(57)【要約】  ３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制し、良好な情報の記録及び／又は再生を実現する。  コリメータレンズ４は、第１の対物レンズ６に平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚を第１の対物レンズ６の最適基材厚とし、第１の対物レンズ６の最適基材厚に対応する第１の光情報記録媒体３０の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正し、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、第１の対物レンズ６の最適基材厚が定められる。
2008149522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号が記録される情報記録面を少なくとも３面有する光情報記録媒体に用いられる光学ヘッド装置であって、
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームを前記光情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記光情報記録媒体の光透過層厚を前記対物レンズの最適基材厚とし、前記対物レンズの最適基材厚に対応する前記光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、
前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることを特徴とする光学ヘッド装置。
【請求項２】
前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
【請求項３】
前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量とが同等となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
【請求項４】
前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド装置。
【請求項５】
前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い１番目の情報記録面の光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）とし、前記対物レンズの最適基材厚をＴとするとき、
2008149522.tif 000011
を満たし、
厚みがｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の前記対物レンズに近い側からΔｔの位置に前記対物レンズの最適基材厚Ｔがあるとき、
2008149522.tif 000012
を満たすことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
【請求項６】
前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い１番目の情報記録面の光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）とし、前記対物レンズの最適基材厚をＴとするとき、
2008149522.tif 000013
を満たし、
厚みがｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の前記対物レンズに近い側からΔｔの位置に前記対物レンズの最適基材厚Ｔがあるとき、
2008149522.tif 000014
を満たすことを特徴とする請求項４記載の光学ヘッド装置。
【請求項７】
第１の光ビームを出射する第１の光源と、
前記第１の光ビームの波長より長い波長を有する第２の光ビームを出射する第２の光源と、
前記第２の光ビームの波長より長い波長を有する第３の光ビームを出射する第３の光源と、
同一方向から入射する前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームを選択的に反射又は透過する光束分離部と、
前記光束分離部で透過された前記第１の光ビームを第１の光情報記録媒体に集光する第１の開口数を有する第１の対物レンズと、
前記光束分離部で反射された前記第２の光ビームを第２の光情報記録媒体に集光するとともに、前記光束分離部で反射された前記第３の光ビームを第３の光情報記録媒体に集光する第１の開口数とは異なる第２の開口数を有する第２の対物レンズと、
前記第１の光源と前記光束分離部との間に配置され、前記第１の対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記第１の光情報記録媒体の光透過層厚を前記第１の対物レンズの最適基材厚とし、前記第１の対物レンズの最適基材厚に対応する前記第１の光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、
前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズとは、前記第１の光情報記録媒体、前記第２の光情報記録媒体及び前記第３の光情報記録媒体の接線方向に沿って、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームの入射側から前記第２の対物レンズ及び前記第１の対物レンズの順に配置されており、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量とが同等となるように、前記第１の対物レンズの最適基材厚が定められることを特徴とする光学ヘッド装置。
【請求項８】
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記第１の対物レンズの最適基材厚が定められることを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド装置。
【請求項９】
前記光束分離部は、前記第１の光ビームを透過させ、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームを反射させる波長選択部を含み、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に前記波長選択部に入射する前記第１の光ビームの開口数をＮＡｈとし、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に前記波長選択部に入射する前記第１の光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、
（ＮＡｈ）２≒（ＮＡｓ）２
を満たすことを特徴とする請求項７記載の光学ヘッド装置。
【請求項１０】
前記第１の光情報記録媒体は、情報記録面を２面有し、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が８０μｍ以下であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の光学ヘッド装置。
【請求項１１】
前記光情報記録媒体は、情報記録面を３面以上有し、
前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が７５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学ヘッド装置。
【請求項１２】
前記収差補正部は、コリメータレンズを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学ヘッド装置。
【請求項１３】
前記請求項１〜１２のいずれかに記載の光学ヘッド装置と、
光情報記録媒体を回転運動させる回転部と、
前記光情報記録媒体に情報の記録及び／又は再生を行うために、前記光学ヘッド装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする記録及び／又は再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等のような光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際に使用される光学ヘッド装置、及びそのような光学ヘッド装置を備えた記録及び／再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高密度及び大容量の光情報記録媒体として市販されているものでＤＶＤやＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙディスク）と呼ばれる光情報記録媒体がある。このような光情報記録媒体は画像、音楽及びコンピュータデータを記録する記録媒体として、最近急速に普及しつつある。【０００３】
光情報記録媒体の大容量化に伴い、光学ヘッド装置に用いられる光源の短波長化と対物レンズの高ＮＡ化が進んでいる。しかし、ＮＡが高くなるほど光情報記録媒体の光透過層の厚みの変化による球面収差の変化が顕著になってくる。たとえば、ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う際、６５０ｎｍの波長の光を出射する光源と、０．６のＮＡを有する対物レンズとが用いられる場合、光透過層の厚みの変化が１０μｍに対して約１０ｍλの球面収差が発生する。しかし、次世代の光情報記録媒体として考えられるＢＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う際、４００ｎｍの波長の光を出射する光源と、０．８５のＮＡを有する対物レンズとが用いられる場合、光透過層厚みの変化が１０μｍに対して約１００ｍλの球面収差が発生する。このように、ＢＤは、ＤＶＤに比べて約１０倍の球面収差が発生する。そのため、光学ヘッド装置としては、球面収差を補正する手段が必要となる。【０００４】
例えば、特許文献１には、光源と対物レンズとの間に配置されたコリメータレンズをコリメータレンズ用アクチュエータに搭載し、光透過層の厚み誤差に起因する球面収差を打ち消すように、コリメータレンズを移動させる方式が示されている。その方式について、図８を用いて具体的に説明する。【０００５】
図８は、従来の光学ヘッド装置の概略構成図である。図８において、光学ヘッド装置１２０は、光源１０１、ビームスプリッタ１０２、１／４波長板１０３、コリメータレンズ１０４、対物レンズ１０６、マルチレンズ１０７、光検出器１０８、対物レンズ１０６を駆動する２軸アクチュエータ１０９、及びコリメータレンズ１０４を駆動するコリメータレンズ用アクチュエータ１１０を備える。【０００６】
光源１０１から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１０２を透過して、コリメータレンズ１０４に入射する。コリメータレンズ１０４に入射したレーザ光は、光情報記録媒体１３０の光透過層１３１の厚さが規定値通りの場合には、コリメータレンズ１０４によって平行光とされる。コリメータレンズ１０４はコリメータレンズ用アクチュエータ１１０に搭載されており、このコリメータレンズ用アクチュエータ１１０によって、レーザ光の光軸に沿って前後に移動可能となっている。【０００７】
コリメータレンズ１０４を透過したレーザ光は、１／４波長板１０３を透過する際に円偏光状態となり、対物レンズ１０６に入射する。対物レンズ１０６によって集光され光情報記録媒体１３０の情報記録面に入射したレーザ光は、情報記録面で反射されて戻り光となる。この戻り光は、元の光路をたどって対物レンズ１０６を透過した後、１／４波長板１０３に入射する。戻り光は、１／４波長板１０３を透過することにより、往路の偏光方向に対して９０度回転された直線偏光となる。その後、戻り光は、コリメータレンズ１０４によって収束光とされた後、ビームスプリッタ１０２によって反射される。ビームスプリッタ１０２によって反射された戻り光は、マルチレンズ１０７を介して光検出器１０８に入射し、光検出器１０８によって検出される。【０００８】
光学ヘッド装置１２０を用いて光情報記録媒体１３０の情報記録面上に光を集光して情報の記録再生を行うとき、光情報記録媒体１３０の光透過層１３１の厚み誤差によって発生する主な収差には、デフォーカスによる収差と球面収差とがある。デフォーカスによる収差については、フォーカスサーボにより補正される。すなわち、光検出器１０８からのフォーカスサーボに基づいて、２軸アクチュエータ１０９により対物レンズ１０６を光軸方向に動かすことでデフォーカスによる収差が補正され、情報記録面上に焦点が合わされる。【０００９】
一方、球面収差については、対物レンズ１０６に入射するレーザ光を発散光あるいは収束光とすることにより、光透過層１３１の厚さに応じて発生する球面収差と逆極性の球面収差を発生させることで補正される。具体的にはコリメータレンズ用アクチュエータ１１０により、コリメータレンズ１０４を光軸方向に前後に動かすことで、対物レンズ１０６に入射するレーザ光を発散光あるいは収束光とし、対物レンズ１０６で逆極性の球面収差を発生させ、光透過層１３１の厚み誤差に起因する球面収差をキャンセルするようにしている。このように、従来の光学ヘッド装置１２０においては、対物レンズ１０６を透過して情報記録面に焦点を結んだときは、球面収差がキャンセルされた状態になっている。【００１０】
光情報記録媒体においてさらなる大容量化を図るため、情報記録面を多層構造とすることが考えられる。情報記録面を多層化する場合、複数の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うことになる。しかし、情報記録面毎に対物レンズ１０６からの距離が違うため、平行光入射時に残存収差が最小となる光情報記録媒体の光透過層厚、すなわち対物レンズ１０６の最適基材厚からずれた情報記録面では、残存収差が最小となる最適な位置から所望の情報記録面までの光透過層の厚さΔｄに応じて球面収差が発生する。ここで、３次の球面収差Ｗは、残存収差が最小となる最適な位置から所望の情報記録面までの光透過層の厚さΔｄと、光透過層の屈折率ｎと、対物レンズの開口数ＮＡ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）とを用いて、下記のような（１）式で表される（例えば、非特許文献１参照）。【００１１】
2008149522.tif 000003
【００１２】
上記の（１）式で示すように、３次の球面収差Ｗは、残存収差が最小となる最適な位置から所望の情報記録面までの光透過層の厚さΔｄに比例して大きくなる。つまり、情報記録面を多層化し、その光透過層の間隔を大きく変化させると、補正するべき球面収差量も増えることになる。従って、従来の光学ヘッド装置１２０においては、コリメータレンズ１０４の移動範囲が非常に大きくなる。ここで、コリメータレンズ１０４の移動範囲が大きくなり、対物レンズ１０６に入射するレーザ光の収束／発散の度合いが大きくなると、対物レンズ１０６では新たに５次の球面収差が発生する。【００１３】
例えば、光源の波長λが４０５ｎｍであり、対物レンズのＮＡが０．８５であり、対物レンズの焦点距離が１．３ｍｍであり、コリメータレンズの焦点距離が１９．０ｍｍであり、対物レンズの最適基材厚（平行光入射時に残存収差が最小となる光情報記録媒体の光透過層厚）が８７．５μｍである場合において、光透過層厚の変化によって発生する３次の球面収差をコリメータレンズの移動によって補正した際に、新たに発生する５次の球面収差量を図９に示す。図９に示すように、光透過層の厚さが２５μｍから１００μｍまで変化するような光情報記録媒体においては、３次の球面収差が補正できたとしても、残存する５次の球面収差量が最大４０ｍλにもなり、情報の記録及び／又は再生における影響は無視できない。
【特許文献１】特開平１１−２５９９０６号公報
【非特許文献１】村山登著、山田和作著、小出博著、国兼真著、「光ディスク技術」、ラジオ技術社、１９８９年１月、ｐ．６０
【発明の開示】
【００１４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる光学ヘッド装置及び記録及び／又は再生装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
本発明の一局面に係る光学ヘッド装置は、情報信号が記録される情報記録面を少なくとも３面有する光情報記録媒体に用いられる光学ヘッド装置であって、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された前記光ビームを前記光情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記光情報記録媒体の光透過層厚を前記対物レンズの最適基材厚とし、前記対物レンズの最適基材厚に対応する前記光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められる。
【００１６】
本発明によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。
【００１７】
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】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における光学ヘッド装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における光情報記録媒体の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における光学ヘッド装置の３次球面収差補正時に発生する５次の球面収差量と光透過層厚との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２における光学ヘッド装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態３における光学ヘッド装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態３における光学ヘッド装置の３次球面収差補正時に発生する３次の非点収差量と光透過層厚との関係及び５次の球面収差量と光透過層厚との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４における記録及び／又は再生装置の概略構成図である。
【図８】従来の光学ヘッド装置の概略構成図である。
【図９】従来の光学ヘッド装置における３次球面収差補正時に発生する５次の球面収差量と光透過層厚との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る光学ヘッド装置及び記録及び／又は再生装置の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の符号は同一の構成要素または同様の作用及び動作をなすものを表す。また、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。【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光学ヘッド装置の概略構成図である。図２は、本発明の実施の形態１における光情報記録媒体の概略構成図である。【００２１】
図１において、光学ヘッド装置１０は、光源である半導体レーザ１、ビームスプリッタ２、１／４波長板３、コリメータレンズ４、反射ミラー５、第１の対物レンズ６、検出レンズ７、光検出器８、第１の対物レンズ６を駆動する２軸アクチュエータ９、コリメータレンズ４を駆動するステッピングモータ４０、及びコリメータレンズ４を保持するレンズホルダ４１を備える。【００２２】
なお、第１の光情報記録媒体３０は、透明基板を有し、情報信号が記録される情報記録面を少なくとも３面有する。また、図２に示すように、第１の光情報記録媒体３０には光入射面側（第１の対物レンズ６側）から複数の情報記録面３０１，３０２，３０３，３０４が形成される。ここで、第１の光情報記録媒体３０の光入射面側の表面から情報記録面３０１までの光透過層の厚さをｄ１とし、情報記録面３０１と情報記録面３０２との間の光透過層の厚さをｄ２とし、情報記録面３０２と情報記録面３０３との間の光透過層の厚さをｄ３とし、情報記録面３０３と情報記録面３０４との間の光透過層の厚さをｄ４とする。【００２３】
半導体レーザ１は、例えば４０５ｎｍの波長を有する光ビーム（レーザ光）を出射する。第１の対物レンズ６は、半導体レーザ１から出射された光ビームを第１の光情報記録媒体３０上に集光する。【００２４】
コリメータレンズ４は、半導体レーザ１と第１の対物レンズ６との間に配置され、第１の対物レンズ６に平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚を第１の対物レンズ６の最適基材厚とし、第１の対物レンズ６の最適基材厚に対応する第１の光情報記録媒体３０の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する。【００２５】
半導体レーザ１が光源の一例に相当し、第１の光情報記録媒体３０が光情報記録媒体の一例に相当し、第１の対物レンズ６が対物レンズの一例に相当し、コリメータレンズ４が収差補正部の一例に相当する。【００２６】
このような第１の光情報記録媒体３０に対して、情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１０の動作について述べる。半導体レーザ１から出射された直線偏光のレーザ光は、ビームスプリッタ２で反射され、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメータレンズ４で平行光に変換される。平行光に変換されたレーザ光は、反射ミラー５で反射して、第１の対物レンズ６に入射する。第１の対物レンズ６に入射したレーザ光は、透明基板越しに第１の光情報記録媒体３０の情報記録面３０１〜３０４の何れかに光スポットとして集光する。【００２７】
情報記録面３０１〜３０４の何れかで反射したレーザ光は、再び第１の対物レンズ６を透過し、反射ミラー５で反射され、コリメータレンズ４を透過し、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換された後、ビームスプリッタ２を透過し、検出レンズ７によって、光検出器８に導かれる。【００２８】
光検出器８で検出されたレーザ光は、光電変換された後、演算されて、第１の光情報記録媒体３０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第１の光情報記録媒体３０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ９は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第１の光情報記録媒体３０の情報トラックに光スポットが追従するよう第１の対物レンズ６を２軸方向に駆動する。【００２９】
コリメータレンズ４は、レンズホルダ４１に保持され、ステッピングモータ４０によって、レーザ光の光軸に沿って移動可能となっている。情報記録面３０１〜３０４の各光透過層の厚さに応じて、さらにそれらの光透過層の厚さが規定値から外れている場合に、レーザ光は、光透過層の厚さ変化に伴う球面収差を補正するように、コリメータレンズ４によって発散光あるいは収束光とされる。その結果、第１の対物レンズ６で逆極性の球面収差を発生させ、球面収差の補正を行う。これにより、発生する球面収差のうち大半の成分である３次成分を除去し、球面収差を大幅に低減することができる。しかし、球面収差の３次成分を除去することができても、より高次の成分、主に５次成分は除去できない。【００３０】
５次の球面収差発生量は、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔに対応する第１の光情報記録媒体３０の面から所望の情報記録面までの光透過層厚に比例し、情報記録面３０１（光透過層厚ｄ１）、または情報記録面３０４（光透過層厚ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）に近いほど増大する。第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４において３次の球面収差の補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１において３次の球面収差の補正時に発生する５次の球面収差の変位量とが同等となるように第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを定める。これにより、情報記録面３０１，３０４における３次の球面収差の補正時に発生する波面収差（５次の球面収差）の変位量を抑えることができる。【００３１】
なお、本明細書において、同等とは、完全な一致だけでなく、略同等の場合も含む。すなわち、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４において３次の球面収差の補正時に発生する波面収差（例えば、５次の球面収差）の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１において３次の球面収差の補正時に発生する波面収差（例えば、５次の球面収差）の変位量との差が１０ｍλ以下となればよく、より好ましくは５ｍλ以下となればよい。【００３２】
つまり、５次の球面収差の変位量を均等に割り振る第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔは、次のように表すことができる。レーザ光が入射する第１の光情報記録媒体３０の表面から第１の対物レンズ６に最も近い１番目の情報記録面の光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）としたとき、第１の対物レンズ６の最適基材厚（対物レンズ６に平行光が入射した時に３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体の光透過層厚）Ｔは、下記の（２）式を満たす。また、光透過層厚がｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の第１の対物レンズ６に近い側からΔｔの位置に第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔがあるとき、下記の（３）式を満たす。【００３３】
2008149522.tif 000004
【００３４】
2008149522.tif 000005
【００３５】
なお、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλより大きい場合、記録学習や再生時の最適位置がずれてしまい再学習する必要がある。【００３６】
しかしながら、本実施の形態では、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、第１の対物レンズ６の最適基材厚が定められるので、再学習が不要となる。【００３７】
また、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が５ｍλ以下となるように、第１の対物レンズ６の最適基材厚を定めてもよい。【００３８】
ここで、本実施の形態１の光学ヘッド装置１０の具体的な数値例を示す。【００３９】
半導体レーザ１の波長：λ＝４０５ｎｍ
第１の対物レンズ６のＮＡ：ＮＡ＝０．８５
第１の対物レンズ６の焦点距離：ｆｏｌ＝１．３ｍｍ
コリメータレンズ４の焦点距離置：ｆｃｌ＝１５．０ｍｍ
情報記録面間の各光透過層の厚さ：ｄ１＝４５μｍ
ｄ２＝１８μｍ
ｄ３＝１３μｍ
ｄ４＝２４μｍ
情報記録面間の各光透過層の屈折率：ｎ１＝１．５２
ｎ２＝１．５２
ｎ３＝１．５２
ｎ４＝１．５２【００４０】
実際に、上記の数値例を上記の（２）式及び（３）式に用いて、Δｔ及びＴを計算すると、Ｔ＝７２．５μｍ（設計屈折率Ｎ＝１．５２）となる。【００４１】
図３は、第１の対物レンズ６の最適基材厚（平行光が入射した時に３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚）Ｔ＝７２．５μｍ（設計屈折率Ｎ＝１．５２）とした場合の５次の球面収差発生量と光透過層厚との関係を示す図である。図３に示すように、５次の球面収差の変位量は、第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４の光透過層厚（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）と第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０１の光透過層厚（ｄ１）との間で均等に割り振ることができ、５次の球面収差の変位量を±２０ｍλ以下に抑制することができ、良好な記録及び／又は再生を実現できる。【００４２】
また、ここでは、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが、５次の球面収差の変位量を均等に割り振る場合について示したが、上記の（２）式及び下記の（４）式の関係を満たすように第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを定めれば、５次の球面収差発生量の影響は実用上問題ない。【００４３】
すなわち、レーザ光が入射する第１の光情報記録媒体の表面から第１の対物レンズに最も近い１番目の情報記録面までの光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）としたとき、第１の対物レンズ６の最適基材厚（対物レンズ６に平行光が入射した時に３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体の光透過層厚）Ｔは、上記の（２）式を満たす。さらに、光透過層厚がｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の第１の対物レンズ６に近い側からΔｔの位置に第１の対物レンズの最適基材厚Ｔがあるとき、下記の（４）式を満たす。【００４４】
2008149522.tif 000006
【００４５】
なお、本実施の形態では、情報記録面が４面であったが、本発明は特にこれに限定されず、２面、３面あるいは５面以上の多層であっても同様の効果が得られる。さらに、情報記録面が２面であれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が８０μｍ以下である場合においても同様の効果が得られる。また、情報記録面が３面であれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が７５μｍ以下である場合においても同様の効果が得られる。【００４６】
なお、本実施の形態では、コリメータレンズは１枚であったが、対物レンズ６に入射するビーム光を発散光或いは収束光に調整することができれば、２群構成であっても同様の効果が得られる。【００４７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における光学ヘッド装置について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態２における光学ヘッド装置の概略構成図である。【００４８】
実施の形態２の光学ヘッド装置において、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。図４において、光学ヘッド装置１１は、半導体レーザ１、ビームスプリッタ２、１／４波長板３、コリメータレンズ４、第１の対物レンズ６、検出レンズ７、ステッピングモータ４０、レンズホルダ４１、２波長半導体レーザ２１、ビームスプリッタ２２、第２の対物レンズ２４、２軸アクチュエータ２５、３波長対応光検出器２６及び光束分離部６１を備える。【００４９】
半導体レーザ１は、４０５ｎｍの第１の波長を有する第１の光ビーム（レーザ光）を出射する。２波長半導体レーザ２１は、第１の波長よりも長い６６０ｎｍの第２の波長を有する第２の光ビームと、第２の波長よりも長い７８０ｎｍの第３の波長を有する第３の光ビームとを出射する。なお、半導体レーザ１が第１の光源の一例に相当し、２波長半導体レーザ２１が第２の光源及び第３の光源の一例に相当する。【００５０】
光束分離部６１は、反射ミラー５及び波長選択素子２３を備える。波長選択素子２３は、半導体レーザ１を出射した第１の波長を有する第１の光ビームを反射させ、２波長半導体レーザ２１を出射した第２の波長を有する第２の光ビーム及び第３の波長を有する第３の光ビームを透過させる。反射ミラー５は、波長選択素子２３を透過した第２の光ビーム及び第３の光ビームを反射させる。【００５１】
第１の対物レンズ６は、ＢＤに対応した０．８５のＮＡ（第１の開口数）を有する。第２の対物レンズ２４は、ＤＶＤとＣＤとに対応した０．６５のＮＡ（第２の開口数）を有する。２軸アクチュエータ２５は、第１の対物レンズ６及び第２の対物レンズ２４を搭載し、第１の対物レンズ６及び第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。３波長対応光検出器２６は、第１の光情報記録媒体３０によって反射された第１のレーザ光、第２の光情報記録媒体３１によって反射された第２のレーザ光、及び第３の光情報記録媒体３２によって反射された第３のレーザ光を検出する。なお、第１の光情報記録媒体３０はＢＤであり、第２の光情報記録媒体３１はＤＶＤ、第３の光情報記録媒体３２はＣＤである。【００５２】
第１の光情報記録媒体３０に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１１の動作について説明する。なお、実施の形態２における光学ヘッド装置１１の動作において、実施の形態１における光学ヘッド装置１０の動作と同様である部分については説明を省略する。実施の形態１との違いは、反射ミラー５ではなく、波長選択素子２３によって、第１の光源（半導体レーザ１）から出射された４０５ｎｍの第１の波長を有する第１の光ビームが反射され、第１の対物レンズ６に導光されることである。【００５３】
すなわち、半導体レーザ１から出射された直線偏光の第１の光ビームは、ビームスプリッタ２で反射され、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメータレンズ４で平行光に変換される。平行光に変換された第１の光ビームは、波長選択素子２３で反射して、第１の対物レンズ６に入射する。第１の対物レンズ６に入射した第１の光ビームは、透明基板越しに第１の光情報記録媒体３０の情報記録面３０１〜３０４の何れかに光スポットとして集光する。【００５４】
次に、第２の光情報記録媒体３１に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１１の動作について述べる。２波長半導体レーザ２１は、６６０ｎｍの第２の波長を有する第２の光ビームを出射する。２波長半導体レーザ２１から出射された直線偏光の第２の光ビームは、ビームスプリッタ２２で反射され、ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換される。その後、円偏光に変換された第２の光ビームは、コリメータレンズ４で平行光に変換され、波長選択素子２３を透過し、反射ミラー５で反射して、第２の対物レンズ２４に入射する。第２の対物レンズ２４に入射した第２の光ビームは、透明基板越しに第２の光情報記録媒体３１に光スポットとして集光する。【００５５】
第２の光情報記録媒体３１で反射した第２の光ビームは、再び第２の対物レンズ２４を透過し、反射ミラー５で反射され、波長選択素子２３及びコリメータレンズ４を透過し、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換される。その後、直線偏光に変換された第２の光ビームは、ビームスプリッタ２及びビームスプリッタ２２を透過し、検出レンズ７によって、３波長対応光検出器２６に導かれる。【００５６】
３波長対応光検出器２６で検出された第２の光ビームは、光電変換された後、演算されて、第２の光情報記録媒体３１の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第２の光情報記録媒体３１の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ２５は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第２の光情報記録媒体３１の情報トラックに光スポットが追従するよう第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。【００５７】
次に、第３の光情報記録媒体３２に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１１の動作について述べる。２波長半導体レーザ２１は、７８０ｎｍの第３の波長を有する第３の光ビームを出射する。２波長半導体レーザ２１から出射された直線偏光の第３の光ビームは、ビームスプリッタ２２で反射され、ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換される。その後、円偏光に変換された第３の光ビームは、コリメータレンズ４で平行光に変換され、波長選択素子２３を透過し、反射ミラー５で反射して、第２の対物レンズ２４に入射する。第２の対物レンズ２４に入射した第３の光ビームは、透明基板越しに第３の光情報記録媒体３２に光スポットとして集光する。【００５８】
第３の光情報記録媒体３２で反射した第３の光ビームは、再び第２の対物レンズ２４を透過し、反射ミラー５で反射され、波長選択素子２３及びコリメータレンズ４を透過し、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換される。その後、直線偏光に変換された第３の光ビームは、ビームスプリッタ２及びビームスプリッタ２２を透過し、検出レンズ７によって、３波長対応光検出器２６に導かれる。【００５９】
３波長対応光検出器２６で検出された第３の光ビームは、光電変換された後、演算されて、第３の光情報記録媒体３２の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第３の光情報記録媒体３２の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ２５は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第３の光情報記録媒体３２の情報トラックに光スポットが追従するよう第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。【００６０】
以上のように、実施の形態２の光学ヘッド装置１１は、実施の形態１と同様に２面以上の複数の情報記録面を有する第１の光情報記録媒体３０に対して、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを上述の（２）式及び（３）式を用いて決定する。これにより、３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量は、第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４の光透過層厚（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）と第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０１の光透過層厚（ｄ１）との間で均等に割り振ることができ、５次の球面収差の変位量の影響を最小限に抑制できる。【００６１】
また、実施の形態２の光学ヘッド装置１１は、３種類の異なった仕様の光情報記録媒体に対して互換可能となっている。【００６２】
また、ここでは、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが、５次の球面収差の変位量を均等に割り振る場合について示したが、５次の球面収差の変位量が上述の（２）式及び（４）式に示す関係を満たせば、５次の球面収差の変位量の影響は実用上問題ない。【００６３】
なお、本実施の形態では、コリメータレンズは１枚であったが、対物レンズ６に入射するビーム光を発散光或いは収束光に調整することができれば、２群構成であっても同様の効果が得られる。【００６４】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における光学ヘッド装置について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態３における光学ヘッド装置の概略構成図である。【００６５】
実施の形態３の光学ヘッド装置において、実施の形態２と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。図５において、光学ヘッド装置１２は、半導体レーザ１、ビームスプリッタ２、１／４波長板３、コリメータレンズ４、第１の対物レンズ６、検出レンズ７、ステッピングモータ４０、レンズホルダ４１、２波長半導体レーザ２１、ビームスプリッタ２２、第２の対物レンズ２４、３波長対応光検出器２６、２軸アクチュエータ２８及び光束分離部６２を備える。【００６６】
光束分離部６２は、反射ミラー５及び波長選択素子２７を備える。波長選択素子２７は、波長選択性を有する平行平板で構成される。波長選択素子２７は、半導体レーザ１を出射した第１の波長を有する第１の光ビームを透過させ、２波長半導体レーザ２１を出射した第２の波長を有する第２の光ビーム及び第３の波長を有する第３の光ビームを反射させる。反射ミラー５は、波長選択素子２３を透過した第１の光ビームを反射させる。【００６７】
第１の対物レンズ６と第２の対物レンズ２４とは、第１の光情報記録媒体３０、第２の光情報記録媒体３１及び第３の光情報記録媒体３２の接線方向に沿って、第１の光ビーム、第２の光ビーム及び第３の光ビームの入射側から第２の対物レンズ２４及び第１の対物レンズ６の順に配置されている。【００６８】
２軸アクチュエータ２８は、第２の対物レンズ２４及び第１の対物レンズ６を搭載し、第２の対物レンズ２４及び第１の対物レンズ６を２軸方向に駆動する。なお、実施の形態３における第１の光情報記録媒体３０は、２面以上の情報記録面を有している。【００６９】
第１の光情報記録媒体３０に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１２の動作について説明する。なお、実施の形態３における光学ヘッド装置１２の動作において、実施の形態２における光学ヘッド装置１１の動作と同様である部分については説明を省略する。実施の形態２との違いは、第１の光源（半導体レーザ１）から出射された４０５ｎｍの第１の波長を有する第１の光ビームが、波長選択素子２７を透過後、反射ミラー５によって反射され、第１の対物レンズ６に導光されることである。【００７０】
すなわち、半導体レーザ１から出射された直線偏光の第１の光ビームは、ビームスプリッタ２で反射され、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメータレンズ４で平行光に変換される。平行光に変換された第１の光ビームは、波長選択素子２７を透過して、反射ミラー５で反射し、第１の対物レンズ６に入射する。第１の対物レンズ６に入射した第１の光ビームは、透明基板越しに第１の光情報記録媒体３０の情報記録面３０１〜３０４の何れかに光スポットとして集光する。【００７１】
次に、第２の光情報記録媒体３１に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１２の動作について説明する。なお、実施の形態３における光学ヘッド装置１２の動作において、実施の形態２における光学ヘッド装置１１の動作と同様である部分については説明を省略する。実施の形態２との違いは、第２の光源（２波長半導体レーザ２１）から出射された６６０ｎｍの第２の波長を有する第２の光ビームが、波長選択素子２７で反射して、第２の対物レンズ２４によって、透明基板越しに第２の光情報記録媒体３１に光スポットとして集光することである。【００７２】
すなわち、２波長半導体レーザ２１から出射された直線偏光の第２の光ビームは、ビームスプリッタ２２で反射され、ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換される。その後、円偏光に変換された第２の光ビームは、コリメータレンズ４で平行光に変換され、波長選択素子２７で反射して、第２の対物レンズ２４に入射する。第２の対物レンズ２４に入射した第２の光ビームは、透明基板越しに第２の光情報記録媒体３１に光スポットとして集光する。【００７３】
第２の光情報記録媒体３１で反射した第２の光ビームは、再び第２の対物レンズ２４を透過し、波長選択素子２７で反射し、３波長対応光検出器２６に導かれる。３波長対応光検出器２６で検出された第２の光ビームは、光電変換された後、演算されて、第２の光情報記録媒体３１の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第２の光情報記録媒体３１の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ２８は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第２の光情報記録媒体３１の情報トラックに光スポットが追従するよう第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。【００７４】
次に、第３の光情報記録媒体３２に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１２の動作について説明する。なお、実施の形態３における光学ヘッド装置１２の動作において、実施の形態２における光学ヘッド装置１１の動作と同様である部分については説明を省略する。実施の形態２との違いは、第３の光源（２波長半導体レーザ２１）から出射された７８０ｎｍの第３の波長を有する第３の光ビームが、波長選択素子２７で反射して、第２の対物レンズ２４によって、透明基板越しに第２の光情報記録媒体３１に光スポットとして集光することである。【００７５】
すなわち、２波長半導体レーザ２１から出射された直線偏光の第３の光ビームは、ビームスプリッタ２２で反射され、ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換される。その後、円偏光に変換された第３の光ビームは、コリメータレンズ４で平行光に変換され、波長選択素子２７で反射して、第２の対物レンズ２４に入射する。第２の対物レンズ２４に入射した第３の光ビームは、透明基板越しに第３の光情報記録媒体３２に光スポットとして集光する。【００７６】
第３の光情報記録媒体３２で反射した第３の光ビームは、再び第２の対物レンズ２４を透過し、波長選択素子２７で反射し、３波長対応光検出器２６に導かれる。３波長対応光検出器２６で検出された第３の光ビームは、光電変換された後、演算されて、第３の光情報記録媒体３２の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第３の光情報記録媒体３２の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ２８は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第３の光情報記録媒体３２の情報トラックに光スポットが追従するよう第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。【００７７】
さらに、実施の形態２との違いは、第１の光情報記録媒体３０の光透過層の厚さ変化に伴う３次の球面収差を補正するために、コリメータレンズ４によって発散光あるいは収束光となったレーザ光が、略４５°傾いて配置された波長選択素子２７を透過することにより、３次の非点収差が発生することである。つまり、３次の非点収差発生量は、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔに対応する第１の光情報記録媒体３０の面から所望の情報記録面までの光透過層厚に比例し、情報記録面３０１（光透過層厚ｄ１）、または情報記録面３０４（光透過層厚ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）に近いほど増大する。よって、３次の非点収差の発生量を均等に割り振る値にすることにより、情報記録面３０１，３０４で発生する収差の影響を抑えることができる。【００７８】
すなわち、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量とが同等となるように、第１の対物レンズ６の最適基材厚が定められる。【００７９】
なお、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４において３次の球面収差の補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１において３次の球面収差の補正時に発生する３次の非点収差の変位量との差が１０ｍλ以下となればよく、より好ましくは５ｍλ以下となればよい。【００８０】
ここで、３次の非点収差発生量は、波長選択素子２７に入射するレーザ光のＮＡの２乗に比例する。第１の光情報記録媒体３０における第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面の光透過層厚の球面収差補正時に波長選択素子２７に入射するレーザ光のＮＡをＮＡｈとし、第１の光情報記録媒体３０における前記第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面の光透過層厚の球面収差補正時に波長選択素子２７に入射するレーザ光のＮＡをＮＡｓとするとき、下記の（５）式が成り立つように、第１の対物レンズの最適基材厚Ｔが定められる。これにより、情報記録面３０１，３０４で発生する波面収差（３次の非点収差）の変位量を抑えることができる。【００８１】
（ＮＡｈ）２≒（ＮＡｓ）２・・・（５）【００８２】
ここで、本実施の形態３の光学ヘッド装置１２の具体的な数値例を示す。【００８３】
半導体レーザ１の波長：λ＝４０５ｎｍ
第１の対物レンズ６のＮＡ：ＮＡ＝０．８５
第１の対物レンズ６の焦点距離：ｆｏｌ＝１．３ｍｍ
コリメータレンズ４の焦点距離置：ｆｃｌ＝１５．０ｍｍ
情報記録面間の各光透過層の厚さ：ｄ１＝４５μｍ
ｄ２＝１８μｍ
ｄ３＝１３μｍ
ｄ４＝２４μｍ
情報記録面間の各光透過層の屈折率：ｎ１＝１．５２
ｎ２＝１．５２
ｎ３＝１．５２
ｎ４＝１．５２【００８４】
実際に、上記の数値例を用いて、光学シミュレーションを行うと、第１の対物レンズ６の最適基材厚（残存収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚）Ｔ＝７２．５μｍとする場合に、ＮＡｈ＝０．００９６６及びＮＡｓ＝０．００９７３となり、上記の（５）式を満たす。【００８５】
図６は、第１の対物レンズ６の最適基材厚（平行光が入射した時に３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚）Ｔ＝７２．５μｍ（設計屈折率Ｎ＝１．５２）とした場合の３次の非点収差発生量と光透過層厚との関係及び５次の球面収差発生量と光透過層厚との関係を示す図である。図６において、グラフ６１は、３次の非点収差発生量と光透過層厚との関係を示しており、グラフ６２は、５次の球面収差発生量と光透過層厚との関係を示している。【００８６】
図６に示すように、３次の非点収差の変位量を均等に割り振ることができ、各情報記録面における３次の非点収差発生量を±１０ｍλ以下に抑制することができ、良好な記録及び／又は再生を実現できる。なお、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが±１０％の範囲内であれば、３次の非点収差の変位量の影響は、実用上問題ない。【００８７】
また、同時に発生する５次の球面収差についても、上記の数値例を前述の（２）式及び（３）式に用いて対物レンズ６の最適基材厚Ｔを導出すると、この場合の対物レンズ６の最適基材厚Ｔは、７２．５μｍとなる。５次の球面収差の変位量の影響は、第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４の光透過層厚（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）と第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０１の光透過層厚（ｄ１）との間で均等に割り振ることができ、良好な情報の記録及び／又は再生を実現することができる。【００８８】
また、ここでは、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが、５次の球面収差の変位量を均等に割り振る場合について示したが、上述の（２）式及び（４）式に示す関係を満たすように第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを定めれば、５次の球面収差の変位量の影響は実用上問題ない。【００８９】
以上のように、実施の形態３の光学ヘッド装置１２において、２面以上の複数の情報記録面を有する第１の光情報記録媒体３０に対して、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが上記の（５）式の関係を満たすように決定される。これにより、３次の球面収差補正時に、略４５°傾けて配置された波長選択素子２７を透過する際に発生する３次の非点収差の変位量の影響を各光透過層厚の間で均等に割り振ることができ、３次の非点収差の影響を最小限に抑制できる。【００９０】
以上のように、従来、少なくとも２つの情報記録面を有し、情報記録面間の間隔が大きいような光情報記録媒体の場合に５次の球面収差が影響することに加え、レーザ光が略４５度傾いた波長選択素子２７を透過すると３次の非点収差が発生するという課題を有していた。【００９１】
しかし、本実施の形態のように、波長選択素子２７に入射するレーザ光のＮＡが上記の（５）を満たすように設定することで３次の非点収差を低減した上で、更に第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを上述の（２）式及び（３）式、もしくは、（２）式及び（４）式を満たすように設定することで、（２）式、（３）式及び（５）式、もしくは、（２）式、（４）式及び（５）式を同時に満たすことが可能である。そのため、３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量による影響と５次の球面収差の変位量による影響とを同時に低減することが可能となり、良好な記録／再生を行うことができる。【００９２】
なお、本実施の形態では、情報記録面が４面であったが、本発明は特にこれに限定されず、２面、３面あるいは５面以上の多層であっても同様の効果が得られる。【００９３】
さらに、本実施の形態における光学ヘッド装置１２は、３種類の異なった仕様の光情報記録媒体に対して互換可能となっている。【００９４】
なお、本実施の形態では、コリメータレンズは１枚であったが、対物レンズ６に入射するビーム光を発散光或いは収束光に調整することができれば、２群構成であっても同様の効果が得られる。【００９５】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４における記録及び／又は再生装置の概略構成図である。【００９６】
図７において、記録及び／又は再生装置は、筐体５０の内部に、光情報記録媒体駆動部５１、制御部５２及び光学ヘッド装置１３を備える。光情報記録媒体駆動部５１は、第１の光情報記録媒体３０を回転駆動する。光学ヘッド装置１３は実施の形態１〜３で述べたいずれかの光学ヘッド装置１０，１１，１２である。制御部５２は、光情報記録媒体駆動部５１と光学ヘッド装置１０との駆動および制御を行う機能と、光学ヘッド装置１３で光電変換された制御信号及び情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号を筐体５０の外部と内部とでインターフェースさせる機能とを有する。【００９７】
光学ヘッド装置１３として、実施の形態１〜３のいずれかの光学ヘッド装置１０，１１，１２を搭載しているので、本実施の形態における記録及び／又は再生装置は、第１の光情報記録媒体３０の光透過層の厚さの変化に伴って発生する３次の球面収差を補正する際に新たに発生する５次の球面収差及び３次の非点収差の影響を最小限に抑制でき、第１の光情報記録媒体３０の記録及び／又は再生特性を向上させることができる。【００９８】
なお、記録及び／又は再生装置は、情報の記録及び再生を行う記録及び再生装置、情報の記録のみを行う記録装置、及び情報の再生のみを行う再生装置を含む。【００９９】
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。【０１００】
本発明の一局面に係る光学ヘッド装置は、情報信号が記録される情報記録面を少なくとも３面有する光情報記録媒体に用いられる光学ヘッド装置であって、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された前記光ビームを前記光情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記光情報記録媒体の光透過層厚を前記対物レンズの最適基材厚とし、前記対物レンズの最適基材厚に対応する前記光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められる。【０１０１】
この構成によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。【０１０２】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることが好ましい。【０１０３】
この構成によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を最小限に抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。【０１０４】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量とが同等となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることが好ましい。【０１０５】
この構成によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量とが同等となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する５次の球面収差の影響を抑制することができる。【０１０６】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることが好ましい。【０１０７】
この構成によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する５次の球面収差の影響を最小限に抑制することができる。【０１０８】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い１番目の情報記録面の光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）とし、前記対物レンズの最適基材厚をＴとするとき、
2008149522.tif 000007
を満たし、厚みがｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の前記対物レンズに近い側からΔｔの位置に前記対物レンズの最適基材厚Ｔがあるとき、
2008149522.tif 000008
を満たすことが好ましい。【０１０９】
この構成によれば、上記の各数式を満たすように前記対物レンズの最適基材厚Ｔが定められることにより、３次の球面収差を補正する際に発生する５次の球面収差の影響を抑制することができる。【０１１０】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い１番目の情報記録面の光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）とし、前記対物レンズの最適基材厚をＴとするとき、
2008149522.tif 000009
を満たし、厚みがｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の前記対物レンズに近い側からΔｔの位置に前記対物レンズの最適基材厚Ｔがあるとき、
2008149522.tif 000010
を満たすことが好ましい。【０１１１】
この構成によれば、上記の各数式を満たすように前記対物レンズの最適基材厚Ｔが定められることにより、３次の球面収差を補正する際に発生する５次の球面収差の影響を最小限に抑制することができる。【０１１２】
本発明の他の局面に係る光学ヘッド装置は、第１の光ビームを出射する第１の光源と、前記第１の光ビームの波長より長い波長を有する第２の光ビームを出射する第２の光源と、前記第２の光ビームの波長より長い波長を有する第３の光ビームを出射する第３の光源と、同一方向から入射する前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームを選択的に反射又は透過する光束分離部と、前記光束分離部で透過された前記第１の光ビームを第１の光情報記録媒体に集光する第１の開口数を有する第１の対物レンズと、前記光束分離部で反射された前記第２の光ビームを第２の光情報記録媒体に集光するとともに、前記光束分離部で反射された前記第３の光ビームを第３の光情報記録媒体に集光する第１の開口数とは異なる第２の開口数を有する第２の対物レンズと、前記第１の光源と前記光束分離部との間に配置され、前記第１の対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記第１の光情報記録媒体の光透過層厚を前記第１の対物レンズの最適基材厚とし、前記第１の対物レンズの最適基材厚に対応する前記第１の光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズとは、前記第１の光情報記録媒体、前記第２の光情報記録媒体及び前記第３の光情報記録媒体の接線方向に沿って、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームの入射側から前記第２の対物レンズ及び前記第１の対物レンズの順に配置されており、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量とが同等となるように、前記第１の対物レンズの最適基材厚が定められる。【０１１３】
この構成によれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量とが同等となるように、第１の対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する３次の非点収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。【０１１４】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記第１の対物レンズの最適基材厚が定められることが好ましい。【０１１５】
この構成によれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、第１の対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する３次の非点収差の影響を最小限に抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。【０１１６】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光束分離部は、前記第１の光ビームを透過させ、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームを反射させる波長選択部を含み、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に前記波長選択部に入射する前記第１の光ビームの開口数をＮＡｈとし、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に前記波長選択部に入射する前記第１の光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、（ＮＡｈ）２≒（ＮＡｓ）２を満たすことが好ましい。【０１１７】
この構成によれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に波長選択部に入射する第１の光ビームの開口数ＮＡｈと、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に波長選択部に入射する第１の光ビームの開口数ＮＡｓとが上記の数式を満たすので、波長選択部を透過する際に発生する３次の非点収差の変位量の影響を各光透過層厚の間で均等に割り振ることができ、３次の非点収差の影響を抑制することができる。【０１１８】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記第１の光情報記録媒体は、情報記録面を２面有し、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が８０μｍ以下であることが好ましい。【０１１９】
この構成によれば、情報記録面を２面有し、第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が８０μｍ以下である第１の光情報記録媒体を用いて良好な情報の記録及び／又は再生を実現することができる。【０１２０】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体は、情報記録面を３面以上有し、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が７５μｍ以下であることが好ましい。【０１２１】
この構成によれば、情報記録面を３面以上有し、対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が７５μｍ以下である光情報記録媒体を用いて良好な情報の記録及び／又は再生を実現することができる。【０１２２】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記収差補正部は、コリメータレンズを含むことが好ましい。【０１２３】
この構成によれば、コリメータレンズにより、対物レンズの最適基材厚に対応する光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正することができる。【０１２４】
本発明の他の局面に係る記録及び／又は再生装置は、上記のいずれかに記載の光学ヘッド装置と、光情報記録媒体を回転運動させる回転部と、前記光情報記録媒体に情報の記録及び／又は再生を行うために、前記光学ヘッド装置を制御する制御部とを備える。【０１２５】
この構成によれば、上記のいずれかに記載の光学ヘッド装置を備えるので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、３次の球面収差補正する際に発生する５次の球面収差や３次の非点収差の影響を抑制することができるため、情報記録面を多層化した光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光学ヘッド装置、及び記録及び／又は再生装置等に有用である。
【図１】
2008149522.tif 000015
【図２】
2008149522.tif 000016
【図３】
2008149522.tif 000017
【図４】
2008149522.tif 000018
【図５】
2008149522.tif 000019
【図６】
2008149522.tif 000020
【図７】
2008149522.tif 000021
【図８】
2008149522.tif 000022
【図９】
2008149522.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月18日(2009.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光ビームを出射する第１の光源と、
前記第１の光ビームの波長より長い波長を有する第２の光ビームを出射する第２の光源と、
前記第２の光ビームの波長より長い波長を有する第３の光ビームを出射する第３の光源と、
同一方向から入射する前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームを選択的に反射又は透過する光束分離部と、
前記光束分離部で透過された前記第１の光ビームを第１の光情報記録媒体に集光する第１の開口数を有する第１の対物レンズと、
前記光束分離部で反射された前記第２の光ビームを第２の光情報記録媒体に集光するとともに、前記光束分離部で反射された前記第３の光ビームを第３の光情報記録媒体に集光する第１の開口数とは異なる第２の開口数を有する第２の対物レンズと、
前記第１の光源と前記光束分離部との間に配置され、前記第１の対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記第１の光情報記録媒体の光透過層厚を前記第１の対物レンズの最適基材厚とし、前記第１の対物レンズの最適基材厚に対応する前記第１の光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、
前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズとは、前記第１の光情報記録媒体、前記第２の光情報記録媒体及び前記第３の光情報記録媒体の接線方向に沿って、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームの入射側から前記第２の対物レンズ及び前記第１の対物レンズの順に配置されており、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量とが同等となるように、前記第１の対物レンズの最適基材厚が定められることを特徴とする光学ヘッド装置。
【請求項２】
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記第１の対物レンズの最適基材厚が定められることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
【請求項３】
前記光束分離部は、前記第１の光ビームを透過させ、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームを反射させる波長選択部を含み、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に前記波長選択部に入射する前記第１の光ビームの開口数をＮＡｈとし、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に前記波長選択部に入射する前記第１の光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、
（ＮＡｈ）２≒（ＮＡｓ）２
を満たすことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド装置。
【請求項４】
前記第１の光情報記録媒体は、情報記録面を２面有し、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が８０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ヘッド装置。
【請求項５】
前記第１の光情報記録媒体は、情報記録面を３面以上有し、
前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が７５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ヘッド装置。
【請求項６】
前記収差補正部は、コリメータレンズを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学ヘッド装置。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれかに記載の光学ヘッド装置と、
光情報記録媒体を回転運動させる回転部と、
前記光情報記録媒体に情報の記録及び／又は再生を行うために、前記光学ヘッド装置を制御する制御部とを備えることを特徴とする記録及び／又は再生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等のような光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う際に使用される光学ヘッド装置、及びそのような光学ヘッド装置を備えた記録及び／再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高密度及び大容量の光情報記録媒体として市販されているものでＤＶＤやＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙディスク）と呼ばれる光情報記録媒体がある。このような光情報記録媒体は画像、音楽及びコンピュータデータを記録する記録媒体として、最近急速に普及しつつある。
【０００３】
光情報記録媒体の大容量化に伴い、光学ヘッド装置に用いられる光源の短波長化と対物レンズの高ＮＡ化が進んでいる。しかし、ＮＡが高くなるほど光情報記録媒体の光透過層の厚みの変化による球面収差の変化が顕著になってくる。たとえば、ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う際、６５０ｎｍの波長の光を出射する光源と、０．６のＮＡを有する対物レンズとが用いられる場合、光透過層の厚みの変化が１０μｍに対して約１０ｍλの球面収差が発生する。しかし、次世代の光情報記録媒体として考えられるＢＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う際、４００ｎｍの波長の光を出射する光源と、０．８５のＮＡを有する対物レンズとが用いられる場合、光透過層厚みの変化が１０μｍに対して約１００ｍλの球面収差が発生する。このように、ＢＤは、ＤＶＤに比べて約１０倍の球面収差が発生する。そのため、光学ヘッド装置としては、球面収差を補正する手段が必要となる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、光源と対物レンズとの間に配置されたコリメータレンズをコリメータレンズ用アクチュエータに搭載し、光透過層の厚み誤差に起因する球面収差を打ち消すように、コリメータレンズを移動させる方式が示されている。その方式について、図８を用いて具体的に説明する。
【０００５】
図８は、従来の光学ヘッド装置の概略構成図である。図８において、光学ヘッド装置１２０は、光源１０１、ビームスプリッタ１０２、１／４波長板１０３、コリメータレンズ１０４、対物レンズ１０６、マルチレンズ１０７、光検出器１０８、対物レンズ１０６を駆動する２軸アクチュエータ１０９、及びコリメータレンズ１０４を駆動するコリメータレンズ用アクチュエータ１１０を備える。
【０００６】
光源１０１から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１０２を透過して、コリメータレンズ１０４に入射する。コリメータレンズ１０４に入射したレーザ光は、光情報記録媒体１３０の光透過層１３１の厚さが規定値通りの場合には、コリメータレンズ１０４によって平行光とされる。コリメータレンズ１０４はコリメータレンズ用アクチュエータ１１０に搭載されており、このコリメータレンズ用アクチュエータ１１０によって、レーザ光の光軸に沿って前後に移動可能となっている。
【０００７】
コリメータレンズ１０４を透過したレーザ光は、１／４波長板１０３を透過する際に円偏光状態となり、対物レンズ１０６に入射する。対物レンズ１０６によって集光され光情報記録媒体１３０の情報記録面に入射したレーザ光は、情報記録面で反射されて戻り光となる。この戻り光は、元の光路をたどって対物レンズ１０６を透過した後、１／４波長板１０３に入射する。戻り光は、１／４波長板１０３を透過することにより、往路の偏光方向に対して９０度回転された直線偏光となる。その後、戻り光は、コリメータレンズ１０４によって収束光とされた後、ビームスプリッタ１０２によって反射される。ビームスプリッタ１０２によって反射された戻り光は、マルチレンズ１０７を介して光検出器１０８に入射し、光検出器１０８によって検出される。
【０００８】
光学ヘッド装置１２０を用いて光情報記録媒体１３０の情報記録面上に光を集光して情報の記録再生を行うとき、光情報記録媒体１３０の光透過層１３１の厚み誤差によって発生する主な収差には、デフォーカスによる収差と球面収差とがある。デフォーカスによる収差については、フォーカスサーボにより補正される。すなわち、光検出器１０８からのフォーカスサーボに基づいて、２軸アクチュエータ１０９により対物レンズ１０６を光軸方向に動かすことでデフォーカスによる収差が補正され、情報記録面上に焦点が合わされる。
【０００９】
一方、球面収差については、対物レンズ１０６に入射するレーザ光を発散光あるいは収束光とすることにより、光透過層１３１の厚さに応じて発生する球面収差と逆極性の球面収差を発生させることで補正される。具体的にはコリメータレンズ用アクチュエータ１１０により、コリメータレンズ１０４を光軸方向に前後に動かすことで、対物レンズ１０６に入射するレーザ光を発散光あるいは収束光とし、対物レンズ１０６で逆極性の球面収差を発生させ、光透過層１３１の厚み誤差に起因する球面収差をキャンセルするようにしている。このように、従来の光学ヘッド装置１２０においては、対物レンズ１０６を透過して情報記録面に焦点を結んだときは、球面収差がキャンセルされた状態になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２５９９０６号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】村山登著、山田和作著、小出博著、国兼真著、「光ディスク技術」、ラジオ技術社、１９８９年１月、ｐ．６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
光情報記録媒体においてさらなる大容量化を図るため、情報記録面を多層構造とすることが考えられる。情報記録面を多層化する場合、複数の情報記録面に対して情報の記録及び／又は再生を行うことになる。しかし、情報記録面毎に対物レンズ１０６からの距離が違うため、平行光入射時に残存収差が最小となる光情報記録媒体の光透過層厚、すなわち対物レンズ１０６の最適基材厚からずれた情報記録面では、残存収差が最小となる最適な位置から所望の情報記録面までの光透過層の厚さΔｄに応じて球面収差が発生する。ここで、３次の球面収差Ｗは、残存収差が最小となる最適な位置から所望の情報記録面までの光透過層の厚さΔｄと、光透過層の屈折率ｎと、対物レンズの開口数ＮＡ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）とを用いて、下記のような（１）式で表される（例えば、非特許文献１参照）。
【００１３】
【数１】
2008149522.tif 000024
【００１４】
上記の（１）式で示すように、３次の球面収差Ｗは、残存収差が最小となる最適な位置から所望の情報記録面までの光透過層の厚さΔｄに比例して大きくなる。つまり、情報記録面を多層化し、その光透過層の間隔を大きく変化させると、補正するべき球面収差量も増えることになる。従って、従来の光学ヘッド装置１２０においては、コリメータレンズ１０４の移動範囲が非常に大きくなる。ここで、コリメータレンズ１０４の移動範囲が大きくなり、対物レンズ１０６に入射するレーザ光の収束／発散の度合いが大きくなると、対物レンズ１０６では新たに５次の球面収差が発生する。
【００１５】
例えば、光源の波長λが４０５ｎｍであり、対物レンズのＮＡが０．８５であり、対物レンズの焦点距離が１．３ｍｍであり、コリメータレンズの焦点距離が１９．０ｍｍであり、対物レンズの最適基材厚（平行光入射時に残存収差が最小となる光情報記録媒体の光透過層厚）が８７．５μｍである場合において、光透過層厚の変化によって発生する３次の球面収差をコリメータレンズの移動によって補正した際に、新たに発生する５次の球面収差量を図９に示す。図９に示すように、光透過層の厚さが２５μｍから１００μｍまで変化するような光情報記録媒体においては、３次の球面収差が補正できたとしても、残存する５次の球面収差量が最大４０ｍλにもなり、情報の記録及び／又は再生における影響は無視できない。
【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、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる光学ヘッド装置及び記録及び／又は再生装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一局面に係る光学ヘッド装置は、情報信号が記録される情報記録面を少なくとも３面有する光情報記録媒体に用いられる光学ヘッド装置であって、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された前記光ビームを前記光情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記光情報記録媒体の光透過層厚を前記対物レンズの最適基材厚とし、前記対物レンズの最適基材厚に対応する前記光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。
【００１９】
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】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１における光学ヘッド装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における光情報記録媒体の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における光学ヘッド装置の３次球面収差補正時に発生する５次の球面収差量と光透過層厚との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２における光学ヘッド装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態３における光学ヘッド装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態３における光学ヘッド装置の３次球面収差補正時に発生する３次の非点収差量と光透過層厚との関係及び５次の球面収差量と光透過層厚との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４における記録及び／又は再生装置の概略構成図である。
【図８】従来の光学ヘッド装置の概略構成図である。
【図９】従来の光学ヘッド装置における３次球面収差補正時に発生する５次の球面収差量と光透過層厚との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る光学ヘッド装置及び記録及び／又は再生装置の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の符号は同一の構成要素または同様の作用及び動作をなすものを表す。また、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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光学ヘッド装置の概略構成図である。図２は、本発明の実施の形態１における光情報記録媒体の概略構成図である。
【００２３】
図１において、光学ヘッド装置１０は、光源である半導体レーザ１、ビームスプリッタ２、１／４波長板３、コリメータレンズ４、反射ミラー５、第１の対物レンズ６、検出レンズ７、光検出器８、第１の対物レンズ６を駆動する２軸アクチュエータ９、コリメータレンズ４を駆動するステッピングモータ４０、及びコリメータレンズ４を保持するレンズホルダ４１を備える。
【００２４】
なお、第１の光情報記録媒体３０は、透明基板を有し、情報信号が記録される情報記録面を少なくとも３面有する。また、図２に示すように、第１の光情報記録媒体３０には光入射面側（第１の対物レンズ６側）から複数の情報記録面３０１，３０２，３０３，３０４が形成される。ここで、第１の光情報記録媒体３０の光入射面側の表面から情報記録面３０１までの光透過層の厚さをｄ１とし、情報記録面３０１と情報記録面３０２との間の光透過層の厚さをｄ２とし、情報記録面３０２と情報記録面３０３との間の光透過層の厚さをｄ３とし、情報記録面３０３と情報記録面３０４との間の光透過層の厚さをｄ４とする。
【００２５】
半導体レーザ１は、例えば４０５ｎｍの波長を有する光ビーム（レーザ光）を出射する。第１の対物レンズ６は、半導体レーザ１から出射された光ビームを第１の光情報記録媒体３０上に集光する。
【００２６】
コリメータレンズ４は、半導体レーザ１と第１の対物レンズ６との間に配置され、第１の対物レンズ６に平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚を第１の対物レンズ６の最適基材厚とし、第１の対物レンズ６の最適基材厚に対応する第１の光情報記録媒体３０の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する。
【００２７】
半導体レーザ１が光源の一例に相当し、第１の光情報記録媒体３０が光情報記録媒体の一例に相当し、第１の対物レンズ６が対物レンズの一例に相当し、コリメータレンズ４が収差補正部の一例に相当する。
【００２８】
このような第１の光情報記録媒体３０に対して、情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１０の動作について述べる。半導体レーザ１から出射された直線偏光のレーザ光は、ビームスプリッタ２で反射され、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメータレンズ４で平行光に変換される。平行光に変換されたレーザ光は、反射ミラー５で反射して、第１の対物レンズ６に入射する。第１の対物レンズ６に入射したレーザ光は、透明基板越しに第１の光情報記録媒体３０の情報記録面３０１〜３０４の何れかに光スポットとして集光する。
【００２９】
情報記録面３０１〜３０４の何れかで反射したレーザ光は、再び第１の対物レンズ６を透過し、反射ミラー５で反射され、コリメータレンズ４を透過し、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換された後、ビームスプリッタ２を透過し、検出レンズ７によって、光検出器８に導かれる。
【００３０】
光検出器８で検出されたレーザ光は、光電変換された後、演算されて、第１の光情報記録媒体３０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第１の光情報記録媒体３０の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ９は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第１の光情報記録媒体３０の情報トラックに光スポットが追従するよう第１の対物レンズ６を２軸方向に駆動する。
【００３１】
コリメータレンズ４は、レンズホルダ４１に保持され、ステッピングモータ４０によって、レーザ光の光軸に沿って移動可能となっている。情報記録面３０１〜３０４の各光透過層の厚さに応じて、さらにそれらの光透過層の厚さが規定値から外れている場合に、レーザ光は、光透過層の厚さ変化に伴う球面収差を補正するように、コリメータレンズ４によって発散光あるいは収束光とされる。その結果、第１の対物レンズ６で逆極性の球面収差を発生させ、球面収差の補正を行う。これにより、発生する球面収差のうち大半の成分である３次成分を除去し、球面収差を大幅に低減することができる。しかし、球面収差の３次成分を除去することができても、より高次の成分、主に５次成分は除去できない。
【００３２】
５次の球面収差発生量は、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔに対応する第１の光情報記録媒体３０の面から所望の情報記録面までの光透過層厚に比例し、情報記録面３０１（光透過層厚ｄ１）、または情報記録面３０４（光透過層厚ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）に近いほど増大する。第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４において３次の球面収差の補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１において３次の球面収差の補正時に発生する５次の球面収差の変位量とが同等となるように第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを定める。これにより、情報記録面３０１，３０４における３次の球面収差の補正時に発生する波面収差（５次の球面収差）の変位量を抑えることができる。
【００３３】
なお、本明細書において、同等とは、完全な一致だけでなく、略同等の場合も含む。すなわち、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４において３次の球面収差の補正時に発生する波面収差（例えば、５次の球面収差）の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１において３次の球面収差の補正時に発生する波面収差（例えば、５次の球面収差）の変位量との差が１０ｍλ以下となればよく、より好ましくは５ｍλ以下となればよい。
【００３４】
つまり、５次の球面収差の変位量を均等に割り振る第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔは、次のように表すことができる。レーザ光が入射する第１の光情報記録媒体３０の表面から第１の対物レンズ６に最も近い１番目の情報記録面の光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）としたとき、第１の対物レンズ６の最適基材厚（対物レンズ６に平行光が入射した時に３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体の光透過層厚）Ｔは、下記の（２）式を満たす。また、光透過層厚がｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の第１の対物レンズ６に近い側からΔｔの位置に第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔがあるとき、下記の（３）式を満たす。
【００３５】
【数２】
2008149522.tif 000025
【００３６】
【数３】
2008149522.tif 000026
【００３７】
なお、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλより大きい場合、記録学習や再生時の最適位置がずれてしまい再学習する必要がある。
【００３８】
しかしながら、本実施の形態では、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、第１の対物レンズ６の最適基材厚が定められるので、再学習が不要となる。
【００３９】
また、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が５ｍλ以下となるように、第１の対物レンズ６の最適基材厚を定めてもよい。
【００４０】
ここで、本実施の形態１の光学ヘッド装置１０の具体的な数値例を示す。
【００４１】
半導体レーザ１の波長：λ＝４０５ｎｍ
第１の対物レンズ６のＮＡ：ＮＡ＝０．８５
第１の対物レンズ６の焦点距離：ｆｏｌ＝１．３ｍｍ
コリメータレンズ４の焦点距離置：ｆｃｌ＝１５．０ｍｍ
情報記録面間の各光透過層の厚さ：ｄ１＝４５μｍ
ｄ２＝１８μｍ
ｄ３＝１３μｍ
ｄ４＝２４μｍ
情報記録面間の各光透過層の屈折率：ｎ１＝１．５２
ｎ２＝１．５２
ｎ３＝１．５２
ｎ４＝１．５２
実際に、上記の数値例を上記の（２）式及び（３）式に用いて、Δｔ及びＴを計算すると、Ｔ＝７２．５μｍ（設計屈折率Ｎ＝１．５２）となる。
【００４２】
図３は、第１の対物レンズ６の最適基材厚（平行光が入射した時に３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚）Ｔ＝７２．５μｍ（設計屈折率Ｎ＝１．５２）とした場合の５次の球面収差発生量と光透過層厚との関係を示す図である。図３に示すように、５次の球面収差の変位量は、第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４の光透過層厚（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）と第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１の光透過層厚（ｄ１）との間で均等に割り振ることができ、５次の球面収差の変位量を±２０ｍλ以下に抑制することができ、良好な記録及び／又は再生を実現できる。
【００４３】
また、ここでは、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが、５次の球面収差の変位量を均等に割り振る場合について示したが、上記の（２）式及び下記の（４）式の関係を満たすように第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを定めれば、５次の球面収差発生量の影響は実用上問題ない。
【００４４】
すなわち、レーザ光が入射する第１の光情報記録媒体の表面から第１の対物レンズに最も近い１番目の情報記録面までの光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）としたとき、第１の対物レンズ６の最適基材厚（対物レンズ６に平行光が入射した時に３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体の光透過層厚）Ｔは、上記の（２）式を満たす。さらに、光透過層厚がｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の第１の対物レンズ６に近い側からΔｔの位置に第１の対物レンズの最適基材厚Ｔがあるとき、下記の（４）式を満たす。
【００４５】
【数４】
2008149522.tif 000027
【００４６】
なお、本実施の形態では、情報記録面が４面であったが、本発明は特にこれに限定されず、２面、３面あるいは５面以上の多層であっても同様の効果が得られる。さらに、情報記録面が２面であれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が８０μｍ以下である場合においても同様の効果が得られる。また、情報記録面が３面であれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が７５μｍ以下である場合においても同様の効果が得られる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、コリメータレンズは１枚であったが、対物レンズ６に入射するビーム光を発散光或いは収束光に調整することができれば、２群構成であっても同様の効果が得られる。
【００４８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における光学ヘッド装置について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態２における光学ヘッド装置の概略構成図である。
【００４９】
実施の形態２の光学ヘッド装置において、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。図４において、光学ヘッド装置１１は、半導体レーザ１、ビームスプリッタ２、１／４波長板３、コリメータレンズ４、第１の対物レンズ６、検出レンズ７、ステッピングモータ４０、レンズホルダ４１、２波長半導体レーザ２１、ビームスプリッタ２２、第２の対物レンズ２４、２軸アクチュエータ２５、３波長対応光検出器２６及び光束分離部６１を備える。
【００５０】
半導体レーザ１は、４０５ｎｍの第１の波長を有する第１の光ビーム（レーザ光）を出射する。２波長半導体レーザ２１は、第１の波長よりも長い６６０ｎｍの第２の波長を有する第２の光ビームと、第２の波長よりも長い７８０ｎｍの第３の波長を有する第３の光ビームとを出射する。なお、半導体レーザ１が第１の光源の一例に相当し、２波長半導体レーザ２１が第２の光源及び第３の光源の一例に相当する。
【００５１】
光束分離部６１は、反射ミラー５及び波長選択素子２３を備える。波長選択素子２３は、半導体レーザ１を出射した第１の波長を有する第１の光ビームを反射させ、２波長半導体レーザ２１を出射した第２の波長を有する第２の光ビーム及び第３の波長を有する第３の光ビームを透過させる。反射ミラー５は、波長選択素子２３を透過した第２の光ビーム及び第３の光ビームを反射させる。
【００５２】
第１の対物レンズ６は、ＢＤに対応した０．８５のＮＡ（第１の開口数）を有する。第２の対物レンズ２４は、ＤＶＤとＣＤとに対応した０．６５のＮＡ（第２の開口数）を有する。２軸アクチュエータ２５は、第１の対物レンズ６及び第２の対物レンズ２４を搭載し、第１の対物レンズ６及び第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。３波長対応光検出器２６は、第１の光情報記録媒体３０によって反射された第１のレーザ光、第２の光情報記録媒体３１によって反射された第２のレーザ光、及び第３の光情報記録媒体３２によって反射された第３のレーザ光を検出する。なお、第１の光情報記録媒体３０はＢＤであり、第２の光情報記録媒体３１はＤＶＤ、第３の光情報記録媒体３２はＣＤである。
【００５３】
第１の光情報記録媒体３０に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１１の動作について説明する。なお、実施の形態２における光学ヘッド装置１１の動作において、実施の形態１における光学ヘッド装置１０の動作と同様である部分については説明を省略する。実施の形態１との違いは、反射ミラー５ではなく、波長選択素子２３によって、第１の光源（半導体レーザ１）から出射された４０５ｎｍの第１の波長を有する第１の光ビームが反射され、第１の対物レンズ６に導光されることである。
【００５４】
すなわち、半導体レーザ１から出射された直線偏光の第１の光ビームは、ビームスプリッタ２で反射され、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメータレンズ４で平行光に変換される。平行光に変換された第１の光ビームは、波長選択素子２３で反射して、第１の対物レンズ６に入射する。第１の対物レンズ６に入射した第１の光ビームは、透明基板越しに第１の光情報記録媒体３０の情報記録面３０１〜３０４の何れかに光スポットとして集光する。
【００５５】
次に、第２の光情報記録媒体３１に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１１の動作について述べる。２波長半導体レーザ２１は、６６０ｎｍの第２の波長を有する第２の光ビームを出射する。２波長半導体レーザ２１から出射された直線偏光の第２の光ビームは、ビームスプリッタ２２で反射され、ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換される。その後、円偏光に変換された第２の光ビームは、コリメータレンズ４で平行光に変換され、波長選択素子２３を透過し、反射ミラー５で反射して、第２の対物レンズ２４に入射する。第２の対物レンズ２４に入射した第２の光ビームは、透明基板越しに第２の光情報記録媒体３１に光スポットとして集光する。
【００５６】
第２の光情報記録媒体３１で反射した第２の光ビームは、再び第２の対物レンズ２４を透過し、反射ミラー５で反射され、波長選択素子２３及びコリメータレンズ４を透過し、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換される。その後、直線偏光に変換された第２の光ビームは、ビームスプリッタ２及びビームスプリッタ２２を透過し、検出レンズ７によって、３波長対応光検出器２６に導かれる。
【００５７】
３波長対応光検出器２６で検出された第２の光ビームは、光電変換された後、演算されて、第２の光情報記録媒体３１の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第２の光情報記録媒体３１の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ２５は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第２の光情報記録媒体３１の情報トラックに光スポットが追従するよう第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。
【００５８】
次に、第３の光情報記録媒体３２に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１１の動作について述べる。２波長半導体レーザ２１は、７８０ｎｍの第３の波長を有する第３の光ビームを出射する。２波長半導体レーザ２１から出射された直線偏光の第３の光ビームは、ビームスプリッタ２２で反射され、ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換される。その後、円偏光に変換された第３の光ビームは、コリメータレンズ４で平行光に変換され、波長選択素子２３を透過し、反射ミラー５で反射して、第２の対物レンズ２４に入射する。第２の対物レンズ２４に入射した第３の光ビームは、透明基板越しに第３の光情報記録媒体３２に光スポットとして集光する。
【００５９】
第３の光情報記録媒体３２で反射した第３の光ビームは、再び第２の対物レンズ２４を透過し、反射ミラー５で反射され、波長選択素子２３及びコリメータレンズ４を透過し、１／４波長板３で往路とは異なる直線偏光に変換される。その後、直線偏光に変換された第３の光ビームは、ビームスプリッタ２及びビームスプリッタ２２を透過し、検出レンズ７によって、３波長対応光検出器２６に導かれる。
【００６０】
３波長対応光検出器２６で検出された第３の光ビームは、光電変換された後、演算されて、第３の光情報記録媒体３２の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第３の光情報記録媒体３２の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ２５は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第３の光情報記録媒体３２の情報トラックに光スポットが追従するよう第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。
【００６１】
以上のように、実施の形態２の光学ヘッド装置１１は、実施の形態１と同様に２面以上の複数の情報記録面を有する第１の光情報記録媒体３０に対して、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを上述の（２）式及び（３）式を用いて決定する。これにより、３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量は、第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４の光透過層厚（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）と第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１の光透過層厚（ｄ１）との間で均等に割り振ることができ、５次の球面収差の変位量の影響を最小限に抑制できる。
【００６２】
また、実施の形態２の光学ヘッド装置１１は、３種類の異なった仕様の光情報記録媒体に対して互換可能となっている。
【００６３】
また、ここでは、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが、５次の球面収差の変位量を均等に割り振る場合について示したが、５次の球面収差の変位量が上述の（２）式及び（４）式に示す関係を満たせば、５次の球面収差の変位量の影響は実用上問題ない。
【００６４】
なお、本実施の形態では、コリメータレンズは１枚であったが、対物レンズ６に入射するビーム光を発散光或いは収束光に調整することができれば、２群構成であっても同様の効果が得られる。
【００６５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３における光学ヘッド装置について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態３における光学ヘッド装置の概略構成図である。
【００６６】
実施の形態３の光学ヘッド装置において、実施の形態２と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。図５において、光学ヘッド装置１２は、半導体レーザ１、ビームスプリッタ２、１／４波長板３、コリメータレンズ４、第１の対物レンズ６、検出レンズ７、ステッピングモータ４０、レンズホルダ４１、２波長半導体レーザ２１、ビームスプリッタ２２、第２の対物レンズ２４、３波長対応光検出器２６、２軸アクチュエータ２８及び光束分離部６２を備える。
【００６７】
光束分離部６２は、反射ミラー５及び波長選択素子２７を備える。波長選択素子２７は、波長選択性を有する平行平板で構成される。波長選択素子２７は、半導体レーザ１を出射した第１の波長を有する第１の光ビームを透過させ、２波長半導体レーザ２１を出射した第２の波長を有する第２の光ビーム及び第３の波長を有する第３の光ビームを反射させる。反射ミラー５は、波長選択素子２７を透過した第１の光ビームを反射させる。
【００６８】
第１の対物レンズ６と第２の対物レンズ２４とは、第１の光情報記録媒体３０、第２の光情報記録媒体３１及び第３の光情報記録媒体３２の接線方向に沿って、第１の光ビーム、第２の光ビーム及び第３の光ビームの入射側から第２の対物レンズ２４及び第１の対物レンズ６の順に配置されている。
【００６９】
２軸アクチュエータ２８は、第２の対物レンズ２４及び第１の対物レンズ６を搭載し、第２の対物レンズ２４及び第１の対物レンズ６を２軸方向に駆動する。なお、実施の形態３における第１の光情報記録媒体３０は、２面以上の情報記録面を有している。
【００７０】
第１の光情報記録媒体３０に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１２の動作について説明する。なお、実施の形態３における光学ヘッド装置１２の動作において、実施の形態２における光学ヘッド装置１１の動作と同様である部分については説明を省略する。実施の形態２との違いは、第１の光源（半導体レーザ１）から出射された４０５ｎｍの第１の波長を有する第１の光ビームが、波長選択素子２７を透過後、反射ミラー５によって反射され、第１の対物レンズ６に導光されることである。
【００７１】
すなわち、半導体レーザ１から出射された直線偏光の第１の光ビームは、ビームスプリッタ２で反射され、１／４波長板３で円偏光に変換された後、コリメータレンズ４で平行光に変換される。平行光に変換された第１の光ビームは、波長選択素子２７を透過して、反射ミラー５で反射し、第１の対物レンズ６に入射する。第１の対物レンズ６に入射した第１の光ビームは、透明基板越しに第１の光情報記録媒体３０の情報記録面３０１〜３０４の何れかに光スポットとして集光する。
【００７２】
次に、第２の光情報記録媒体３１に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１２の動作について説明する。なお、実施の形態３における光学ヘッド装置１２の動作において、実施の形態２における光学ヘッド装置１１の動作と同様である部分については説明を省略する。実施の形態２との違いは、第２の光源（２波長半導体レーザ２１）から出射された６６０ｎｍの第２の波長を有する第２の光ビームが、波長選択素子２７で反射して、第２の対物レンズ２４によって、透明基板越しに第２の光情報記録媒体３１に光スポットとして集光することである。
【００７３】
すなわち、２波長半導体レーザ２１から出射された直線偏光の第２の光ビームは、ビームスプリッタ２２で反射され、ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換される。その後、円偏光に変換された第２の光ビームは、コリメータレンズ４で平行光に変換され、波長選択素子２７で反射して、第２の対物レンズ２４に入射する。第２の対物レンズ２４に入射した第２の光ビームは、透明基板越しに第２の光情報記録媒体３１に光スポットとして集光する。
【００７４】
第２の光情報記録媒体３１で反射した第２の光ビームは、再び第２の対物レンズ２４を透過し、波長選択素子２７で反射し、３波長対応光検出器２６に導かれる。３波長対応光検出器２６で検出された第２の光ビームは、光電変換された後、演算されて、第２の光情報記録媒体３１の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第２の光情報記録媒体３１の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ２８は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第２の光情報記録媒体３１の情報トラックに光スポットが追従するよう第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。
【００７５】
次に、第３の光情報記録媒体３２に情報の記録及び／又は再生を行う場合の光学ヘッド装置１２の動作について説明する。なお、実施の形態３における光学ヘッド装置１２の動作において、実施の形態２における光学ヘッド装置１１の動作と同様である部分については説明を省略する。実施の形態２との違いは、第３の光源（２波長半導体レーザ２１）から出射された７８０ｎｍの第３の波長を有する第３の光ビームが、波長選択素子２７で反射して、第２の対物レンズ２４によって、透明基板越しに第２の光情報記録媒体３１に光スポットとして集光することである。
【００７６】
すなわち、２波長半導体レーザ２１から出射された直線偏光の第３の光ビームは、ビームスプリッタ２２で反射され、ビームスプリッタ２を透過し、１／４波長板３で円偏光に変換される。その後、円偏光に変換された第３の光ビームは、コリメータレンズ４で平行光に変換され、波長選択素子２７で反射して、第２の対物レンズ２４に入射する。第２の対物レンズ２４に入射した第３の光ビームは、透明基板越しに第３の光情報記録媒体３２に光スポットとして集光する。
【００７７】
第３の光情報記録媒体３２で反射した第３の光ビームは、再び第２の対物レンズ２４を透過し、波長選択素子２７で反射し、３波長対応光検出器２６に導かれる。３波長対応光検出器２６で検出された第３の光ビームは、光電変換された後、演算されて、第３の光情報記録媒体３２の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、第３の光情報記録媒体３２の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。２軸アクチュエータ２８は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とに基づいて、回転する第３の光情報記録媒体３２の情報トラックに光スポットが追従するよう第２の対物レンズ２４を２軸方向に駆動する。
【００７８】
さらに、実施の形態２との違いは、第１の光情報記録媒体３０の光透過層の厚さ変化に伴う３次の球面収差を補正するために、コリメータレンズ４によって発散光あるいは収束光となったレーザ光が、略４５°傾いて配置された波長選択素子２７を透過することにより、３次の非点収差が発生することである。つまり、３次の非点収差発生量は、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔに対応する第１の光情報記録媒体３０の面から所望の情報記録面までの光透過層厚に比例し、情報記録面３０１（光透過層厚ｄ１）、または情報記録面３０４（光透過層厚ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）に近いほど増大する。よって、３次の非点収差の発生量を均等に割り振る値にすることにより、情報記録面３０１，３０４で発生する収差の影響を抑えることができる。
【００７９】
すなわち、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量とが同等となるように、第１の対物レンズ６の最適基材厚が定められる。
【００８０】
なお、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４において３次の球面収差の補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、第１の光情報記録媒体３０の第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１において３次の球面収差の補正時に発生する３次の非点収差の変位量との差が１０ｍλ以下となればよく、より好ましくは５ｍλ以下となればよい。
【００８１】
ここで、３次の非点収差発生量は、波長選択素子２７に入射するレーザ光のＮＡの２乗に比例する。第１の光情報記録媒体３０における第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面の光透過層厚の球面収差補正時に波長選択素子２７に入射するレーザ光のＮＡをＮＡｈとし、第１の光情報記録媒体３０における前記第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面の光透過層厚の球面収差補正時に波長選択素子２７に入射するレーザ光のＮＡをＮＡｓとするとき、下記の（５）式が成り立つように、第１の対物レンズの最適基材厚Ｔが定められる。これにより、情報記録面３０１，３０４で発生する波面収差（３次の非点収差）の変位量を抑えることができる。
【００８２】
（ＮＡｈ）２≒（ＮＡｓ）２・・・（５）
ここで、本実施の形態３の光学ヘッド装置１２の具体的な数値例を示す。
【００８３】
半導体レーザ１の波長：λ＝４０５ｎｍ
第１の対物レンズ６のＮＡ：ＮＡ＝０．８５
第１の対物レンズ６の焦点距離：ｆｏｌ＝１．３ｍｍ
コリメータレンズ４の焦点距離置：ｆｃｌ＝１５．０ｍｍ
情報記録面間の各光透過層の厚さ：ｄ１＝４５μｍ
ｄ２＝１８μｍ
ｄ３＝１３μｍ
ｄ４＝２４μｍ
情報記録面間の各光透過層の屈折率：ｎ１＝１．５２
ｎ２＝１．５２
ｎ３＝１．５２
ｎ４＝１．５２
実際に、上記の数値例を用いて、光学シミュレーションを行うと、第１の対物レンズ６の最適基材厚（残存収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚）Ｔ＝７２．５μｍとする場合に、ＮＡｈ＝０．００９６６及びＮＡｓ＝０．００９７３となり、上記の（５）式を満たす。
【００８４】
図６は、第１の対物レンズ６の最適基材厚（平行光が入射した時に３次の球面収差が最小となる第１の光情報記録媒体３０の光透過層厚）Ｔ＝７２．５μｍ（設計屈折率Ｎ＝１．５２）とした場合の３次の非点収差発生量と光透過層厚との関係及び５次の球面収差発生量と光透過層厚との関係を示す図である。図６において、グラフ６１は、３次の非点収差発生量と光透過層厚との関係を示しており、グラフ６２は、５次の球面収差発生量と光透過層厚との関係を示している。
【００８５】
図６に示すように、３次の非点収差の変位量を均等に割り振ることができ、各情報記録面における３次の非点収差発生量を±１０ｍλ以下に抑制することができ、良好な記録及び／又は再生を実現できる。なお、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが±１０％の範囲内であれば、３次の非点収差の変位量の影響は、実用上問題ない。
【００８６】
また、同時に発生する５次の球面収差についても、上記の数値例を前述の（２）式及び（３）式に用いて対物レンズ６の最適基材厚Ｔを導出すると、この場合の対物レンズ６の最適基材厚Ｔは、７２．５μｍとなる。５次の球面収差の変位量の影響は、第１の対物レンズ６から最も遠い情報記録面３０４の光透過層厚（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）と第１の対物レンズ６から最も近い情報記録面３０１の光透過層厚（ｄ１）との間で均等に割り振ることができ、良好な情報の記録及び／又は再生を実現することができる。
【００８７】
また、ここでは、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが、５次の球面収差の変位量を均等に割り振る場合について示したが、上述の（２）式及び（４）式に示す関係を満たすように第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを定めれば、５次の球面収差の変位量の影響は実用上問題ない。
【００８８】
以上のように、実施の形態３の光学ヘッド装置１２において、２面以上の複数の情報記録面を有する第１の光情報記録媒体３０に対して、第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔが上記の（５）式の関係を満たすように決定される。これにより、３次の球面収差補正時に、略４５°傾けて配置された波長選択素子２７を透過する際に発生する３次の非点収差の変位量の影響を各光透過層厚の間で均等に割り振ることができ、３次の非点収差の影響を最小限に抑制できる。
【００８９】
以上のように、従来、少なくとも２つの情報記録面を有し、情報記録面間の間隔が大きいような光情報記録媒体の場合に５次の球面収差が影響することに加え、レーザ光が略４５度傾いた波長選択素子２７を透過すると３次の非点収差が発生するという課題を有していた。
【００９０】
しかし、本実施の形態のように、波長選択素子２７に入射するレーザ光のＮＡが上記の（５）を満たすように設定することで３次の非点収差を低減した上で、更に第１の対物レンズ６の最適基材厚Ｔを上述の（２）式及び（３）式、もしくは、（２）式及び（４）式を満たすように設定することで、（２）式、（３）式及び（５）式、もしくは、（２）式、（４）式及び（５）式を同時に満たすことが可能である。そのため、３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量による影響と５次の球面収差の変位量による影響とを同時に低減することが可能となり、良好な記録／再生を行うことができる。
【００９１】
なお、本実施の形態では、情報記録面が４面であったが、本発明は特にこれに限定されず、２面、３面あるいは５面以上の多層であっても同様の効果が得られる。
【００９２】
さらに、本実施の形態における光学ヘッド装置１２は、３種類の異なった仕様の光情報記録媒体に対して互換可能となっている。
【００９３】
なお、本実施の形態では、コリメータレンズは１枚であったが、対物レンズ６に入射するビーム光を発散光或いは収束光に調整することができれば、２群構成であっても同様の効果が得られる。
【００９４】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４における記録及び／又は再生装置の概略構成図である。
【００９５】
図７において、記録及び／又は再生装置は、筐体５０の内部に、光情報記録媒体駆動部５１、制御部５２及び光学ヘッド装置１３を備える。光情報記録媒体駆動部５１は、第１の光情報記録媒体３０を回転駆動する。光学ヘッド装置１３は実施の形態１〜３で述べたいずれかの光学ヘッド装置１０，１１，１２である。制御部５２は、光情報記録媒体駆動部５１と光学ヘッド装置１０との駆動および制御を行う機能と、光学ヘッド装置１３で光電変換された制御信号及び情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号を筐体５０の外部と内部とでインターフェースさせる機能とを有する。
【００９６】
光学ヘッド装置１３として、実施の形態１〜３のいずれかの光学ヘッド装置１０，１１，１２を搭載しているので、本実施の形態における記録及び／又は再生装置は、第１の光情報記録媒体３０の光透過層の厚さの変化に伴って発生する３次の球面収差を補正する際に新たに発生する５次の球面収差及び３次の非点収差の影響を最小限に抑制でき、第１の光情報記録媒体３０の記録及び／又は再生特性を向上させることができる。
【００９７】
なお、記録及び／又は再生装置は、情報の記録及び再生を行う記録及び再生装置、情報の記録のみを行う記録装置、及び情報の再生のみを行う再生装置を含む。
【００９８】
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。
【００９９】
本発明の一局面に係る光学ヘッド装置は、情報信号が記録される情報記録面を少なくとも３面有する光情報記録媒体に用いられる光学ヘッド装置であって、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された前記光ビームを前記光情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記光情報記録媒体の光透過層厚を前記対物レンズの最適基材厚とし、前記対物レンズの最適基材厚に対応する前記光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められる。
【０１００】
この構成によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量とが同等となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。
【０１０１】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることが好ましい。
【０１０２】
この構成によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する波面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を最小限に抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。
【０１０３】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量とが同等となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることが好ましい。
【０１０４】
この構成によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量とが同等となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する５次の球面収差の影響を抑制することができる。
【０１０５】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記対物レンズの最適基材厚が定められることが好ましい。
【０１０６】
この構成によれば、光情報記録媒体の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量と、光情報記録媒体の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する５次の球面収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する５次の球面収差の影響を最小限に抑制することができる。
【０１０７】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い１番目の情報記録面の光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）とし、前記対物レンズの最適基材厚をＴとするとき、
【０１０８】
【数５】
2008149522.tif 000028
【０１０９】
を満たし、厚みがｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の前記対物レンズに近い側からΔｔの位置に前記対物レンズの最適基材厚Ｔがあるとき、
【０１１０】
【数６】
2008149522.tif 000029
【０１１１】
を満たすことが好ましい。
【０１１２】
この構成によれば、上記の各数式を満たすように前記対物レンズの最適基材厚Ｔが定められることにより、３次の球面収差を補正する際に発生する５次の球面収差の影響を抑制することができる。
【０１１３】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い１番目の情報記録面の光透過層の厚みをｄ１とし、１番目の情報記録面の光透過層の屈折率をｎ１とし、各情報記録面の光透過層の厚みをｄｉとし、各情報記録面の光透過層の屈折率をｎｉ（ｉは、１≦ｉ≦ｍの整数）とし、前記対物レンズの最適基材厚をＴとするとき、
【０１１４】
【数７】
2008149522.tif 000030
【０１１５】
を満たし、厚みがｄｋであり、屈折率がｎｋである光透過層の前記対物レンズに近い側からΔｔの位置に前記対物レンズの最適基材厚Ｔがあるとき、
【０１１６】
【数８】
2008149522.tif 000031
【０１１７】
を満たすことが好ましい。
【０１１８】
この構成によれば、上記の各数式を満たすように前記対物レンズの最適基材厚Ｔが定められることにより、３次の球面収差を補正する際に発生する５次の球面収差の影響を最小限に抑制することができる。
【０１１９】
本発明の他の局面に係る光学ヘッド装置は、第１の光ビームを出射する第１の光源と、前記第１の光ビームの波長より長い波長を有する第２の光ビームを出射する第２の光源と、前記第２の光ビームの波長より長い波長を有する第３の光ビームを出射する第３の光源と、同一方向から入射する前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームを選択的に反射又は透過する光束分離部と、前記光束分離部で透過された前記第１の光ビームを第１の光情報記録媒体に集光する第１の開口数を有する第１の対物レンズと、前記光束分離部で反射された前記第２の光ビームを第２の光情報記録媒体に集光するとともに、前記光束分離部で反射された前記第３の光ビームを第３の光情報記録媒体に集光する第１の開口数とは異なる第２の開口数を有する第２の対物レンズと、前記第１の光源と前記光束分離部との間に配置され、前記第１の対物レンズに平行光が入射した時に残存する３次の球面収差が最小となる前記第１の光情報記録媒体の光透過層厚を前記第１の対物レンズの最適基材厚とし、前記第１の対物レンズの最適基材厚に対応する前記第１の光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正する収差補正部とを備え、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズとは、前記第１の光情報記録媒体、前記第２の光情報記録媒体及び前記第３の光情報記録媒体の接線方向に沿って、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームの入射側から前記第２の対物レンズ及び前記第１の対物レンズの順に配置されており、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量とが同等となるように、前記第１の対物レンズの最適基材厚が定められる。
【０１２０】
この構成によれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量とが同等となるように、第１の対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する３次の非点収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。
【０１２１】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、前記第１の対物レンズの最適基材厚が定められることが好ましい。
【０１２２】
この構成によれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量と、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に発生する３次の非点収差の変位量との差が１０ｍλ以下となるように、第１の対物レンズの最適基材厚が定められるので、３次の球面収差を補正する際に発生する３次の非点収差の影響を最小限に抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。
【０１２３】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光束分離部は、前記第１の光ビームを透過させ、前記第２の光ビーム及び前記第３の光ビームを反射させる波長選択部を含み、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に前記波長選択部に入射する前記第１の光ビームの開口数をＮＡｈとし、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に前記波長選択部に入射する前記第１の光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、（ＮＡｈ）２≒（ＮＡｓ）２を満たすことが好ましい。
【０１２４】
この構成によれば、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も遠い情報記録面において３次の球面収差補正時に波長選択部に入射する第１の光ビームの開口数ＮＡｈと、第１の光情報記録媒体の第１の対物レンズから最も近い情報記録面において３次の球面収差補正時に波長選択部に入射する第１の光ビームの開口数ＮＡｓとが上記の数式を満たすので、波長選択部を透過する際に発生する３次の非点収差の変位量の影響を各光透過層厚の間で均等に割り振ることができ、３次の非点収差の影響を抑制することができる。
【０１２５】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記第１の光情報記録媒体は、情報記録面を２面有し、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、前記第１の光情報記録媒体の前記第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が８０μｍ以下であることが好ましい。
【０１２６】
この構成によれば、情報記録面を２面有し、第１の対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、第１の対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が８０μｍ以下である第１の光情報記録媒体を用いて良好な情報の記録及び／又は再生を実現することができる。
【０１２７】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記光情報記録媒体は、情報記録面を３面以上有し、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、前記光情報記録媒体の前記対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が７５μｍ以下であることが好ましい。
【０１２８】
この構成によれば、情報記録面を３面以上有し、対物レンズから最も遠い情報記録面の光透過層厚が９５μｍ以上であり、対物レンズから最も近い情報記録面の光透過層厚が７５μｍ以下である光情報記録媒体を用いて良好な情報の記録及び／又は再生を実現することができる。
【０１２９】
また、上記の光学ヘッド装置において、前記収差補正部は、コリメータレンズを含むことが好ましい。
【０１３０】
この構成によれば、コリメータレンズにより、対物レンズの最適基材厚に対応する光情報記録媒体の面から所望の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて発生する３次の球面収差を補正することができる。
【０１３１】
本発明の他の局面に係る記録及び／又は再生装置は、上記のいずれかに記載の光学ヘッド装置と、光情報記録媒体を回転運動させる回転部と、前記光情報記録媒体に情報の記録及び／又は再生を行うために、前記光学ヘッド装置を制御する制御部とを備える。
【０１３２】
この構成によれば、上記のいずれかに記載の光学ヘッド装置を備えるので、３次の球面収差を補正する際に発生する波面収差の影響を抑制することができ、良好な情報の記録及び／又は再生が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、３次の球面収差補正する際に発生する５次の球面収差や３次の非点収差の影響を抑制することができるため、情報記録面を多層化した光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う光学ヘッド装置、及び記録及び／又は再生装置等に有用である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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