出射される光の波長（μｍ）を表す。
【０５３１】
この構成によれば、対物レンズ光学系は、固体イマルジョンレンズと、固体イマルジョンレンズに光源からの光を集光させる絞りレンズとを備える。固体イマルジョンレンズの端面と光記録媒体の表面との距離は、エバネッセント光が伝播される距離である、光源から出射される光の波長の１０分の１より短い距離に保たれている。固体イマルジョンレンズの厚さは、上記の式（２３）及び式（２４）を満足する。
【０５３２】
したがって、固体イマルジョンレンズの入射面からの反射光と光記録媒体の記録層からの反射光との干渉による検出信号の劣化をなくし、また光記録媒体の傾きに対物レンズ光学系が追従しても光スポットを劣化させることがないので、情報を安定に記録又は再生できるだけでなく、重要な光記録媒体を傷つける可能性を低くすることができる。
【０５３３】
本発明の他の局面に係る光情報装置は、上記のいずれかに記載の光ピックアップと、光記録媒体を回転させるモータと、前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ及び前記光ピックアップを制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光ピックアップを光情報装置に適用することができる。
【０５３４】
本発明の他の局面に係る情報処理装置は、上記に記載の光情報装置と、前記光情報装置に記録する情報及び／又は前記光情報装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光情報装置を情報処理装置に適用することができる。
【０５３５】
なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０５３６】
本発明に係る光ピックアップ、傾き角度検出方法及び光情報装置は、開口数が１を超えるような固体イマルジョンレンズを使って複数の層を有する光記録媒体に対して高密度かつ安定して情報を記録又は再生することが可能になる。よって、光情報装置の応用機器であるコンピュータ、光ディスクレコーダ、光ディスクプレーヤ、光ディスクサーバ又はカーナビゲーションシステムなどの情報処理装置に利用することができる。
【図１】
2012063484.tif 000007
【図２】
2012063484.tif 000008
【図３】
2012063484.tif 000009
【図４】
2012063484.tif 000010
【図５】
2012063484.tif 000011
【図６】
2012063484.tif 000012
【図７】
2012063484.tif 000013
【図８】
2012063484.tif 000014
【図９】
2012063484.tif 000015
【図１０】
2012063484.tif 000016
【図１１】
2012063484.tif 000017
【図１２】
2012063484.tif 000018
【図１３】
2012063484.tif 000019
【図１４】
2012063484.tif 000020
【図１５】
2012063484.tif 000021
【図１６】
2012063484.tif 000022
【図１７】
2012063484.tif 000023
【図１８】
2012063484.tif 000024
【図１９】
2012063484.tif 000025
【図２０】
2012063484.tif 000026
【図２１】
2012063484.tif 000027
【図２２】
2012063484.tif 000028
【図２３】
2012063484.tif 000029
【図２４】
2012063484.tif 000030
【図２５】
2012063484.tif 000031
【図２６】
2012063484.tif 000032
【図２７】
2012063484.tif 000033
【図２８】
2012063484.tif 000034
【図２９】
2012063484.tif 000035
【図３０】
2012063484.tif 000036
【図３１】
2012063484.tif 000037
【図３２】
2012063484.tif 000038
【図３３】
2012063484.tif 000039
【図３４】
2012063484.tif 000040
【図３５】
2012063484.tif 000041
【図３６】
2012063484.tif 000042
【図３７】
2012063484.tif 000043
【図３８】
2012063484.tif 000044
【図３９】
2012063484.tif 000045
【図４０】
2012063484.tif 000046
【図４１】
2012063484.tif 000047
【図４２】
2012063484.tif 000048
【図４３】
2012063484.tif 000049
【図４４】
2012063484.tif 000050
【図４５】
2012063484.tif 000051
【図４６】
2012063484.tif 000052
【図４７】
2012063484.tif 000053
【図４８】
2012063484.tif 000054
【国際調査報告】
2012063484.tif 000055
2012063484.tif 000056
2012063484.tif 000057
2012063484.tif 000058