(57)【要約】  光学ヘッド３１は、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光を出射する光源１と、光源１から出射されたレーザ光を、複数の情報記録面を備えた光ディスク６０に集光する対物レンズ７と、光ディスク６０で反射したレーザ光を受光する受光素子１０と、光ディスク６０で反射したレーザ光を受光素子１０に導く検出レンズ８とを備え、検出レンズ８は、樹脂材料にて形成され、複数の情報記録面のうち、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、保護基板厚が最も薄い情報記録面とは異なる情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置が、検出レンズ８の外側になるように、検出レンズ８が配置される。
2008139715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長４３０ｎｍ以下のレーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射されたレーザ光を、複数の情報記録面を備えた情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記情報記録媒体で反射したレーザ光を受光する受光素子と、
前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く検出レンズとを備え、
前記検出レンズは、樹脂材料にて形成され、
前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面とは異なる情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置が、前記検出レンズの外側になるように、前記検出レンズが配置されることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記光源から出射されたレーザ光を、略平行に変換するコリメートレンズをさら備え、
前記対物レンズは、前記コリメートレンズから出射されたレーザ光を前記情報記録媒体に集光し、
前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面を第１の情報記録面、前記第１の情報記録面とは異なる情報記録面を第２の情報記録面としたとき、前記検出レンズの前記受光素子側の面と前記受光素子の受光面との間隔Ｌｄ（空気換算）は、以下の（１）式又は（２）式を満たすことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
△Ｄ＞Ｌｄ＋ｔｄ／ｎｄ…（１）
△Ｄ＜Ｌｄ…（２）
ただし、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（（ｎ・ｆｏｌ２／（２・△ｔ））＋ｆｏｌ＋ｆｃｌ−Ｌ）：前記第１情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置との間隔（空気換算）
△ｔ：前記第１情報記録面と前記第２情報記録面との間隔
ｎ：前記情報記録媒体の保護基板の屈折率
ｆｏｌ：前記対物レンズの焦点距離
ｆｃｌ：前記コリメートレンズの焦点距離
Ｌ：前記対物レンズの主平面と前記コリメートレンズの主平面との間隔（空気換算）
ｔｄ：前記検出レンズの厚さ
ｎｄ：前記検出レンズの屈折率
【請求項３】
前記検出レンズは、前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置よりも、前記対物レンズ側に配置されることを特徴とする請求項２記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記情報記録媒体で反射されたレーザ光を空間的に分割して、前記受光素子に導く光束分割素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記光束分割素子と一体で位置調整されることを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド。
【請求項５】
前記検出レンズは、前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置よりも、前記受光素子側に配置されることを特徴とする請求項２記載の光学ヘッド。
【請求項６】
前記検出レンズは、前記第１情報記録面で反射したレーザ光の光束径と前記第２情報記録面で反射したレーザ光の光束径が略等しくなる位置に配置されることを特徴とする請求項５記載の光学ヘッド。
【請求項７】
前記検出レンズは、前記受光素子と一体で位置調整されることを特徴とする請求項５又は６記載の光学ヘッド。
【請求項８】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面のうち保護基板厚が最も厚い情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と、前記光分岐素子との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項９】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子の間で且つ前記光分岐素子に最も近い集光位置と前記分岐素子との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項１０】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子の間で且つ、前記光分岐素子に最も近い第１の集光位置と、前記第１の集光位置に隣接する前記受光素子側の第２の集光位置との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項１１】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記受光素子の受光面と前記光分岐素子の出射面との間隔をｄ１、前記光分岐素子の出射面と前記検出レンズとの間隔をｄ２、検出レンズの厚さをｔｄとしたとき、ｄ１／２＞ｄ２＋ｔｄ／２を満たすことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項１２】
前記検出レンズは、前記情報記録媒体で反射したレーザ光に非点収差を与える、アナモフィックレンズである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。
【請求項１３】
前記検出レンズの入射面及び出射面のうち少なくとも１面は、トーリック面であることを特徴とする請求項１２記載の光学ヘッド。
【請求項１４】
前記検出レンズの入射面及び出射面の両面は、トーリック面であることを特徴とする請求項１２記載の光学ヘッド。
【請求項１５】
前記検出レンズのバックフォーカスは、前記検出レンズと焦点距離が等しく且つ少なくとも１面がシリンドリカル面であるレンズのバックフォーカスよりも小さいことを特徴とする、請求項１３又は１４記載の光学ヘッド。
【請求項１６】
前記検出レンズの、光軸に直交する第１の軸方向の焦点距離と、前記光軸及び前記第１の軸方向に直交する第２の軸方向の焦点距離とは、略等しいことを特徴とする請求項１４記載の光学ヘッド。
【請求項１７】
前記検出レンズは、前記情報記録媒体で反射したレーザ光の収束角度を変えるリレーレンズである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。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の光学ヘッドと、
情報記録媒体を回転駆動するための駆動部と、
前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の光ディスク装置と、
情報を入力するための入力装置と、
前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報に基づいて演算を行う演算装置と、
前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報及び／又は前記演算装置によって演算された結果を出力するための出力装置とを備えることを特徴とするコンピュータ。
【請求項２０】
請求項１８記載の光ディスク装置と、
前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備えることを特徴とする光ディスクプレーヤ。
【請求項２１】
請求項１８に記載の光ディスク装置と、
画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備えることを特徴とする光ディスクレコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して、青紫レーザ光を集光させて情報の記録又は再生を行う光学ヘッド、該光学ヘッドを具備した光ディスク装置、並びに該光ディスク装置を具備したコンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、青紫半導体レーザの実用化に伴い、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）と同じ大きさで、高密度・大容量の光情報記録媒体（以下、光ディスクともいう）であるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）が実用化されている。このＢＤは、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光源と、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ、ＮＡ）を０．８５まで高めた対物レンズとを用いて、記録又は再生を行う、保護基板厚約０．１ｍｍの光ディスクである。【０００３】
また、同じく波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光源と、開口数０．６５の対物レンズとを用いた、保護基板厚０．６ｍｍのＨＤ  ＤＶＤも実用化がなされている。これらの青紫レーザ光源を用いて記録又は再生を行う光ディスクを総称して、高密度光ディスクと呼ぶ。【０００４】
上記のような高密度光ディスクに対して、青紫レーザ光を集光させて情報の記録又は再生を行う光学ヘッドが提案されている。このような光学ヘッドの構成例を図１７に示す。図１７において、１０１は青紫レーザ光を出射する光源、１０２は回折格子、１０３は光分岐素子である偏光ビームスプリッタ、１０４はコリメートレンズ、１０５は１／４波長板、１０６は色補正レンズ、１０７は対物レンズ、１０８は検出レンズ、１１０は受光素子を示し、これらの各部品が光学ヘッド１３０を構成している。また、１６０は２層の情報記録面を備えた高密度光ディスクを示す。【０００５】
光ディスク１６０に対して、情報の記録又は再生を行う光学ヘッド１３０の動作について述べる。光源１０１から出射された青紫レーザ光は、回折格子１０２によって０次光であるメインビームと±１次回折光であるサブビームとに分離される。メインビームとサブビームとは、偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、コリメートレンズ１０４で略平行光に変換される。略平行光に変換されたメインビーム及びサブビームは、１／４波長板１０５によって直線偏光が円偏光に変換され、色補正レンズ１０６を透過した後、対物レンズ１０７によって、保護基板越しに光ディスク１６０の情報記録面に光スポットとして集光される。【０００６】
光ディスク１６０の情報記録面で反射したメインビーム及びサブビームは、再び対物レンズ１０７及び色補正レンズ１０６を透過し、１／４波長板１０５で往路とは異なる直線偏光に変換された後、コリメートレンズ１０４を透過し、偏光ビームスプリッタ１０３で反射される。反射されたメインビーム及びサブビームは、検出レンズ１０８で非点収差を与えられた後、受光素子１１０に導かれ、情報信号及びサーボ信号が生成される。【０００７】
ここで、フォーカス誤差信号の検出方法としては、検出レンズ１０８によって復路のレーザ光に非点収差を与えて、４分割受光パターンで得られる、いわゆる非点収差法等が用いられる。また、トラッキング誤差信号の検出方法としては、回折格子１０２によって生成されたメインビーム及びサブビームを用いた、いわゆる３ビーム法や差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等が用いられる。【０００８】
ところで、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光を用いて、光ディスクの記録又は再生を行う光学ヘッドにおける特有の問題として、光学系を構成する光学部品の材料に樹脂を用いた場合、光学部品の内部で青紫レーザ光の吸収が徐々に増大し、その結果、樹脂製光学部品の光透過率が徐々に低下することが知られている。例えば、青紫レーザ光が透過する部分が黄色く変色したり、あるいはこの部分の表面が粗くなったりすることで、結果的にレーザ光に対する透過率が低下するものである。このように、光学部品の透過率が低下することによって、情報信号、フォーカス誤差信号、及びトラッキング誤差信号のＳＮ比が劣化し、信頼性が低下することが懸念される。【０００９】
そこで、例えば、特許文献１には、紫外線に対して耐性を有する光学部品により構成された光学ヘッドが示されている。ここで、紫外線に対して耐性を有するとは、長期間、紫外線に暴露した場合でも、何ら変化を生じないということであり、例えば光学部品をガラスの一種である石英ガラスで形成する例が示され、検出レンズも、紫外線に対して耐性を有する石英ガラスから形成されている。【００１０】
しかしながら、光学ヘッドの簡素化、軽量化及び低コスト化に、光学部品の樹脂化は有効である。そこで、透過又は反射する青紫レーザ光の光束直径が大きく、単位面積あたりのレーザ光量が比較的小さい箇所に用いられる光学部品については、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂を用いることがなされており、例えば、図１７中のコリメートレンズ１０４や色補正レンズ１０６等を樹脂製とした光学ヘッドが実用化されている。【００１１】
また、情報記録面を複数備えた光ディスク１６０の記録又は再生時には、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光が、受光素子１１０上とは異なる位置で集光される。例えば、図１８に示すように、光ディスク１６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる情報記録面である、対物レンズ１０７側から見て奥側の第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２は、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１に対し、受光素子１１０の手前で集光される。【００１２】
このように、レーザ光が集光する位置では、レーザ光束直径が小さく、単位面積あたりのレーザ光量が非常に大きくなるので、樹脂性の検出レンズを用いることは困難である。さらに、特に波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光を用いる光学ヘッドによって情報記録面を複数備えた光ディスク１６０に記録又は再生を行う場合は、特に、情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光が強く、単位面積あたりのレーザ光量が大きくなることより、青紫レーザ光を用いた光学ヘッドにおいて、樹脂性の検出レンズを用いることが事実上不可能である。【００１３】
また、上記のように情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光が検出レンズの位置に与える影響については、これまで言及されておらず、検出レンズは、紫外線に対して耐性を有する、樹脂以外の物質であるガラスで形成されていた。従って、上記の影響を考慮して、樹脂製の検出レンズを用いるための構成については、一切開示されていない。【００１４】
さらに、受光素子１１０と光源１０１との相対的な位置ずれ等によるフォーカス誤差信号のオフセットを補正するために検出レンズ１０８を光軸方向に位置調整する場合、位置ずれが大きいと、検出レンズ１０８を大きく移動する必要があり、図１８に示すように、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光が、位置調整によって検出レンズ１０８近傍あるいは検出レンズ１０８内部で集光する。【００１５】
この場合、集光位置における単位面積あたりのレーザ光量が非常に大きくなるため、検出レンズ１０８に樹脂製の検出レンズを用いることは不可能である。しかしながら、従来の構成では、検出レンズ１０８をガラスで形成することを前提としており、このような可能性について考慮する必要がなかったため、上記の位置調整を考慮して、樹脂製の検出レンズを用いるための構成についても何ら検討されていなかった。
【特許文献１】特開２００３―７７１６３号公報
【発明の開示】
【００１６】
本発明の目的は、青紫レーザ光を用いて、複数の情報記録面を備えた高密度情報記録媒体に情報を記録及び／又は再生する光学ヘッドにおいて、樹脂製の検出レンズを使用可能とし、この検出レンズの樹脂化によって、コンパクトかつ安価な光学ヘッド及び光ディスク装置を提供することである。
【００１７】
本発明の一局面に従う光学ヘッドは、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を、複数の情報記録面を備えた情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を受光する受光素子と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く検出レンズとを備え、前記検出レンズは、樹脂材料にて形成され、前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面とは異なる情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置が、前記検出レンズの外側になるように、前記検出レンズが配置される。
【００１８】
本発明の光学ヘッドによれば、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光、及び、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置しているので、樹脂製の検出レンズを使用することが可能となり、この検出レンズの樹脂化によって、コンパクト且つ安価な光学ヘッドを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における光学ヘッドの概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図３】紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂の光学特性として積算光量と透過率との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、第２の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図６】本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３のＤＯＥの光束分割パターンを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３において、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図９】本発明の実施の形態４において、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の検出光学系を模式的に示す図である。
【図１１】シリンドリカル面を用いた検出レンズを用いた場合のフォーカス誤差信号の波形を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４における光学ヘッドのフォーカス誤差信号の波形を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態５における光ディスク装置の概略構成図である。
【図１４】本発明の実施の形態６におけるコンピュータの概略構成図である。
【図１５】本発明の実施の形態７における光ディスクプレーヤの概略構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態８における光ディスクレコーダの概略構成図である。
【図１７】従来の光学ヘッドの概略構成図である。
【図１８】従来の光学ヘッドにおいて、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施の形態による光学ヘッド、光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダについて、図面を参照しながら説明する。【００２１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による光学ヘッドについて、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における光学ヘッドの概略構成図である。【００２２】
図１において、１は青紫レーザ光を出射する光源、２は回折格子、３は偏光ビームスプリッタ、４はコリメートレンズ、５は１／４波長板、６は色補正レンズ、７は対物レンズ、８は検出レンズ、１０は受光素子を示し、これらの各部品が光学ヘッド３１を構成している。また、６０は、保護基板厚０．０７５ｍｍ及び０．１ｍｍの２層の情報記録面（第１及び第２の情報記録面）を備えた高密度光ディスクを示す。【００２３】
光ディスク６０に対して、情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３１の動作について述べる。光源１から出射された青紫レーザ光は、回折格子２によって０次光であるメインビームと±１次回折光であるサブビームとに分離される。メインビームとサブビームとは、偏光ビームスプリッタ３を透過し、コリメートレンズ４で略平行光に変換される。略平行光に変換されたメインビーム及びサブビームは、１／４波長板５によって直線偏光から円偏光に変換され、色補正レンズ６を透過した後、対物レンズ７によって、保護基板越しに光ディスク６０の情報記録面に光スポットとして集光される。【００２４】
光ディスク６０の情報記録面で反射したメインビーム及びサブビームは、再び対物レンズ７及び色補正レンズ６を透過し、１／４波長板５で往路とは異なる直線偏光に変換された後、コリメートレンズ４を透過し、偏光ビームスプリッタ３で反射される。反射されたメインビーム及びサブビームは、検出レンズ８で非点収差が与えられた後、受光素子１０に導かれ、情報信号及びサーボ信号が生成される。【００２５】
ここで、フォーカス誤差信号の検出方法としては、検出レンズ８によって復路のレーザ光に非点収差を与えて、４分割受光パターンで得られる、いわゆる非点収差法等が用いられる。また、トラッキング誤差信号の検出方法としては、回折格子２によって生成されたメインビーム及びサブビームを用いた、いわゆる３ビーム法や差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等が用いられる。【００２６】
コリメートレンズ４は、光軸方向に移動可能となっており、コリメートレンズ４の出射光が略平行光となる基準位置に対して、コリメートレンズ４を光源１側に移動することによって、コリメートレンズ４の出射光は、発散光となる。このようにコリメートレンズ４を光源１側に移動させることにより、光ディスク６０の保護基板が厚くなった場合、例えば、保護基板厚０．１ｍｍの第２の情報記録面の記録又は再生時に発生する球面収差が補正される。一方、コリメートレンズ４を対物レンズ７側に移動することによって、コリメートレンズ４の出射光は、収束光となる。このようにコリメートレンズ４を対物レンズ７側に移動させることにより、光ディスク６０の保護基板が薄くなった場合、例えば、保護基板厚０．０７５ｍｍの第１の情報記録面の記録又は再生時に発生する球面収差が補正される。【００２７】
なお、コリメートレンズ４を光軸方向に移動する手段としては、ステッピングモータや、磁気回路、圧電素子の駆動によるアクチュエータ等、いかなる手段によるものでも可能である。【００２８】
色補正レンズ６の、コリメートレンズ４側の面（第１面）は、凸のパワーを持った回折面であり、対物レンズ７側の面（第２面）は、凹のパワーを持った屈折面となっている。この回折面は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有し、光源１の波長において最大の回折効率が得られるように構成されている。【００２９】
ここで、記録パワーと再生パワーとの切り替え時や周囲温度の変化などによって、光源１のレーザ光の波長は変動する。レーザ光の波長が短いほど、波長の変動に伴う対物レンズ７の材料の屈折率の変動に伴って発生する最良像点位置の変動による影響が大きくなる。従って、特に、記録型の光学ヘッドにおいては、波長の変動によって生じる最良像点位置の変動を補正するための色収差補正機能を備えることが一般的である。【００３０】
色補正レンズ６は、光源１の基準波長の平行光が入射した場合には、凸の回折パワーと凹の屈折パワーとが等しく、アフォーカルレンズとして機能するが、レーザ光の波長が長くなった場合には、回折面での回折角が大きくなって凸のパワーが強くなり、平行光が入射した場合に、収束光を出射するレンズとして機能する。一方、レーザ光の波長が短くなった場合には、回折面での回折角が小さくなって凹のパワーが強くなり、平行光が入射した場合に、色補正レンズ６は、発散光を出射するレンズとして機能する。これは、対物レンズ７で発生する最良像点位置の変動を相殺するように機能し、いわゆる色収差補正の効果を持つ。【００３１】
上述のコリメートレンズ４及び色補正レンズ６は、光学ヘッド３１内において、透過するレーザ光の光束直径が最も大きく、単位面積あたりのレーザ光量が比較的小さいため、光学ヘッドの簡素化、軽量化及び低コスト化のため、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂材料にて形成されることが好ましい。【００３２】
また、本実施の形態においては、検出レンズ８も紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂にて形成されている。検出レンズ８は、レーザ光の入射面８ａが凸のシリンドリカル面（円筒面）、レーザ光の出射面８ｂが平面となっており、非点収差法のフォーカス誤差信号を得るための非点収差をレーザ光に与えることができる。【００３３】
光ディスク６０は、保護基板厚０．０７５ｍｍの第１の情報記録面と、保護基板厚０．１ｍｍの第２の情報記録面との複数の情報記録面を備えている。従って、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面にレーザ光を照射すると、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面とは異なる別の情報記録面でもレーザ光が反射される。【００３４】
図２は、光ディスク６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の様子を模式的に示したものである。【００３５】
図２に示すように、レーザ光Ｌ２は、受光素子１０の手前で集光するが、本実施の形態の検出レンズ８は、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２との両方が集光しない位置、すなわち、保護基板厚が最も薄い第１の情報記録面とは異なる第２の情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置が、検出レンズ８の外側（検出レンズ８の断面の外側）になるように配置されている。従って、検出レンズ８を透過するレーザ光の光束直径が大きく、単位面積あたりのレーザ光量が小さくなる。【００３６】
ここで、保護基板厚０．１ｍｍの第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光位置を、近軸計算により求める。【００３７】
まず、対物レンズ７に平行入射したレーザ光は、対物レンズ７の主平面を基準として焦点距離ｆｏｌの位置に集光される。この時、情報の記録又は再生の対象となる第１の情報記録面（例えば、保護基板厚ｔ１＝０．０７５ｍｍ）とは異なる、第２の情報記録面（例えば、保護基板厚ｔ２＝０．１ｍｍ）からの反射光は、対物レンズ７の主平面を基準とすると、焦点距離ｆｏｌよりも焦点ずれ量△ｄだけずれた位置から出射されたと見なされる。【００３８】
焦点ずれ量△ｄの空気換算長は、第１の情報記録面の保護基板厚ｔ１及び第２の情報記録面の保護基板厚ｔ２、保護基板の屈折率ｎで表され、
△ｄ＝２・△ｔ／ｎ…（１）
（ただし、△ｔ＝ｔ２−ｔ１）
となる。【００３９】
ここで、空気換算とは、厚さｔ０で屈折率ｎ０の介在素子を、厚さｔ０／ｎ０の空気に換算することを示しており、本明細書において、空気換算という表現を用いる場合は、光路中の介在素子を上述の式によって空気に換算した光路長を指すものとする。【００４０】
第２の情報記録面からの反射光が、対物レンズ７によって集光される点Ｓ（集光点と対物レンズ７のコリメートレンズ４側主平面の間隔）は、レンズの結像公式より、
１／Ｓ＋１／（ｆｏｌ＋△ｄ）＝１／ｆｏｌ…（２）
で表され、
Ｓ＝ｆｏｌ・（ｆｏｌ＋△ｄ）／△ｄ
＝（ｆｏｌ）２／△ｄ＋ｆｏｌ…（３）
となる。【００４１】
次に、対物レンズ７とコリメートレンズ４とのそれぞれの主平面の間隔をＬ（空気換算）とすると、コリメートレンズ４に入射するレーザ光の仮想物点Ｓ’（仮想物点とコリメートレンズ４の対物レンズ７側主平面の間隔）は、
−Ｓ’＝Ｓ−Ｌ…（４）
である。従って、コリメートレンズ４の焦点距離をｆｃｌとすると、レンズの結像公式より、コリメートレンズ４によって集光される点Ｘ（集光点とコリメートレンズ４の検出レンズ８側主平面の間隔）は、
１／Ｘ−１／（Ｓ−Ｌ）＝１／ｆｃｌ…（５）
で表され、
Ｘ＝ｆｃｌ・（Ｓ−Ｌ）／（Ｓ−Ｌ＋ｆｃｌ）…（６）
となる。【００４２】
情報の記録又は再生の対象となる第１の情報記録面からの反射光Ｌ１の集光点と第２の情報記録面からの反射光Ｌ２の集光点との間隔△Ｄは、
△Ｄ＝ｆｃｌ−Ｘ…（７）
であるから、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（Ｓ−Ｌ＋ｆｃｌ）…（８）
が導かれる。【００４３】
以上、（１）式から（８）式を整理してまとめると、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（（ｎ・ｆｏｌ２／（２・△ｔ））＋ｆｏｌ＋ｆｃｌ−Ｌ）…（９）
となる。ここで、各記号は、
△Ｄ：反射光Ｌ１の集光点と反射光Ｌ２の集光点との間隔（空気換算）
△ｔ：第１及び第２の情報記録面の間隔
ｎ：保護基板の屈折率
ｆｏｌ：対物レンズの焦点距離
ｆｃｌ：コリメートレンズの焦点距離
Ｌ：対物レンズの主平面とコリメートレンズの主平面との間隔（空気換算）
を表している。【００４４】
例えば、本実施の形態の光学ヘッド３１の構成を、
△ｔ＝０．０２５ｍｍ
ｎ＝１．５
ｆｏｌ＝１．５ｍｍ
ｆｃｌ＝２４．０ｍｍ
Ｌ＝２０．０ｍｍ
とした時、
△Ｄ＝７．８９ｍｍ
となる。【００４５】
また、第１及び第２の情報記録面の間隔△ｔが微小である場合の、情報の記録又は再生の対象となる第１の情報記録面からの反射光Ｌ１の集光点と第２の情報記録面からの反射光Ｌ２の集光点の間隔△Ｄ’は、
△Ｄ’＝２・（△ｔ／ｎ）・（ｆｃｌ／ｆｏｌ）２…（１０）
で表される。【００４６】
ここで、反射光Ｌ１の集光点と反射光Ｌ２の集光点との間隔△Ｄは、受光素子１０の受光面から反射光Ｌ２の集光点までの距離を示している。従って、検出レンズ８内に反射光Ｌ２の集光点を含まないようにするためには、検出レンズ８の厚さをｔｄ、屈折率ｎｄとすると、検出レンズ８の受光素子１０側の出射面８ｂと受光素子１０の受光面との間隔Ｌｄ（空気換算）が、
△Ｄ＞Ｌｄ＋ｔｄ／ｎｄ…（１１）
又は、
△Ｄ＜Ｌｄ…（１２）
を満たすように、検出レンズ８を配置しなければならない。【００４７】
ところで、青紫レーザ光の照射による樹脂の透過率については、照射される青紫レーザ光の積算光量（単位面積あたりのレーザ光量に照射時間を乗じたもの）に応じて、樹脂の透過率が低下することが知られている。従って、樹脂製の検出レンズにおいて、青紫レーザ光の照射に対して、所定の透過率が確保できる時間を長くするためには、透過する青紫レーザ光の光束直径を大きく、すなわち単位面積あたりのレーザ光量がより小さくなるよう検出レンズ８を配置することが好ましい。【００４８】
ここで、（１１）式のように、検出レンズ８を第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光点よりも受光素子１０側に配置した場合、検出レンズ８の必要光束径が小さくなるため、検出レンズ８をより小型化できるというメリットがある。【００４９】
一方、（１２）式のように、検出レンズ８を第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光点よりも対物レンズ７側すなわち偏光ビームスプリッタ３側に配置した場合、所定の焦点距離を得るための検出レンズ８の曲率半径をより大きくすることができるので、検出レンズ８を作成しやすくなるというメリットがある。【００５０】
図３は、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡについて、積算光量（Ｗｈ／ｍｍ２）と透過率（％）との関係を実測したものである。図３の横軸の積算光量は、単位面積あたりの青紫レーザ光量（ｍＷ／ｍｍ２）に照射時間（ｈ）を乗じたものであり、縦軸は青紫レーザ光を照射された所定厚さの樹脂ＲＡの透過率（初期状態を１００％とした場合）を示している。【００５１】
図３から、例えば樹脂ＲＡにて透過率９８％を確保するための積算光量は、３０Ｗｈ／ｍｍ２であることがわかる。従って、１０００時間（ｈ）の青紫レーザ光の照射後において、透過率９８％を確保する場合、樹脂ＲＡ製の検出レンズ８に照射可能な単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗは、３０ｍＷ／ｍｍ２以下でなければならない。このような光学特性を有する紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡとして、例えば、日本ゼオン株式会社製、ＺＥＯＮＥＸ−３３０ＲやＺＥＯＮＥＸ−３４０Ｒ等を用いることが可能である。【００５２】
ここで、光ディスク６０の記録パワー（対物レンズ７から出射されるレーザ光量）を１８ｍＷ、第１及び第２の情報記録面の反射率をそれぞれ８％、第１又は第２の情報記録面で反射されたレーザ光が検出レンズ８に至るまでの各光学部品における透過率及び反射率のトータルのロスを２０％とすると、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光量Ｐｗ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光量Ｐｗ２とは、それぞれ約１．１５ｍＷとなる。【００５３】
そこで、例えば、受光素子１０の受光面と検出レンズ８の出射面８ｂとの間隔が９．０ｍｍとなるように、検出レンズ８を配置した場合、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の、出射面８ｂにおける光束直径Ｄ１はφ０．９６ｍｍ、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の、出射面８ｂにおける光束直径Ｄ２はφ０．２６ｍｍとなる。従って、検出レンズ８の出射面８ｂに照射される単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗは、
Ｐｗ＝Ｐｗ１／（（Ｄ１／２）２×π）＋Ｐｗ２／（（Ｄ２／２）２×π）…（１３）
より、
Ｐｗ＝２３．３（ｍＷ／ｍｍ２）＜３０（ｍＷ／ｍｍ２）
となる。従って、光ディスク６０の第１の情報記録面に１０００時間の記録を行った後でも、検出レンズ８の透過率９８％が確保できると判断できる。ここで、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂とは、例えば、透過率９８％を確保することができる積算光量が３０Ｗｈ／ｍｍ２以上となる樹脂であり、言い換えれば、検出レンズ８に照射される単位面積あたりのレーザ光量が３０（ｍＷ／ｍｍ２）以下の場合に１０００時間の記録後に検出レンズ８の透過率の変化量が２％以下となる樹脂である。【００５４】
一方、図４は、光ディスク６０の第２の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の様子を模式的に示したものである。【００５５】
図４から、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１は、受光素子１０の奥側で集光するため、検出レンズ８上のレーザ光Ｌ１の光束直径は、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径よりも大きくなり、この時の単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗ’は、上記算出した単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗよりも小さくなることは明らかである。【００５６】
従って、図２に示した、第１の情報記録面、すなわち保護基板厚が最も薄い情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の、検出レンズ８上の光束直径に基づいて、検出レンズ８の位置を決定すればよい。【００５７】
以上のように、本実施の形態では、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面とは異なる別の情報記録面で反射されたレーザ光を考慮して検出レンズ８を配置することにより、検出レンズ８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂にて形成することが可能となる。この検出レンズ８の樹脂化によって、コンパクト且つ安価な光学ヘッド３１を実現することが可能となる。【００５８】
なお、本実施の形態においては、保護基板厚０．１ｍｍの第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光位置を近軸計算によって求め、その計算結果に基づき、検出レンズ８の配置を検討したものであるが、情報記録面を複数備えた高密度光ディスクに対して、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置することが本願発明の趣旨である。【００５９】
従って、実際の光学系においては、情報記録面の間隔△ｔや青紫レーザ光の波長λ、光学部品の位置ずれ等のばらつきを考慮して検出レンズ上の光束直径及び単位面積あたりのレーザ光量を算出し、その結果に基づいて検出レンズの配置を決定することが重要となる。すなわち、本実施の形態で例示した近軸計算に基づく検出レンズの配置に限らず、青紫レーザ光が集光し単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置した光学ヘッドであれば、本願発明の適用範囲であることは言うまでもない。【００６０】
なお、本実施の形態においては、コリメートレンズ４が単レンズの場合について説明を行ったが、例えば、リレーレンズ等を介することによって、検出系の焦点距離がコリメートレンズの焦点距離と異なる場合も、コリメートレンズとリレーレンズとで構成されるレンズ群の合成焦点距離をｆｃｌ、対物レンズとレンズ群の主平面の間隔（空気換算）をＬとすることで、（９）式及び（１０）式を適用することが可能である。【００６１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２による光学ヘッドについて、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態２における光学ヘッドの概略構成図である。本実施の形態の光学ヘッド３２は、検出レンズ１８の形状及び位置が、実施の形態１の検出レンズ８と異なっているが、その他の構成要素は同一となっている。なお、図５に示す本実施の形態において、実施の形態１と共通の構成要素については、同一の符号を付して以下、その説明を省略する。【００６２】
図５は、光ディスク６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の様子を模式的に示したものである。【００６３】
本実施の形態の検出レンズ１８は、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光位置と受光素子１０との間に配置され、光ディスク６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光束直径と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径とが略等しくなる位置に配置されている。【００６４】
この位置での、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光束直径Ｄ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径Ｄ２は、φ０．３７ｍｍとなるので、実施の形態１と同様、第１の情報記録面で反射されたレーザ光の光量Ｐｗ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光の光量Ｐｗ２を、それぞれ約１．１５ｍＷとすると、この位置における単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗは、
Ｐｗ＝２１．２（ｍＷ／ｍｍ２）＜３０（ｍＷ／ｍｍ２）
となる。【００６５】
一方、検出レンズ１８の厚さを１．０ｍｍとしたときの、入射面１８ａにおけるレーザ光Ｌ１の光束直径Ｄ１はφ０．４３ｍｍ、レーザ光Ｌ２の光束直径Ｄ２はφ０．３１ｍｍとなるので、検出レンズ１８の入射面１８ａに照射される単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗは、
Ｐｗ＝２３．２（ｍＷ／ｍｍ２）＜３０（ｍＷ／ｍｍ２）
となる。なお、出射面１８ｂに照射される単位面積あたりのレーザ光量もほぼ同等である。【００６６】
従って、本実施の形態では、検出レンズ１８を、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光束直径と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径とが略等しくなる位置に配置することで、光ディスク６０の情報記録面に１０００時間の記録を行った後でも、検出レンズ１８の透過率９８％が確保できると判断でき、検出レンズ１８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡにて成形することが可能である。【００６７】
また、受光素子１０は、光源１との相対的な位置ずれ等によるフォーカス誤差信号のオフセットを補正するために光軸方向に位置調整され、また、受光素子１０上の集光スポットが所定の受光領域に入射するように、光軸に対して垂直方向にも位置調整される。すなわち、受光素子１０は、３軸方向に位置調整されるので、例えば、各種光学部品を搭載する光学ベース（図示せず）に対し、当て面を用いずに、受光素子１０が接着固定される。【００６８】
この時、検出レンズ１８は、受光素子１０とともに共通のホルダ１９に挿入され、ホルダ１９は、検出レンズ１８と受光素子１０とを一体に保持し、ホルダ１９を３軸方向に位置調整することにより、検出レンズ１８と受光素子１０とを一体に位置調整することが好ましい。【００６９】
このような構成とすることで、受光素子１０と検出レンズ１８との間隔が一定に保たれるので、光源１等の位置ずれによらず、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光束直径と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径とが略等しくなる所定の位置に、検出レンズ１８を容易に且つ高精度に位置調整することができる。【００７０】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３による光学ヘッドについて、図６〜図８を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成図である。本実施の形態の光学ヘッド３３は、回折格子２が省略され、光束分割素子であるＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）２０が、偏光ビームスプリッタ３と検出レンズ２８との間に配置されている点が、実施の形態１及び実施の形態２とは異なっている。なお、図６に示す本実施の形態において、実施の形態１及び実施の形態２と共通の構成要素については同一の符号を付して以下、その説明を省略する。【００７１】
図６を用いて、光ディスク６０に対して、情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３３の動作について述べる。光源１から出射された青紫レーザ光は、偏光ビームスプリッタ３を透過し、コリメートレンズ４で略平行光に変換される。略平行光に変換された青紫レーザ光は、１／４波長板５によって直線偏光から円偏光に変換され、色補正レンズ６を透過した後、対物レンズ７によって、保護基板越しに光ディスク６０の情報記録面に光スポットとして集光される。【００７２】
光ディスク６０の情報記録面で反射したレーザ光は、再び対物レンズ７及び色補正レンズ６を透過し、１／４波長板５で往路とは異なる直線偏光に変換された後、コリメートレンズ４を透過し、偏光ビームスプリッタ３で反射される。反射されたレーザ光は、ＤＯＥ２０で０次光と±１次回折光とに分離された後、検出レンズ２８で非点収差が与えられて受光素子１０に導かれ、情報信号及びサーボ信号が生成される。【００７３】
ここで、フォーカス誤差信号の検出方法としては、検出レンズ２８によって非点収差を与えられた０次光を、４分割受光パターンで検出して得られる、いわゆる非点収差法等が用いられる。一方、トラッキング誤差信号は、ＤＯＥ２０により所定のパターンに光束分割された±１次回折光を受光素子１０で検出し、例えば後述の演算によって生成される。【００７４】
図７は、ＤＯＥ２０における光束分割パターンの例を模式的に示した図である。図中の波線は、光ディスク６０の情報記録面で反射されたレーザ光の、ＤＯＥ２０における光束直径を示している。【００７５】
ＤＯＥ２０は、７種類の領域２０ａ〜２０ｇを有しており、入射したレーザ光を０次回折光と±１次回折光とに分割する。トラッキング誤差信号ＴＥは、それぞれの領域２０ａ〜２０ｇで回折された＋１次光の光量に応じた電流信号Ｉａ〜Ｉｇを用いて、
ＴＥ＝（Ｉａ−Ｉｂ）−ｋ（Ｉｃ＋Ｉｄ−Ｉｅ−Ｉｆ）
の演算により得られる。【００７６】
図８は、光ディスク６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の様子を模式的に示したものである。【００７７】
本実施の形態の検出レンズ２８は、図８に示すように、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２との両方が集光しない位置に配置されている。従って、実施の形態１と同様、検出レンズ２８を透過するレーザ光の光束直径が大きく、単位面積あたりのレーザ光量が小さいため、検出レンズ２８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡにて形成することが可能である。【００７８】
ここで、ＤＯＥ２０は、第１又は第２の情報記録面で反射されたレーザ光の光束に対して位置調整されるが、検出レンズ２８をＤＯＥ２０とともに共通のホルダ２９に挿入し、ホルダ２９は、検出レンズ２８とＤＯＥ２０とを一体に保持し、ホルダ２９の位置を調整することにより、検出レンズ１８とＤＯＥ２０とを一体に位置調整することができる。この結果、検出レンズとＤＯＥ２０との間隔を小さくすることができるとともに、検出レンズ２８を、よりレーザ光の光束直径が大きい位置、すなわち偏光ビームスプリッタ３に近接した位置に配置することが可能となる。【００７９】
また、受光素子１０は、光源１との相対的な位置ずれ等によるフォーカス誤差信号のオフセットを補正するために光軸方向に位置調整され、また、受光素子１０上の集光スポットが所定の受光領域に入射するように、光軸に対して垂直方向にも位置調整される。すなわち、受光素子１０は、３軸方向に位置調整されるので、例えば、各種光学部品を搭載する光学ベース（図示せず）に対し、当て面を用いずに受光素子１０が接着固定されることが好ましい。【００８０】
上記のような構成とすることで、本実施の形態では、検出レンズ２８の光軸方向の調整範囲が不要となり、検出レンズ２８を、より偏光ビームスプリッタ３に近接して配置することができる。この結果、検出レンズ２８を透過するレーザ光の光束直径をより大きくして、単位面積あたりのレーザ光量をより小さくできるとともに、光学ヘッド３３を小型化することができる。【００８１】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４による光学ヘッドについて、図９〜図１２を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態４における光学ヘッドの概略構成図である。本実施の形態の光学ヘッド３４は、検出レンズ３８の入射面３８ａ及び出射面３８ｂが、トーリック面にて形成されている点が、実施の形態３の検出レンズ２８と異なっている。なお、図９に示す本実施の形態において、実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３と共通の構成要素については同一の符号を付して以下、その説明を省略する。【００８２】
図９に示すように、本実施の形態の検出レンズ３８は、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２との両方が集光しない位置に配置されている。従って、実施の形態３と同様、検出レンズ３８を透過するレーザ光の光束直径が大きく、単位面積あたりのレーザ光量が小さいため、検出レンズ３８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡにて形成することが可能である。【００８３】
ここで、フォーカス誤差信号の検出方法としては、検出レンズ３８によって非点収差を与えられた０次光を、４分割受光パターンで検出して得られる、いわゆる非点収差法等が用いられる。検出レンズ３８では、入射面３８ａ及び出射面３８ｂが、トーリック面にて形成されているので、非点収差法を用いるための前側焦線と後側焦線とを形成する直交した２軸について、それぞれ焦点距離及び焦線位置を実質的に任意に設定できる。【００８４】
例えば、図１０に示すような検出光学系（検出系焦点距離ｆａｖｅ＝２５．０ｍｍ、焦線間距離△Ｌ＝１．５ｍｍ）において、実施の形態３で示したシリンドリカル面の検出レンズ２８では、
入射面の曲率半径：−１１７ｍｍ×∞（シリンドリカル面）
出射面の曲率半径：∞×∞（平面）
となり、検出レンズ２８の出射面から前側焦線までの距離Ｌ１及び後側焦線までの距離Ｌ２と、それぞれの焦線に対応する焦点距離ｆ１及びｆ２とは、
Ｌ１＝１７．３ｍｍ、ｆ１＝２４．０ｍｍ
Ｌ２＝１８．８ｍｍ、ｆ２＝２６．０ｍｍ
となる。なお、検出レンズ２８の出射面を平面とした場合には、実質的に設計自由度はなく、検出系焦点距離ｆａｖｅ及び焦線間距離△Ｌによって、入射面の曲率半径が一意に決定される。【００８５】
一方、本実施の形態のトーリック面を用いた検出レンズ３８を用い、例えば、
入射面の曲率半径：２．１５×４．０１ｍｍ（トーリック面）
出射面の曲率半径：１．７２×３．４７ｍｍ（トーリック面）
とすると、検出レンズ３８の出射面から前側焦線までの距離Ｌ１及び後側焦線までの距離Ｌ２と、それぞれの焦線に対応する焦点距離ｆ１及びｆ２とは、
Ｌ１＝１５．０ｍｍ、ｆ１＝２５．０ｍｍ
Ｌ２＝１６．５ｍｍ、ｆ２＝２５．０ｍｍ
となる。【００８６】
また、例えば、
入射面の曲率半径：１．５６×１．９４ｍｍ（トーリック面）
出射面の曲率半径：１．１４×１．４９ｍｍ（トーリック面）
Ｌ１＝１５．０ｍｍ、ｆ１＝２８．０ｍｍ
Ｌ２＝１６．５ｍｍ、ｆ２＝２８．０ｍｍ
といった設計も可能である。【００８７】
このように、例えば、受光素子１０上で、第１の情報記録面で反射されたレーザ光と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光との干渉の影響が小さくなるよう、検出倍率を大きく（検出系焦点距離を大きく）する場合でも、本実施の形態では、検出レンズ３８から受光素子１０までの距離を小さくすることができるので、結果的に光学ヘッド３４をコンパクトに構成することが可能となる。すなわち、検出レンズ３８のバックフォーカスは、検出レンズ３８と焦点距離が等しく且つ少なくとも１面がシリンドリカル面であるレンズのバックフォーカスよりも小さいことが好ましい。【００８８】
また、上記のシリンドリカル面を用いた検出レンズ２８では、検出光学系によるフォーカス誤差信号（いわゆるＳ字信号）は、図１１に示すように、デフォーカス（いわゆる焦点ずれ）に対してフォーカス誤差信号が非対称に変動し、合焦位置付近でのフォーカス誤差信号の直線性が損なわれる。一方、本実施の形態のトーリック面を用いた検出レンズ３８においては、前側焦線の焦点距離ｆ１と後側焦線の焦点距離ｆ２とを等しくしたので、本実施の形態の検出光学系によるフォーカス誤差信号（いわゆるＳ字信号）は、図１２に示すように、デフォーカス（いわゆる焦点ずれ）に対してフォーカス誤差信号が対称に変動し、合焦位置付近でのフォーカス誤差信号の直線性が良好になるというメリットがある。【００８９】
また、本実施の形態の検出レンズ３８のようにトーリック面を用いたレンズは、シリンドリカル面を用いたレンズと比較して、金型の形状が複雑であるため、樹脂で成形されることが望ましい。ここで、本実施の形態では、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２との両方が集光しない位置、すなわち、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光位置と偏光ビームスプリッタ３との間の位置に検出レンズ３８を配置しているので、検出レンズ３８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡから形成することができ、トーリック面を有する検出レンズ３８を容易に作成することができる。特に、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光を用いる光学ヘッドによって情報記録面を複数備えた光ディスクに記録又は再生を行う場合は、検出レンズにトーリック面を用いた樹脂性のレンズを用いることができるので、本実施の形態の構成は非常に有効である。【００９０】
以上、実施の形態１から実施の形態４において、保護基板厚０．０７５ｍｍと０．１ｍｍとの２層の情報記録面を備えた高密度光ディスク６０に対し、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光について、青紫レーザ光が集光し単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置する構成例について述べたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。【００９１】
例えば、３層以上の情報記録面を備えた光ディスクに対し、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及びそれ以外の情報記録面からの反射光について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて樹脂製の検出レンズを配置する構成も、本願発明の適用範囲内であることは明らかである。【００９２】
すなわち、３層以上の情報記録面を備えた光ディスクにおいては、情報の記録又は再生を行う情報記録面以外の情報記録面からの反射光が複数箇所で集光するが、これら全ての集光点を避けると共に、全ての反射光による単位面積あたりのレーザ光量の総和が所定値以下、例えば、３０ｍＷ／ｍｍ２以下となるように検出レンズの位置を決定することが重要である。【００９３】
例えば、３層の情報記録面、すなわち第１乃至第３の情報記録面を備えた光ディスクにおいて、最も保護基板厚の厚い第３の情報記録面をＬａ０、次に保護基板厚の厚い第２の情報記録面をＬａ１、最も保護基板厚の薄い第１の情報記録面をＬａ２とする。このような光ディスクにおいて、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が第３の情報記録面Ｌａ０のとき、他の情報記録面からの反射光は、受光素子の手前では集光しない。【００９４】
一方、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が第２の情報記録面Ｌａ１のときは、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光が受光素子の手前で集光し、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が第１の情報記録面Ｌａ２のときは、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光と第２の情報記録面Ｌａ１からの反射光とがいずれも受光素子の手前で集光する。【００９５】
従って、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が第１の情報記録面Ｌａ２のときに、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光の集光位置と、第２の情報記録面Ｌａ１からの反射光の集光位置とが、受光素子と偏光ビームスプリッタの間にある場合は、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光の集光位置と偏光ビームスプリッタとの間に、検出レンズを配置することが好ましい。この場合、全ての反射光の集光位置が検出レンズと受光素子との間に位置するので、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が最も大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量が最も小さくなる。【００９６】
また、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光の集光位置と偏光ビームスプリッタの間隔が、検出レンズを配置するのに十分でない場合は、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光の集光位置と第２の情報記録面Ｌａ１からの反射光の集光位置との中間に検出レンズを配置することが好ましい。この場合、全ての反射光の集光位置が検出レンズ外に位置し、且つ検出レンズが偏光ビームスプリッタ側に位置するので、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量が小さくなる。【００９７】
なお、４層以上の情報記録面を備えた光ディスクにおいても、上記と同様に、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が最も保護基板厚の小さい情報記録面である時に、他の全ての情報記録面からの反射光が受光素子の手前で集光する。従って、これらの集光位置を避けるよう、例えば、最も保護基板厚の大きい情報記録面からの反射光の集光位置と偏光ビームスプリッタとの間に、検出レンズを配置することが最も好ましく、そうでない場合は、所定の情報記録面からの反射光の集光位置と、別の所定の情報記録面からの反射光の集光位置との中間に検出レンズを配置することが好ましい。【００９８】
上記では、２層の情報記録面を備えた光ディスク、３層の情報記録面を備えた光ディスク、４層以上の情報記録面を備えた光ディスクについて説明を行ったが、受光素子と偏光ビームスプリッタとの間に検出レンズを配置する場合に、いずれの場合も、検出レンズを、より偏光ビームスプリッタ側に配置することが好ましいことは明らかである。具体的には、受光素子の受光面と偏光ビームスプリッタの出射面との間隔をｄ１とすると、偏光ビームスプリッタの出射面と検出レンズとの間隔ｄ２は、検出レンズの厚さｔｄとして、
ｄ１／２＞ｄ２＋ｔｄ／２
とすることが好ましい。【００９９】
また、実施の形態１から実施の形態４の検出レンズは、非点収差法のフォーカス誤差信号を得るための非点収差をレーザ光に与えるためのいわゆるアナモフィックレンズである場合について説明を行ったが、この例に特に限定されず、例えば、コリメートレンズから出射されたレーザ光の収束角度を変える（換言すれば焦点距離を変える）リレーレンズであっても、本発明を適用することができる。【０１００】
すなわち、アナモフィックレンズと同様、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて配置することによって、樹脂製のリレーレンズを使用可能であり、リレーレンズの樹脂化によってもコンパクトかつ安価な構成を実現できる。【０１０１】
さらに、実施の形態１から実施の形態４においては、光源１から出射された青紫レーザ光を略平行光に変換するコリメートレンズ４を具備した構成について説明を行ったが、本願発明は、このような構成に限定されるものではない。【０１０２】
例えば、光源１から出射されたレーザ光が対物レンズ７に直接入射したり、光源１から出射されたレーザ光の発散角度を変換するリレーレンズを備えたり、あるいはコリメートレンズ４を光軸方向に移動させることによって、コリメートレンズ４からの出射光を発散光あるいは収束光として対物レンズ７に入射させる場合等、いわゆる有限光学系であっても、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置した光学ヘッドであれば、本願発明の適用範囲であることは言うまでもない。【０１０３】
また、実施の形態１から実施の形態４においては、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光を光源とし、この青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置する構成例について述べたが、波長４３０ｎｍ以下の領域、例えば、さらに波長が短い紫外光領域においても、樹脂製光学部品の光透過率が徐々に低下することが知られている。従って、このように、光源として波長４３０ｎｍ以下の紫外光を用いた場合においても、本願発明の適用範囲である。【０１０４】
（実施の形態５）
図１３は、本発明の実施の形態５における光ディスク装置の概略構成図である。図１３において、５０は光ディスク装置を表しており、光ディスク装置５０は、その内部に光ディスク駆動部５１、制御部５２、及び光学ヘッド５３を備える。【０１０５】
光ディスク駆動部５１は、モータ等から構成され、光ディスク６０を回転駆動する機能を有し、光学ヘッド５３は、実施の形態１から実施の形態４で述べたいずれかの光学ヘッドである。制御部５２は、光ディスク駆動部５１及び光学ヘッド５３の駆動及び制御を行う機能を有すると共に、光学ヘッド５３で受光された光から生成された制御信号及び情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号を光ディスク装置５０の内部とその外部とでインタフェースさせる機能を有する。【０１０６】
上記のように、光ディスク装置５０は、実施の形態１から実施の形態４で述べたいずれかの光学ヘッドを搭載しているので、本実施の形態における光ディスク装置５０は、コンパクトかつ安価に実現できる。【０１０７】
（実施の形態６）
図１４は、本発明の実施の形態におけるコンピュータの概略構成図である。図１４において、コンピュータ５００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、情報の入力を行うためのキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置５０１と、入力装置５０１から入力された情報や、光ディスク装置５０から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置５０２と、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管や液晶表示装置（又はプリンタ）などの出力装置５０３とを備える。【０１０８】
上記のように、コンピュータ５００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、コンパクトかつ安価に実現でき、広い用途に適用できる効果を有する。【０１０９】
（実施の形態７）
図１５は、本発明の実施の形態７における光ディスクプレーヤの概略構成図である。図１５において、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像信号に変換する、情報から画像への変換装置６０１（例えば、デコーダ）を備える。【０１１０】
なお、本光ディスクプレーヤ６００は、ＧＰＳ等の位置センサや中央演算装置（ＣＰＵ）を加えることにより、カーナビゲーションシステムとしても利用可能である。また、液晶モニタなどの表示装置６０２を加えた形態も可能である。【０１１１】
上記のように、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、コンパクトかつ安価に実現でき、広い用途に適用できる効果を有する。【０１１２】
（実施の形態８）
図１６は、本発明の実施の形態８における光ディスクレコーダの概略構成図である。図１６において、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、画像情報を光ディスク装置５０によって光ディスクへ記録する情報信号に変換する、画像から情報への変換装置７０１（例えば、エンコーダ）を備える。望ましくは、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像情報に変換する、情報から画像への変換装置７０２（例えば、デコーダ）をも備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。なお、情報を表示するブラウン管や液晶表示装置（又はプリンタ）などの出力装置７０３を備えてもよい。【０１１３】
上記のように、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、コンパクトかつ安価に実現でき、広い用途に適用できる効果を有する。【０１１４】
上記の各実施の形態から本発明について要約すると、以下のようになる。すなわち、本発明に係る光学ヘッドは、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を、複数の情報記録面を備えた情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を受光する受光素子と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く検出レンズとを備え、前記検出レンズは、樹脂材料にて形成され、前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面とは異なる情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置が、前記検出レンズの外側になるように、前記検出レンズが配置される。【０１１５】
この光学ヘッドにおいては、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光、及び、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置しているので、樹脂製の検出レンズを使用することが可能となり、この検出レンズの樹脂化によって、コンパクト且つ安価な光学ヘッドを実現することが可能となる。【０１１６】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を、略平行に変換するコリメートレンズをさら備え、前記対物レンズは、前記コリメートレンズから出射されたレーザ光を前記情報記録媒体に集光し、前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面を第１の情報記録面、前記第１の情報記録面とは異なる情報記録面を第２の情報記録面としたとき、前記検出レンズの前記受光素子側の面と前記受光素子の受光面との間隔Ｌｄ（空気換算）は、以下の（１）式又は（２）式を満たすことが好ましい。【０１１７】
△Ｄ＞Ｌｄ＋ｔｄ／ｎｄ…（１）
△Ｄ＜Ｌｄ…（２）【０１１８】
ただし、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（（ｎ・ｆｏｌ２／（２・△ｔ））＋ｆｏｌ＋ｆｃｌ−Ｌ）：前記第１情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置との間隔（空気換算）
△ｔ：前記第１情報記録面と前記第２情報記録面との間隔
ｎ：前記情報記録媒体の保護基板の屈折率
ｆｏｌ：前記対物レンズの焦点距離
ｆｃｌ：前記コリメートレンズの焦点距離
Ｌ：前記対物レンズの主平面と前記コリメートレンズの主平面との間隔（空気換算）
ｔｄ：前記検出レンズの厚さ
ｎｄ：前記検出レンズの屈折率【０１１９】
この場合、保護基板厚が最も薄い第１の情報記録面の記録又は再生時に、第１の情報記録面からの反射光の集光位置及び異なる第２の情報記録面からの反射光の集光位置を避けて検出レンズを配置することができるので、検出レンズを透過するレーザ光の光束直径を大きくして、単位面積あたりのレーザ光量を小さくすることができる。この結果、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂材料から検出レンズを作成することが可能となる。【０１２０】
前記検出レンズは、前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置よりも、前記対物レンズ側に配置されることが好ましい。この場合、所定の焦点距離を得るための検出レンズの曲率半径をより大きくすることができるので、検出レンズを容易に作成することができる。【０１２１】
上記光学ヘッドは、前記情報記録媒体で反射されたレーザ光を空間的に分割して、前記受光素子に導く光束分割素子をさらに備え、前記検出レンズは、前記光束分割素子と一体で位置調整されることが好ましい。この場合、検出レンズと光束分割素子との間隔を小さくすることができるとともに、検出レンズを、レーザ光の光束直径がより大きい位置に配置することが可能となる。【０１２２】
前記検出レンズは、前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置よりも、前記受光素子側に配置されるようにしてもよい。この場合、検出レンズの必要光束径を小さくすることができるので、検出レンズをより小型化できる。【０１２３】
前記検出レンズは、前記第１情報記録面で反射したレーザ光の光束径と前記第２情報記録面で反射したレーザ光の光束径が略等しくなる位置に配置されることが好ましい。この場合、第１の情報記録面からの反射光の単位面積あたりのレーザ光量と第２の情報記録面からの反射光の単位面積あたりのレーザ光量との組み合わせのうち単位面積あたりのレーザ光量を最も小さくすることができるので、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂材料から作成した検出レンズの必要透過率を確保しながら、検出レンズを長時間使用することができる。【０１２４】
前記検出レンズは、前記受光素子と一体で位置調整されることが好ましい。この場合、受光素子と検出レンズとの間隔が一定に保たれるので、光源等の位置ずれによらず、第１の情報記録面で反射されたレーザ光の光束直径と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光の光束直径とが略等しくなる所定の位置等に、検出レンズを容易に且つ高精度に位置調整することができる。【０１２５】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、前記検出レンズは、前記異なる情報記録面のうち保護基板厚が最も厚い情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と、前記光分岐素子との間に配置されることが好ましい。【０１２６】
この場合、情報記録面が３層以上ある場合でも、全ての情報記録面からの反射光の集光位置が検出レンズと受光素子との間に位置するので、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が最も大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量を最も小さくすることができる。【０１２７】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子との間で且つ前記光分岐素子に最も近い集光位置と前記分岐素子との間に配置されるようにしてもよい。【０１２８】
この場合、情報記録面が３層以上ある場合でも、全ての情報記録面からの反射光の集光位置が検出レンズと受光素子との間、又は復路の光路上で光分岐素子から上流側に位置するので、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量を小さくすることができる。【０１２９】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子の間で且つ、前記光分岐素子に最も近い第１の集光位置と、前記第１の集光位置に隣接する前記受光素子側の第２の集光位置との間に配置されるようにしてもよい。【０１３０】
この場合、第１の集光位置と光分岐素子との間に検出レンズを配置するための十分なスペースがない場合でも、全ての情報記録面からの反射光の集光位置が検出レンズ外に位置するとともに、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が大きくなるので、単位面積あたりのレーザ光量を小さくすることができる。【０１３１】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、前記受光素子の受光面と前記光分岐素子の出射面との間隔をｄ１、前記光分岐素子の出射面と前記検出レンズとの間隔をｄ２、検出レンズの厚さをｔｄとしたとき、ｄ１／２＞ｄ２＋ｔｄ／２を満たすことが好ましい。【０１３２】
この場合、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径がより大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量を小さくすることができる。【０１３３】
前記検出レンズは、前記情報記録媒体で反射したレーザ光に非点収差を与えるアナモフィックレンズであることが好ましい。この場合、簡略な構成で、非点収差法に用いられるフォーカス誤差信号を得るための非点収差をレーザ光に与えることができる。【０１３４】
前記検出レンズの入射面及び出射面のうち少なくとも１面は、トーリック面であることが好ましい。この場合、入射面及び出射面のうち少なくとも１面がトーリック面にて形成されているので、非点収差法を用いるための前側焦線と後側焦線とを形成する直交した２軸について、それぞれ焦点距離及び焦線位置を実質的に任意に設定できる。【０１３５】
前記検出レンズの入射面及び出射面の両面は、トーリック面であることが好ましい。この場合、入射面及び出射面がトーリック面にて形成されているので、非点収差法を用いるための前側焦線と後側焦線とを形成する直交した２軸について、それぞれ焦点距離及び焦線位置をより容易に設定できる。【０１３６】
前記検出レンズのバックフォーカスは、前記検出レンズと焦点距離が等しく且つ少なくとも１面がシリンドリカル面であるレンズのバックフォーカスよりも小さいことが好ましい。この場合、検出レンズから受光素子までの距離を小さくすることができるので、結果的に光学ヘッドをコンパクトに構成することが可能となる。【０１３７】
前記検出レンズの、光軸に直交する第１の軸方向の焦点距離と、前記光軸及び前記第１の軸方向に直交する第２の軸方向の焦点距離とは、略等しいことが好ましい。この場合、受光素子により検出されるフォーカス誤差信号が、焦点ずれに対して対称に変動するので、合焦位置付近でのフォーカス誤差信号の直線性が良好になる。【０１３８】
前記検出レンズは、前記情報記録媒体で反射したレーザ光の収束角度を変えるリレーレンズであってもよい。この場合、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて配置することによって、樹脂製のリレーレンズを使用可能であり、リレーレンズの樹脂化によってもコンパクトかつ安価な光学ヘッドを実現できる。【０１３９】
本発明に係る光ディスク装置は、上記の光学ヘッドと、情報記録媒体を回転駆動するための駆動部と、前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備える。【０１４０】
本発明に係るコンピュータは、上記の光ディスク装置と、情報を入力するための入力装置と、前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報に基づいて演算を行う演算装置と、前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報及び／又は前記演算装置によって演算された結果を出力するための出力装置とを備える。【０１４１】
本発明に係る光ディスクプレーヤは、上記の光ディスク装置と、前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備える。【０１４２】
本発明に係る光ディスクレコーダは、上記の光ディスク装置と、画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備える。【０１４３】
上記の各構成によれば、樹脂製の検出レンズを使用可能とし、この検出レンズの樹脂化によって、コンパクトかつ安価な光学ヘッド及び光ディスク装置を実現できるので、コンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダをコンパクトかつ安価に提供できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明の光学ヘッドは、樹脂製の検出レンズを使用可能であり、レンズの樹脂化によって、コンパクトかつ安価な光学ヘッド及び光ディスク装置を実現できる。また、本発明の光ディスク装置を備えたコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダは、コンパクトかつ安価に実現でき、広い用途に適用できる効果を有する。
【図１】
2008139715.tif 000003
【図２】
2008139715.tif 000004
【図３】
2008139715.tif 000005
【図４】
2008139715.tif 000006
【図５】
2008139715.tif 000007
【図６】
2008139715.tif 000008
【図７】
2008139715.tif 000009
【図８】
2008139715.tif 000010
【図９】
2008139715.tif 000011
【図１０】
2008139715.tif 000012
【図１１】
2008139715.tif 000013
【図１２】
2008139715.tif 000014
【図１３】
2008139715.tif 000015
【図１４】
2008139715.tif 000016
【図１５】
2008139715.tif 000017
【図１６】
2008139715.tif 000018
【図１７】
2008139715.tif 000019
【図１８】
2008139715.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月2日(2009.3.2)
【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】
波長４３０ｎｍ以下のレーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射されたレーザ光を、略平行に変換するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズから出射されたレーザ光を、複数の情報記録面を備えた情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記情報記録媒体で反射された後、前記コリメートレンズで集光されたレーザ光に非点収差を与える検出レンズと、
前記検出レンズで非点収差が与えられたレーザ光を受光する受光素子とを備え、
前記検出レンズは、樹脂材料にて形成され、
前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、保護基板厚が最も薄い第１の情報記録面の記録又は再生時に、前記第１の情報記録面とは異なる第２の情報記録面で反射したレーザ光が前記コリメートレンズによって集光する位置よりも、前記対物レンズ側に、前記検出レンズを配置したことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記検出レンズの前記受光素子側の面と前記受光素子の受光面との間隔Ｌｄ（空気換算）は、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
△Ｄ＜Ｌｄ
ただし、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（（ｎ・ｆｏｌ２／（２・△ｔ））＋ｆｏｌ＋ｆｃｌ−Ｌ）：前記第１情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置との間隔（空気換算）
△ｔ：前記第１情報記録面と前記第２情報記録面との間隔
ｎ：前記情報記録媒体の保護基板の屈折率
ｆｏｌ：前記対物レンズの焦点距離
ｆｃｌ：前記コリメートレンズの焦点距離
Ｌ：前記対物レンズの主平面と前記コリメートレンズの主平面との間隔（空気換算）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記情報記録媒体で反射されたレーザ光を空間的に分割して、前記受光素子に導く光束分割素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記光束分割素子と一体で位置調整されることを特徴とする請求項２記載の光学ヘッド。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面のうち保護基板厚が最も厚い情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と、前記光分岐素子との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項９】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子の間で且つ前記光分岐素子に最も近い集光位置と前記分岐素子との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項１０】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子の間で且つ、前記光分岐素子に最も近い第１の集光位置と、前記第１の集光位置に隣接する前記受光素子側の第２の集光位置との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項１１】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記受光素子の受光面と前記光分岐素子の出射面との間隔をｄ１、前記光分岐素子の出射面と前記検出レンズとの間隔をｄ２、検出レンズの厚さをｔｄとしたとき、ｄ１／２＞ｄ２＋ｔｄ／２を満たすことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
前記検出レンズの入射面及び出射面のうち少なくとも１面は、トーリック面であることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項１４】
前記検出レンズの入射面及び出射面の両面は、トーリック面であることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項１５】
前記検出レンズのバックフォーカスは、前記検出レンズと焦点距離が等しく且つ少なくとも１面がシリンドリカル面であるレンズのバックフォーカスよりも小さいことを特徴とする、請求項１３又は１４記載の光学ヘッド。
【請求項１６】
前記検出レンズの、光軸に直交する第１の軸方向の焦点距離と、前記光軸及び前記第１の軸方向に直交する第２の軸方向の焦点距離とは、略等しいことを特徴とする請求項１４記載の光学ヘッド。
【請求項１７】
（削除）
【請求項１８】
請求項１、２、４、８〜１１、１３〜１６のいずれかに記載の光学ヘッドと、
情報記録媒体を回転駆動するための駆動部と、
前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の光ディスク装置と、
情報を入力するための入力装置と、
前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報に基づいて演算を行う演算装置と、
前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報及び／又は前記演算装置によって演算された結果を出力するための出力装置とを備えることを特徴とするコンピュータ。
【請求項２０】
請求項１８記載の光ディスク装置と、
前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備えることを特徴とする光ディスクプレーヤ。
【請求項２１】
請求項１８に記載の光ディスク装置と、
画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備えることを特徴とする光ディスクレコーダ。
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月28日(2009.10.28)
【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】
波長４３０ｎｍ以下のレーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射されたレーザ光を、略平行に変換するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズから出射されたレーザ光を、複数の情報記録面を備えた情報記録媒体に集光する対物レンズと、
前記情報記録媒体で反射された後、前記コリメートレンズで集光されたレーザ光に非点収差を与える検出レンズと、
前記検出レンズで非点収差が与えられたレーザ光を受光する受光素子とを備え、
前記検出レンズは、樹脂材料にて形成され、
前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、保護基板厚が最も薄い第１の情報記録面の記録又は再生時に、前記第１の情報記録面とは異なる第２の情報記録面で反射したレーザ光が前記コリメートレンズによって集光する位置よりも、前記対物レンズ側に、前記検出レンズを配置したことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記検出レンズの前記受光素子側の面と前記受光素子の受光面との間隔Ｌｄ（空気換算）は、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
△Ｄ＜Ｌｄ
ただし、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（（ｎ・ｆｏｌ２／（２・△ｔ））＋ｆｏｌ＋ｆｃｌ−Ｌ）：前記第１情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置との間隔（空気換算）
△ｔ：前記第１情報記録面と前記第２情報記録面との間隔
ｎ：前記情報記録媒体の保護基板の屈折率
ｆｏｌ：前記対物レンズの焦点距離
ｆｃｌ：前記コリメートレンズの焦点距離
Ｌ：前記対物レンズの主平面と前記コリメートレンズの主平面との間隔（空気換算）
【請求項３】
前記情報記録媒体で反射されたレーザ光を空間的に分割して、前記受光素子に導く光束分割素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記光束分割素子と一体で位置調整されることを特徴とする請求項２記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面のうち保護基板厚が最も厚い情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と、前記光分岐素子との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項５】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子の間で且つ前記光分岐素子に最も近い集光位置と前記分岐素子との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項６】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子の間で且つ、前記光分岐素子に最も近い第１の集光位置と、前記第１の集光位置に隣接する前記受光素子側の第２の集光位置との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項７】
前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、
前記受光素子の受光面と前記光分岐素子の出射面との間隔をｄ１、前記光分岐素子の出射面と前記検出レンズとの間隔をｄ２、検出レンズの厚さをｔｄとしたとき、ｄ１／２＞ｄ２＋ｔｄ／２を満たすことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項８】
前記検出レンズの入射面及び出射面のうち少なくとも１面は、トーリック面であることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項９】
前記検出レンズの入射面及び出射面の両面は、トーリック面であることを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項１０】
前記検出レンズのバックフォーカスは、前記検出レンズと焦点距離が等しく且つ少なくとも１面がシリンドリカル面であるレンズのバックフォーカスよりも小さいことを特徴とする、請求項８又は９記載の光学ヘッド。
【請求項１１】
前記検出レンズの、光軸に直交する第１の軸方向の焦点距離と、前記光軸及び前記第１の軸方向に直交する第２の軸方向の焦点距離とは、略等しいことを特徴とする請求項９記載の光学ヘッド。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の光学ヘッドと、
情報記録媒体を回転駆動するための駆動部と、
前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の光ディスク装置と、
情報を入力するための入力装置と、
前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報に基づいて演算を行う演算装置と、
前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報及び／又は前記演算装置によって演算された結果を出力するための出力装置とを備えることを特徴とするコンピュータ。
【請求項１４】
請求項１２記載の光ディスク装置と、
前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備えることを特徴とする光ディスクプレーヤ。
【請求項１５】
請求項１２に記載の光ディスク装置と、
画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備えることを特徴とする光ディスクレコーダ。
【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、光ディスク等の情報記録媒体に対して、青紫レーザ光を集光させて情報の記録又は再生を行う光学ヘッド、該光学ヘッドを具備した光ディスク装置、並びに該光ディスク装置を具備したコンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、青紫半導体レーザの実用化に伴い、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）と同じ大きさで、高密度・大容量の光情報記録媒体（以下、光ディスクともいう）であるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）が実用化されている。このＢＤは、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光源と、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ、ＮＡ）を０．８５まで高めた対物レンズとを用いて、記録又は再生を行う、保護基板厚約０．１ｍｍの光ディスクである。
【０００３】
また、同じく波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光源と、開口数０．６５の対物レンズとを用いた、保護基板厚０．６ｍｍのＨＤ  ＤＶＤも実用化がなされている。これらの青紫レーザ光源を用いて記録又は再生を行う光ディスクを総称して、高密度光ディスクと呼ぶ。
【０００４】
上記のような高密度光ディスクに対して、青紫レーザ光を集光させて情報の記録又は再生を行う光学ヘッドが提案されている。このような光学ヘッドの構成例を図１７に示す。図１７において、１０１は青紫レーザ光を出射する光源、１０２は回折格子、１０３は光分岐素子である偏光ビームスプリッタ、１０４はコリメートレンズ、１０５は１／４波長板、１０６は色補正レンズ、１０７は対物レンズ、１０８は検出レンズ、１１０は受光素子を示し、これらの各部品が光学ヘッド１３０を構成している。また、１６０は２層の情報記録面を備えた高密度光ディスクを示す。
【０００５】
光ディスク１６０に対して、情報の記録又は再生を行う光学ヘッド１３０の動作について述べる。光源１０１から出射された青紫レーザ光は、回折格子１０２によって０次光であるメインビームと±１次回折光であるサブビームとに分離される。メインビームとサブビームとは、偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、コリメートレンズ１０４で略平行光に変換される。略平行光に変換されたメインビーム及びサブビームは、１／４波長板１０５によって直線偏光が円偏光に変換され、色補正レンズ１０６を透過した後、対物レンズ１０７によって、保護基板越しに光ディスク１６０の情報記録面に光スポットとして集光される。
【０００６】
光ディスク１６０の情報記録面で反射したメインビーム及びサブビームは、再び対物レンズ１０７及び色補正レンズ１０６を透過し、１／４波長板１０５で往路とは異なる直線偏光に変換された後、コリメートレンズ１０４を透過し、偏光ビームスプリッタ１０３で反射される。反射されたメインビーム及びサブビームは、検出レンズ１０８で非点収差を与えられた後、受光素子１１０に導かれ、情報信号及びサーボ信号が生成される。
【０００７】
ここで、フォーカス誤差信号の検出方法としては、検出レンズ１０８によって復路のレーザ光に非点収差を与えて、４分割受光パターンで得られる、いわゆる非点収差法等が用いられる。また、トラッキング誤差信号の検出方法としては、回折格子１０２によって生成されたメインビーム及びサブビームを用いた、いわゆる３ビーム法や差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等が用いられる。
【０００８】
ところで、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光を用いて、光ディスクの記録又は再生を行う光学ヘッドにおける特有の問題として、光学系を構成する光学部品の材料に樹脂を用いた場合、光学部品の内部で青紫レーザ光の吸収が徐々に増大し、その結果、樹脂製光学部品の光透過率が徐々に低下することが知られている。例えば、青紫レーザ光が透過する部分が黄色く変色したり、あるいはこの部分の表面が粗くなったりすることで、結果的にレーザ光に対する透過率が低下するものである。このように、光学部品の透過率が低下することによって、情報信号、フォーカス誤差信号、及びトラッキング誤差信号のＳＮ比が劣化し、信頼性が低下することが懸念される。
【０００９】
そこで、例えば、特許文献１には、紫外線に対して耐性を有する光学部品により構成された光学ヘッドが示されている。ここで、紫外線に対して耐性を有するとは、長期間、紫外線に暴露した場合でも、何ら変化を生じないということであり、例えば光学部品をガラスの一種である石英ガラスで形成する例が示され、検出レンズも、紫外線に対して耐性を有する石英ガラスから形成されている。
【００１０】
しかしながら、光学ヘッドの簡素化、軽量化及び低コスト化に、光学部品の樹脂化は有効である。そこで、透過又は反射する青紫レーザ光の光束直径が大きく、単位面積あたりのレーザ光量が比較的小さい箇所に用いられる光学部品については、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂を用いることがなされており、例えば、図１７中のコリメートレンズ１０４や色補正レンズ１０６等を樹脂製とした光学ヘッドが実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３―７７１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
また、情報記録面を複数備えた光ディスク１６０の記録又は再生時には、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光が、受光素子１１０上とは異なる位置で集光される。例えば、図１８に示すように、光ディスク１６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる情報記録面である、対物レンズ１０７側から見て奥側の第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２は、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１に対し、受光素子１１０の手前で集光される。
【００１３】
このように、レーザ光が集光する位置では、レーザ光束直径が小さく、単位面積あたりのレーザ光量が非常に大きくなるので、樹脂性の検出レンズを用いることは困難である。さらに、特に波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光を用いる光学ヘッドによって情報記録面を複数備えた光ディスク１６０に記録又は再生を行う場合は、特に、情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光が強く、単位面積あたりのレーザ光量が大きくなることより、青紫レーザ光を用いた光学ヘッドにおいて、樹脂性の検出レンズを用いることが事実上不可能である。
【００１４】
また、上記のように情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光が検出レンズの位置に与える影響については、これまで言及されておらず、検出レンズは、紫外線に対して耐性を有する、樹脂以外の物質であるガラスで形成されていた。従って、上記の影響を考慮して、樹脂製の検出レンズを用いるための構成については、一切開示されていない。
【００１５】
さらに、受光素子１１０と光源１０１との相対的な位置ずれ等によるフォーカス誤差信号のオフセットを補正するために検出レンズ１０８を光軸方向に位置調整する場合、位置ずれが大きいと、検出レンズ１０８を大きく移動する必要があり、図１８に示すように、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光が、位置調整によって検出レンズ１０８近傍あるいは検出レンズ１０８内部で集光する。
【００１６】
この場合、集光位置における単位面積あたりのレーザ光量が非常に大きくなるため、検出レンズ１０８に樹脂製の検出レンズを用いることは不可能である。しかしながら、従来の構成では、検出レンズ１０８をガラスで形成することを前提としており、このような可能性について考慮する必要がなかったため、上記の位置調整を考慮して、樹脂製の検出レンズを用いるための構成についても何ら検討されていなかった。
【００１７】
本発明の目的は、青紫レーザ光を用いて、複数の情報記録面を備えた高密度情報記録媒体に情報を記録及び／又は再生する光学ヘッドにおいて、樹脂製の検出レンズを使用可能とし、この検出レンズの樹脂化によって、コンパクトかつ安価な光学ヘッド及び光ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一局面に従う光学ヘッドは、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を、複数の情報記録面を備えた情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を受光する受光素子と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く検出レンズとを備え、前記検出レンズは、樹脂材料にて形成され、前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面とは異なる情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置が、前記検出レンズの外側になるように、前記検出レンズが配置される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光学ヘッドによれば、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光、及び、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置しているので、樹脂製の検出レンズを使用することが可能となり、この検出レンズの樹脂化によって、コンパクト且つ安価な光学ヘッドを実現することが可能となる。
【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の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図３】紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂の光学特性として積算光量と透過率との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、第２の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図６】本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３のＤＯＥの光束分割パターンを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３において、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図９】本発明の実施の形態４において、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の検出光学系を模式的に示す図である。
【図１１】シリンドリカル面を用いた検出レンズを用いた場合のフォーカス誤差信号の波形を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４における光学ヘッドのフォーカス誤差信号の波形を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態５における光ディスク装置の概略構成図である。
【図１４】本発明の実施の形態６におけるコンピュータの概略構成図である。
【図１５】本発明の実施の形態７における光ディスクプレーヤの概略構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態８における光ディスクレコーダの概略構成図である。
【図１７】従来の光学ヘッドの概略構成図である。
【図１８】従来の光学ヘッドにおいて、第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光の様子を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の各実施の形態による光学ヘッド、光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダについて、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による光学ヘッドについて、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における光学ヘッドの概略構成図である。
【００２３】
図１において、１は青紫レーザ光を出射する光源、２は回折格子、３は偏光ビームスプリッタ、４はコリメートレンズ、５は１／４波長板、６は色補正レンズ、７は対物レンズ、８は検出レンズ、１０は受光素子を示し、これらの各部品が光学ヘッド３１を構成している。また、６０は、保護基板厚０．０７５ｍｍ及び０．１ｍｍの２層の情報記録面（第１及び第２の情報記録面）を備えた高密度光ディスクを示す。
【００２４】
光ディスク６０に対して、情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３１の動作について述べる。光源１から出射された青紫レーザ光は、回折格子２によって０次光であるメインビームと±１次回折光であるサブビームとに分離される。メインビームとサブビームとは、偏光ビームスプリッタ３を透過し、コリメートレンズ４で略平行光に変換される。略平行光に変換されたメインビーム及びサブビームは、１／４波長板５によって直線偏光から円偏光に変換され、色補正レンズ６を透過した後、対物レンズ７によって、保護基板越しに光ディスク６０の情報記録面に光スポットとして集光される。
【００２５】
光ディスク６０の情報記録面で反射したメインビーム及びサブビームは、再び対物レンズ７及び色補正レンズ６を透過し、１／４波長板５で往路とは異なる直線偏光に変換された後、コリメートレンズ４を透過し、偏光ビームスプリッタ３で反射される。反射されたメインビーム及びサブビームは、検出レンズ８で非点収差が与えられた後、受光素子１０に導かれ、情報信号及びサーボ信号が生成される。
【００２６】
ここで、フォーカス誤差信号の検出方法としては、検出レンズ８によって復路のレーザ光に非点収差を与えて、４分割受光パターンで得られる、いわゆる非点収差法等が用いられる。また、トラッキング誤差信号の検出方法としては、回折格子２によって生成されたメインビーム及びサブビームを用いた、いわゆる３ビーム法や差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等が用いられる。
【００２７】
コリメートレンズ４は、光軸方向に移動可能となっており、コリメートレンズ４の出射光が略平行光となる基準位置に対して、コリメートレンズ４を光源１側に移動することによって、コリメートレンズ４の出射光は、発散光となる。このようにコリメートレンズ４を光源１側に移動させることにより、光ディスク６０の保護基板が厚くなった場合、例えば、保護基板厚０．１ｍｍの第２の情報記録面の記録又は再生時に発生する球面収差が補正される。一方、コリメートレンズ４を対物レンズ７側に移動することによって、コリメートレンズ４の出射光は、収束光となる。このようにコリメートレンズ４を対物レンズ７側に移動させることにより、光ディスク６０の保護基板が薄くなった場合、例えば、保護基板厚０．０７５ｍｍの第１の情報記録面の記録又は再生時に発生する球面収差が補正される。
【００２８】
なお、コリメートレンズ４を光軸方向に移動する手段としては、ステッピングモータや、磁気回路、圧電素子の駆動によるアクチュエータ等、いかなる手段によるものでも可能である。
【００２９】
色補正レンズ６の、コリメートレンズ４側の面（第１面）は、凸のパワーを持った回折面であり、対物レンズ７側の面（第２面）は、凹のパワーを持った屈折面となっている。この回折面は、同心円状の複数の輪帯からなる回折構造を有し、光源１の波長において最大の回折効率が得られるように構成されている。
【００３０】
ここで、記録パワーと再生パワーとの切り替え時や周囲温度の変化などによって、光源１のレーザ光の波長は変動する。レーザ光の波長が短いほど、波長の変動に伴う対物レンズ７の材料の屈折率の変動に伴って発生する最良像点位置の変動による影響が大きくなる。従って、特に、記録型の光学ヘッドにおいては、波長の変動によって生じる最良像点位置の変動を補正するための色収差補正機能を備えることが一般的である。
【００３１】
色補正レンズ６は、光源１の基準波長の平行光が入射した場合には、凸の回折パワーと凹の屈折パワーとが等しく、アフォーカルレンズとして機能するが、レーザ光の波長が長くなった場合には、回折面での回折角が大きくなって凸のパワーが強くなり、平行光が入射した場合に、収束光を出射するレンズとして機能する。一方、レーザ光の波長が短くなった場合には、回折面での回折角が小さくなって凹のパワーが強くなり、平行光が入射した場合に、色補正レンズ６は、発散光を出射するレンズとして機能する。これは、対物レンズ７で発生する最良像点位置の変動を相殺するように機能し、いわゆる色収差補正の効果を持つ。
【００３２】
上述のコリメートレンズ４及び色補正レンズ６は、光学ヘッド３１内において、透過するレーザ光の光束直径が最も大きく、単位面積あたりのレーザ光量が比較的小さいため、光学ヘッドの簡素化、軽量化及び低コスト化のため、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂材料にて形成されることが好ましい。
【００３３】
また、本実施の形態においては、検出レンズ８も紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂にて形成されている。検出レンズ８は、レーザ光の入射面８ａが凸のシリンドリカル面（円筒面）、レーザ光の出射面８ｂが平面となっており、非点収差法のフォーカス誤差信号を得るための非点収差をレーザ光に与えることができる。
【００３４】
光ディスク６０は、保護基板厚０．０７５ｍｍの第１の情報記録面と、保護基板厚０．１ｍｍの第２の情報記録面との複数の情報記録面を備えている。従って、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面にレーザ光を照射すると、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面とは異なる別の情報記録面でもレーザ光が反射される。
【００３５】
図２は、光ディスク６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の様子を模式的に示したものである。
【００３６】
図２に示すように、レーザ光Ｌ２は、受光素子１０の手前で集光するが、本実施の形態の検出レンズ８は、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２との両方が集光しない位置、すなわち、保護基板厚が最も薄い第１の情報記録面とは異なる第２の情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置が、検出レンズ８の外側（検出レンズ８の断面の外側）になるように配置されている。従って、検出レンズ８を透過するレーザ光の光束直径が大きく、単位面積あたりのレーザ光量が小さくなる。
【００３７】
ここで、保護基板厚０．１ｍｍの第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光位置を、近軸計算により求める。
【００３８】
まず、対物レンズ７に平行入射したレーザ光は、対物レンズ７の主平面を基準として焦点距離ｆｏｌの位置に集光される。この時、情報の記録又は再生の対象となる第１の情報記録面（例えば、保護基板厚ｔ１＝０．０７５ｍｍ）とは異なる、第２の情報記録面（例えば、保護基板厚ｔ２＝０．１ｍｍ）からの反射光は、対物レンズ７の主平面を基準とすると、焦点距離ｆｏｌよりも焦点ずれ量△ｄだけずれた位置から出射されたと見なされる。
【００３９】
焦点ずれ量△ｄの空気換算長は、第１の情報記録面の保護基板厚ｔ１及び第２の情報記録面の保護基板厚ｔ２、保護基板の屈折率ｎで表され、
△ｄ＝２・△ｔ／ｎ…（１）
（ただし、△ｔ＝ｔ２−ｔ１）
となる。
【００４０】
ここで、空気換算とは、厚さｔ０で屈折率ｎ０の介在素子を、厚さｔ０／ｎ０の空気に換算することを示しており、本明細書において、空気換算という表現を用いる場合は、光路中の介在素子を上述の式によって空気に換算した光路長を指すものとする。
【００４１】
第２の情報記録面からの反射光が、対物レンズ７によって集光される点Ｓ（集光点と対物レンズ７のコリメートレンズ４側主平面の間隔）は、レンズの結像公式より、
１／Ｓ＋１／（ｆｏｌ＋△ｄ）＝１／ｆｏｌ…（２）
で表され、
Ｓ＝ｆｏｌ・（ｆｏｌ＋△ｄ）／△ｄ
＝（ｆｏｌ）２／△ｄ＋ｆｏｌ…（３）
となる。
【００４２】
次に、対物レンズ７とコリメートレンズ４とのそれぞれの主平面の間隔をＬ（空気換算）とすると、コリメートレンズ４に入射するレーザ光の仮想物点Ｓ’（仮想物点とコリメートレンズ４の対物レンズ７側主平面の間隔）は、
−Ｓ’＝Ｓ−Ｌ…（４）
である。従って、コリメートレンズ４の焦点距離をｆｃｌとすると、レンズの結像公式より、コリメートレンズ４によって集光される点Ｘ（集光点とコリメートレンズ４の検出レンズ８側主平面の間隔）は、
１／Ｘ−１／（Ｓ−Ｌ）＝１／ｆｃｌ…（５）
で表され、
Ｘ＝ｆｃｌ・（Ｓ−Ｌ）／（Ｓ−Ｌ＋ｆｃｌ）…（６）
となる。
【００４３】
情報の記録又は再生の対象となる第１の情報記録面からの反射光Ｌ１の集光点と第２の情報記録面からの反射光Ｌ２の集光点との間隔△Ｄは、
△Ｄ＝ｆｃｌ−Ｘ…（７）
であるから、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（Ｓ−Ｌ＋ｆｃｌ）…（８）
が導かれる。
【００４４】
以上、（１）式から（８）式を整理してまとめると、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（（ｎ・ｆｏｌ２／（２・△ｔ））＋ｆｏｌ＋ｆｃｌ−Ｌ）…（９）
となる。ここで、各記号は、
△Ｄ：反射光Ｌ１の集光点と反射光Ｌ２の集光点との間隔（空気換算）
△ｔ：第１及び第２の情報記録面の間隔
ｎ：保護基板の屈折率
ｆｏｌ：対物レンズの焦点距離
ｆｃｌ：コリメートレンズの焦点距離
Ｌ：対物レンズの主平面とコリメートレンズの主平面との間隔（空気換算）
を表している。
【００４５】
例えば、本実施の形態の光学ヘッド３１の構成を、
△ｔ＝０．０２５ｍｍ
ｎ＝１．５
ｆｏｌ＝１．５ｍｍ
ｆｃｌ＝２４．０ｍｍ
Ｌ＝２０．０ｍｍ
とした時、
△Ｄ＝７．８９ｍｍ
となる。
【００４６】
また、第１及び第２の情報記録面の間隔△ｔが微小である場合の、情報の記録又は再生の対象となる第１の情報記録面からの反射光Ｌ１の集光点と第２の情報記録面からの反射光Ｌ２の集光点の間隔△Ｄ’は、
△Ｄ’＝２・（△ｔ／ｎ）・（ｆｃｌ／ｆｏｌ）２…（１０）
で表される。
【００４７】
ここで、反射光Ｌ１の集光点と反射光Ｌ２の集光点との間隔△Ｄは、受光素子１０の受光面から反射光Ｌ２の集光点までの距離を示している。従って、検出レンズ８内に反射光Ｌ２の集光点を含まないようにするためには、検出レンズ８の厚さをｔｄ、屈折率ｎｄとすると、検出レンズ８の受光素子１０側の出射面８ｂと受光素子１０の受光面との間隔Ｌｄ（空気換算）が、
△Ｄ＞Ｌｄ＋ｔｄ／ｎｄ…（１１）
又は、
△Ｄ＜Ｌｄ…（１２）
を満たすように、検出レンズ８を配置しなければならない。
【００４８】
ところで、青紫レーザ光の照射による樹脂の透過率については、照射される青紫レーザ光の積算光量（単位面積あたりのレーザ光量に照射時間を乗じたもの）に応じて、樹脂の透過率が低下することが知られている。従って、樹脂製の検出レンズにおいて、青紫レーザ光の照射に対して、所定の透過率が確保できる時間を長くするためには、透過する青紫レーザ光の光束直径を大きく、すなわち単位面積あたりのレーザ光量がより小さくなるよう検出レンズ８を配置することが好ましい。
【００４９】
ここで、（１１）式のように、検出レンズ８を第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光点よりも受光素子１０側に配置した場合、検出レンズ８の必要光束径が小さくなるため、検出レンズ８をより小型化できるというメリットがある。
【００５０】
一方、（１２）式のように、検出レンズ８を第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光点よりも対物レンズ７側すなわち偏光ビームスプリッタ３側に配置した場合、所定の焦点距離を得るための検出レンズ８の曲率半径をより大きくすることができるので、検出レンズ８を作成しやすくなるというメリットがある。
【００５１】
図３は、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡについて、積算光量（Ｗｈ／ｍｍ２）と透過率（％）との関係を実測したものである。図３の横軸の積算光量は、単位面積あたりの青紫レーザ光量（ｍＷ／ｍｍ２）に照射時間（ｈ）を乗じたものであり、縦軸は青紫レーザ光を照射された所定厚さの樹脂ＲＡの透過率（初期状態を１００％とした場合）を示している。
【００５２】
図３から、例えば樹脂ＲＡにて透過率９８％を確保するための積算光量は、３０Ｗｈ／ｍｍ２であることがわかる。従って、１０００時間（ｈ）の青紫レーザ光の照射後において、透過率９８％を確保する場合、樹脂ＲＡ製の検出レンズ８に照射可能な単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗは、３０ｍＷ／ｍｍ２以下でなければならない。このような光学特性を有する紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡとして、例えば、日本ゼオン株式会社製、ＺＥＯＮＥＸ−３３０ＲやＺＥＯＮＥＸ−３４０Ｒ等を用いることが可能である。
【００５３】
ここで、光ディスク６０の記録パワー（対物レンズ７から出射されるレーザ光量）を１８ｍＷ、第１及び第２の情報記録面の反射率をそれぞれ８％、第１又は第２の情報記録面で反射されたレーザ光が検出レンズ８に至るまでの各光学部品における透過率及び反射率のトータルのロスを２０％とすると、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光量Ｐｗ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光量Ｐｗ２とは、それぞれ約１．１５ｍＷとなる。
【００５４】
そこで、例えば、受光素子１０の受光面と検出レンズ８の出射面８ｂとの間隔が９．０ｍｍとなるように、検出レンズ８を配置した場合、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の、出射面８ｂにおける光束直径Ｄ１はφ０．９６ｍｍ、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の、出射面８ｂにおける光束直径Ｄ２はφ０．２６ｍｍとなる。従って、検出レンズ８の出射面８ｂに照射される単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗは、
Ｐｗ＝Ｐｗ１／（（Ｄ１／２）２×π）＋Ｐｗ２／（（Ｄ２／２）２×π）…（１３）
より、
Ｐｗ＝２３．３（ｍＷ／ｍｍ２）＜３０（ｍＷ／ｍｍ２）
となる。従って、光ディスク６０の第１の情報記録面に１０００時間の記録を行った後でも、検出レンズ８の透過率９８％が確保できると判断できる。ここで、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂とは、例えば、透過率９８％を確保することができる積算光量が３０Ｗｈ／ｍｍ２以上となる樹脂であり、言い換えれば、検出レンズ８に照射される単位面積あたりのレーザ光量が３０（ｍＷ／ｍｍ２）以下の場合に１０００時間の記録後に検出レンズ８の透過率の変化量が２％以下となる樹脂である。
【００５５】
一方、図４は、光ディスク６０の第２の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の様子を模式的に示したものである。
【００５６】
図４から、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１は、受光素子１０の奥側で集光するため、検出レンズ８上のレーザ光Ｌ１の光束直径は、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径よりも大きくなり、この時の単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗ’は、上記算出した単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗよりも小さくなることは明らかである。
【００５７】
従って、図２に示した、第１の情報記録面、すなわち保護基板厚が最も薄い情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の、検出レンズ８上の光束直径に基づいて、検出レンズ８の位置を決定すればよい。
【００５８】
以上のように、本実施の形態では、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面とは異なる別の情報記録面で反射されたレーザ光を考慮して検出レンズ８を配置することにより、検出レンズ８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂にて形成することが可能となる。この検出レンズ８の樹脂化によって、コンパクト且つ安価な光学ヘッド３１を実現することが可能となる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、保護基板厚０．１ｍｍの第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光位置を近軸計算によって求め、その計算結果に基づき、検出レンズ８の配置を検討したものであるが、情報記録面を複数備えた高密度光ディスクに対して、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置することが本願発明の趣旨である。
【００６０】
従って、実際の光学系においては、情報記録面の間隔△ｔや青紫レーザ光の波長λ、光学部品の位置ずれ等のばらつきを考慮して検出レンズ上の光束直径及び単位面積あたりのレーザ光量を算出し、その結果に基づいて検出レンズの配置を決定することが重要となる。すなわち、本実施の形態で例示した近軸計算に基づく検出レンズの配置に限らず、青紫レーザ光が集光し単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置した光学ヘッドであれば、本願発明の適用範囲であることは言うまでもない。
【００６１】
なお、本実施の形態においては、コリメートレンズ４が単レンズの場合について説明を行ったが、例えば、リレーレンズ等を介することによって、検出系の焦点距離がコリメートレンズの焦点距離と異なる場合も、コリメートレンズとリレーレンズとで構成されるレンズ群の合成焦点距離をｆｃｌ、対物レンズとレンズ群の主平面の間隔（空気換算）をＬとすることで、（９）式及び（１０）式を適用することが可能である。
【００６２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２による光学ヘッドについて、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態２における光学ヘッドの概略構成図である。本実施の形態の光学ヘッド３２は、検出レンズ１８の形状及び位置が、実施の形態１の検出レンズ８と異なっているが、その他の構成要素は同一となっている。なお、図５に示す本実施の形態において、実施の形態１と共通の構成要素については、同一の符号を付して以下、その説明を省略する。
【００６３】
図５は、光ディスク６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の様子を模式的に示したものである。
【００６４】
本実施の形態の検出レンズ１８は、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光位置と受光素子１０との間に配置され、光ディスク６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光束直径と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径とが略等しくなる位置に配置されている。
【００６５】
この位置での、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光束直径Ｄ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径Ｄ２は、φ０．３７ｍｍとなるので、実施の形態１と同様、第１の情報記録面で反射されたレーザ光の光量Ｐｗ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光の光量Ｐｗ２を、それぞれ約１．１５ｍＷとすると、この位置における単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗは、
Ｐｗ＝２１．２（ｍＷ／ｍｍ２）＜３０（ｍＷ／ｍｍ２）
となる。
【００６６】
一方、検出レンズ１８の厚さを１．０ｍｍとしたときの、入射面１８ａにおけるレーザ光Ｌ１の光束直径Ｄ１はφ０．４３ｍｍ、レーザ光Ｌ２の光束直径Ｄ２はφ０．３１ｍｍとなるので、検出レンズ１８の入射面１８ａに照射される単位面積あたりのレーザ光量Ｐｗは、
Ｐｗ＝２３．２（ｍＷ／ｍｍ２）＜３０（ｍＷ／ｍｍ２）
となる。なお、出射面１８ｂに照射される単位面積あたりのレーザ光量もほぼ同等である。
【００６７】
従って、本実施の形態では、検出レンズ１８を、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光束直径と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径とが略等しくなる位置に配置することで、光ディスク６０の情報記録面に１０００時間の記録を行った後でも、検出レンズ１８の透過率９８％が確保できると判断でき、検出レンズ１８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡにて成形することが可能である。
【００６８】
また、受光素子１０は、光源１との相対的な位置ずれ等によるフォーカス誤差信号のオフセットを補正するために光軸方向に位置調整され、また、受光素子１０上の集光スポットが所定の受光領域に入射するように、光軸に対して垂直方向にも位置調整される。すなわち、受光素子１０は、３軸方向に位置調整されるので、例えば、各種光学部品を搭載する光学ベース（図示せず）に対し、当て面を用いずに、受光素子１０が接着固定される。
【００６９】
この時、検出レンズ１８は、受光素子１０とともに共通のホルダ１９に挿入され、ホルダ１９は、検出レンズ１８と受光素子１０とを一体に保持し、ホルダ１９を３軸方向に位置調整することにより、検出レンズ１８と受光素子１０とを一体に位置調整することが好ましい。
【００７０】
このような構成とすることで、受光素子１０と検出レンズ１８との間隔が一定に保たれるので、光源１等の位置ずれによらず、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１の光束直径と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の光束直径とが略等しくなる所定の位置に、検出レンズ１８を容易に且つ高精度に位置調整することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３による光学ヘッドについて、図６〜図８を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態３における光学ヘッドの概略構成図である。本実施の形態の光学ヘッド３３は、回折格子２が省略され、光束分割素子であるＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）２０が、偏光ビームスプリッタ３と検出レンズ２８との間に配置されている点が、実施の形態１及び実施の形態２とは異なっている。なお、図６に示す本実施の形態において、実施の形態１及び実施の形態２と共通の構成要素については同一の符号を付して以下、その説明を省略する。
【００７２】
図６を用いて、光ディスク６０に対して、情報の記録又は再生を行う光学ヘッド３３の動作について述べる。光源１から出射された青紫レーザ光は、偏光ビームスプリッタ３を透過し、コリメートレンズ４で略平行光に変換される。略平行光に変換された青紫レーザ光は、１／４波長板５によって直線偏光から円偏光に変換され、色補正レンズ６を透過した後、対物レンズ７によって、保護基板越しに光ディスク６０の情報記録面に光スポットとして集光される。
【００７３】
光ディスク６０の情報記録面で反射したレーザ光は、再び対物レンズ７及び色補正レンズ６を透過し、１／４波長板５で往路とは異なる直線偏光に変換された後、コリメートレンズ４を透過し、偏光ビームスプリッタ３で反射される。反射されたレーザ光は、ＤＯＥ２０で０次光と±１次回折光とに分離された後、検出レンズ２８で非点収差が与えられて受光素子１０に導かれ、情報信号及びサーボ信号が生成される。
【００７４】
ここで、フォーカス誤差信号の検出方法としては、検出レンズ２８によって非点収差を与えられた０次光を、４分割受光パターンで検出して得られる、いわゆる非点収差法等が用いられる。一方、トラッキング誤差信号は、ＤＯＥ２０により所定のパターンに光束分割された±１次回折光を受光素子１０で検出し、例えば後述の演算によって生成される。
【００７５】
図７は、ＤＯＥ２０における光束分割パターンの例を模式的に示した図である。図中の波線は、光ディスク６０の情報記録面で反射されたレーザ光の、ＤＯＥ２０における光束直径を示している。
【００７６】
ＤＯＥ２０は、７種類の領域２０ａ〜２０ｇを有しており、入射したレーザ光を０次回折光と±１次回折光とに分割する。トラッキング誤差信号ＴＥは、それぞれの領域２０ａ〜２０ｇで回折された＋１次光の光量に応じた電流信号Ｉａ〜Ｉｇを用いて、
ＴＥ＝（Ｉａ−Ｉｂ）−ｋ（Ｉｃ＋Ｉｄ−Ｉｅ−Ｉｆ）
の演算により得られる。
【００７７】
図８は、光ディスク６０の第１の情報記録面を記録又は再生する際の、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１及び第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の様子を模式的に示したものである。
【００７８】
本実施の形態の検出レンズ２８は、図８に示すように、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２との両方が集光しない位置に配置されている。従って、実施の形態１と同様、検出レンズ２８を透過するレーザ光の光束直径が大きく、単位面積あたりのレーザ光量が小さいため、検出レンズ２８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡにて形成することが可能である。
【００７９】
ここで、ＤＯＥ２０は、第１又は第２の情報記録面で反射されたレーザ光の光束に対して位置調整されるが、検出レンズ２８をＤＯＥ２０とともに共通のホルダ２９に挿入し、ホルダ２９は、検出レンズ２８とＤＯＥ２０とを一体に保持し、ホルダ２９の位置を調整することにより、検出レンズ２８とＤＯＥ２０とを一体に位置調整することができる。この結果、検出レンズとＤＯＥ２０との間隔を小さくすることができるとともに、検出レンズ２８を、よりレーザ光の光束直径が大きい位置、すなわち偏光ビームスプリッタ３に近接した位置に配置することが可能となる。
【００８０】
また、受光素子１０は、光源１との相対的な位置ずれ等によるフォーカス誤差信号のオフセットを補正するために光軸方向に位置調整され、また、受光素子１０上の集光スポットが所定の受光領域に入射するように、光軸に対して垂直方向にも位置調整される。すなわち、受光素子１０は、３軸方向に位置調整されるので、例えば、各種光学部品を搭載する光学ベース（図示せず）に対し、当て面を用いずに受光素子１０が接着固定されることが好ましい。
【００８１】
上記のような構成とすることで、本実施の形態では、検出レンズ２８の光軸方向の調整範囲が不要となり、検出レンズ２８を、より偏光ビームスプリッタ３に近接して配置することができる。この結果、検出レンズ２８を透過するレーザ光の光束直径をより大きくして、単位面積あたりのレーザ光量をより小さくできるとともに、光学ヘッド３３を小型化することができる。
【００８２】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４による光学ヘッドについて、図９〜図１２を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態４における光学ヘッドの概略構成図である。本実施の形態の光学ヘッド３４は、検出レンズ３８の入射面３８ａ及び出射面３８ｂが、トーリック面にて形成されている点が、実施の形態３の検出レンズ２８と異なっている。なお、図９に示す本実施の形態において、実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３と共通の構成要素については同一の符号を付して以下、その説明を省略する。
【００８３】
図９に示すように、本実施の形態の検出レンズ３８は、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２との両方が集光しない位置に配置されている。従って、実施の形態３と同様、検出レンズ３８を透過するレーザ光の光束直径が大きく、単位面積あたりのレーザ光量が小さいため、検出レンズ３８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡにて形成することが可能である。
【００８４】
ここで、フォーカス誤差信号の検出方法としては、検出レンズ３８によって非点収差を与えられた０次光を、４分割受光パターンで検出して得られる、いわゆる非点収差法等が用いられる。検出レンズ３８では、入射面３８ａ及び出射面３８ｂが、トーリック面にて形成されているので、非点収差法を用いるための前側焦線と後側焦線とを形成する直交した２軸について、それぞれ焦点距離及び焦線位置を実質的に任意に設定できる。
【００８５】
例えば、図１０に示すような検出光学系（検出系焦点距離ｆａｖｅ＝２５．０ｍｍ、焦線間距離△Ｌ＝１．５ｍｍ）において、実施の形態３で示したシリンドリカル面の検出レンズ２８では、
入射面の曲率半径：−１１７ｍｍ×∞（シリンドリカル面）
出射面の曲率半径：∞×∞（平面）
となり、検出レンズ２８の出射面から前側焦線までの距離Ｌ１及び後側焦線までの距離Ｌ２と、それぞれの焦線に対応する焦点距離ｆ１及びｆ２とは、
Ｌ１＝１７．３ｍｍ、ｆ１＝２４．０ｍｍ
Ｌ２＝１８．８ｍｍ、ｆ２＝２６．０ｍｍ
となる。なお、検出レンズ２８の出射面を平面とした場合には、実質的に設計自由度はなく、検出系焦点距離ｆａｖｅ及び焦線間距離△Ｌによって、入射面の曲率半径が一意に決定される。
【００８６】
一方、本実施の形態のトーリック面を用いた検出レンズ３８を用い、例えば、
入射面の曲率半径：２．１５×４．０１ｍｍ（トーリック面）
出射面の曲率半径：１．７２×３．４７ｍｍ（トーリック面）
とすると、検出レンズ３８の出射面から前側焦線までの距離Ｌ１及び後側焦線までの距離Ｌ２と、それぞれの焦線に対応する焦点距離ｆ１及びｆ２とは、
Ｌ１＝１５．０ｍｍ、ｆ１＝２５．０ｍｍ
Ｌ２＝１６．５ｍｍ、ｆ２＝２５．０ｍｍ
となる。
【００８７】
また、例えば、
入射面の曲率半径：１．５６×１．９４ｍｍ（トーリック面）
出射面の曲率半径：１．１４×１．４９ｍｍ（トーリック面）
Ｌ１＝１５．０ｍｍ、ｆ１＝２８．０ｍｍ
Ｌ２＝１６．５ｍｍ、ｆ２＝２８．０ｍｍ
といった設計も可能である。
【００８８】
このように、例えば、受光素子１０上で、第１の情報記録面で反射されたレーザ光と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光との干渉の影響が小さくなるよう、検出倍率を大きく（検出系焦点距離を大きく）する場合でも、本実施の形態では、検出レンズ３８から受光素子１０までの距離を小さくすることができるので、結果的に光学ヘッド３４をコンパクトに構成することが可能となる。すなわち、検出レンズ３８のバックフォーカスは、検出レンズ３８と焦点距離が等しく且つ少なくとも１面がシリンドリカル面であるレンズのバックフォーカスよりも小さいことが好ましい。
【００８９】
また、上記のシリンドリカル面を用いた検出レンズ２８では、検出光学系によるフォーカス誤差信号（いわゆるＳ字信号）は、図１１に示すように、デフォーカス（いわゆる焦点ずれ）に対してフォーカス誤差信号が非対称に変動し、合焦位置付近でのフォーカス誤差信号の直線性が損なわれる。一方、本実施の形態のトーリック面を用いた検出レンズ３８においては、前側焦線の焦点距離ｆ１と後側焦線の焦点距離ｆ２とを等しくしたので、本実施の形態の検出光学系によるフォーカス誤差信号（いわゆるＳ字信号）は、図１２に示すように、デフォーカス（いわゆる焦点ずれ）に対してフォーカス誤差信号が対称に変動し、合焦位置付近でのフォーカス誤差信号の直線性が良好になるというメリットがある。
【００９０】
また、本実施の形態の検出レンズ３８のようにトーリック面を用いたレンズは、シリンドリカル面を用いたレンズと比較して、金型の形状が複雑であるため、樹脂で成形されることが望ましい。ここで、本実施の形態では、第１の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ１と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２との両方が集光しない位置、すなわち、第２の情報記録面で反射されたレーザ光Ｌ２の集光位置と偏光ビームスプリッタ３との間の位置に検出レンズ３８を配置しているので、検出レンズ３８を紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂ＲＡから形成することができ、トーリック面を有する検出レンズ３８を容易に作成することができる。特に、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光を用いる光学ヘッドによって情報記録面を複数備えた光ディスクに記録又は再生を行う場合は、検出レンズにトーリック面を用いた樹脂性のレンズを用いることができるので、本実施の形態の構成は非常に有効である。
【００９１】
以上、実施の形態１から実施の形態４において、保護基板厚０．０７５ｍｍと０．１ｍｍとの２層の情報記録面を備えた高密度光ディスク６０に対し、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光について、青紫レーザ光が集光し単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置する構成例について述べたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００９２】
例えば、３層以上の情報記録面を備えた光ディスクに対し、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及びそれ以外の情報記録面からの反射光について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて樹脂製の検出レンズを配置する構成も、本願発明の適用範囲内であることは明らかである。
【００９３】
すなわち、３層以上の情報記録面を備えた光ディスクにおいては、情報の記録又は再生を行う情報記録面以外の情報記録面からの反射光が複数箇所で集光するが、これら全ての集光点を避けると共に、全ての反射光による単位面積あたりのレーザ光量の総和が所定値以下、例えば、３０ｍＷ／ｍｍ２以下となるように検出レンズの位置を決定することが重要である。
【００９４】
例えば、３層の情報記録面、すなわち第１乃至第３の情報記録面を備えた光ディスクにおいて、最も保護基板厚の厚い第３の情報記録面をＬａ０、次に保護基板厚の厚い第２の情報記録面をＬａ１、最も保護基板厚の薄い第１の情報記録面をＬａ２とする。このような光ディスクにおいて、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が第３の情報記録面Ｌａ０のとき、他の情報記録面からの反射光は、受光素子の手前では集光しない。
【００９５】
一方、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が第２の情報記録面Ｌａ１のときは、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光が受光素子の手前で集光し、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が第１の情報記録面Ｌａ２のときは、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光と第２の情報記録面Ｌａ１からの反射光とがいずれも受光素子の手前で集光する。
【００９６】
従って、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が第１の情報記録面Ｌａ２のときに、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光の集光位置と、第２の情報記録面Ｌａ１からの反射光の集光位置とが、受光素子と偏光ビームスプリッタの間にある場合は、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光の集光位置と偏光ビームスプリッタとの間に、検出レンズを配置することが好ましい。この場合、全ての反射光の集光位置が検出レンズと受光素子との間に位置するので、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が最も大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量が最も小さくなる。
【００９７】
また、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光の集光位置と偏光ビームスプリッタの間隔が、検出レンズを配置するのに十分でない場合は、第３の情報記録面Ｌａ０からの反射光の集光位置と第２の情報記録面Ｌａ１からの反射光の集光位置との中間に検出レンズを配置することが好ましい。この場合、全ての反射光の集光位置が検出レンズ外に位置し、且つ検出レンズが偏光ビームスプリッタ側に位置するので、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量が小さくなる。
【００９８】
なお、４層以上の情報記録面を備えた光ディスクにおいても、上記と同様に、情報の記録又は再生の対象となる情報記録面が最も保護基板厚の小さい情報記録面である時に、他の全ての情報記録面からの反射光が受光素子の手前で集光する。従って、これらの集光位置を避けるよう、例えば、最も保護基板厚の大きい情報記録面からの反射光の集光位置と偏光ビームスプリッタとの間に、検出レンズを配置することが最も好ましく、そうでない場合は、所定の情報記録面からの反射光の集光位置と、別の所定の情報記録面からの反射光の集光位置との中間に検出レンズを配置することが好ましい。
【００９９】
上記では、２層の情報記録面を備えた光ディスク、３層の情報記録面を備えた光ディスク、４層以上の情報記録面を備えた光ディスクについて説明を行ったが、受光素子と偏光ビームスプリッタとの間に検出レンズを配置する場合に、いずれの場合も、検出レンズを、より偏光ビームスプリッタ側に配置することが好ましいことは明らかである。具体的には、受光素子の受光面と偏光ビームスプリッタの出射面との間隔をｄ１とすると、偏光ビームスプリッタの出射面と検出レンズとの間隔ｄ２は、検出レンズの厚さｔｄとして、
ｄ１／２＞ｄ２＋ｔｄ／２
とすることが好ましい。
【０１００】
また、実施の形態１から実施の形態４の検出レンズは、非点収差法のフォーカス誤差信号を得るための非点収差をレーザ光に与えるためのいわゆるアナモフィックレンズである場合について説明を行ったが、この例に特に限定されず、例えば、コリメートレンズから出射されたレーザ光の収束角度を変える（換言すれば焦点距離を変える）リレーレンズであっても、本発明を適用することができる。
【０１０１】
すなわち、アナモフィックレンズと同様、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて配置することによって、樹脂製のリレーレンズを使用可能であり、リレーレンズの樹脂化によってもコンパクトかつ安価な構成を実現できる。
【０１０２】
さらに、実施の形態１から実施の形態４においては、光源１から出射された青紫レーザ光を略平行光に変換するコリメートレンズ４を具備した構成について説明を行ったが、本願発明は、このような構成に限定されるものではない。
【０１０３】
例えば、光源１から出射されたレーザ光が対物レンズ７に直接入射したり、光源１から出射されたレーザ光の発散角度を変換するリレーレンズを備えたり、あるいはコリメートレンズ４を光軸方向に移動させることによって、コリメートレンズ４からの出射光を発散光あるいは収束光として対物レンズ７に入射させる場合等、いわゆる有限光学系であっても、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置した光学ヘッドであれば、本願発明の適用範囲であることは言うまでもない。
【０１０４】
また、実施の形態１から実施の形態４においては、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光を光源とし、この青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置する構成例について述べたが、波長４３０ｎｍ以下の領域、例えば、さらに波長が短い紫外光領域においても、樹脂製光学部品の光透過率が徐々に低下することが知られている。従って、このように、光源として波長４３０ｎｍ以下の紫外光を用いた場合においても、本願発明の適用範囲である。
【０１０５】
（実施の形態５）
図１３は、本発明の実施の形態５における光ディスク装置の概略構成図である。図１３において、５０は光ディスク装置を表しており、光ディスク装置５０は、その内部に光ディスク駆動部５１、制御部５２、及び光学ヘッド５３を備える。
【０１０６】
光ディスク駆動部５１は、モータ等から構成され、光ディスク６０を回転駆動する機能を有し、光学ヘッド５３は、実施の形態１から実施の形態４で述べたいずれかの光学ヘッドである。制御部５２は、光ディスク駆動部５１及び光学ヘッド５３の駆動及び制御を行う機能を有すると共に、光学ヘッド５３で受光された光から生成された制御信号及び情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号を光ディスク装置５０の内部とその外部とでインタフェースさせる機能を有する。
【０１０７】
上記のように、光ディスク装置５０は、実施の形態１から実施の形態４で述べたいずれかの光学ヘッドを搭載しているので、本実施の形態における光ディスク装置５０は、コンパクトかつ安価に実現できる。
【０１０８】
（実施の形態６）
図１４は、本発明の実施の形態におけるコンピュータの概略構成図である。図１４において、コンピュータ５００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、情報の入力を行うためのキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置５０１と、入力装置５０１から入力された情報や、光ディスク装置５０から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置５０２と、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管や液晶表示装置（又はプリンタ）などの出力装置５０３とを備える。
【０１０９】
上記のように、コンピュータ５００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、コンパクトかつ安価に実現でき、広い用途に適用できる効果を有する。
【０１１０】
（実施の形態７）
図１５は、本発明の実施の形態７における光ディスクプレーヤの概略構成図である。図１５において、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像信号に変換する、情報から画像への変換装置６０１（例えば、デコーダ）を備える。
【０１１１】
なお、本光ディスクプレーヤ６００は、ＧＰＳ等の位置センサや中央演算装置（ＣＰＵ）を加えることにより、カーナビゲーションシステムとしても利用可能である。また、液晶モニタなどの表示装置６０２を加えた形態も可能である。
【０１１２】
上記のように、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、コンパクトかつ安価に実現でき、広い用途に適用できる効果を有する。
【０１１３】
（実施の形態８）
図１６は、本発明の実施の形態８における光ディスクレコーダの概略構成図である。図１６において、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態５の光ディスク装置５０と、画像情報を光ディスク装置５０によって光ディスクへ記録する情報信号に変換する、画像から情報への変換装置７０１（例えば、エンコーダ）を備える。望ましくは、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像情報に変換する、情報から画像への変換装置７０２（例えば、デコーダ）をも備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。なお、情報を表示するブラウン管や液晶表示装置（又はプリンタ）などの出力装置７０３を備えてもよい。
【０１１４】
上記のように、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態５の光ディスク装置５０を備えるので、コンパクトかつ安価に実現でき、広い用途に適用できる効果を有する。
【０１１５】
上記の各実施の形態から本発明について要約すると、以下のようになる。すなわち、本発明に係る光学ヘッドは、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を、複数の情報記録面を備えた情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を受光する受光素子と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く検出レンズとを備え、前記検出レンズは、樹脂材料にて形成され、前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面とは異なる情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置が、前記検出レンズの外側になるように、前記検出レンズが配置される。
【０１１６】
この光学ヘッドにおいては、保護基板厚が最も薄い情報記録面の記録又は再生時に、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光、及び、情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、波長４３０ｎｍ以下のレーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて検出レンズを配置しているので、樹脂製の検出レンズを使用することが可能となり、この検出レンズの樹脂化によって、コンパクト且つ安価な光学ヘッドを実現することが可能となる。
【０１１７】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を、略平行に変換するコリメートレンズをさら備え、前記対物レンズは、前記コリメートレンズから出射されたレーザ光を前記情報記録媒体に集光し、前記情報記録媒体の前記複数の情報記録面のうち、前記保護基板厚が最も薄い情報記録面を第１の情報記録面、前記第１の情報記録面とは異なる情報記録面を第２の情報記録面としたとき、前記検出レンズの前記受光素子側の面と前記受光素子の受光面との間隔Ｌｄ（空気換算）は、以下の（１）式又は（２）式を満たすことが好ましい。
【０１１８】
△Ｄ＞Ｌｄ＋ｔｄ／ｎｄ…（１）
△Ｄ＜Ｌｄ…（２）
ただし、
△Ｄ＝ｆｃｌ２／（（ｎ・ｆｏｌ２／（２・△ｔ））＋ｆｏｌ＋ｆｃｌ−Ｌ）：前記第１情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置との間隔（空気換算）
△ｔ：前記第１情報記録面と前記第２情報記録面との間隔
ｎ：前記情報記録媒体の保護基板の屈折率
ｆｏｌ：前記対物レンズの焦点距離
ｆｃｌ：前記コリメートレンズの焦点距離
Ｌ：前記対物レンズの主平面と前記コリメートレンズの主平面との間隔（空気換算）
ｔｄ：前記検出レンズの厚さ
ｎｄ：前記検出レンズの屈折率
この場合、保護基板厚が最も薄い第１の情報記録面の記録又は再生時に、第１の情報記録面からの反射光の集光位置及び異なる第２の情報記録面からの反射光の集光位置を避けて検出レンズを配置することができるので、検出レンズを透過するレーザ光の光束直径を大きくして、単位面積あたりのレーザ光量を小さくすることができる。この結果、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂材料から検出レンズを作成することが可能となる。
【０１１９】
前記検出レンズは、前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置よりも、前記対物レンズ側に配置されることが好ましい。この場合、所定の焦点距離を得るための検出レンズの曲率半径をより大きくすることができるので、検出レンズを容易に作成することができる。
【０１２０】
上記光学ヘッドは、前記情報記録媒体で反射されたレーザ光を空間的に分割して、前記受光素子に導く光束分割素子をさらに備え、前記検出レンズは、前記光束分割素子と一体で位置調整されることが好ましい。この場合、検出レンズと光束分割素子との間隔を小さくすることができるとともに、検出レンズを、レーザ光の光束直径がより大きい位置に配置することが可能となる。
【０１２１】
前記検出レンズは、前記第２情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置よりも、前記受光素子側に配置されるようにしてもよい。この場合、検出レンズの必要光束径を小さくすることができるので、検出レンズをより小型化できる。
【０１２２】
前記検出レンズは、前記第１情報記録面で反射したレーザ光の光束径と前記第２情報記録面で反射したレーザ光の光束径が略等しくなる位置に配置されることが好ましい。この場合、第１の情報記録面からの反射光の単位面積あたりのレーザ光量と第２の情報記録面からの反射光の単位面積あたりのレーザ光量との組み合わせのうち単位面積あたりのレーザ光量を最も小さくすることができるので、紫外線に対する耐性が比較的高い樹脂材料から作成した検出レンズの必要透過率を確保しながら、検出レンズを長時間使用することができる。
【０１２３】
前記検出レンズは、前記受光素子と一体で位置調整されることが好ましい。この場合、受光素子と検出レンズとの間隔が一定に保たれるので、光源等の位置ずれによらず、第１の情報記録面で反射されたレーザ光の光束直径と、第２の情報記録面で反射されたレーザ光の光束直径とが略等しくなる所定の位置等に、検出レンズを容易に且つ高精度に位置調整することができる。
【０１２４】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、前記検出レンズは、前記異なる情報記録面のうち保護基板厚が最も厚い情報記録面で反射したレーザ光が集光する位置と、前記光分岐素子との間に配置されることが好ましい。
【０１２５】
この場合、情報記録面が３層以上ある場合でも、全ての情報記録面からの反射光の集光位置が検出レンズと受光素子との間に位置するので、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が最も大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量を最も小さくすることができる。
【０１２６】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子との間で且つ前記光分岐素子に最も近い集光位置と前記分岐素子との間に配置されるようにしてもよい。
【０１２７】
この場合、情報記録面が３層以上ある場合でも、全ての情報記録面からの反射光の集光位置が検出レンズと受光素子との間、又は復路の光路上で光分岐素子から上流側に位置するので、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量を小さくすることができる。
【０１２８】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、前記検出レンズは、前記異なる情報記録面で反射したレーザ光の集光位置のうち、前記受光素子と前記光分岐素子の間で且つ、前記光分岐素子に最も近い第１の集光位置と、前記第１の集光位置に隣接する前記受光素子側の第２の集光位置との間に配置されるようにしてもよい。
【０１２９】
この場合、第１の集光位置と光分岐素子との間に検出レンズを配置するための十分なスペースがない場合でも、全ての情報記録面からの反射光の集光位置が検出レンズ外に位置するとともに、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径が大きくなるので、単位面積あたりのレーザ光量を小さくすることができる。
【０１３０】
上記光学ヘッドは、前記光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く往路の光路と、前記情報記録媒体で反射したレーザ光を前記受光素子に導く復路の光路とを分岐する光分岐素子をさらに備え、前記受光素子の受光面と前記光分岐素子の出射面との間隔をｄ１、前記光分岐素子の出射面と前記検出レンズとの間隔をｄ２、検出レンズの厚さをｔｄとしたとき、ｄ１／２＞ｄ２＋ｔｄ／２を満たすことが好ましい。
【０１３１】
この場合、検出レンズを透過する全ての反射光の光束直径がより大きくなり、単位面積あたりのレーザ光量を小さくすることができる。
【０１３２】
前記検出レンズは、前記情報記録媒体で反射したレーザ光に非点収差を与えるアナモフィックレンズであることが好ましい。この場合、簡略な構成で、非点収差法に用いられるフォーカス誤差信号を得るための非点収差をレーザ光に与えることができる。
【０１３３】
前記検出レンズの入射面及び出射面のうち少なくとも１面は、トーリック面であることが好ましい。この場合、入射面及び出射面のうち少なくとも１面がトーリック面にて形成されているので、非点収差法を用いるための前側焦線と後側焦線とを形成する直交した２軸について、それぞれ焦点距離及び焦線位置を実質的に任意に設定できる。
【０１３４】
前記検出レンズの入射面及び出射面の両面は、トーリック面であることが好ましい。この場合、入射面及び出射面がトーリック面にて形成されているので、非点収差法を用いるための前側焦線と後側焦線とを形成する直交した２軸について、それぞれ焦点距離及び焦線位置をより容易に設定できる。
【０１３５】
前記検出レンズのバックフォーカスは、前記検出レンズと焦点距離が等しく且つ少なくとも１面がシリンドリカル面であるレンズのバックフォーカスよりも小さいことが好ましい。この場合、検出レンズから受光素子までの距離を小さくすることができるので、結果的に光学ヘッドをコンパクトに構成することが可能となる。
【０１３６】
前記検出レンズの、光軸に直交する第１の軸方向の焦点距離と、前記光軸及び前記第１の軸方向に直交する第２の軸方向の焦点距離とは、略等しいことが好ましい。この場合、受光素子により検出されるフォーカス誤差信号が、焦点ずれに対して対称に変動するので、合焦位置付近でのフォーカス誤差信号の直線性が良好になる。
【０１３７】
前記検出レンズは、前記情報記録媒体で反射したレーザ光の収束角度を変えるリレーレンズであってもよい。この場合、情報の記録又は再生を行う情報記録面からの反射光及び情報の記録又は再生を行う情報記録面とは異なる別の情報記録面からの反射光の両方について、青紫レーザ光が集光して単位面積あたりのレーザ光量が大きくなる位置を避けて配置することによって、樹脂製のリレーレンズを使用可能であり、リレーレンズの樹脂化によってもコンパクトかつ安価な光学ヘッドを実現できる。
【０１３８】
本発明に係る光ディスク装置は、上記の光学ヘッドと、情報記録媒体を回転駆動するための駆動部と、前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備える。
【０１３９】
本発明に係るコンピュータは、上記の光ディスク装置と、情報を入力するための入力装置と、前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報に基づいて演算を行う演算装置と、前記光ディスク装置から再生された情報及び／又は前記入力装置から入力された情報及び／又は前記演算装置によって演算された結果を出力するための出力装置とを備える。
【０１４０】
本発明に係る光ディスクプレーヤは、上記の光ディスク装置と、前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダとを備える。
【０１４１】
本発明に係る光ディスクレコーダは、上記の光ディスク装置と、画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダとを備える。
【０１４２】
上記の各構成によれば、樹脂製の検出レンズを使用可能とし、この検出レンズの樹脂化によって、コンパクトかつ安価な光学ヘッド及び光ディスク装置を実現できるので、コンピュータ、光ディスクプレーヤ及び光ディスクレコーダをコンパクトかつ安価に提供できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明の光学ヘッドは、樹脂製の検出レンズを使用可能であり、レンズの樹脂化によって、コンパクトかつ安価な光学ヘッド及び光ディスク装置を実現できる。また、本発明の光ディスク装置を備えたコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダは、コンパクトかつ安価に実現でき、広い用途に適用できる効果を有する。
【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】
2008139715.tif 000021
【図２】
2008139715.tif 000022
【図３】
2008139715.tif 000023
【図４】
2008139715.tif 000024
【図５】
2008139715.tif 000025
【図６】
2008139715.tif 000026
【図７】
2008139715.tif 000027
【図８】
2008139715.tif 000028
【図９】
2008139715.tif 000029
【図１０】
2008139715.tif 000030
【図１１】
2008139715.tif 000031
【図１２】
2008139715.tif 000032
【図１３】
2008139715.tif 000033
【図１４】
2008139715.tif 000034
【図１５】
2008139715.tif 000035
【図１６】
2008139715.tif 000036
【図１７】
2008139715.tif 000037
【図１８】
2008139715.tif 000038
【国際調査報告】
2008139715.tif 000039
2008139715.tif 000040
2008139715.tif 000041
2008139715.tif 000042