(57)【要約】【課題】簡素な構成にて効果的に迷光を除去でき、球面収差を円滑に補正できる光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置を提供する。【解決手段】ディスクによって反射されたレーザ光のうち、レーザ光軸の周りに設定された４つの光束領域Ａ〜Ｄの光束の進行方向を変化させ、光束領域Ａ〜Ｄの光束を互いに離散させる。光検出器の検出面には、信号光のみが存在する信号光領域が現れる。この領域にセンサパターンを配置する。また、この領域の内側に、球面収差検出用のセンサパターンを配置する。これにより、迷光の影響を除去でき、且つ、球面収差の検出が可能となる。【選択図】図１１
2010055737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、
前記記録媒体によって反射された前記レーザ光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記レーザ光の進行方向に互いに離間させる非点収差素子と、
前記記録媒体によって反射された前記レーザ光のうち、異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせ、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させる角度調整素子と、
前記離散された各光束を受光して検出信号を出力する光検出器と、
前記レーザ光に生じる球面収差を補正する球面収差補正ユニットと、
を備え、
前記角度調整素子は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線の交点を前記レーザ光軸に整合させたとき、前記２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるよう、前記４つの光束領域を設定し、
前記光検出器は、前記４つの光束をそれぞれ受光する位置に配された第１のセンサ部と、球面収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部とを有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記４つの光束領域は、前記２つの直線によって前記レーザ光の光束領域を分割することにより設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ピックアップ装置において、
前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において正方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を、前記第１および第２の方向に対し４５°の方向で、且つ、所定の角度だけ変化させる、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光ピックアップ装置において、
前記第２のセンサ部は、前記正方形の互いに対向する２つの辺の並び方向に配された２つのセンサと、残り２つの辺の並び方向に配された２つのセンサとを有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光ピックアップ装置において、
前記正方形の互いに対向する２つの辺の並び方向に配された２つの前記センサにおける総受光量に対応する検出信号と、残り２つの辺の並び方向に配された２つの前記センサにおける総受光量に対応する検出信号の差分を演算する第１の演算回路を備える、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の光ピックアップ装置において、
前記第２のセンサ部を構成する４つの前記センサの各受光領域は、前記第１のセンサ部に囲まれた領域を、前記正方形の互いに対向する２つの頂点を結ぶ直線と残り２つの頂点を結ぶ直線によって４分割した領域となっている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光ピックアップ装置において、
前記正方形の互いに対向する２つの頂点を結ぶ一つの直線によって４つの前記センサを２つのグループに区分したとき、一方のセンサグループにおける総受光量に対応する検出信号と、他方のセンサグループにおける総受光量に対応する検出信号の差分を演算する第２の演算回路を備える、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
照射光の焦点位置を目標面上に位置づける焦点調整方法であって、
前記目標面によって反射された前記照射光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記照射光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記照射光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記照射光の進行方向に互いに離間させ、
前記目標面によって反射された前記照射光のうち、異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせて、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させ、
前記離散された各光束を光検出器にて受光し、
前記４つの光束領域は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線の交点を前記照射光の光軸に整合させたとき、前記２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるように設定されており、
前記光検出器は、前記４つの光束をそれぞれ受光する位置に配された第１のセンサ部と、球面収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部とを有し、
前記第１のセンサ部から出力された検出信号に対し非点収差法に基づく演算処理を行ってフォーカスエラー信号を生成し、
前記第２のセンサ部から出力された検出信号に基づいて球面収差を表す信号を生成する、
ことを特徴とする焦点調整方法。
【請求項９】
請求項１に記載の光ピックアップ装置と、
前記光検出器からの信号を演算処理する演算回路と、
前記演算回路からの信号に基づいて前記対物レンズおよび前記球面収差補正ユニットを駆動制御するサーボ回路と、
を備えることを特徴する光ディスク装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光ディスク装置において、
前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において正方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を、前記第１および第２の方向に対し４５°の方向で、且つ、所定の角度だけ変化させる、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光ディスク装置において、
前記第２のセンサ部は、前記正方形の互いに対向する２つの辺の並び方向に配された２つのセンサと、残り２つの辺の並び方向に配された２つのセンサとを有する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光ディスク装置において、
前記演算回路は、前記正方形の互いに対向する２つの辺の並び方向に配された２つの前記センサにおける総受光量に対応する検出信号と、残り２つの辺の並び方向に配された２つの前記センサにおける総受光量に対応する検出信号の差分を演算する第１の演算回路を備え、
前記サーボ回路は、前記第１の演算回路による演算結果に基づいて、前記球面収差補正ユニットを制御する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の光ディスク装置において、
前記第２のセンサ部を構成する４つの前記センサの各受光領域は、前記第１のセンサ部に囲まれた領域を、前記正方形の互いに対向する２つの頂点を結ぶ直線と残り２つの頂点を結ぶ直線によって４分割した領域となっている、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光ディスク装置において、
前記レーザ光に生じるコマ収差を補正するコマ収差補正ユニットをさらに備え、
前記演算回路は、前記正方形の互いに対向する２つの頂点を結ぶ一つの直線によって４つの前記センサを２つのグループに区分したとき、一方のセンサグループにおける総受光量に対応する検出信号と、他方のセンサグループにおける総受光量に対応する検出信号の差分を演算する第２の演算回路を備え、
前記サーボ回路は、前記第２の演算回路による演算結果に基づいて、前記コマ収差補正ユニットを駆動制御する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１５】
請求項９ないし１４の何れか一項に記載の光ディスク装置において、
前記サーボ回路は、光ディスクに対する再生または記録に並行して、前記球面収差補正ユニットを駆動制御する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１６】
請求項９ないし１４の何れか一項に記載の光ディスク装置において、
前記サーボ回路は、光ディスクに対する前記レーザ光の照射位置が前記光ディスクの径方向に所定量変化する毎に、前記球面収差補正ユニットを駆動制御する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１７】
請求項９ないし１４の何れか一項に記載の光ディスク装置において、
前記演算回路は、前記第２のセンサ部からの出力信号に基づいて前記球面収差に応じた収差信号を生成し、
前記光ディスク装置は、前記収差信号が入力されるローパスフィルタをさらに備え、
前記サーボ回路は、前記ローパスフィルタからの出力に基づいて前記球面収差補正ユニットを制御する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光ディスク装置において、
前記光ディスクは、積層方向に複数の記録層を有し、
前記光ディスク装置は、前記ローパスフィルタの時定数を変化させるための回路部をさらに備え、
前記レーザ光の照射対象が第１の記録層から第２の記録層に切り替えられるとき、前記サーボ回路の応答速度が高められる、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置に関するものであり、特に、複数の記録層が積層された記録媒体に対して記録／再生を行う際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの大容量化に伴い、記録層の多層化が進んでいる。一枚のディスク内に複数の記録層を含めることにより、ディスクのデータ容量を顕著に高めることができる。記録層を積層する場合、これまでは片面２層が一般的であったが、最近では、さらに大容量化を進めるために、片面に３層以上の記録層を配することも検討されている。ここで、記録層の積層数を増加させると、ディスクの大容量化を促進できる。しかし、その一方で、記録層間の間隔が狭くなり、層間クロストークによる信号劣化が増大する。
【０００３】
記録層を多層化すると、記録／再生対象とされる記録層（ターゲット記録層）からの反射光が微弱となる。このため、ターゲット記録層の上下にある記録層から、不要な反射光（迷光）が光検出器に入射すると、検出信号が劣化し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボに悪影響を及ぼす惧れがある。したがって、このように記録層が多数配されている場合には、適正に迷光を除去して、光検出器からの信号を安定化させる必要がある。
【０００４】
以下の特許文献１には、ピンホールを用いて迷光を除去する技術が記載されている。また、特許文献２には、１／２波長板と偏光光学素子を組み合わせることにより迷光を除去する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６０６６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５２７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、ターゲット記録層から反射されたレーザ光（信号光）の収束位置にピンホールを正確に位置づける必要があるため、ピンホールの位置調整作業が困難であるとの課題がある。位置調整作業を容易にするためピンホールのサイズを大きくすると、迷光がピンホールを通過する割合が増加し、迷光による信号劣化を効果的に抑制できなくなる。
【０００７】
また、特許文献２の技術によれば、迷光を除去するために、１／２波長板と偏光光学素子が２つずつ必要である他、さらに、２つのレンズが必要であるため、部品点数とコストが増加し、また、各部材の配置調整が煩雑であるとの課題がある。また、これらの部材を並べて配置するスペースが必要となり、光学系が大型化するとの課題もある。
【０００８】
この他、この種の光ピックアップ装置では、光ディスクのカバー層の厚み変動等によってレーザ光に球面収差が発生する。よって、かかる球面収差の発生を適正に検出して補正する必要がある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解消するためになされたものであり、簡素な構成にて効果的に迷光を除去でき、且つ、球面収差を円滑に補正できる光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、前記記録媒体によって反射された前記レーザ光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記レーザ光の進行方向に互いに離間させる非点収差素子と、前記記録媒体によって反射された前記レーザ光のうち、異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせ、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させる角度調整素子と、前記離散された各光束を受光して検出信号を出力する光検出器と、前記レーザ光に生じる球面収差を補正する球面収差補正ユニットとを備える。ここで、前記角度調整素子は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線の交点を前記レーザ光軸に整合させたとき、前記２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるよう、前記４つの光束領域を設定する。また、前記光検出器は、前記４つの光束をそれぞれ受光する位置に配された第１のセンサ部と、球面収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部とを有する。
【００１１】
この態様によれば、４つの光束領域と非点収差の方向（第１および第２の方向）との関係を上記のように設定したため、ターゲット記録層にて反射されたレーザ光（信号光）と、当該ターゲット記録層の上および／若しくは下の記録層から反射されたレーザ光（迷光）とが、光検出器の受光面（オンフォーカス時に信号光スポットが最小錯乱円になる面）上において、互いに重なり合わないようにすることができる。したがって、光検出器により信号光のみを受光することができ、よって、迷光による検出信号の劣化を抑制することができる。また、この作用を、角度調整素子を光路中に配置するのみで実現できる。よって、この態様によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができる。
【００１２】
加えて、この態様によれば、球面収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部が配されているため、第２のセンサ部からの出力をもとに球面収差の発生具合を検出することができ、この検出結果に基づいて、球面収差の補正を行うことができる。
【００１３】
なお、第１の態様において、前記４つの光束領域は、前記２つの直線によって前記レーザ光の光束領域を分割することにより設定され得る。
【００１４】
さらに、第１の態様において、前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において正方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を、前記第１および第２の方向に対し４５°の方向で、且つ、所定の角度だけ変化させるよう構成され得る。こうすると、光検出器上におけるセンサパターンの設計を簡易化することができ、また、センサパターン領域をコンパクトにすることができる。
【００１５】
このように、角度調整素子によって離散された各光束が光検出器の受光面上において正方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれる場合、前記第２のセンサ部は、前記正方形の互いに対向する２つの辺の並び方向に配された２つのセンサと、残り２つの辺の並び方向に配された２つのセンサとを有する構成とされ得る。
【００１６】
このとき、光ピックアップ装置は、さらに、前記正方形の互いに対向する２つの辺の並び方向に配された２つの前記センサにおける総受光量に対応する検出信号と、残り２つの辺の並び方向に配された２つの前記センサにおける総受光量に対応する検出信号の差分を演算する第１の演算回路を備える構成とされ得る。
【００１７】
ここで、前記第２のセンサ部を構成する４つの前記センサの各受光領域は、前記第１のセンサ部に囲まれた領域を、前記正方形の互いに対向する２つの頂点を結ぶ直線と残り２つの頂点を結ぶ直線によって４分割した領域とされ得る。こうすると、各センサからの出力を演算処理することにより、コマ収差の検出信号を生成することができる。
【００１８】
この場合、光ピックアップ装置は、前記正方形の互いに対向する２つの頂点を結ぶ一つの直線によって４つの前記センサを２つのグループに区分したとき、一方のセンサグループにおける総受光量に対応する検出信号と、他方のセンサグループにおける総受光量に対応する検出信号の差分を演算する第２の演算回路を備える構成とされ得る。かかる第２の演算回路による演算結果が、コマ収差の検出信号となる。
【００１９】
本発明の第２の態様は、照射光の焦点位置を目標面上に位置づける焦点調整方法に関するものである。この焦点調整方法は、前記目標面によって反射された前記照射光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記照射光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記照射光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記照射光の進行方向に互いに離間させ、前記目標面によって反射された前記照射光のうち、異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせて、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させ、前記離散された各光束を光検出器にて受光する。ここで、前記４つの光束領域は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線の交点を前記照射光の光軸に整合させたとき、前記２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるように設定されている。また、前記光検出器は、前記４つの光束をそれぞれ受光する位置に配された第１のセンサ部と、球面収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部とを有する。こうして、前記第１のセンサ部から出力された検出信号に対し非点収差法に基づく演算処理を行ってフォーカスエラー信号を生成し、前記第２のセンサ部から出力された検出信号に基づいて球面収差を表す信号を生成する。
【００２０】
第２の態様においても、上記第１の態様と同様の効果が奏される。
【００２１】
本発明の第３の態様に係る光ディスク装置は、上記第１の態様およびその具体的態様に係る光ピックアップ装置と、前記光検出器からの信号を演算処理する演算回路と、前記演算回路からの信号に基づいて前記対物レンズおよび前記球面収差補正ユニットを駆動制御するサーボ回路とを備える。
【００２２】
第３の態様においても、上記第１の態様と同様の効果が奏される。
【００２３】
また、第３の態様に係る光ディスク装置によれば、フォーカスエラー信号とは別に、第２のセンサ部からの信号をもとに球面収差を表す信号が独立して生成される。このため、フォーカスエラー信号を生成するための第１のセンサ部からの出力をもとに、トラッキングエラー信号や再生ＲＦ信号を生成すれば、これらの信号をもとに記録動作や再生動作を進めながら、球面収差を表す信号により球面収差の補正動作を実行することができる。
【００２４】
また、第３の態様に係る光ディスク装置によれば、球面収差を表す信号に基づいて球面収差補正ユニットが駆動されるため、たとえば、ジッタや再生ＲＦ信号の振幅が最良になるように球面収差補正ユニットを駆動する場合に比べて、より迅速に、球面収差の補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のとおり、本発明によれば、簡素な構成にて効果的に迷光を除去することができ、且つ、レーザ光に生じる球面収差を円滑に補正できる光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置を提供することができる。
【００２６】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態によって何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図である。
【図２】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図である。
【図３】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図である。
【図４】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図である。
【図５】実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図である。
【図６】実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図である。
【図７】実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図である。
【図８】実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図である。
【図９】実施形態に係る技術原理（角度付与と光束の分布）を説明する図である。
【図１０】実施の形態に係るセンサパターンの配置方法を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る球面収差の影響を説明する図である。
【図１２】球面収差の影響を検証（シミュレーション）するために用いた光学系を示す図である。
【図１３】球面収差の影響に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図である。
【図１５】実施例に係る光検出器のセンサパターンを示す図である。
【図１６】実施例に係る角度調整素子の構成例を示す図である。
【図１７】実施例および本発明の技術原理の好ましい適用範囲を示す図である。
【図１８】実施例の変更例（光束領域の設定形態）を示す図である。
【図１９】実施例の変更例（光学系の変更形態）を示す図である。
【図２０】実施例の変更例（光学系の変更形態）を示す図である。
【図２１】実施例に係るコマ収差の影響を説明する図である。
【図２２】球面収差の影響に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図２３】実施例に係る光ディスク装置の構成を示す図である。
【図２４】実施例に係る信号演算回路の構成を示す図である。
【図２５】実施例に係る球面収差信号を生成するための回路を示す図である。
【図２６】実施例に係るコリメートレンズの制御動作を説明する図である。
【図２７】実施例の変更例に係るコリメートレンズの制御動作を示すフローチャートである。
【図２８】実施例の変更例に係る球面収差信号を生成するための回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２９】
＜技術的原理＞
まず、図１ないし図１０を参照して、本実施の形態に適用される技術的原理について説明する。
【００３０】
図１（ａ）は、ターゲット記録層によって反射されたレーザ光（信号光）が、平行光の状態でアナモレンズ等の非点収差素子に入射されたときの信号光と迷光の収束状態を示す図である。なお、“迷光１”は、レーザ光入射面側から見てターゲット記録層よりも一つ奥側にある記録層にて反射されたレーザ光であり、“迷光２”は、ターゲット記録層よりも一つ手前にある記録層にて反射されたレーザ光である。また、同図は、信号光がターゲット記録層にフォーカス合わせされたときの状態を示している。
【００３１】
図示の如く、アナモレンズの作用により、図中の“曲面方向”に信号光が収束することによって面Ｓ１に焦線が生じ、さらに、この曲面方向に垂直な図中の“平面方向”に信号光が収束することによって面Ｓ２に焦線が生じる。そして、面Ｓ１と面Ｓ２の間の面Ｓ０において、信号光のスポットが最小（最小錯乱円）となる。非点収差法に基づくフォーカス調整では、面Ｓ０に光検出器の受光面が置かれる。なお、ここではアナモレンズにおける非点収差作用を簡単に説明するために、便宜上、“曲面方向”と“平面方向”と表現しているが、実際には、互いに異なる位置に焦線を結ぶ作用がアナモレンズによって生じれば良く、図１中の“平面方向”においてアナモレンズが曲率を持っていても良い。
【００３２】
なお、同図（ａ）に示す如く、迷光１の焦線位置（同図では、非点収差素子による２つの焦線位置の間の範囲を“収束範囲”と示す）は、信号光の焦線位置よりも非点収差素子に接近しており、また、迷光２の焦線位置は、信号光の焦線位置よりも非点収差素子から離れている。
【００３３】
図１（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における信号光のビーム形状を示す図である。真円で非点収差素子に入射した信号光は、面Ｓ１上で楕円となり、面Ｓ０上で略真円となった後、面Ｓ２上にて再び楕円となる。ここで、面Ｓ１上のビーム形状と面Ｓ２上のビーム形状は、それぞれの長軸が互いに垂直の関係となっている。
【００３４】
ここで、同図（ａ）および（ｂ）のように、平行光部分におけるビームの外周に、反時計方向に８つの位置（位置１〜８：同図では丸囲み数字で表記）を設定すると、位置１〜８を通る光線は、非点収差素子によってそれぞれ収束作用を受ける。なお、位置４と位置８は、曲面方向に平行な直線にて平行光部分のビーム断面を２分割する場合の分割線上に位置しており、位置２と位置６は、平面方向に平行な直線にて平行光部分のビーム断面を２分割する場合の分割線上に位置している。位置１、３、５、７はそれぞれ、位置２、４、６、８によって区分される外周円弧の中間にある。
【００３５】
平行光部分において位置４と位置８を通る光線は、面Ｓ１で曲面方向の焦線へと収束された後に面Ｓ０へと入射する。このため、これら位置４、８を通る光線は、面Ｓ０上において、同図（ｄ）に示す位置４、８を通る。同様に、平行光部分において位置１、３、５、７を通る光線も、面Ｓ１にて曲面方向の焦線へと収束された後に面Ｓ０へと入射するため、面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す位置１、３、５、７を通る。これに対し、平行光部分において位置２、６を通る光線は、面Ｓ１で曲面方向の焦線へと収束されずに面Ｓ０へと入射する。このため、これら位置２、６を通る光線は、面Ｓ０上において、同図（ｄ）に示す位置２、６を通る。
【００３６】
図２（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における迷光１のビーム形状と光線通過位置を示す図である。同図（ｂ）に示すように、迷光１の外周にも、上記信号光の場合と同様に８つの位置１〜８を設定すると、これら８つの位置１〜８を通る光線は、曲面方向の焦線および平面方向の焦線の何れかに収束された後に面Ｓ０へと入射する。このため、平行光部分において位置１〜８を通る光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｄ）に示す位置１〜８を通る。
【００３７】
図３（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における迷光２のビーム形状と光線通過位置を示す図である。同図（ｂ）に示すように、迷光２の外周にも、上記信号光の場合と同様に８つの位置１〜８を設定すると、これら８つの位置１〜８を通る光線は、曲面方向の焦線と平面方向の焦線の何れへも収束されることなく面Ｓ０へと入射する。このため、平行光部分において位置１〜８を通る光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｄ）に示す位置１〜８を通る。
【００３８】
図４は、以上に説明した平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上におけるビーム形状と光線の通過位置を、信号光、迷光１および迷光２を対比して示す図である。同図中の（ｃ）の段を対比して分かるとおり、平行光部分において位置１を通過した信号光、迷光１および迷光２の光束は、それぞれ、面Ｓ０上において、互いに異なる外周位置を通過する。同様に、平行光部分において位置３，４，５，７，８を通過した信号光、迷光１および迷光２の光束も、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過する。平行光部分において位置２，６を通過した信号光と迷光２の光束は、面Ｓ０において、同じ外周位置を通過する。この場合も、平行光部分において位置２，６を通過した信号光と迷光１の光束は、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過し、また、平行光部分において位置２、６を通過した迷光１と迷光２の光束は、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過する。
【００３９】
次に、以上の現象を考慮して、平行光部分における信号光および迷光１、２の領域分割パターンと、面Ｓ０上における信号光および迷光１、２の照射領域との関係について検討する。
【００４０】
まず、図５（ａ）に示すように、平行光部分における信号光および迷光１、２を、平面方向と曲面方向に対して４５°傾いた２つの直線で分割し、４つの光束領域Ａ〜Ｄに区分したとする。なお、この分割パターンは、従来の非点収差法に基づく領域分割に対応するものである。
【００４１】
この場合、上述の現象により、光束領域Ａ〜Ｄの信号光は、面Ｓ０上において、同図（ｂ）のように分布する。また、光束領域Ａ〜Ｄの迷光１および迷光２は、上述の現象により、それぞれ、同図（ｃ）および（ｄ）のように分布する。
【００４２】
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図６（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光束領域の迷光１および迷光２の何れか一方が必ず重なる。このため、各光束領域の信号光を光検出器上のセンサパターンで受光すると、少なくとも、同じ光束領域における迷光１または迷光２が対応するセンサパターンに同時に入射し、これにより検出信号に劣化が生じる。
【００４３】
これに対し、図７（ａ）に示すように、平行光部分における信号光および迷光１、２を、平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で分割し、４つの光束領域Ａ〜Ｄに区分したとする。この場合、上述の現象から、光束領域Ａ〜Ｄの信号光は、面Ｓ０上において、同図（ｂ）のように分布する。また、光束領域Ａ〜Ｄの迷光１および迷光２は、上述の現象により、それぞれ、同図（ｃ）および（ｄ）のように分布する。
【００４４】
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図８（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光束領域の迷光１および迷光２の何れも重ならない。このため、各光束領域内の光束（信号光、迷光１、２）を異なる方向に離散させた後に、信号光のみをセンサパターンにて受光するように構成すると、対応するセンサパターンには信号光のみが入射し、迷光の入射を抑止することができる。これにより、迷光による検出信号の劣化を回避することができる。
【００４５】
以上のように、信号光および迷光１、２を平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で４つの光束領域Ａ〜Ｄに分割し、これら光束領域Ａ〜Ｄを通る光を分散させて面Ｓ０上において離間させることにより、信号光のみを取り出すことができる。本実施の形態は、この原理を基盤とするものである。
【００４６】
図９は、図７（ａ）に示す４つの光束領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向を、それぞれ、異なる方向に、同じ角度だけ変化させたときの、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２の分布状態を示す図である。ここでは、同図（ａ）に示すように、光束領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向が、それぞれ、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに、同じ角度量α（図示せず）だけ変化している。なお、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは、平面方向と曲面方向に対して、それぞれ、４５°の傾きを持っている。
【００４７】
この場合、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄにおける角度量αを調節することにより、Ｓ０平面上において、同図（ｂ）に示すように各光束領域の信号光と迷光１、２を分布させることができる。その結果、図示の如く、信号光のみが存在する信号光領域をＳ０平面上に設定することができる。この信号光領域に光検出器のセンサパターンを設定することにより、各領域の信号光のみを、対応するセンサパターンにて受光することができる。
【００４８】
図１０は、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成するためのセンサパターンの配置方法を説明する図である。同図（ａ）および（ｂ）は、従来の非点収差法に基づく光束の分割方法とセンサパターンを示す図であり、同図（ｃ）および（ｄ）は、上述の原理に基づく光束の分割方法とセンサパターンを示す図である。ここで、トラック方向は、平面方向と曲面方向に対して４５°の傾きを持っている。なお、同図（ａ）および（ｂ）には、説明の便宜上、光束が８つの光束領域ａ〜ｈに区分されている。また、トラック溝による回折の像が実線で示され、オフフォーカス時のビーム形状が点線によって示されている。
【００４９】
従来の非点収差法では、光検出器のセンサパターンＰ１〜Ｐ４（４分割センサ）が同図（ｂ）のように設定される。この場合、光束領域ａ〜ｈの光強度に基づく検出信号成分をＡ〜Ｈで表すと、フォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）の演算により求まり、プッシュプル信号ＰＰは、ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）の演算により求まる。
【００５０】
これに対し、上記図９（ｂ）の分布状態では、上述の如く、信号光領域内に、図１０（ｃ）の状態で信号光が分布している。この場合、図１０（ａ）に示す光束領域ａ〜ｈを通る信号光の分布を同図（ｃ）の分布に重ねると、同図（ｄ）のようになる。すなわち、同図（ａ）の光束領域ａ〜ｈを通る信号光は、光検出器のセンサパターンが置かれる面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈへと導かれる。
【００５１】
したがって、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈの位置に、同図（ｄ）に重ねて示す如くセンサパターンＰ１１〜Ｐ１８を設定すれば、同図（ｂ）の場合と同様の演算処理によって、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成することができる。すなわち、この場合も、光束領域ａ〜ｈの光束を受光するセンサパターンからの検出信号をＡ〜Ｈで表すと、同図（ｂ）の場合と同様、フォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）の演算により取得でき、また、プッシュプル信号ＰＰは、ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）の演算により取得することができる。
【００５２】
以上のように、本原理によれば、平行光部分における信号光および迷光１、２を、図１の平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で４つの光束領域Ａ〜Ｄに分割し、これら光束領域Ａ〜Ｄを通る光を分散させ、さらに、分散させた後の各光束領域Ａ〜Ｄにおける信号光を、２分割された受光部によって個別に受光することにより、従来の非点収差法に基づく場合と同様の演算処理にて、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成することができる。
【００５３】
次に、本原理を適用した場合の球面収差の影響について説明する。
【００５４】
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光検出面上における信号光に生じる球面収差の影響をシミュレーションにより求めたシミュレーション結果である。各シミュレーション結果は、ディスク入射面からターゲット記録層までの距離が異なる場合の光検出面上における信号光の強度分布を求めたものである。何れのシミュレーション結果においても、レーザ光はターゲット記録層に対してオンフォーカス状態にある。
【００５５】
同図（ｂ）は、ディスク入射面（ブルーレイディスクを想定）からターゲット記録層までの距離が適正であるときの信号光の状態であり、同図（ａ）および（ｃ）は、それぞれ、ディスク入射面からターゲット記録層までの距離が適正値からずれた場合の信号光の状態である。
【００５６】
なお、同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、黒に近いほど光の強度が高くなっている。また、同図（ａ）は、ディスク入射面からターゲット記録層までの距離が、同図（ｂ）の適正状態から５μｍ増加して３次球面収差の大きさが５０ｍλｒｍｓであるときのシミュレーション結果であり、同図（ｃ）は、ディスク入射面からターゲット記録層までの距離が、同図（ｂ）の適正状態から５μｍ減少して３次球面収差の大きさが５０ｍλｒｍｓであるときのシミュレーション結果である。
【００５７】
図１２は、図１１（ｃ）のシミュレーションに用いた光学系を示す図である。図中、１０は、波長４０５ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ、１１は、半導体レーザ１０から出射されたレーザ光を略全反射する偏光ビームスプリッタ、１２はレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ、１３はコリメートレンズ１２側から入射されるレーザ光（直線偏光）を円偏光に変換する１／４波長板、１４はレーザ光をディスク上に収束させる対物レンズ、１５は偏光ビームスプリッタ１１を透過したディスクからの反射光に非点収差を導入する検出レンズ、１６は、上記図９（ａ）を参照して説明した作用をレーザ光に付与する角度調整素子、１７は光検出器である。
【００５８】
角度調整素子は、上記図９（ａ）を参照して説明したように、４つの光束領域Ａ〜Ｄを通過するレーザ光を互いに分離させて、光検出面上で、図９（ｂ）に示すように各光束領域を通過したレーザ光を分布させる作用を有する。なお、本シミュレーションでは、ターゲット記録層の前後に記録層が一つずつ存在すると仮定されている。なお、ターゲット記録層と前後の記録層との間隔は、それぞれ１０μｍとされている。
【００５９】
本光学系の設計条件は、以下の通りである。
（１）往路倍率：１０倍
（２）復路倍率：１８倍
（３）角度調整素子１６によって付与される分光角度：１．９度
（４）角度調整素子１６の分光面と光検出器１７の検出面の間の光路長：３ｍｍ
（５）角度調整素子１６を配さないときの光検出面上におけるスポット径：６０μｍ
（６）角度調整素子１６を配したときの光検出面上における各信号光（光束領域Ａ〜Ｄをそれぞれ通過）の変位距離：１００μｍ
【００６０】
なお、往路倍率とは、対物レンズの焦点距離に対するコリメートレンズの焦点距離の比であり、復路倍率とは、対物レンズの焦点距離に対するコリメートレンズと検出レンズの合成焦点距離の比のことである。本光学系では、ディスクによって反射されたレーザ光（信号光）は、角度調整素子１６を除去すると検出面上において最小錯乱円となる。上記（５）のスポット径とは、この最小錯乱円の径のことである。また、上記（６）の変位距離とは、角度調整素子１６を除去したときの検出面上における信号光の光軸中心と、角度調整素子１６を配したときの各信号光の頂点位置（図８に示す扇型が直角となる頂点の位置）との間の距離のことである。
【００６１】
なお、図１１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）には、ピーク強度の１／２００以上で１／１００以下の範囲の信号光がグレーでプロットされており、それ以上の強度の信号光は黒でプロットされている。
【００６２】
図１１（ｂ）を参照して、球面収差が発生していない場合、光検出面上における４つの信号光ＳＬ、ＳＲ、ＳＵ、ＳＢの強度は互いに等しくなり、また、光検出面上における信号光の強度分布は、同図の左右方向および上下方向においてバランスがとれた状態となっている。この場合、同図に示すように、信号光領域内の上下左右に対称な位置に受光領域Ａ１〜Ａ４を設定すると、受光領域Ａ１〜Ａ４における信号光の受光量は互いに等しくなる。よって、受光領域Ａ１〜Ａ４にそれぞれセンサを配置し、各センサからの出力信号をＳＡ１〜ＳＡ４とすると、（ＳＡ１＋ＳＡ３）−（ＳＡ２＋ＳＡ４）＝０となる。
【００６３】
次に、図１１（ａ）を参照して、ディスク入射面からターゲット記録層までの距離が同図（ｂ）の適正値から５μｍ増加して球面収差が発生した場合には、信号光の強度分布が同図（ｂ）の状態から同図（ａ）中の矢印方向に偏り、その結果、受光領域Ａ２，Ａ４よりも受光領域Ａ１，Ａ３における信号光の受光量が増加する。よって、受光領域Ａ１〜Ａ４にそれぞれセンサを配置し、各センサからの出力信号をＳＡ１〜ＳＡ４とすると、（ＳＡ１＋ＳＡ３）−（ＳＡ２＋ＳＡ４）＞０となる。
【００６４】
また、図１１（ｃ）を参照して、ディスク入射面からターゲット記録層までの距離が同図（ｂ）の適正値から５μｍ減少して球面収差が発生した場合には、信号光の強度分布が同図（ｂ）の状態から同図（ｃ）中の矢印方向に偏り、その結果、受光領域Ａ１，Ａ３よりも受光領域Ａ２，Ａ４における信号光の受光量が増加する。よって、受光領域Ａ１〜Ａ４にそれぞれセンサを配置し、各センサからの出力信号をＳＡ１〜ＳＡ４とすると、（ＳＡ１＋ＳＡ３）−（ＳＡ２＋ＳＡ４）＜０となる。
【００６５】
以上のように、信号光領域内の上下左右に対称な位置に受光領域Ａ１〜Ａ４を設定し、これら受光領域Ａ１〜Ａ４にセンサを配置すると、これらセンサからの出力信号ＳＡ１〜ＳＡ４について（ＳＡ１＋ＳＡ３）−（ＳＡ２＋ＳＡ４）を演算することにより、球面収差の方向と大きさを検出することができる。
【００６６】
図１３（ａ）は、上記シミュレーション条件において、ディスク入射面からターゲット記録層までの距離を適正値から変化させたときの、信号光の受光量の変化をシミュレーションしたシミュレーション結果である。なお、同図の縦軸は、上記光検出器１７の信号検出面上における信号光の受光量である。
【００６７】
このシミュレーションでは、上記光検出器１７の信号検出面上に、同図（ｂ）の寸法を有するセンサパターンを配置し、このうち中央の４つのセンサＳａ１〜Ｓａ４（同図（ｃ）参照）にて受光された信号光の受光量（便宜上、Ｓａ１〜Ｓａ４における受光量をＳａ１〜Ｓａ４と表す）について、Ｓａ１＋Ｓａ３、Ｓａ２＋Ｓａ４を演算したときの演算結果が示され、併せて、球面収差の大きさ（ＳＡ）を示すパラメータ値として、ＳＡ＝（Ｓａ１＋Ｓａ３）−（Ｓａ２＋Ｓａ４）の演算結果が示されている。なお、センサＳａ１〜Ｓａ４は、それぞれ、上記図１１における受光領域Ａ１〜Ａ４に配置されている。
【００６８】
このシミュレーション結果からも分かるとおり、上述のように、信号光領域内の左右対称な位置に受光領域Ａ１〜Ａ４を設定し、これら受光領域Ａ１〜Ａ４に、それぞれ、センサＳａ１〜Ｓａ４を配置すると、センサＳａ１，Ｓａ３からの出力信号の加算値とセンサＳａ２，Ｓａ４からの出力信号の加算値との差分から、球面収差の方向および大きさを検出することができる。
【００６９】
＜実施例＞
以下、上記原理に基づく実施例について説明する。
【００７０】
図１４に、本実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。なお、同図には、便宜上、関連する回路構成が併せて図示されている。また、同図中のディスクには、複数の記録層が積層して配置されている。
【００７１】
図示の如く、光ピックアップ装置の光学系は、半導体レーザ１０１と、偏光ビームスプリッタ１０２と、コリメートレンズ１０３と、レンズアクチュエータ１０４と、立ち上げミラー１０５と、１／４波長板１０６と、対物レンズ１０７と、ホルダ１０８と、対物レンズアクチュエータ１０９と、検出レンズ１１０と、角度調整素子１１１と、光検出器１１２を備えている。
【００７２】
半導体レーザ１０１は、所定波長のレーザ光を出射する。偏光ビームスプリッタ１０２は、半導体レーザ１０１から入射されるレーザ光（Ｓ偏光）を略全反射するとともに、コリメートレンズ１０３側から入射されるレーザ光（Ｐ偏光）を略全透過する。コリメートレンズ１０３は、偏光ビームスプリッタ１０２側から入射されるレーザ光を平行光に変換する。
【００７３】
レンズアクチュエータ１０４は、サーボ回路２０３から入力されるサーボ信号に応じてコリメートレンズ１０３を光軸方向に変位させる。これにより、レーザ光に生じる球面収差が補正される。立ち上げミラー１０５は、コリメートレンズ１０３側から入射されたレーザ光を対物レンズ１０７に向かう方向に反射する。
【００７４】
１／４波長板１０６は、ディスクへと向かうレーザ光を円偏光に変換するとともに、ディスクからの反射光をディスクへ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクによって反射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過する。
【００７５】
対物レンズ１０７は、レーザ光をディスク内のターゲット記録層に適正に収束できるよう設計されている。ホルダ１０８は、１／４波長板１０６と対物レンズ１０７を一体的に保持する。対物レンズアクチュエータ１０９は、従来周知の電磁駆動回路によって構成され、当該回路のうち、フォーカスコイル等のコイル部がホルダ１０８に装着されている。
【００７６】
検出レンズ１１０は、ディスクからの反射光に非点収差を導入する。すなわち、検出レンズ１１０は、図１の非点収差素子に相当する。
【００７７】
角度調整素子１１１は、検出レンズ１１０側から入射されたレーザ光の進行方向を、図９を参照して述べた如く変化させる。すなわち、角度調整素子１１１は、入射されたレーザ光のうち、図９の光束領域Ａ〜Ｄを通過する光束の進行方向を、それぞれ、方向Ｄａ〜Ｄｄに、同じ角度量αだけ変化させる。なお、角度量αは、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２の分布状態が、図９（ｂ）の分布状態となるように設定されている。
【００７８】
光検出器１１２は、図１５（ａ）に示すセンサパターンを有する。光検出器１１２は、このセンサパターンが図１の面Ｓ０の位置に位置づけられるように配置される。光検出器１１２には、図１０（ｄ）に示す８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８が配されており、これらが、各々、図１０（ｄ）の光束領域ａ〜ｈを通る光束を受光する。また、光検出器１１２には、８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８の内側に４個のセンサＳａ１〜Ｓａ４が配され、これらセンサＳａ１〜Ｓａ４からの出力信号を、上記図１３を参照して説明したように演算処理することにより、球面収差の大きさと方向を示す信号を生成可能となっている。
【００７９】
なお、４個のセンサＳａ１〜Ｓａ４は、図１５（ｂ）のように、三角形の輪郭を有するよう構成され得る。この場合も、図１１（ａ）および（ｃ）を参照して分かるとおり、球面収差に基づく信号光の偏りを４個のセンサＳａ１〜Ｓａ４からの出力信号をもとに検出することができる。すなわち、この場合も、上述の如く、センサＳａ１〜Ｓａ４からの出力信号について（Ｓａ１＋Ｓａ３）−（Ｓａ２＋Ｓａ４）の演算を行うことにより、球面収差の大きさと方向を示す信号を生成することができる。
【００８０】
図１４に戻り、信号演算回路２０１は、光検出器１１２の８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８から出力された検出信号を、図１０（ｄ）を参照して述べた如く演算処理し、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成する。また、信号演算回路２０１は、これら８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８から出力された検出信号を加算して再生ＲＦ信号を生成する。さらに、信号演算回路２０１は、光検出器１１２の４個のセンサＳａ１〜Ｓａ４から出力された検出信号を、図１３を参照して述べた如く演算処理し、球面収差の大きさと方向を示す信号（以下、「球面収差信号」という）を生成する。生成されたフォーカスエラー信号、プッシュプル信号および球面収差信号はサーボ回路２０３に送られ、再生ＲＦ信号は再生回路２０２に送られる。
【００８１】
再生回路２０２は、信号演算回路２０１から入力された再生ＲＦ信号を復調して再生データを生成する。サーボ回路２０３は、信号演算回路２０１から入力されたプッシュプル信号とフォーカスエラー信号からトラッキングサーボ信号とフォーカスサーボ信号を生成し、これらを対物レンズアクチュエータ１０９に出力する。また、サーボ回路２０３は、信号演算回路２０１から入力された球面収差信号から球面収差を補正するためのサーボ信号を生成し、これをレンズアクチュエータ１０４に出力する。
【００８２】
図１６は、角度調整素子１１１の構成例を示す図である。同図（ａ）は、回折パターンを有するホログラム素子によって角度調整素子１１１を構成する場合の構成例を示し、同図（ｂ）および（ｃ）は、多面プリズムによって角度調整素子１１１を構成する場合の構成例を示している。
【００８３】
まず、同図（ａ）の構成例において、角度調整素子１１１は、正方形形状の透明板にて形成され、光入射面にホログラムパターンが形成されている。光入射面は、図示の如く、４つのホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに区分されている。これらホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに、それぞれ、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が入射するよう、角度調整素子１１１が検出レンズ１１０の後段に配置される。
【００８４】
ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄは、入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）を、それぞれ、方向Ｖａ〜Ｖｄに回折させる。方向Ｖａ〜Ｖｄは、図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致している。よって、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄは、回折により、検出レンズ１１０から入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）の進行方向を、それぞれ、図９（ａ）のＤａ〜Ｄｄの方向に変化させる。各領域における回折角は同じとなっている。
【００８５】
ここで、回折角は、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が、図１の面Ｓ０において、図９（ｂ）のように分布するよう調整されている。よって、上記の如く、図１５（ａ）のセンサパターンを有する光検出器１１２の受光面を面Ｓ０に配置することにより、上記８個Ｐ１１〜Ｐ１８のセンサによって、対応する信号光を適正に受光することができる。
【００８６】
なお、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄの回折効率は互いに同じとなっている。ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに形成されるホログラムがステップ型である場合、回折効率は、ホログラムパターンのステップ数と１ステップあたりの高さによって調整され、回折角は、ホログラムパターンのピッチによって調整される。よって、この場合には、予め決められた回折次数の回折効率が所期の値となるように、ホログラムパターンのステップ数と１ステップあたりの高さが設定され、さらに、当該回折次数における回折角が図９（ｂ）の分布を与え得るように、ホログラムパターンのピッチが調整される。
【００８７】
なお、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに形成されるホログラムをブレーズ型とすることも可能である。この場合、ステップ型のホログラムよりも回折効率を高めることができる。
【００８８】
同図（ｂ）の構成例において、角度調整素子１１１は、光出射面が平坦で、且つ、光入射面が４つの領域において異なる方向に個別に傾斜する透明体によって形成されている。同図（ｃ）は同図（ｂ）を光入射面側から見た図である。図示の如く、角度調整素子１１１の光入射面には、４つの傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈが形成されている。これら傾斜面に入射面側から光線がＸ軸に平行に入射すると、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈに入射する際の屈折作用によって、光の進行方向が、それぞれ、同図（ｃ）のＶｅ〜Ｖｈの方向に変化する。ここで、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈにおける屈折角は、同じである。
【００８９】
同図（ｂ）の角度調整素子１１１は、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈに、それぞれ、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が入射するよう、検出レンズ１１０の後段に配置される。こうして角度調整素子１１１が配置されると、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈにおける屈折方向Ｖｅ〜Ｖｈが、図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致することとなる。よって、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈは、屈折により、検出レンズ１１０から入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）の進行方向を、一定角度だけ、それぞれ、図９（ａ）のＤａ〜Ｄｄの方向に変化させる。
【００９０】
ここで、各傾斜面における屈折角は、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が、図１の面Ｓ０において、図９（ｂ）のように分布するよう調整されている。よって、面Ｓ０に、図１５（ａ）のセンサパターンを有する光検出器１１２を配置することにより、上記８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８によって、対応する信号光を適正に受光することができる。このような屈折作用は、回折作用に比べて波長依存性が格段に小さいため、光源の波長変化や多波長光源に対する適応性が高い。
【００９１】
なお、図１６（ａ）の構成例では、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに、レーザ光の進行方向を一定角度だけ変化させる角度付与の回折作用のみを持たせるようにしたが、角度付与の他、検出レンズ１１０による非点収差作用をも同時に発揮するホログラムパターンを、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに設定しても良い。また、角度調整素子１１１の光入射面に上記角度付与のためのホログラムパターンを形成し、非点収差作用を持たせるためのホログラムパターンを角度調整素子１１１の光出射面に持たせるようにしても良い。同様に、図１６（ｂ）の角度調整素子１１１においても、光出射面に、非点収差を導入するためのレンズ面を形成するようにしても良く、あるいは、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈを曲面形状として、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈに非点収差のレンズ作用を持たせるようにしても良い。こうすると、検出レンズ１１０を省略することができ、部品点数とコストの削減を図ることができる。
【００９２】
以上、本実施例によれば、ディスク内に配された記録層のうちターゲット記録層から反射された信号光と、当該ターゲット記録層の上および下の記録層から反射された迷光１、２とが、光検出器１１２の受光面（オンフォーカス時に信号光スポットが最小錯乱円になる面Ｓ０）上において、互いに重なり合わないようにすることができる。具体的には、受光面（面Ｓ０）上における信号光と迷光１、２の分布を、図９（ｂ）の状態にすることができる。したがって、図９（ｂ）の信号光領域に、図１５（ａ）に示すセンサパターンを配置することにより、センサＰ１１〜Ｐ１８によって、対応する信号光のみを受光することができる。このため、迷光による検出信号の劣化を抑制することができる。また、この効果を、ディスクによって反射されたレーザ光の光路中、すなわち、図１４の構成では検出レンズ１１０と光検出器１１２の間に、角度調整素子１１１を配置するのみで達成することができる。したがって、本実施例によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができる。
【００９３】
加えて、本実施例によれば、センサＰ１１〜Ｐ１８の内側に４つのセンサＳａ１〜Ｓａ４を配するといった簡単な構成により、球面収差の大きさと方向を検出することができる。球面収差の発生要因として、上記したカバー厚誤差以外にもレーザ波長の変動や各レンズの温度変化等が挙げられるが、上記検出方法を用いれば、これら要因によって発生した球面収差についても検出可能である。また、球面収差の補正には、上記したレンズアクチュエータだけでなく、液晶素子や変形ミラー等の波面状態を動的に調整できる波面補正素子も用いることができる。
【００９４】
なお、上記原理による効果は、図１７に示すように、迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０（信号光のスポットが最小錯乱円となる面）よりも非点収差素子に接近した位置にあり、且つ、迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０よりも非点収差素子から離れた位置にあるときに奏され得るものである。すなわち、この関係が満たされていれば、信号光と迷光１、２の分布は上記図８に示す状態となり、面Ｓ０において、信号光と迷光１、２が重なり合わないようにすることができる。換言すれば、この関係が満たされる限り、たとえ、信号光の曲面方向の焦線位置よりも迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近し、あるいは、信号光の平面方向の焦線位置よりも迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近したとしても、上記原理に基づく本発明ないし実施例の効果は奏され得る。
【００９５】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。
【００９６】
たとえば、上記実施例では、光束領域Ａ〜Ｄを通る光束の進行方向を図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄへと変化させるようにしたが、図１８（ａ）に示す如く、ランダムな方向に進行方向を変化させても良く、あるいは、角度量に変化をつけて同じ方向に変化させるようにしても良い。要するに、図８に示す光束領域Ａ〜Ｄの各信号光領域に、他の光束領域からの迷光領域が掛からないよう、光束領域Ａ〜Ｄを通る光束を分散させれば良い。こうすると、それぞれの信号光のみを、対応するセンサで受光することができ、迷光の影響を除去することができる。
【００９７】
なお、このように光束領域Ａ〜Ｄを通る光束の進行方向を変化させる場合には、これに応じて、球面収差検出用のセンサＳａ１〜Ｓａ４の配置を適宜調整する必要がある。この場合も、球面収差検出用のセンサＳａ１〜Ｓａ４は、上記と同様、センサＳａ１，Ｓａ３からの出力信号の加算値とセンサＳａ２，Ｓａ４からの出力信号の加算値との差分から、球面収差の方向および大きさを検出できる位置に配置される。
【００９８】
また、上記実施例では、レーザ光を図７（ａ）に示すように均等に４分割して光束領域Ａ〜Ｄを設定したが、図１８（ｂ）のように平面方向の２分割線と曲面方向の２分割線に掛からないように光束領域Ａ〜Ｄを設定することもでき、また、図１８（ｃ）および（ｄ）のように、これら２つの２分割線によって作られる対頂角が並ぶ方向に位置する２つの光束領域のうち、光束領域Ｃ、Ｂの方のみがこれら２つの２分割線に掛からないようにし（同図（ｃ）参照）、あるいは、光束領域Ａ、Ｄの方のみがこれら２つの２分割線に掛からないようにすることもできる（同図（ｄ）参照）。なお、同図（ｃ）、（ｄ）では、分割線からはみ出した部分の迷光成分が信号光に重畳されるため、上記実施例に比べると、検出信号がやや劣化する。また、光束領域Ａ〜Ｄの形状が上記実施例に比べて変化しているため、これに応じてセンサの形状を調整する必要がある。
【００９９】
また、上記図１４の構成では、信号光を一つの光検出器１１２で受光するようにしたが、たとえば、図１９に示すように、角度調整素子１１１を透過したレーザ光を無偏光ビームスプリッタ（ハーフミラー等）１２０によって分割し、分割したレーザ光をそれぞれ２つの光検出器１２１、１２２にて受光するよう光学系を変更することもできる。この場合、光検出器１２１には、図１０（ｄ）に示すセンサパターン（センサＰ１１〜Ｐ１８）が配され、光検出器１２２には、図１５（ａ）または（ｂ）に示す４つのセンサＳａ１〜Ｓａ４のみからなるセンサパターンが配される。
【０１００】
なお、図１９の構成例では、角度調整素子１１１が無偏光ビームスプリッタ１２０の前段に配置されているが、角度調整素子１１１を省略し、光検出器１２１、１２２上において図９（ｂ）の分布を生じさせる２つの角度調整素子を、それぞれ、無偏光ビームスプリッタ１２０と光検出器１２１の間の光路と無偏光ビームスプリッタ１２０と光検出器１２２の間の光路に配するようにしても良い。なお、図１９の構成例では、無偏光ビームスプリッタ１２０を用いてレーザ光の光路を分離させるようにしたが、この他、１／２波長板と偏光ビームスプリッタの組み合わせや、回折格子を用いて光路を分離させることもできる。
【０１０１】
なお、上記図１９の構成例では、角度調整素子１１１を検出レンズ１１０と無偏光ビームスプリッタ１２０の間に配置したが、角度調整素子は、対物レンズ１０７と光検出器１１２の間の光路中の任意の位置に配置することができる。ただし、対物レンズ１０７に向かうレーザ光の光路と重なる位置に角度調整素子を配置する場合には、対物レンズ１０７に向かうレーザ光に角度調整作用を付与しないように角度調整素子を構成する必要がある。たとえば、角度調整素子を図１６（ａ）に示す構成とする場合には、角度調整素子として偏光依存性のホログラム素子を用いる。すなわち、対物レンズ１０７に向かう際のレーザ光の偏光方向には回折作用を発揮せず、対物レンズ１０７から戻ってくるレーザ光の偏光方向に回折作用を発揮するようにホログラム素子を構成する。
【０１０２】
図２０は、この場合の構成例を示す図である。この構成例では、ホルダ１０８に、偏光依存性のホログラム素子にて構成された角度調整素子１３０が装着されている。角度調整素子１３０は、対物レンズ１０７に向かう際のレーザ光（Ｓ偏光）には回折作用を発揮せず、対物レンズ１０７から戻ってくるレーザ光（Ｐ偏光）に回折作用を発揮する。この場合、光束領域Ａ〜Ｄに対する角度変更作用は、図１６（ａ）の場合と同様である。ただし、光検出器１１２の受光面と角度調整素子１３０との間の光路長が上記実施例に比べて長いため、レーザ光の進行方向を変化させる角度量は、上記実施例よりも小さくなる。
【０１０３】
この構成例では、角度調整素子１３０がホルダ１０８に装着されているため、対物レンズ１０７がトラッキング方向にずれても、角度調整素子１３０には、対物レンズ１０７からの戻り光（ディスクからの反射光）に対して、相対的な中心ずれが生じることがない。よって、トラッキング動作時の光軸ずれによる検出信号の劣化を抑制できる。
【０１０４】
なお、上記実施例のように、センサＰ１１〜Ｐ１８の内側に、図１５（ａ）に示す４つのセンサＳａ１〜Ｓａ４を配置すると、これらセンサＳａ１〜Ｓａ４からの出力信号をもとに、球面収差の他、コマ収差を検出することができる。
【０１０５】
図２１（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）は、光検出面上における信号光に生じるコマ収差の影響をシミュレーションにより求めたシミュレーション結果である。同図（ｂ−２）は、同図（ｂ−１）のようにレーザ光軸Ｌ０がディスク面（ブルーレイディスクを想定）に直交する場合（コマ収差が発生しない場合）の信号光の状態であり、同図（ａ−２）および（ｃ−２）は、それぞれ、同図（ａ−１）および（ｃ−１）のように、ディスクが径方向に傾いてコマ収差が発生した場合の信号光の状態である。
【０１０６】
なお、同図（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）では、黒に近いほど光の強度が高くなっている。また、同図（ａ−２）は、同図（ｂ−１）の状態からディスクが反時計方向に０．５度径方向に傾いて３次コマ収差の大きさが３０ｍλｒｍｓであるときのシミュレーション結果であり、同図（ｃ−２）は、同図（ｂ−１）の状態からディスクが時計方向に０．５度径方向に傾いて３次コマ収差の大きさが３０ｍλｒｍｓであるときのシミュレーション結果である。
【０１０７】
同図（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）は、上記図１２の光学系を用いて行った。なお、本シミュレーションにおいても、ターゲット記録層の前後に記録層が一つずつ存在すると仮定されている。なお、ターゲット記録層と前後の記録層との間隔は、それぞれ１０μｍとされている。図２１（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）には、図１１の場合と同様、ピーク強度の１／２００以上で１／１００以下の範囲の信号光がグレーでプロットされており、それ以上の強度の信号光は黒でプロットされている。
【０１０８】
図２１（ｂ−２）を参照して、ディスクにチルトが発生していない場合、光検出面上における４つの信号光ＳＬ、ＳＲ、ＳＵ、ＳＢの強度は互いに等しくなり、また、光検出面上における信号光の強度分布は、同図の左右方向および上下方向においてバランスがとれた状態となっている。この場合、同図に示すように、信号光領域内の左右対称な位置に受光領域ＡＬ、ＡＲを設定すると、受光領域ＡＬ、ＡＲにおける信号光の受光量は互いに等しくなる。よって、受光領域ＡＬ、ＡＲにそれぞれセンサを配置すると、各センサパターンから出力される信号の差はゼロとなる。
【０１０９】
次に、図２１（ａ−２）を参照して、ディスクに反時計方向のチルトが発生した場合、信号光ＳＬよりも信号光ＳＲの強度が高くなり、また、信号光ＳＬのサイドローブよりも信号光ＳＲのサイドローブが大きくなる。この場合、受光領域ＡＬよりも受光領域ＡＲにおける信号光の受光量が大きくなる。よって、受光領域ＡＬ、ＡＲにそれぞれセンサを配置し、各センサからの出力信号をＳＡＬ、ＳＡＲとすると、ＳＡＬ−ＳＡＲ＜０となる。
【０１１０】
また、図２１（ｃ−２）を参照して、ディスクに時計方向のチルトが発生した場合には、信号光ＳＲよりも信号光ＳＬの強度が高くなり、また、信号光ＳＲのサイドローブよりも信号光ＳＬのサイドローブが大きくなる。この場合には、受光領域ＡＲよりも受光領域ＡＬにおける信号光の受光量が大きくなるため、受光領域ＡＬ、ＡＲにそれぞれセンサを配置し、各センサからの出力信号をＳＡＬ、ＳＡＲとすると、ＳＡＬ−ＳＡＲ＞０となる。
【０１１１】
以上のように、信号光領域内の左右対称な位置に受光領域ＡＬ、ＡＲを設定し、これら受光領域ＡＬ、ＡＲにセンサを配置すると、これらセンサからの出力信号の差分から、ディスクチルトの方向と大きさを検出することができる。
【０１１２】
図２２（ａ）は、上記シミュレーション条件において、レーザ光軸Ｌ０に対するディスク面の傾き角（ディスクチルト）を変化させたときの、受光領域ＡＬ、ＡＲにおける受光量の変化をシミュレーションしたシミュレーション結果である。
【０１１３】
なお、同図の横軸は、図２１（ｂ−１）の状態（レーザ光軸がディスク面に直交する状態）における傾き角（ディスクチルト）をゼロとし、この状態から、たとえば、図２１（ａ−１）のように、ディスク径方向において反時計方向にディスクが傾いたときの傾き角（ディスクチルト）を正としている。また、同図の縦軸は、上記光検出器１７の信号検出面上における信号光の受光量である。
【０１１４】
このシミュレーションでは、上記光検出器１７の信号検出面上に、同図（ｂ）の寸法を有するセンサパターン（上記図１３（ｂ）と同様）を配置し、このうち中央の４つのセンサＳａ１〜Ｓａ４（図２２（ｃ）参照）にて受光された信号光の受光量（上記と同様、便宜上、Ｓａ１〜Ｓａ４における受光量をＳａ１〜Ｓａ４と表す）について、Ｓａ２＋Ｓａ３、Ｓａ１＋Ｓａ４を演算したときの演算結果が示され、併せて、コマ収差の大きさ（ＣＭ）を示すパラメータ値として、ＣＭ＝（Ｓａ２＋Ｓａ３）−（Ｓａ１＋Ｓａ４）の演算結果が示されている。なお、センサＳａ２、Ｓａ３は、上記図２１における受光領域ＡＬに配置され、センサＳａ１、Ｓａ４は、上記図２１における受光領域ＡＲに配置されている。
【０１１５】
このシミュレーション結果からも分かるとおり、上述のように、信号光領域内の左右対称な位置に受光領域ＡＬ、ＡＲを設定し、これら受光領域ＡＬ、ＡＲに、それぞれ、センサＳａ２，Ｓａ３とセンサＳａ１，Ｓａ４を配置すると、センサＳａ２，Ｓａ３からの出力信号の加算値とセンサＳａ１，Ｓａ４からの出力信号の加算値との差分から、コマ収差の方向および大きさ、すなわち、ディスクチルトの方向と大きさを検出することができる。
【０１１６】
このようにセンサＳａ１〜Ｓａ４からの出力信号をもとに、球面収差の他、コマ収差をも検出する場合、図１４に示す信号演算回路２０１は、センサＳａ１〜Ｓａ４からの出力信号について、ＳＡ＝（Ｓａ１＋Ｓａ３）−（Ｓａ２＋Ｓａ４）演算の他、ＣＭ＝（Ｓａ２＋Ｓａ３）−（Ｓａ１＋Ｓａ４）の演算も行って、ディスクチルトの方向と大きさを検出する。また、サーボ回路２０３は、信号演算回路２０１から入力されたチルトエラー信号（ＣＭ）をもとにチルトサーボ信号を生成し、これを、対物レンズアクチュエータ１０９に供給する。
【０１１７】
対物レンズアクチュエータ１０９は、供給されたチルトサーボ信号に応じて、対物レンズ１０７をディスク径方向に傾ける。これにより、傾いた対物レンズで生じるコマ収差がディスクの傾きで生じるコマ収差を打ち消して、コマ収差が補正される。なお、この場合には、対物レンズアクチュエータ１０９が、対物レンズ１０７を、フォーカス方向およびトラッキング方向の他、チルト方向にも駆動できるよう構成されている必要がある。
【０１１８】
このように、光検出器１１２のセンサパターンを図１５（ａ）のように設定すると、球面収差の他、ディスクチルト（コマ収差）をも検出できるようになる。よって、光ピックアップ装置をディスクチルト（コマ収差）にも対応可能とする場合には、光検出器１１２のセンサパターンを、図１５（ｂ）ではなく図１５（ａ）のように設定するのが好ましい。
【０１１９】
なお、ここでは、ディスク面がレーザ光軸に対してディスク径方向に傾いた場合（ラジアルチルト）のコマ収差を例に説明したが、本発明は、ディスク面がレーザ光軸に対してトラック接線方向に傾いた場合（タンジェンシャルチルト）のコマ収差についても同様に適用できる。この場合、図２１に示す信号光の強度分布は、信号光ＳＵと信号光ＳＢとの間でアンバランスとなる。よって、コマ収差を検出するための２つの受光領域は、図２１のように左右に対称な配置（ＡＬ、ＡＲ）から上下に対称な配置に変更される。なお、センサパターンを図１５（ａ）のように構成すれば、信号Ｓａ１〜Ｓａ４に対する演算により、ラジアルチルトによるコマ収差を表す信号とタンジェンシャルチルトによるコマ収差を表す信号の両方を生成することができる。
【０１２０】
また、上記では、コマ収差を補正する手段として、対物レンズアクチュエータ１０９を用いたが、他の手段として、液晶素子等、制御信号に応じてレーザ光の波面状態を動的に調整できる波面補正素子を用いることもできる。コマ収差は、上記ディスクの傾き（チルト）の他、対物レンズや他のレンズ素子の傾き等によっても起こり得る。波面補正素子を用いると、これらの要因によって生じるコマ収差にも円滑に対応することができる。
【０１２１】
＜光ディスク装置＞
光ディスク装置は、より詳細には、以下のように構成され得る。なお、以下には、複数の記録層を有する光ディスクに対して再生を行う光ディスク装置を例示する。
【０１２２】
図２３は、光ディスク装置の要部構成を示す図である。図示の如く、光ディスク装置は、図１４に示す信号演算回路２０１、再生回路２０２およびサーボ回路２０３の他に、光ピックアップ装置２０４と、レーザ駆動回路２０５と、コントローラ２０６を備えている。ディスク１０は、積層方向に複数の記録層を備える。各記録層には螺旋状にトラックが形成されており、たとえば、トラックを径方向にウォブルさせることによって、アドレス情報が保持されている。
【０１２３】
光ピックアップ装置２０４は、図１４に示す光学系を備えている。レーザ駆動回路２０５は、光ピックアップ装置２０４内に配された半導体レーザ１０１をコントローラ２０６からの指令に応じて駆動する。コントローラ２０６は、ＣＰＵとメモリを備え、メモリに格納されたプログラムに従って各部を制御する。
【０１２４】
サーボ回路２０３は、ＣＰＵとメモリを備え、メモリに格納されたプログラムに従って各部を制御する。この他、サーボ回路２０３は、図２５に示す回路等を備えている。サーボ回路２０３は、ディスク１０の各記録層と、コリメートレンズ１０３の設定位置（ステッピングモータのステップ数）とを対応づけたテーブル（設定テーブル２０３ａ）を保持している。ここで、設定位置は、対応する記録層にレーザ光を収束させるときに、最も球面収差が抑制され得るとして予め設定されたコリメートレンズ１０３の位置である。設定テーブル２０３ａは、後述の如く、コリメートレンズ１０３に対する収差補正を行う際に参照される。
【０１２５】
サーボ回路２０３には、再生回路２０２から、ディスク上の再生位置を示すアドレスデータが入力される。サーボ回路２０３は、このアドレスデータを参照して、ディスク径方向における再生位置の変化量を判別し、後述の如く、コリメートレンズ１０３に対するサーボ動作を実行する。
【０１２６】
図２４は、信号演算回路２０１の構成のうち、上記球面収差に関する信号（球面収差信号）ＳＡと上記コマ収差に関する信号（チルトエラー信号）ＣＭを生成するための回路構成を示す図である。便宜上、同図には、上記図１５（ａ）に示すセンサＳａ１〜Ｓａ４が示されている。 
【０１２７】
図示の如く、信号演算回路２０１は、４つのＩ／Ｖアンプ３０１〜３０４と、４つの加算回路３０５〜３０８と、２つの減算回路３０９、３１０を備えている。Ｉ／Ｖアンプ３０１〜３０４は、それぞれ、センサＳａ１〜Ｓａ４からの出力電流信号を、増幅するとともに電圧信号に変換する。加算回路３０５〜３０８は、それぞれ、入力された電圧信号を加算する。減算回路３０９、３１０は、それぞれ、入力された加算信号を減算する。こうして、減算回路３０９からは球面収差に関する信号（球面収差信号）ＳＡが出力され、減算回路３１０からはコマ収差に関する信号（チルトエラー信号）ＣＭが出力される。
【０１２８】
図２５は、上記球面収差信号ＳＡに対して、サーボ用のゲイン調整を行うための回路を示す図である。この回路は、サーボ回路２０３内に配されている。ただし、この回路が信号演算回路２０１側に配されていても良い。また、サーボ用のゲイン調整を行うための回路は、図２５に示されたもの限定されるものではない。
【０１２９】
図示の如く、ゲイン調整回路は、３つの抵抗３２１、３２２、３２３と、オペアンプ３２４からなる差動増幅器を備えている。かかる差動増幅器により球面収差信号ＳＡが増幅される。
【０１３０】
図２６は、コリメートレンズ１０３の制御動作を説明する図である。同図（ａ）〜（ｃ）は、コリメートレンズ１０３の駆動の流れを模式的に示す図、同図（ｄ）は、コリメートレンズ１０３の制御動作を示すフローチャートである。
【０１３１】
同図（ａ）〜（ｃ）に示すように、レンズアクチュエータ１０４は、コリメートレンズ１０３を光軸方向に変位可能に支持する支持部１０４ａと、コリメートレンズ１０３を駆動するためのステッピングモータ１０４ｂを備えている。ステッピングモータ１０４ｂの回転軸にはリードスクリュー１０４ｃが装着され、リードスクリュー１０４ｃがコリメートレンズ１０３の軸受け１０３ｂに噛合している。ステッピングモータ１０４ｂが駆動されることにより、コリメートレンズ１０３が光軸方向にステップ送りされる。
【０１３２】
同図（ｄ）を参照して、光ディスク装置にディスク１０が装着され、ユーザから再生指令が入力されると、サーボ回路２０３は、まず、コリメートレンズ１０３の現在位置を参照する（Ｓ１０１）。次に、サーボ回路２０３は、コントローラ２０６から指示された再生対象の記録層（ターゲット層）に対応するコリメートレンズ１０３の設定位置（ステッピングモータのステップ数）を設定テーブル２０３ａから読み取り、読み取った設定位置と、ステップＳ１０１で参照した現在位置との差に相当するステップ数だけステッピングモータ１０４ｂを駆動する（Ｓ１０２）。これにより、コリメートレンズ１０３は、たとえば、同図（ｂ）に示す設定位置ＳＴ１に位置づけられる。
【０１３３】
その後、サーボ回路２０３は、対物レンズアクチュエータ１０９を駆動して、ターゲット層に対するフォーカス引き込みを行い、フォーカスサーボを開始する（Ｓ１０３）。しかる後、サーボ回路２０３は、上記球面収差信号に基づいて、コリメートレンズ１０３を最適位置に位置付けるための制御（以下、「球面収差サーボ」という）を行う（Ｓ１０４）。ここで、最適位置とは、球面収差信号がゼロ近傍となる位置のことである。
【０１３４】
かかる球面収差サーボにおいて、サーボ回路２０３は、球面収差信号の極性と大きさを参照し、コリメートレンズ１０３を最適位置に位置づけるに必要な、ステッピングモータ１０４ｂのステップ数と回転方向を求める。そして、サーボ回路２０３は、当該回転方向に当該ステップ数だけステッピングモータ１０４を駆動する。
【０１３５】
ここで、ステップ数は、演算により求めても良いし、あるいは、予めサーボ回路２０３内に、球面収差信号の大きさとステップ数の関係を規定するテーブルを保持しておき、このテーブルから読み出すようにしても良い。
【０１３６】
こうして、サーボ回路２０３は、コリメートレンズ１０３を最適位置に向かって移動させる。そして、この移動の後、サーボ回路２０３は、再度、球面収差信号の極性と大きさを参照し、コリメートレンズ１０３を最適位置に位置づけるに必要な、ステッピングモータ１０４ｂのステップ数と回転方向を求め、コリメートレンズ１０３を最適位置に向かって移動させる。
【０１３７】
サーボ回路２０３は、かかるサーボ動作を、球面収差信号が、ゼロ近傍の予め定めた閾値範囲内になるまで繰り返す。これにより、コリメートレンズ１０３が、最適位置に位置づけられる。こうして、コリメートレンズ１０３が最適位置に位置づけられた後、再生動作が実行される（Ｓ１０５）。
【０１３８】
再生動作の実行中、サーボ回路２０３は、再生回路２０２から入力されるアドレスデータを参照し、現在の再生位置が再生開始位置から半径方向に所定量だけ変化したかを判定する（Ｓ１０６）。この判定がＮＯのとき、サーボ回路２０３は、さらにターゲット層が変更される旨の信号がコントローラ２０６から入力されたかを判定する（Ｓ１０８）。ステップＳ１０６とステップＳ１０７の判定が何れもＮＯのとき、サーボ回路２０３は球面収差サーボを実行しない。したがって、コリメートレンズ１０３がステップＳ１０４で設定された位置に位置づけられた状態で、再生動作が進められる。
【０１３９】
こうして再生動作が進み、現在の再生位置が再生開始位置から半径方向に所定量だけ変化すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、サーボ回路２０３は、球面収差サーボを実行する（Ｓ１０７）。すなわち、サーボ回路２０３は、ステップＳ１０４と同様、球面収差信号の極性と大きさに基づいて、コリメートレンズ１０３を移動させ、コリメートレンズ１０３を最適位置に位置づける。
【０１４０】
なお、球面収差サーボの実行中、再生動作は継続される。すなわち、本構成例では、図２２（ｃ）に示す如く、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号および再生ＲＦ信号を生成するためのセンサとは別に配されたセンサＳａ１〜Ｓａ４からの信号に基づいて、球面収差信号が独立して生成されるため、再生動作を進めながら球面収差サーボを実行することができる。
【０１４１】
こうして球面収差サーボを行うと、サーボ回路２０３は、サーボ完了時に再生回路２０２から入力されたアドレスデータを保持する。そして、サーボ回路２０３は、保持したアドレスデータと、その後の再生動作時に随時入力されるアドレスデータとを比較し、現在の再生位置が、先に球面収差サーボを行ったときの再生位置から半径方向に所定量だけ変化したかを判定する（Ｓ１０６）。そして、現在の再生位置が、先に球面収差サーボを行ったときの再生位置から半径方向に所定量だけ変化したと判定すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、サーボ回路２０３は、再度、球面収差サーボを実行する（Ｓ１０７）。
【０１４２】
なお、再生動作時に、同一のターゲット層上でジャンプ動作が行われると、ジャンプ後の再生位置が、先に球面収差サーボを行ったときの再生位置から半径方向に所定量だけ変化することが起こり得る（Ｓ１０６：ＹＥＳ）。この場合も、サーボ回路２０３は、上記と同様、球面収差サーボを実行し、コリメートレンズ１０３を最適位置に位置づける。
【０１４３】
再生動作中に、コントローラ２０６からターゲット層を変更する旨の信号が入力されると（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、Ｓ１０１以降の動作が行われる。すなわち、サーボ回路２０３は、コリメートレンズ１０３の現在位置を参照する（Ｓ１０１）。そして、変更後のターゲット層に対応するコリメートレンズ１０３の設定位置（ステッピングモータのステップ数）を設定テーブル２０３ａから読み取り、読み取った設定位置とコリメートレンズ１０３の現在位置との差分に相当するステップ数だけステッピングモータ１０４ｂを駆動する（Ｓ１０２）。これにより、コリメートレンズ１０３は、たとえば、図２６（ｃ）に示す設定位置ＳＴ２に位置づけられる。
【０１４４】
その後、サーボ回路２０３は、対物レンズアクチュエータ１０９を駆動して、ターゲット層に対するフォーカス引き込みを行い、フォーカスサーボを開始する（Ｓ１０３）。しかる後、サーボ回路２０３は、球面収差サーボを行って、コリメートレンズ１０３を最適位置に位置づける（Ｓ１０４）。その後、当該ターゲット層に対する再生が実行される。
【０１４５】
以上の如く、本構成に係る光ディスク装置によれば、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号および再生ＲＦ信号とは別に、球面収差信号が独立して生成されるため、再生動作を進めながら球面収差サーボを実行することができる。
【０１４６】
また、本構成に係る光ディスク装置によれば、球面収差の発生の程度を示す球面収差信号に基づいてコリメートレンズ１０３の移動量が設定されるため、たとえば、ジッタや再生ＲＦ信号の振幅が最良になるようにコリメートレンズ１０３の位置を調整する場合に比べて、より迅速に、コリメートレンズ１０３を最適位置へと収束させることができる。
【０１４７】
なお、本構成に係る光ディスク装置では、上記のように、再生位置が径方向に所定量だけ変化する毎に球面収差サーボが行われる。このように間欠的に球面収差サーボを行うようにしたのは、以下の理由に基づくものである。
【０１４８】
一般に、球面収差は、ディスク１０のカバー層の厚み（以下、「カバー厚」という）や層間隔の変化に応じて発生する。ここで、ディスクのカバー厚や層間隔は、半径位置が同じであれば、ディスクの周方向には余り変化しない。ディスク１０のカバー厚や層間隔は、半径位置の変化に伴って変化する場合がある。このため、球面収差も、ディスク半径位置の変化に伴って発生し易い。よって、球面収差の補正は、ディスク１０に対するレーザ光の照射位置が半径方向にある程度変化したときに行えば良いと考えられる。上記では、この理由から、アドレスデータに基づいて間欠的に球面収差サーボが行われたが、この他、たとえば、再生時間が所定時間だけ経過する毎に球面収差サーボが行われるようにしても良い。
【０１４９】
なお、コリメートレンズ１０３や対物レンズ１０７がプラスチックレンズである場合、球面収差は、温度変化によっても発生する。本構成に係る光ディスク装置によれば、温度変化によって球面収差が発生しても、これが球面収差信号に反映される。このため、上記のように球面収差信号に基づいてコリメートレンズ１０３を補正することにより、カバー厚や層間隔の変化による球面収差以外に、温度変化に基づく球面収差をも補正することができる。したがって、本構成に係る光ディスク装置によれば、別途温度センサ等を用いることなく、温度変化に基づく球面収差を補正することができる。
【０１５０】
なお、図２６（ｄ）のフローチャートでは、ターゲット層に対するフォーカス引き込みが完了した後（Ｓ１０３）、球面収差サーボが行われたが（Ｓ１０４）、フォーカスエラー信号がゼロクロスするタイミングで球面収差信号をサンプリングし、このサンプル値をもとにコリメートレンズ１０３を移動させるようにすれば、フォーカス引き込みに並行して、球面収差サーボを行うことができる。こうすると、フォーカス引き込みが完了する前に、コリメートレンズ１０３を最適位置に位置づけることも可能である。
【０１５１】
＜光ディスク装置の変更例＞
図２６（ｄ）のフローチャートでは、再生位置がディスク半径方向に所定量だけ変化する毎に球面収差サーボを行うようにしたが、本変更例では、再生時に常時、球面収差サーボが行われる。
【０１５２】
図２７（ａ）は、本変更例に係るコリメートレンズ１０３の制御動作を示すフローチャートである。同図中、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５、Ｓ１０８は、図２６（ｄ）のフローチャートと同じである。
【０１５３】
本変更例では、図２５の回路が、図２８（ａ）のように変更される。図２８（ａ）の回路では、図２５の回路に比べ、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３２５が追加されている。ＬＰＦ３２５は、オペアンプ３２４からの出力を積分して球面収差信号Ｂを生成する。図２８（ａ）の回路では、オペアンプ３２４の出力である球面収差信号Ａと、ＬＰＦ３２５の出力である球面収差信号Ｂの２種類の球面収差信号が生成される。
【０１５４】
図２７（ａ）のステップＳ１０４では、図２６（ｄ）のステップＳ１０４と同様、図２８（ａ）に示す球面収差信号Ａを用いて球面収差サーボが行われる。
【０１５５】
本変更例では、ステップＳ１０５で再生が実行された後、再生期間中に亘って常時、ステップＳ１１０による球面収差サーボが行われる。ここで、ステップＳ１１０における球面収差サーボは、ステップＳ１０４の球面収差サーボと相違している。すなわち、ステップＳ１１０において、サーボ回路２０３は、図２８（ａ）の球面収差信号Ｂを参照し、この球面収差信号Ｂが、ゼロ近傍の所定の閾値範囲を超えたときに、球面収差を抑制する方向に所定ステップ数だけコリメートレンズ１０３を移動させる。この動作は、球面収差信号Ｂが前記閾値範囲に引き込まれるまで繰り返される。これにより、コリメートレンズ１０３は、再生期間中、適正位置に位置づけられる。
【０１５６】
なお、ステップＳ１１０においてサーボ回路２０３が球面収差信号Ｂに基づいてサーボを行うのは、次の理由からである。
【０１５７】
上記のとおり、球面収差は、ディスク１０のカバー厚や層間隔の変化に応じて発生するが、ディスクの周方向においては、カバー厚や層間隔の変化よりも面振れ等の影響の方が大きくなる。よって、球面収差信号がレーザ光の周方向の移動に伴って高い周波数で細かく変化しても、コリメートレンズ１０３をこの変化に追従させる必要はないと考えられる。
【０１５８】
一方、本変更例の光ディスク装置では、上述の如く、コリメートレンズ１０３がステッピングモータ１０４ｂによって駆動される。このように駆動源としてステッピングモータ１０４ｂを用いると、コリメートレンズ１０３の駆動レスポンスはあまり高くできない。この場合、ステッピングモータ１０４ｂに高い周波数でサーボ信号が印加されると、コリメートレンズ１０３は、これに正しく追従せずに、かえって、不所望な動きをする惧れがある。このため、ステッピングモータ１０４ｂには、ディスク回転周期よりも長い周期で、サーボ制御を行うのが望ましいと考えられる。
【０１５９】
以上の理由から、本変更例では、ステップＳ１１０において、ＬＰＦ３２５から出力された低周波数の球面収差信号Ｂに基づく球面収差サーボが行われる。ＬＰＦ３２５は、ディスクが一回転する間に面ブレ等によって生じる高周波数の変動成分をＳＡ信号からカットし、ＳＡ信号の直流成分（積分値）に応じた信号を球面収差信号Ｂとして出力する。こうして生成された球面収差信号Ｂをもとに、コリメートレンズ１０３が駆動されるため、本変更例のように駆動源としてステップングモータ１０４ｂを用いても、コリメートレンズ１０３を適正に制御することができる。
【０１６０】
なお、図２７（ａ）のステップＳ１０４における球面収差サーボを、再生期間中に行われるステップＳ１１０と同様の球面収差サーボに置き換えることも可能である。すなわち、ステップＳ１１０において、ＬＰＦ３２５からの出力である球面収差信号Ｂを球面収差サーボに用い、この球面収差信号Ｂがゼロ近傍の所定の閾値範囲を超えていれば、球面収差信号Ｂが閾値範囲に近づく方向に所定ステップ数だけコリメートレンズ１０３を移動させるよう制御を行っても良い。
【０１６１】
ただし、ステップＳ１０４では、設定テーブル２０３ａから得られた設定位置から最適位置にコリメートレンズ１０３が引き込まれるため、このように制御を行うと、コリメートレンズ１０３を最適位置に引き込むのに時間が掛かる惧れがある。よって、この場合には、ステップＳ１０４における球面収差サーボを迅速化させる手段を講じるのが望ましい。
【０１６２】
図２７（ｂ）は、図２７（ａ）のステップＳ１０４において、ステップＳ１１０と同様の球面収差サーボを行う場合のフローチャートである。図２７（ｂ）のフローチャートでは、図２７（ａ）のステップＳ１０４が、スップＳ１１１に置き換えられている。この場合、図２８（ａ）の回路は、図２８（ｂ）の回路へと置き換えられる。
【０１６３】
図２８（ｂ）の回路では、抵抗３２６として可変抵抗が用いられ、差動増幅器のゲインが変更可能となっている。この回路により、図２７（ｂ）のステップＳ１１１における差動増幅器のゲイン（ゲイン＝Ｇ１）が、ステップＳ１１２における再生期間中のゲイン（ゲイン＝Ｇ２）よりも高められる。サーボ回路２０３は、ディスクに対する再生開始時または層間ジャンプ時にコントローラ２０６から入力される信号（ゲイン切り替え信号）に基づいて、抵抗３２６の抵抗値を変化させ、差動増幅器のゲインを高める。
【０１６４】
こうして、再生開始時または層間ジャンプ時に差動増幅器のゲインが高められて球面収差サーボの応答速度が高められることにより、コリメートレンズ１０３を迅速に最適位置に引き込むことができる。これにより、迅速に再生動作を実行することができる。
【０１６５】
以上、光ディスク装置の構成例と変更例を説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。たとえば、上記には、ディスク１０が複数の記録層を有する場合を例示したが、記録層を一つのみ有する光ディスクを再生対象とする光ディスク装置にも本発明を適用可能である。また、再生のみならず記録をも行う光ディスク装置にも本発明を適用可能である。
【０１６６】
なお、図２８（ｂ）の回路では、差動増幅器のゲインを変化させることにより、球面収差サーボの応答速度を変化させるようにしたが、ＬＰＦの時定数を変化させることにより球面収差サーボの応答速度を変化させるようにしても良い。
【０１６７】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１６８】
１０１  半導体レーザ（レーザ光源）
１０４  レンズアクチュエータ（球面収差補正ユニット）
１０７  対物レンズ
１０９  対物レンズアクチュエータ（コマ収差補正ユニット）
１１０  検出レンズ（非点収差素子）
１１１  角度調整素子
１１２  光検出器
Ｐ１１〜Ｐ１８  センサ（第１のセンサ部）
Ｓａ１〜Ｓａ４  センサ（第２のセンサ部）
１２１、１２２  光検出器
１３０  角度調整素子
２０１  信号演算回路（第１の演算回路、第２の演算回路、演算回路）
２０３  サーボ回路（回路部）
３２５  ローパスフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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