(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光ディスク装置であって、
レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記レーザ光を、前記情報記録媒体の所定の情報記録面に収束させる対物レンズと、
前記情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部と、
前記対物レンズを前記情報記録媒体の半径方向に傾斜させるレンズ傾斜部と、
前記情報記録媒体の半径方向の傾きを検出する傾き検出部とを備え、
光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際、
前記球面収差補正部は、前記情報記録面Ｌ０に対応する光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正し、
前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記傾き検出部によって検出された前記情報記録媒体の傾斜角をθとし、係数をｋ０とし、前記レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα０としたとき、
前記レンズ傾斜部は、前記球面収差補正部によって前記球面収差が補正された後、前記対物レンズの傾斜角α０が（１）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることを特徴とする光ディスク装置。
α０＝θ×ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０  ただし０．５＜ｋ０＜０．９・・・（１）
【請求項２】
光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をαｎとしたとき、
前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角αｎが（２）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
αｎ＝θ×ＣＭＤｎ／ＣＭＬｎ・・・（２）
【請求項３】
前記レンズ傾斜部は、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズを傾斜させないことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）としたとき、
前記対物レンズは、
２．５≧ＣＭＬｎ／ＣＭＬ０≧１．５
を満たすことを特徴とする請求項２又は３記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記情報記録面Ｌ０に隣接する情報記録面Ｌ１にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα１としたとき、
前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α１が（３）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ディスク装置。
α１＝θ×ＣＭＤ１／ＣＭＬ１・・・（３）
【請求項６】
前記情報記録面Ｌ１の光入射面側に隣接する情報記録面Ｌ２にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα２としたとき、
前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α２が（４）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
α２＝θ×ＣＭＤ２／ＣＭＬ２・・・（４）
【請求項７】
前記情報記録面Ｌ０に隣接する情報記録面Ｌ１にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、係数をｋ１とし、前記レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα１としたとき、
前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α１が（５）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ディスク装置。
α１＝θ×ｋ１×ＣＭＤ１／ＣＭＬ１  ただしｋ０＜ｋ１＜１・・・（５）
【請求項８】
前記情報記録面Ｌ１の光入射面側に隣接する情報記録面Ｌ２にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、係数をｋ２とし、前記レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα２としたとき、
前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α２が（６）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
α２＝θ×ｋ２×ＣＭＤ２／ＣＭＬ２  ただしｋ０＜ｋ１≦ｋ２＜１・・・（６）
【請求項９】
前記情報記録面Ｌ０と前記情報記録面Ｌｎとの間に位置する情報記録面Ｌｘにレーザ光を収束させる際に、前記レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をαｘとし、
前記情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、
前記情報記録面Ｌ０から光入射面までの距離をｄ０とし、前記情報記録面Ｌｘから光入射面までの距離をｄｘとし、前記情報記録面Ｌｎから光入射面までの距離をｄｎとしたとき、
前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角αｘが（７）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の光ディスク装置。
αｘ＝θ×｛（ｄｘ−ｄｎ）／（ｄ０−ｄｎ）×（ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０−ＣＭＤｎ／ＣＭＬｎ）＋ＣＭＤｎ／ＣＭＬｎ｝・・・（７）
【請求項１０】
前記レンズ傾斜部は、前記情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記傾き検出部によって検出された前記情報記録媒体の傾斜角θに応じて前記係数ｋ０を可変することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記レンズ傾斜部は、前記情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズの初期の傾き角に応じて前記係数ｋ０を可変することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
所定の基準光ディスクに対する前記対物レンズの最適傾斜角βを記憶する記憶部をさらに備え、
前記レンズ傾斜部は、前記最適傾斜角βを基準として、前記傾き検出部によって検出された前記情報記録媒体の傾斜角θに応じて、前記対物レンズを傾斜させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項１３】
前記所定の基準光ディスクは、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有し、
前記記憶部は、各情報記録面に対応した複数の前記最適傾斜角βを記憶することを特徴とする請求項１２記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
前記最適傾斜角βは、所定の再生信号指標が最良となる場合の前記対物レンズの傾き角であることを特徴とする請求項１２又は１３記載の光ディスク装置。
【請求項１５】
光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、
レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記レーザ光を、前記情報記録媒体の所定の情報記録面に収束させる対物レンズと、
前記情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部と、
検出された前記情報記録媒体の半径方向の傾きに応じて、前記対物レンズを前記情報記録媒体の半径方向に傾斜させるレンズ傾斜部とを備え、
光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際、前記球面収差補正部が、前記情報記録面Ｌ０に対応する光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正した後に、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際、前記球面収差補正部が、前記情報記録面Ｌｎに対応する光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正した後に、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）としたとき、
前記対物レンズは、
２．５≧ＣＭＬｎ／ＣＭＬ０≧１．５
を満たすことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれかに記載の光ディスク装置と、
前記光ディスク装置に記録する情報及び／又は前記光ディスク装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備えることを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過層の厚さが異なる３つ以上の情報記録面を備えた光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッド、当該光学ヘッドを具備した光ディスク装置、及び当該光ディスク装置を具備した情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
青紫半導体レーザの実用化に伴い、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）及びＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）と同じ大きさで、高密度かつ大容量の光情報記録媒体（以下、光ディスクとも言う）であるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤとする）が実用化されている。このＢＤは、波長４００ｎｍ程度の青紫光を出射する青紫レーザ光源と、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ、ＮＡ）が約０．８５である対物レンズとを用いて情報が記録又は再生される、光透過層の厚さが約０．１ｍｍの光ディスクである。
【０００３】
近年、青紫半導体レーザを用いたＢＤ等の高密度光ディスクにおいて、さらなる大容量化を図るため、情報記録面を多層構造にすることが考えられている。情報記録面を多層化した場合、複数の情報記録面に対して情報を記録又は再生することになる。この場合、情報記録面ごとに光透過層の厚さが異なるため、対物レンズの最適光透過層厚（３次球面収差が最小となる光透過層の厚さ）からずれた情報記録面では、最適光透過層厚から情報記録面までの距離に応じて３次球面収差が発生する。
【０００４】
例えば、半導体レーザが出射する光の波長が４００ｎｍであり、対物レンズのＮＡが０．８５であり、最適光透過層厚からの光透過層の厚さずれが１０μｍである場合、約１００ｍλの３次球面収差が発生する。そのため、このような光ディスク用の光学ヘッドは、一般的に３次球面収差を補正するための手段を備えている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、コリメートレンズをコリメートレンズ用アクチュエータに搭載し、光透過層の厚さずれに起因する３次球面収差を打ち消すように、光源と対物レンズの間に配置されたコリメートレンズを移動し、対物レンズに入射するレーザ光の発散角又は収束角を変化させる光ディスク装置が開示されている。
【０００６】
一方、短波長のレーザ光と高ＮＡの対物レンズとを用いた高密度光ディスク用の光学ヘッドの多くは、光ディスクの傾き（以下、ディスクチルトとも言う）によって発生する３次コマ収差を補正するための手段を備えている。このような光学ヘッドでは、例えば、対物レンズアクチュエータに搭載された対物レンズを傾ける方式や、液晶素子を用いる方式が実用化されている。
【０００７】
ここで、情報記録面を多層構造とし、光ディスクの光透過層の厚さに応じて球面収差を補正する場合、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差量と、対物レンズの傾き（以下、レンズチルトとも言う）によって発生する３次コマ収差量とが、光ディスクの光透過層の厚さに応じてそれぞれ変化することが知られている。
【０００８】
例えば、特許文献２には、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差量と、レンズチルトによって発生する３次コマ収差量との比率に応じて、コマ収差補正手段の駆動信号の大きさを異ならせる光ディスク装置が開示されている。特許文献２に示された従来の光ディスク装置について、図１７を用いて説明する。
【０００９】
図１７は、従来の光学ヘッドの概略構成を示す図である。図１７において、光学ヘッド１５０は、光源１０１、回折格子１０２、偏光ビームスプリッタ１０３、フロントモニタセンサ１０４、コリメートレンズ１０５、ビームエキスパンダ１０６、１／４波長板１０７、ミラー１０８、対物レンズアクチュエータ１０９、対物レンズ１１０、検出レンズ１１２及び受光素子１１３を備える。なお、光ディスク１１１は、光入射側の反対側に形成された第１層１１１ａと、光入射側に形成された第２層１１１ｂとを備える。
【００１０】
光源１０１から出射されたレーザ光は、回折格子１０２で３ビームに分割され、偏光ビームスプリッタ１０３を透過して、コリメートレンズ１０５に入射する。偏光ビームスプリッタ１０３に入射したレーザ光の一部は反射してフロントモニタセンサ１０４に入射し、フロントモニタセンサ１０４の出力に基づいて光源１０１の出力が制御される。
【００１１】
コリメートレンズ１０５に入射したレーザ光は、略平行光に変換され、ビームエキスパンダ１０６に入射する。ビームエキスパンダ１０６を構成する凸レンズは、アクチュエータ（図示せず）に搭載されて光軸方向に移動可能となっており、対物レンズ１１０に入射するレーザ光の発散角又は収束角を変えることができる。
【００１２】
ビームエキスパンダ１０６を透過したレーザ光は、１／４波長板１０７を透過する際に円偏光状態となり、ミラー１０８で反射して対物レンズ１１０に入射する。対物レンズ１１０によって収束されて光ディスク１１１の情報記録面に入射したレーザ光は光ディスク１１１の情報記録面で反射され、対物レンズ１１０を透過した後、ミラー１０８で反射される。ミラー１０８を反射したレーザ光は、１／４波長板１０７に入射し、往路の偏光方向に対して９０度回転された直線偏光状態となり、ビームエキスパンダ１０６を透過する。ビームエキスパンダ１０６を透過したレーザ光は、コリメートレンズ１０５によって収束光とされた後、偏光ビームスプリッタ１０３によって反射される。偏光ビームスプリッタ１０３によって反射されたレーザ光は、検出レンズ１１２を介して受光素子１１３に入射し、ＲＦ信号とサーボ信号（フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号）が検出される。
【００１３】
光ディスク１１１において、第１層１１１ａと第２層１１１ｂとの光透過層の厚さに応じて発生する球面収差は、ビームエキスパンダ１０６により、対物レンズ１１０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で、逆極性の球面収差を発生させて補正できる。
【００１４】
対物レンズアクチュエータ１０９は、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とによって、回転する光ディスク１１１の情報トラックに光スポットが追従するよう対物レンズ１１０を駆動する。また、対物レンズアクチュエータ１０９は、光ディスク１１１の半径方向に対物レンズ１１０を傾けることが可能となっている。
【００１５】
ここで、光ディスク１１１の第１層１１１ａと第２層１１１ｂとに対し、光透過層の厚さに応じて３次球面収差を補正すると、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差量と、レンズチルトによって発生する３次コマ収差量とがそれぞれ異なる。そのため、特許文献２に示した従来の光学ヘッド１５０では、第２層１１１ｂにおけるレンズチルト量を、第１層１１１ａにおけるレンズチルト量より小さい所定量とすることで、レンズチルト量を最適化し、３次球面収差補正時において、安定した記録及び再生が可能になるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平１１−２５９９０６号公報
【特許文献２】特開２００７−１３３９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
情報記録面を多層化した場合、情報記録面ごとに光透過層の厚さが異なるため、対物レンズに入射するレーザ光を発散光又は収束光として、３次球面収差を補正する。
【００１８】
ここで、対物レンズが傾いた時に発生する３次コマ収差量は情報記録面ごとに異なる。光透過層の厚さが小さいほど、対物レンズが所定角度傾いた時に発生するコマ収差量は大きくなり、光透過層の厚さが大きいほど、対物レンズが所定角度傾いた時に発生するコマ収差量は小さくなる。
【００１９】
一方、光ディスクが傾いた時に発生するコマ収差量は、光透過層の厚さに比例して大きくなる。光透過層の厚さが小さいほど、光ディスクが所定角度傾いた時に発生するコマ収差量は小さくなり、光透過層の厚さが大きいほど、光ディスクが所定角度傾いた時に発生するコマ収差量は大きくなる。
【００２０】
従って、光透過層の厚さが小さい時は、ディスクチルト時に発生するコマ収差を補正するための対物レンズの傾き角（レンズチルト角）は小さくて済むが、光透過層の厚さが大きくなるにつれて、ディスクチルト時に発生するコマ収差を補正するための対物レンズの傾き角（レンズチルト角）は急激に大きくなる。ここで、対物レンズを傾けるとコマ収差だけでなく非点収差が発生するが、３次非点収差はレンズチルト角が大きくなると急激に増加し、その影響が無視できなくなってくる。
【００２１】
一方、光透過層の厚さが小さくなるにつれて、レンズチルトによって発生する３次コマ収差は急激に大きくなる。そのため、例えば３次コマ収差補正時のレンズチルト制御誤差や、対物レンズアクチュエータの共振等によって、対物レンズが想定以上に傾いた場合に、残存する３次コマ収差は無視できなくなる。
【００２２】
ＢＤでは、光透過層の厚さが１００μｍの単一の情報記録面を備えた単層ディスクと、光透過層の厚さが１００μｍと７５μｍとの２つの情報記録面を備えた２層ディスクとが実用化されている。ここで、複数の情報記録面を備えた光ディスクにおいては、隣接する情報記録面から反射した反射光による影響、例えば、情報信号のクロストークや、隣接する情報記録面で反射した迷光によるサーボ信号のオフセット等を抑制するため、情報記録面同士の間隔を所定量確保しなければならない。従って、３層以上の多層光ディスクにおいては、従来の２層のＢＤよりも、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面と光透過層の厚さが最も小さい情報記録面との間隔を大きくせざるを得ない。
【００２３】
このような３層以上の多層光ディスクに対して情報を記録又は再生する光学ヘッドでは、従来の光ディスクに対して情報を記録又は再生する光学ヘッドよりも上述の課題が顕著となることが明らかである。しかしながら、従来の光学ヘッド及び光ディスク装置において、このような課題について言及したものはない。
【００２４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる光ディスク装置、光学ヘッド及び情報処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の一局面に係る光ディスク装置は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光ディスク装置であって、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射された前記レーザ光を、前記情報記録媒体の所定の情報記録面に収束させる対物レンズと、前記情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部と、前記対物レンズを前記情報記録媒体の半径方向に傾斜させるレンズ傾斜部と、前記情報記録媒体の半径方向の傾きを検出する傾き検出部とを備え、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記傾き検出部によって検出された前記情報記録媒体の傾斜角をθとし、係数をｋ０とし、前記対物レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα０としたとき、前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α０が（１）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させる。
【００２６】
α０＝θ×ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０  ただし０．５＜ｋ０＜０．９・・・（１）
【００２７】
この構成によれば、情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する。光源は、レーザ光を出射し、対物レンズは、光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の所定の情報記録面に収束させる。球面収差補正部は、情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正し、レンズ傾斜部は、対物レンズを情報記録媒体の半径方向に傾斜させ、傾き検出部は、情報記録媒体の半径方向の傾きを検出する。そして、レンズ傾斜部は、対物レンズの傾斜角α０が（１）式を満たすように対物レンズを傾斜させる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差が最適となるように対物レンズが傾斜されるので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における多層光ディスクの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における検出ホログラムの光束分割パターンの例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における対物レンズアクチュエータの構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるコリメートレンズアクチュエータの概略構成を示す模式図である。
【図６】（Ａ）は、コリメートレンズが基準位置にある場合の出射光を示す図であり、（Ｂ）は、コリメートレンズが光源側に移動した場合の出射光を示す図であり、（Ｃ）は、コリメートレンズが対物レンズ側に移動した場合の出射光を示す図である。
【図７】３種類の対物レンズについて、レンズチルト１．０ｄｅｇで発生する３次コマ収差量と光透過層の厚さとの関係を示す図である。
【図８】多層光ディスクが１．０ｄｅｇ傾いた時に発生する３次コマ収差量と、光透過層の厚さとの関係を示す図である。
【図９】レンズチルト時に発生する３次非点収差量と、レンズチルト角との関係を示す図である。
【図１０】３種類の対物レンズについて、ＲＭＳ波面収差の最悪値と光透過層の厚さとの関係を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１におけるディスクチルトの検出方法を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態１において、レンズチルトと、レンズチルトによって発生する３次コマ収差、３次非点収差量及びＲＭＳ波面収差との関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２におけるコンピュータの概略構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態４における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。
【図１７】従来の光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、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。
【００３１】
（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の概略構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１における多層光ディスクの概略構成を示す図である。
【００３２】
図１において、光学ヘッド３０は、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源１、リレーレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、コリメートレンズ４、ミラー５、１／４波長板６、回折レンズ７、対物レンズ８、対物レンズアクチュエータ９、コリメートレンズアクチュエータ１４、検出ホログラム２１、検出レンズ２２、受光素子２３及びフロントモニタセンサ２４を備える。
【００３３】
また、多層光ディスク６０は、図２に示すように、４つの情報記録面Ｌ０〜Ｌ３を有している。情報記録面Ｌ０の光透過層の厚さｄ３は、例えば１００μｍであり、情報記録面Ｌ１の光透過層の厚さｄ２は、例えば８３μｍであり、情報記録面Ｌ２の光透過層の厚さｄ１は、例えば６９μｍであり、情報記録面Ｌ３の光透過層の厚さｄ０は、例えば５５μｍである。
【００３４】
なお、本明細書において、光透過層とは、情報記録面から光入射面６１までの間の層を表している。そのため、情報記録面の光透過層の厚さとは、情報記録面から光入射面６１までの距離を表している。
【００３５】
次に、多層光ディスク６０に情報を記録又は再生する光学ヘッド３０の動作について述べる。青紫レーザ光源１から出射された波長約４０５ｎｍの青紫レーザ光は、リレーレンズ２によってＮＡの異なる発散光に変換され、偏光ビームスプリッタ３にＳ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ３で反射されたレーザ光は、コリメートレンズ４で略平行光に変換され、ミラー５によって１／４波長板６の方向に反射されて折り曲げられる。ミラー５に入射したレーザ光の一部は、ミラー５を透過してフロントモニタセンサ２４に入射する。そして、フロントモニタセンサ２４の出力に基づいて青紫レーザ光源１の出力が制御される。
【００３６】
一方、ミラー５で反射したレーザ光は、１／４波長板６で円偏光に変換された後、回折レンズ７を透過する。回折レンズ７を透過したレーザ光は、対物レンズ８によって、多層光ディスク６０の情報記録面Ｌ０〜Ｌ３の何れかに光スポットとして収束される。
【００３７】
多層光ディスク６０の所定の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ８及び回折レンズ７を透過し、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、ミラー５で反射される。ミラー５で反射されたレーザ光は、コリメートレンズ４を透過した後、偏光ビームスプリッタ３にＰ偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ３を透過したレーザ光は、検出ホログラム２１及び検出レンズ２２を介して、受光素子２３に導かれる。受光素子２３で検出されたレーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、多層光ディスク６０の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、多層光ディスク６０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。
【００３８】
次に、本実施の形態の光学ヘッドにおけるフォーカス誤差信号の検出及びトラッキング誤差信号の検出について説明する。
【００３９】
多層光ディスク６０に情報を記録又は再生するためのフォーカス誤差信号は、検出レンズ２２によって非点収差を与えられた集光スポットを受光素子２３内の４分割受光パターンで検出する、いわゆる非点収差法等を用いて生成される。
【００４０】
一方、トラッキング誤差信号は、検出ホログラム２１を透過する際に生成された０次光と±１次回折光とを、受光素子２３の所定の受光領域で検出することにより、生成される。これにより、多層光ディスク６０に形成される情報トラック溝の位置、幅及び深さにばらつきがある場合に生じるトラッキング誤差信号の変動と、情報トラックに情報が記録され、反射率が変わることで生じるトラッキング誤差信号の変動とを抑制することが可能である。また、記録又は再生の対象となる情報記録面とは異なる情報記録面で反射された不要な光（迷光）が、トラッキング誤差信号を検出する受光領域に入射することを避けることもできる。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態１における検出ホログラム２１の光束分割パターンの例を模式的に示す図である。図３中の波線は多層光ディスク６０の情報記録面で反射されたレーザ光の、検出ホログラム２１上での光束径を示している。検出ホログラム２１は、７種類の領域２１ａ〜２１ｇを有しており、それぞれの領域に入射したレーザ光を０次回折光と±１次回折光に分割する。トラッキング誤差信号ＴＥは、それぞれの領域２１ａ〜２１ｇで回折された＋１次回折光の、受光素子２３での受光量に応じた電流信号Ｉａ〜Ｉｇを用いて、下記の式（２）の演算により得られる。
【００４２】
ＴＥ＝（Ｉａ−Ｉｂ）−ｋ（Ｉｃ＋Ｉｄ−Ｉｅ−Ｉｆ）・・・（２）
【００４３】
なお、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号の検出は、これらの検出方法に限定されるものではなく、例えば、トラッキング誤差信号の検出は、回折格子によって生成されたメインビームとサブビームとを用いた差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等を用いることも可能である。
【００４４】
次に、本実施の形態における対物レンズアクチュエータについて説明する。図４は、本発明の実施の形態１における対物レンズアクチュエータの構成を模式的に示す図である。
【００４５】
対物レンズアクチュエータ９は、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とによって、回転する多層光ディスク６０の情報トラックに光スポットが追従するよう、対物レンズ８を２軸方向に駆動する。
【００４６】
図４に示すように、複数のサスペンションワイヤ９ａによって、対物レンズ８を保持する対物レンズホルダ９ｂ（可動部）が支持されている。対物レンズアクチュエータ９は、回転する多層光ディスク６０の情報トラックに光スポットが追従するよう、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とを用いて、フォーカス方向ＦＤ及びトラッキング方向ＴＤに対物レンズ８を駆動する。
【００４７】
また、対物レンズアクチュエータ９は、フォーカス方向ＦＤ及びトラッキング方向ＴＤの変位に加えて、多層光ディスク６０の半径方向ＲＤに対物レンズ８を傾けることも可能である。
【００４８】
次に、本実施の形態１におけるコリメートレンズアクチュエータについて説明する。コリメートレンズ４は、コリメートレンズアクチュエータ１４によって、コリメートレンズ４の光軸方向に移動可能となっている。
【００４９】
図５は、本発明の実施の形態１におけるコリメートレンズアクチュエータ１４の概略構成を示す模式図である。図５において、コリメートレンズアクチュエータ１４は、ステッピングモータ３２、スクリューシャフト３３、主軸３４、副軸３５及びレンズホルダ３６を備える。ステッピングモータ３２を駆動してスクリューシャフト３３を回転させることにより、コリメートレンズ４を保持するレンズホルダ３６は、主軸３４及び副軸３５に沿ってコリメートレンズ４の光軸方向に移動する。
【００５０】
図６（Ａ）は、コリメートレンズが基準位置にある場合の出射光を示す図であり、図６（Ｂ）は、コリメートレンズが光源側に移動した場合の出射光を示す図であり、図６（Ｃ）は、コリメートレンズが対物レンズ側に移動した場合の出射光を示す図である。
【００５１】
図６（Ａ）に示すように、コリメートレンズ４が基準位置にある場合、コリメートレンズ４の出射光は略平行光となる。これに対して、図６（Ｂ）に示すように、コリメートレンズ４を基準位置から光源側に移動させることによって、コリメートレンズ４の出射光は発散光となり、多層光ディスク６０の光透過層が厚くなった場合に発生する３次球面収差を補正することができる。
【００５２】
一方、図６（Ｃ）に示すように、コリメートレンズ４を基準位置から対物レンズ側に移動させることによって、コリメートレンズ４の出射光は収束光となり、多層光ディスク６０の光透過層が薄くなった場合に発生する球面収差を補正することができる。すなわち、複数の情報記録面を備えた多層光ディスク６０において、各情報記録面の光透過層の厚さに応じてコリメートレンズ４を移動させることにより３次球面収差を補正することができる。
【００５３】
なお、コリメートレンズ４を光軸方向に移動させるコリメートレンズアクチュエータ１４の構成は、図５のようなステッピングモータ３２を用いた構成に限定されるものではなく、例えば、磁気回路又は圧電素子の駆動によるアクチュエータ等のいかなる構成であっても良い。図５に示したステッピングモータ３２を用いた構成では、コリメートレンズ４の光軸方向の位置をモニタする必要がなくシステムを簡素化することができる。一方、磁気回路又は圧電素子の駆動によるアクチュエータは駆動部分が小さいため、光学ヘッドの小型化に適している。
【００５４】
次に、本実施の形態１における対物レンズについて説明する。
【００５５】
本実施の形態１の光学ヘッド３０において、光透過層の厚さに応じて球面収差を補正することにより、対物レンズ８が所定角度傾いた時に発生する３次コマ収差量は変化し、光透過層の厚さが大きくなるにつれて発生する３次コマ収差量は小さくなる。
【００５６】
一方、光ディスクが所定角度傾いた時に発生するコマ収差量は、光透過層の厚さに比例して大きくなる。
【００５７】
図７は、３種類の対物レンズについて、対物レンズが１．０ｄｅｇ傾いた時に発生する３次コマ収差量と、光透過層の厚さとの関係を示す図である。３種類の対物レンズＳ１〜Ｓ３は、光透過層の厚さが８０μｍにおいて、対物レンズが１．０ｄｅｇ傾いた時に発生する３次コマ収差量をそれぞれ変えて設計した。図７において、横軸は光透過層の厚さを示し、縦軸は対物レンズが１．０ｄｅｇ傾いた時（レンズチルト１．０ｄｅｇ時）に発生する３次コマ収差量を示している。
【００５８】
対物レンズＳ１〜Ｓ３の他の設計条件は以下の通りである。すなわち、設計波長は４０５ｎｍであり、設計光透過層厚は８０μｍであり、焦点距離は１．３ｍｍであり、開口数は０．８５５であり、作動距離は０．３ｍｍであり、硝材はＶＣ７９である。
【００５９】
また、光透過層の厚さが８０μｍであり、レンズチルトが１．０ｄｅｇであり、対物レンズＳ１を用いた場合に発生する３次コマ収差量は、１１３ｍλに設計されている。同様の条件で、対物レンズＳ２を用いた場合に発生する３次コマ収差量は、８４ｍλに設計されており、対物レンズＳ３を用いた場合に発生する３次コマ収差量は、６１ｍλに設計されている。
【００６０】
図７より、レンズチルトによって発生する３次コマ収差は、光透過層の厚さが大きいほど小さくなり、光透過層の厚さに対して線形に変化することが分かる。
【００６１】
例えば、対物レンズＳ１において、レンズチルトが１．０ｄｅｇである場合に発生する３次コマ収差量は、光透過層の厚さが５５μｍの場合で１４６ｍλであり、光透過層の厚さが８０μｍの場合で１１３ｍλであり、光透過層の厚さが１００μｍの場合で８７ｍλである。
【００６２】
また、図７より、対物レンズＳ１〜Ｓ３の各グラフの傾きが一定であることから、光透過層の厚さが所定量変化したときの３次コマ収差量の変化は、対物レンズの設計に因らず一定であることが分かる。
【００６３】
図８は、多層光ディスク６０が１．０ｄｅｇ傾いた時、すなわちディスクチルトが１．０ｄｅｇである時に発生する３次コマ収差量と、光透過層の厚さとの関係を示す図である。図８において、横軸は光透過層の厚さを示し、縦軸は多層光ディスク６０が１．０ｄｅｇ傾いた時に発生する３次コマ収差量を示している。ディスクチルトによって発生する３次コマ収差量は、対物レンズの開口数により一意に決まり、光透過層の厚さに比例して大きくなるため、対物レンズＳ１〜Ｓ３で差は生じない。
【００６４】
図７及び図８より、多層光ディスク６０が所定角度傾いた時に発生する３次コマ収差を補正するために必要なレンズチルト量は、光透過層の厚さが大きくなるにつれて、急激に大きくなることが分かる。例えば、光透過層の厚さが１００μｍの場合、多層光ディスク６０が０．２ｄｅｇ傾いたときに発生する３次コマ収差を補正するためには、対物レンズＳ１は０．２６ｄｅｇ、対物レンズＳ２は０．３８ｄｅｇ、対物レンズＳ３は０．６５ｄｅｇ傾ける必要がある。
【００６５】
ところで、対物レンズを傾けると、３次コマ収差だけでなく３次非点収差が発生する。レンズチルトによって発生する３次非点収差は、焦点距離と作動距離とで決まるレンズの厚さによってほぼ一意に決まり、光透過層の厚さによる差は小さい。図９は、上述の設計条件の対物レンズにおいて、レンズチルト時に発生する３次非点収差量と、レンズチルト角との関係を示す図である。図９において、横軸はレンズチルト角を示し、縦軸は３次非点収差量を示している。図９より、レンズチルト角が大きくなるにつれて３次非点収差は急激に増加する。例えば、レンズチルト角が０．５ｄｅｇを超えると、３次非点収差は１０ｍλに達し、その影響が無視できなくなることが分かる。
【００６６】
なお、多層光ディスク６０が傾いたときに発生する３次コマ収差は、光透過層の厚さに比例して大きくなる。従って、例えば、多層光ディスク６０の傾きが内周側と外周側とで大きく異なる場合や、周囲の温度変化によって多層光ディスク６０の反りが大きく変化した場合、光透過層の厚さが大きいほど、上述の３次コマ収差の補正後に残存するコマ収差量は大きくなる。
【００６７】
一方、光透過層の厚さが小さい時は、多層光ディスク６０が所定角度傾いたときに発生する３次コマ収差を補正するための対物レンズの傾き量（レンズチルト量）は小さくてよい。例えば、光透過層の厚さが５５μｍの場合、多層光ディスク６０が０．２ｄｅｇ傾いたときに発生する３次コマ収差を補正するためには、対物レンズＳ１は０．０８ｄｅｇ、対物レンズＳ２は０．１０ｄｅｇ、対物レンズＳ３は０．１３ｄｅｇ傾ければよい。
【００６８】
しかしながら、３次コマ収差補正時のレンズチルト制御誤差や、対物レンズアクチュエータの共振等によって、対物レンズが想定以上に傾いた場合、残存する３次コマ収差が非常に大きくなる。例えば、所定のレンズチルト角に対して±０．２ｄｅｇの制御誤差があると、対物レンズＳ１では２９ｍλ、対物レンズＳ２では２４ｍλ、対物レンズＳ３では１９ｍλの３次コマ収差が発生する。
【００６９】
以上より、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面と、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面との間隔が大きい３つ以上の情報記録面を備えた多層光ディスク６０は、収差を悪化させる要因が、情報記録面ごとに異なる。そのため、収差を悪化させる要因を考慮して、レンズチルト時に発生する３次コマ収差量が適切な値になるよう、対物レンズを設計する必要がある。
【００７０】
図１０は、３種類の対物レンズについて、ＲＭＳ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ：二乗平均平方根）波面収差の最悪値と光透過層の厚さとの関係を示す図である。図１０に示すグラフは、図７に示した３種の対物レンズＳ１〜Ｓ３について、３次コマ収差補正時に発生する３次非点収差、３次コマ収差補正時の制御誤差等により残存する３次コマ収差、及び多層光ディスクの傾きの変化により残存する３次コマ収差等を考慮し、各対物レンズにおけるトータル波面収差（ＲＭＳ波面収差）の最悪値を見積もった結果である。
【００７１】
本実施の形態１の対物レンズ８は、図１０に示した対物レンズＳ２と同じ特性となるよう設計されている。従って、情報記録面Ｌ０〜Ｌ３における光透過層の厚さ５５±５〜１００±５μｍ（光透過層厚の誤差を含む）の範囲において、ＲＭＳ波面収差は、マレシャルのクライテリオン（Ｍａｒｅｃｈａｌ  ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ）である０．０７λ以下に抑えることができる。なお、マレシャルのクライテリオンとは、結像光学系において許容される波面収差の限界点を示しており、結像光学系全体の波面収差がマレシャルのクライテリオン以下であれば、中心強度は無収差の場合の８０％以上となり、問題なく光ディスクの記録又は再生が可能とされる。
【００７２】
上述のように、レンズチルトによって発生する３次コマ収差量は、光透過層の厚さが大きいほど小さくなり、光透過層の厚さに対して線形に変化する。また、光透過層の厚さが所定量変化したときの３次コマ収差量の変化は、対物レンズの設計に因らず一定である。
【００７３】
すなわち、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌ３にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ３（ｍλ／ｄｅｇ）としたとき、対物レンズの３次コマ収差性能は、ＣＭＬ３／ＣＭＬ０によって一意に決定することができる。
【００７４】
本実施の形態の対物レンズ８は、ＣＭＬ３／ＣＭＬ０＝２．０２となるように設計されているが、本発明は特にこれに限定されない。対物レンズ８は、２．５≧ＣＭＬ３／ＣＭＬ０≧１．５を満たせばよい。この条件を満たすことによって、光透過層の厚さが１００±５μｍの情報記録面Ｌ０と、光透過層の厚さが５５±５μｍの情報記録面Ｌ３とを有する本実施の形態１の多層光ディスク６０の各情報記録面に対して、良好に情報を記録又は再生することができる。
【００７５】
ここで、２．５＜ＣＭＬ３／ＣＭＬ０の時には、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量が小さくなりすぎて、３次コマ収差補正時のレンズチルト角が非常に大きくなる。この時、レンズチルトによって発生する３次非点収差の影響が無視できなくなり、トータル波面収差（ＲＭＳ波面収差）を十分に低減することができない。
【００７６】
一方、１．５＞ＣＭＬ３／ＣＭＬ０の時には、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌ３にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量が非常に大きくなる。この時、例えば対物レンズアクチュエータの共振等によってレンズチルトが発生すると、情報の記録性能又は再生性能を著しく劣化させる場合がある。
【００７７】
そのため、対物レンズ８は、２．５≧ＣＭＬ３／ＣＭＬ０≧１．５を満たすことが好ましい。
【００７８】
なお、ＢＤの光透過層の厚さが最大１００μｍであることから、３つ以上の情報記録面を備えた多層光ディスクにおいても光透過層の厚さを最大１００μｍとし、他の情報記録面の光透過層の厚さは１００μｍよりも小さくすることが好ましい。３つ以上の情報記録面を備えた多層光ディスクをこのような構造とすることで、従来のＢＤとの互換を容易にすることが可能となる。本実施の形態１の対物レンズ８は、光透過層の厚さが７５±５〜１００±５μｍの範囲においても、ＲＭＳ波面収差をマレシャルのクライテリオン以下に抑えることができるので、従来のＢＤに対しても、良好に情報を記録又は再生することができる。
【００７９】
ちなみに、対物レンズＳ１は、特許文献２に記載の従来の光ディスク装置における、光透過層厚１００μｍにおいて正弦条件を満足する対物レンズと同様の設計となっている。図１０から明らかなように、対物レンズＳ１を用いることで、光透過層の厚さが７５±５〜１００±５μｍの範囲において、ＲＭＳ波面収差をマレシャルのクライテリオン以下に抑えることが可能である。しかしながら、ＣＭＬ３／ＣＭＬ０＝１．３８であることから、対物レンズＳ１は、本実施の形態１の多層光ディスク６０の記録又は再生には適さないことが分かる。
【００８０】
次に、本実施の形態１の光ディスク装置における３次コマ収差の補正方法について詳細に説明する。
【００８１】
一般的に、光学ヘッドに対物レンズを搭載する際、対物レンズ自身の３次コマ収差、及び対物レンズ以外の光学素子の３次コマ収差が補正されるよう、光学基台（図示せず）上で対物レンズの２軸方向の傾き調整が行われる。
【００８２】
例えば、対物レンズから出射されるレーザ光を、所定の厚さ（一般的には設計光透過層厚）の基準ディスクに透過させて収束される光スポットの波面収差を測定し、３次コマ収差が最小となるように対物レンズの２軸方向の傾きが調整される。あるいは、レーザ光を、基準ディスクに透過させて収束される光スポットの径を測定し、光スポットの径が最小となるように対物レンズの２軸方向の傾きが調整される場合もある。
【００８３】
なお、対物レンズ８は、図４に示すように、対物レンズアクチュエータ９の対物レンズホルダ９ｂに接着固定されている。そのため、対物レンズ８は対物レンズアクチュエータ９と一体で２軸方向の傾きが調整され、２軸方向の傾き調整後に光学基台と対物レンズアクチュエータ９との接着固定を行うのが一般的である。
【００８４】
しかしながら、このような対物レンズアクチュエータ９の２軸方向の傾き調整では、波面収差の測定誤差、光スポット径の測定誤差、又は２軸傾き調整後の接着固定のずれ等により、３次コマ収差が残存する場合がある。そこで、本実施の形態１の光ディスク装置においては、対物レンズアクチュエータ９の接着固定後に、対物レンズ８の最適傾き角の学習を行う。
【００８５】
図１１は、本発明の実施の形態１における光ディスク装置の概略構成を示す図である。図１１に示すように、対物レンズ８の２軸方向の傾き調整後に対物レンズアクチュエータ９が接着固定された光学ヘッド３０は、光ディスク装置５０に搭載される。光ディスク装置５０は、光学ヘッド３０と、光ディスクを回転駆動する光ディスク駆動部５１と、光ディスク駆動部５１及び光学ヘッド３０を駆動及び制御する制御部５２とを備えている。
【００８６】
制御部５２は、光学ヘッド３０で受光されたサーボ信号及び情報信号に基づいて制御信号を生成する信号処理部５３と、信号処理部５３によって生成された制御信号に基づいて、光ディスク駆動部５１及び光学ヘッド３０を駆動する駆動部５４と、情報信号を光ディスク装置５０の外部と内部とでインタフェースさせるインタフェース部５５と、情報を記憶するメモリ５６と、多層光ディスク６０の傾きを検出するディスクチルト検出部５７とを備える。
【００８７】
ここで、対物レンズ８の最適傾き角の学習手順について説明する。対物レンズ８の最適傾き角の学習手順は以下の通りである。
【００８８】
光ディスク装置５０には、学習用の基準光ディスク６５が装填されている。駆動部５４は、学習用の基準光ディスク６５に対し、半径方向の所定位置に光学ヘッド３０を移動させて再生動作を開始する。信号処理部５３は、光学ヘッド３０から出力されるフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号（サーボ信号）とに基づいて、アクチュエータ制御信号を生成し、駆動部５４へ出力する。駆動部５４は、アクチュエータ制御信号に基づいて、光学ヘッド３０の対物レンズアクチュエータ９を図４におけるフォーカス方向ＦＤ及びトラッキング方向ＴＤに駆動する。
【００８９】
次に、信号処理部５３は、基準光ディスク６５の半径方向ＲＤに対物レンズ８を傾けるアクチュエータ制御信号を駆動部５４へ出力しながら、所定の再生信号指標が最良となる対物レンズ８の最適傾き角βを求める。具体的には、ジッタが最小値となるよう、情報信号の振幅が最大となるよう、又は、トラッキング誤差信号の振幅が最大となるように、対物レンズ８の最適傾き角βを求めることが好ましい。信号処理部５３は、求めた最適傾き角βを、光ディスク装置５０内のメモリ５６に記憶する。なお、基準光ディスク６５が傾いている場合も想定されるので、信号処理部５３は、後述するディスクチルト検出部５７によって別途測定された基準光ディスク６５の傾き（ディスクチルト）に基づいて、最適傾き角βを補正することが好ましい。
【００９０】
対物レンズ８の最適傾き角βは、光ディスクの半径方向について、上述の測定誤差、及び２軸方向の傾き調整後の接着固定のずれ等を補正した角度であり、光ディスクの傾き（ディスクチルト）がない場合における対物レンズ８の最適傾き角である。従って、この最適傾き角βが、後述するディスクチルトによって発生する３次コマ収差の補正の基準となる。
【００９１】
なお、多層光ディスク６０において、対物レンズ８の最適傾き角βは、光透過層の厚さの異なる情報記録面ごとに異なる。従って、最適傾き角βの学習は、全ての情報記録面、例えば本実施の形態１の多層光ディスク６０のように情報記録面を４つ備えている場合は、情報記録面Ｌ０〜Ｌ３のそれぞれに対して行うことが好ましい。そして、光ディスク装置５０内のメモリ５６は、情報記録面Ｌ０〜Ｌ３のそれぞれに対応する対物レンズの最適傾き角β０〜β３を記憶することが好ましい。
【００９２】
このように、メモリ５６は、所定の基準光ディスクに対する対物レンズ８の最適傾斜角βを記憶している。また、対物レンズアクチュエータ９は、最適傾斜角βを基準として、ディスクチルト検出部５７によって検出された多層光ディスク６０の傾斜角θに応じて、対物レンズ８を傾斜させる。
【００９３】
また、例えば光透過層厚が１００μｍである、光透過層が最も厚い情報記録面Ｌ０と、例えば光透過層厚が５５μｍである、光透過層が最も薄い情報記録面Ｌ３との２つの情報記録面のみ最適傾き角β０及びβ３を学習し、最適傾き角β０及びβ３を用いて、中間の情報記録面Ｌ１及び情報記録面Ｌ２における最適傾き角β１及びβ２を推定しても良い。このような最適傾き角の学習を行うことにより、学習時間の短縮を図ることができる。
【００９４】
次に、記録又は再生の対象となる多層光ディスク６０の傾き（ディスクチルト）によって発生する３次コマ収差の補正について説明する。光ディスク装置５０は、装填された多層光ディスク６０の傾き（ディスクチルト）を検出するディスクチルト検出部５７を備えている。
【００９５】
図１２は、本発明の実施の形態１におけるディスクチルトの検出方法を説明するための図である。例えば、記録又は再生の対象となる多層光ディスク６０が光ディスク装置５０に装填された時、ディスクチルト検出部５７は、図１２のように多層光ディスク６０上の半径値の異なる２点（内周側の半径Ｒ１及び外周側の半径Ｒ２）に対してフォーカス制御を行い、対物レンズアクチュエータ９に流れるフォーカス駆動電流値をそれぞれ検出する。すなわち、ディスクチルト検出部５７は、多層光ディスク６０の内周側の半径Ｒ１の位置Ｐ１と、半径Ｒ１と異なる多層光ディスク６０の外周側の半径Ｒ２の位置Ｐ２とにおいてフォーカス制御を行い、対物レンズアクチュエータ９に流れるフォーカス駆動電流値をそれぞれ検出する。
【００９６】
ディスクチルト検出部５７は、それぞれのフォーカス駆動電流値と対物レンズアクチュエータ９のフォーカス駆動感度とに基づいて、位置Ｐ１及び位置Ｐ２における対物レンズ８の光軸方向の高さを算出する。ディスクチルト検出部５７は、位置Ｐ１における対物レンズ８の高さと位置Ｐ２における対物レンズ８の高さとの差δと、位置Ｐ１と位置Ｐ２との間隔Ｌとに基づいて、装填された多層光ディスク６０の平均的なディスクチルト角θを算出する。
【００９７】
また、別のディスクチルト検出方法として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）と、光ディスクの半径方向に２分割されたフォトディテクタとを用いる方法が知られている。この検出方法では、ＬＥＤからの出射光を光ディスクで反射させ、その反射光を２分割フォトディテクタで検出し、フォトディテクタからの２つの出力を差動演算することによってディスクチルトを検出し、ディスクチルト角θを算出する。
【００９８】
光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０では、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差量が大きいため、レンズチルトによる３次コマ収差の補正が必須となる。
【００９９】
ここで、対物レンズ８自身に３次コマ収差が残存し、その３次コマ収差を補正するための最適傾き角（２軸方向の傾き調整後の対物レンズの傾きと最適傾き角βとの合計）が０．３ｄｅｇであった場合を考える。本実施の形態１の対物レンズ８は、多層光ディスク６０が０．２ｄｅｇ傾いたときに情報記録面Ｌ０で発生する３次コマ収差を補正するため、対物レンズ８を０．３８ｄｅｇ傾ける必要がある。すなわち、情報記録面Ｌ０で発生する３次コマ収差を補正するためには、対物レンズ８は最大で０．６８ｄｅｇ傾ける必要がある。
【０１００】
図１３は、本発明の実施の形態１において、対物レンズの傾き（レンズチルト）と、レンズチルトによって発生する３次コマ収差７１、３次非点収差７２及びＲＭＳ波面収差７３との関係を示す図である。図１３において、横軸はレンズチルト量を示し、縦軸は３次コマ収差７１、３次非点収差７２及びＲＭＳ波面収差７３の収差量を示している。
【０１０１】
上述の条件では、対物レンズ８自身の３次コマ収差と、多層光ディスク６０が０．２ｄｅｇ傾いたときに情報記録面Ｌ０で発生する３次コマ収差とを合わせた３次コマ収差７１を最小（ゼロ）にするためには、レンズチルトを０．６８ｄｅｇにする必要がある。この時、３次非点収差７２が１５ｍλ発生するので、３次コマ収差７１と３次非点収差７２とのＲＭＳ波面収差（トータル波面収差）７３は１５ｍλとなる。一方、図１３より明らかなように、レンズチルトが０．５７ｄｅｇのときＲＭＳ波面収差７３は最小値（１２ｍλ）となるが、この時の３次コマ収差７１は最小（ゼロ）ではない。
【０１０２】
以上のように、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差が大きく、レンズチルトによって発生する３次コマ収差が小さい場合、３次コマ収差を補正するためのレンズチルト量は大きくなる。そのため、対物レンズアクチュエータ９は、レンズチルトによって発生する３次非点収差を考慮し、ＲＭＳ波面収差が最小となるように対物レンズ８を傾けることが好ましい。
【０１０３】
ＲＭＳ波面収差が最小となるレンズチルト量は、対物レンズ８自身の３次コマ収差及びディスクチルトによって発生する３次コマ収差に依存するため、一意に決定することはできない。しかしながら、対物レンズ８の設計と、対象となる情報記録面が有する光透過層の厚さとに基づいて、３次非点収差を考慮すべきか否かを決定することができる。
【０１０４】
これまで述べてきたように、３つ以上の情報記録面を有する多層光ディスクにおいては、収差を悪化させる要因が、情報記録面ごとに異なる。そのため、レンズチルト時に発生する３次コマ収差量が適切な値になるよう、対物レンズを設計する必要がある。多層光ディスクに対応した光学ヘッド用の対物レンズは、従来の対物レンズと比較して、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量が小さくなっている。さらに、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量が最も小さくなる。
【０１０５】
一方、上述したように、情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）と規定し、情報記録面Ｌ３にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ３（ｍλ／ｄｅｇ）と規定すると、多層光ディスクに対応した光学ヘッド用の対物レンズは、２．５≧ＣＭＬ３／ＣＭＬ０≧１．５の関係を満たす。そのため、情報記録面Ｌ３にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量は、情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量よりも十分大きい。
【０１０６】
以上より、３つ以上の情報記録面を有する多層光ディスクに対応した光学ヘッドの３次コマ収差の補正では、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面にレーザ光を収束させる場合、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差に対して、レンズチルトによって発生する３次非点収差を考慮する必要がある。そのため、レンズチルト角は、ＲＭＳ波面収差が最小となるよう、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差よりもレンズチルトによって発生する３次コマ収差の方が小さくなるように決定することが好ましい。
【０１０７】
一方、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面にレーザ光を収束させる場合、レンズチルトによって発生する３次非点収差は無視できる。そのため、レンズチルト角は、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差とレンズチルトによって発生する３次コマ収差とが等しくなるように決定することが好ましい。
【０１０８】
具体的には、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、多層光ディスク６０が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズ８が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、ディスクチルト検出部５７によって検出された多層光ディスク６０の傾斜角をθとし、係数をｋ０とし、対物レンズアクチュエータ９による対物レンズ８の傾斜角をα０としたとき、対物レンズアクチュエータ９は、対物レンズ８の傾斜角α０が（３）式を満たすように対物レンズ８を傾斜させる。
【０１０９】
α０＝θ×ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０  ただし０．５＜ｋ０＜０．９・・・（３）
【０１１０】
また、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌ３にレーザ光を収束させる際に、多層光ディスク６０が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ３（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズ８が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ３（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズアクチュエータ９による対物レンズ８の傾斜角をα３としたとき、対物レンズアクチュエータ９は、対物レンズ８の傾斜角α３が（４）式を満たすように対物レンズ８を傾斜させる。
【０１１１】
α３＝θ×ＣＭＤ３／ＣＭＬ３・・・（４）
【０１１２】
なお、上記（３）式及び（４）式において、多層光ディスク６０の傾斜角（ディスクチルト角）θに乗じる“ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０”又は“ＣＭＤ３／ＣＭＬ３”の項を、便宜上、チルト補正係数と呼ぶものとする。
【０１１３】
また、情報記録面Ｌ０に隣接する情報記録面Ｌ１にレーザ光を収束させる際に、多層光ディスク６０が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズ８が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズアクチュエータ９による対物レンズ８の傾斜角をα１とし、情報記録面Ｌ１の光入射面側に隣接する情報記録面Ｌ２にレーザ光を収束させる際に、多層光ディスク６０が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズ８が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズアクチュエータ９による対物レンズ８の傾斜角をα２としたとき、対物レンズアクチュエータ９は、対物レンズ８の傾斜角α１が（５）式を満たし、傾斜角α２が（６）式を満たすように対物レンズ８を傾斜させてもよい。
【０１１４】
α１＝θ×ＣＭＤ１／ＣＭＬ１・・・（５）
【０１１５】
α２＝θ×ＣＭＤ２／ＣＭＬ２・・・（６）
【０１１６】
さらに、情報記録面Ｌ０に隣接する情報記録面Ｌ１にレーザ光を収束させる際に、多層光ディスク６０が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズ８が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、係数をｋ１とし、対物レンズアクチュエータ９による対物レンズ８の傾斜角をα１とし、情報記録面Ｌ１の光入射面側に隣接する情報記録面Ｌ２にレーザ光を収束させる際に、多層光ディスク６０が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズ８が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、係数をｋ２とし、対物レンズアクチュエータ９による対物レンズ８の傾斜角をα２としたとき、対物レンズアクチュエータ９は、対物レンズ８の傾斜角α１が（７）式を満たし、傾斜角α２が（８）式を満たすように対物レンズ８を傾斜させてもよい。この場合、より正確に３次コマ収差を補正することができる。
【０１１７】
α１＝θ×ｋ１×ＣＭＤ１／ＣＭＬ１  ただしｋ０＜ｋ１＜１・・・（７）
【０１１８】
α２＝θ×ｋ２×ＣＭＤ２／ＣＭＬ２  ただしｋ０＜ｋ１≦ｋ２＜１・・・（８）
【０１１９】
なお、それぞれの情報記録面に対応した最適なチルト補正係数は、光透過層の厚さに対してほぼ線形であることが分かっている。そのため、情報記録面Ｌ０から光入射面までの距離をｄ０とし、情報記録面Ｌ１から光入射面までの距離をｄ１とし、情報記録面Ｌ２から光入射面までの距離をｄ２とし、情報記録面Ｌ３から光入射面までの距離をｄ３としたとき、対物レンズアクチュエータ９は、対物レンズ８の傾斜角α１が（９）式を満たし、傾斜角α２が（１０）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させてもよい。
【０１２０】
α１＝θ×｛（ｄ１−ｄ３）／（ｄ０−ｄ３）×（ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０−ＣＭＤ３／ＣＭＬ３）＋ＣＭＤ３／ＣＭＬ３｝・・・（９）
【０１２１】
α２＝θ×｛（ｄ２−ｄ３）／（ｄ０−ｄ３）×（ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０−ＣＭＤ３／ＣＭＬ３）＋ＣＭＤ３／ＣＭＬ３｝・・・（１０）
【０１２２】
なお、上記の（９）式及び（１０）式は以下のように表すことができる。すなわち、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０と、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎとの間に位置する情報記録面Ｌｘにレーザ光を収束させる際に、対物レンズアクチュエータ９による対物レンズ８の傾斜角をαｘとし、情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、多層光ディスク６０が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、対物レンズ８が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、情報記録面Ｌ０から光入射面までの距離をｄ０とし、情報記録面Ｌｘから光入射面までの距離をｄｘとし、情報記録面Ｌｎから光入射面までの距離をｄｎとしたとき、対物レンズアクチュエータ９は、対物レンズ８の傾斜角αｘが（１１）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させてもよい。
【０１２３】
αｘ＝θ×｛（ｄｘ−ｄｎ）／（ｄ０−ｄｎ）×（ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０−ＣＭＤｎ／ＣＭＬｎ）＋ＣＭＤｎ／ＣＭＬｎ｝・・・（１１）
【０１２４】
ところで、上述したように、ＲＭＳ波面収差が最小となるレンズチルト量は、対物レンズ８自身の３次コマ収差及びディスクチルトによって発生する３次コマ収差に依存している、また、光透過層の厚さが大きい情報記録面で、３次コマ収差の影響がより大きくなる。従って、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０において、より正確に３次コマ収差を補正するため、駆動部５４は、例えば多層光ディスク６０の傾斜角θに応じて係数ｋ０を可変し、対物レンズ８の傾斜角（レンズチルト量）α０を求めることが好ましい。
【０１２５】
さらに、駆動部５４は、対物レンズ８の初期の傾き角、すなわち、２軸方向の傾き調整後の対物レンズの傾き及び最適傾き角βを求め、初期の傾き角に応じて係数ｋ０を可変し、対物レンズ８の傾斜角α０を求めることがより好ましい。
【０１２６】
ところで、４つの情報記録面を有する多層光ディスク６０においては、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌ３は、ディスクチルトによる３次コマ収差量が小さいので、この３次コマ収差が記録再生に与える影響は小さい。
【０１２７】
本実施の形態１の多層光ディスク６０において、ディスクチルトが０．２ｄｅｇである時に、光透過層の厚さが５５μｍの情報記録面Ｌ３において発生する３次コマ収差は１２ｍλである。一方、本実施の形態１の光学ヘッド３０において、１２ｍλの３次コマ収差を補正するために必要な対物レンズ８のレンズチルト角は０．１０ｄｅｇである。
【０１２８】
ここで、ディスクチルトの検出誤差とレンズチルトの制御誤差との合計が±０．１０ｄｅｇである場合、制御後の３次コマ収差は±１２ｍλの範囲で誤差を生じることになる。この場合、実質的に３次コマ収差補正の効果が得られない。これは、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面においては、元々ディスクチルトによって発生する３次コマ収差量が小さく、レンズチルトによって発生する３次コマ収差が大きいので、レンズチルトによる３次コマ収差の補正による効果が小さいことを示している。
【０１２９】
従って、対物レンズアクチュエータ９は、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌ３にレーザ光を収束させる際に、対物レンズ８を傾斜させなくてもよい。この場合、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌ３に対しては、ディスクチルトによって発生する３次コマ収差が補正されないので、装置を簡素化することができ、記録又は再生を開始するまでに要する時間を短縮できる。
【０１３０】
以上、本実施の形態１においては、光透過層の厚さが１００μｍ〜５５μｍの４つの情報記録面Ｌ０〜Ｌ３を備えた多層光ディスクに対して情報を記録又は再生する光学ヘッド及び光ディスク装置について説明したが、多層光ディスクはこのような構造に限るものではない。本実施の形態１の光学ヘッド及び光ディスク装置は、情報記録面を３つ以上有する多層光ディスク、すなわち、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面と光透過層の厚さが最も小さい情報記録面との間隔が従来の光ディスクよりも大きい多層光ディスクに対して、広く適用可能であることは言うまでもない。
【０１３１】
また、光学ヘッドは単一の光源と単一の対物レンズとを備える構成に限らず、波長が異なる複数の光源と複数の対物レンズとを備える構成であってもよい。例えば、赤色レーザ光源及び赤外レーザ光源をさらに備えることで、情報記録面を３つ以上有する多層光ディスクや、従来の情報記録面を２つ有するＢＤだけでなく、ＤＶＤ及びＣＤに対しても記録又は再生が可能な光学ヘッド及び光ディスク装置を実現できる。
【０１３２】
なお、本実施の形態１において、多層光ディスク６０が情報記録媒体の一例に相当し、青紫レーザ光源１が光源の一例に相当し、対物レンズ８が対物レンズの一例に相当し、コリメートレンズアクチュエータ１４が球面収差補正部の一例に相当し、対物レンズアクチュエータ９がレンズ傾斜部の一例に相当し、ディスクチルト検出部５７が傾き検出部の一例に相当し、メモリ５６が記憶部の一例に相当する。
【０１３３】
（実施の形態２）
図１４は、本発明の実施の形態２におけるコンピュータの概略構成を示す図である。
【０１３４】
図１４において、コンピュータ５００は、実施の形態１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、マウス又は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及び光ディスク装置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又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置５０３とを備える。
【０１３５】
なお、本実施の形態２において、コンピュータ５００が情報処理装置の一例に相当し、演算装置５０２が情報処理部の一例に相当する。
【０１３６】
コンピュータ５００は、実施の形態１の光ディスク装置５０を備えるので、３つ以上の情報記録面を有する多層光ディスクに対し、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【０１３７】
（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。
【０１３８】
図１５において、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態１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デコーダ６０１とを備える。
【０１３９】
なお、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。
【０１４０】
また、本実施の形態３において、光ディスクプレーヤ６００が情報処理装置の一例に相当し、デコーダ６０１が情報処理部の一例に相当する。
【０１４１】
光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態１の光ディスク装置５０を備えるので、３つ以上の情報記録面を有する多層光ディスクに対し、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【０１４２】
（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。
【０１４３】
図１６において、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態１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ための情報信号に変換するエンコーダ７０１とを備える。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デコーダ７０２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、光ディスクレコーダ７００は、情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置７０３を備えてもよい。
【０１４４】
なお、本実施の形態４において、光ディスクレコーダ７００が情報処理装置の一例に相当し、エンコーダ７０１及びデコーダ７０２が情報処理部の一例に相当する。
【０１４５】
光ディスクレコーダ７００は、実施の形態１の光ディスク装置５０を備えるので、３つ以上の情報記録面を有する多層光ディスクに対し、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【０１４６】
以上より、本実施の形態１〜４は、３つ以上の情報記録面を有する多層化された情報記録媒体に対して良好に情報を記録及び／又は再生するためには、３次コマ収差補正時に発生する３次非点収差の影響を考慮しなければならないという、３層以上の多層情報記録媒体ならではの課題に基づいてなされたものである。また、この知見に基づいて実験を行った結果、ＲＭＳ波面収差をマレシャルのクライテリオンである０．０７λ以下に抑えることができる対物レンズ、光学ヘッド及び光ディスク装置を提供するものである。
【０１４７】
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。
【０１４８】
本発明の一局面に係る光ディスク装置は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光ディスク装置であって、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射された前記レーザ光を、前記情報記録媒体の所定の情報記録面に収束させる対物レンズと、前記情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部と、前記対物レンズを前記情報記録媒体の半径方向に傾斜させるレンズ傾斜部と、前記情報記録媒体の半径方向の傾きを検出する傾き検出部とを備え、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記傾き検出部によって検出された前記情報記録媒体の傾斜角をθとし、係数をｋ０とし、前記対物レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα０としたとき、前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α０が（１２）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させる。
【０１４９】
α０＝θ×ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０  ただし０．５＜ｋ０＜０．９・・・（１２）
【０１５０】
この構成によれば、情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する。光源は、レーザ光を出射し、対物レンズは、光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の所定の情報記録面に収束させる。球面収差補正部は、情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正し、レンズ傾斜部は、対物レンズを情報記録媒体の半径方向に傾斜させ、傾き検出部は、情報記録媒体の半径方向の傾きを検出する。そして、レンズ傾斜部は、対物レンズの傾斜角α０が（１２）式を満たすように対物レンズを傾斜させる。
【０１５１】
したがって、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差が最適となるように対物レンズが傾斜されるので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１５２】
また、上記の光ディスク装置において、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をαｎとしたとき、前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角αｎが（１３）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることが好ましい。
【０１５３】
αｎ＝θ×ＣＭＤｎ／ＣＭＬｎ・・・（１３）
【０１５４】
この構成によれば、レンズ傾斜部は、対物レンズの傾斜角αｎが（１３）式を満たすように対物レンズを傾斜させる。したがって、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差が最適となるように対物レンズが傾斜されるので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１５５】
また、上記の光ディスク装置において、前記レンズ傾斜部は、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズを傾斜させないことが好ましい。
【０１５６】
この構成によれば、レンズ傾斜部は、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、対物レンズを傾斜させないので、装置を簡素化することができ、記録又は再生を開始するまでに要する時間を短縮できる。
【０１５７】
また、上記の光ディスク装置において、前記情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）としたとき、前記対物レンズは、２．５≧ＣＭＬｎ／ＣＭＬ０≧１．５を満たすことが好ましい。
【０１５８】
この構成によれば、対物レンズは、２．５≧ＣＭＬｎ／ＣＭＬ０≧１．５を満たすように設計されるので、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差（ＲＭＳ波面収差）を十分に低減することができ、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量を低減することができる。
【０１５９】
また、上記の光ディスク装置において、前記情報記録面Ｌ０に隣接する情報記録面Ｌ１にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα１としたとき、前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α１が（１４）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることが好ましい。
【０１６０】
α１＝θ×ＣＭＤ１／ＣＭＬ１・・・（１４）
【０１６１】
この構成によれば、レンズ傾斜部は、対物レンズの傾斜角α１が（１４）式を満たすように対物レンズを傾斜させる。したがって、情報記録面Ｌ０に隣接する情報記録面Ｌ１にレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差が最適となるように対物レンズが傾斜されるので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１６２】
また、上記の光ディスク装置において、前記情報記録面Ｌ１の光入射面側に隣接する情報記録面Ｌ２にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα２としたとき、前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α２が（１５）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることが好ましい。
【０１６３】
α２＝θ×ＣＭＤ２／ＣＭＬ２・・・（１５）
【０１６４】
この構成によれば、レンズ傾斜部は、対物レンズの傾斜角α２が（１５）式を満たすように対物レンズを傾斜させる。したがって、情報記録面Ｌ１の光入射面側に隣接する情報記録面Ｌ２にレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差が最適となるように対物レンズが傾斜されるので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１６５】
また、上記の光ディスク装置において、前記情報記録面Ｌ０に隣接する情報記録面Ｌ１にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ１（ｍλ／ｄｅｇ）とし、係数をｋ１とし、前記対物レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα１としたとき、前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α１が（１６）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることが好ましい。
【０１６６】
α１＝θ×ｋ１×ＣＭＤ１／ＣＭＬ１  ただしｋ０＜ｋ１＜１・・・（１６）
【０１６７】
この構成によれば、レンズ傾斜部は、対物レンズの傾斜角α１が（１６）式を満たすように対物レンズを傾斜させる。したがって、情報記録面Ｌ０に隣接する情報記録面Ｌ１にレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差が最適となるように対物レンズが傾斜されるので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１６８】
また、上記の光ディスク装置において、前記情報記録面Ｌ１の光入射面側に隣接する情報記録面Ｌ２にレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ２（ｍλ／ｄｅｇ）とし、係数をｋ２とし、前記対物レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をα２としたとき、前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角α２が（１７）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることが好ましい。
【０１６９】
α２＝θ×ｋ２×ＣＭＤ２／ＣＭＬ２  ただしｋ０＜ｋ１≦ｋ２＜１・・・（１７）
【０１７０】
この構成によれば、レンズ傾斜部は、対物レンズの傾斜角α２が（１７）式を満たすように対物レンズを傾斜させる。したがって、情報記録面Ｌ１の光入射面側に隣接する情報記録面Ｌ２にレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差が最適となるように対物レンズが傾斜されるので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１７１】
また、上記の光ディスク装置において、前記情報記録面Ｌ０と前記情報記録面Ｌｎとの間に位置する情報記録面Ｌｘにレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズ傾斜部による前記対物レンズの傾斜角をαｘとし、前記情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記情報記録媒体が単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＤｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）とし、前記情報記録面Ｌ０から光入射面までの距離をｄ０とし、前記情報記録面Ｌｘから光入射面までの距離をｄｘとし、前記情報記録面Ｌｎから光入射面までの距離をｄｎとしたとき、前記レンズ傾斜部は、前記対物レンズの傾斜角αｘが（１８）式を満たすように前記対物レンズを傾斜させることが好ましい。
【０１７２】
αｘ＝θ×｛（ｄｘ−ｄｎ）／（ｄ０−ｄｎ）×（ｋ０×ＣＭＤ０／ＣＭＬ０−ＣＭＤｎ／ＣＭＬｎ）＋ＣＭＤｎ／ＣＭＬｎ｝・・・（１８）
【０１７３】
この構成によれば、レンズ傾斜部は、対物レンズの傾斜角αｘが（１８）式を満たすように対物レンズを傾斜させる。したがって、情報記録面Ｌ０と情報記録面Ｌｎとの間に位置する情報記録面Ｌｘにレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差が最適となるように対物レンズが傾斜されるので、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１７４】
また、上記の光ディスク装置において、前記レンズ傾斜部は、前記情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記傾き検出部によって検出された前記情報記録媒体の傾斜角θに応じて前記係数ｋ０を可変することが好ましい。
【０１７５】
この構成によれば、情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、傾き検出部によって検出された情報記録媒体の傾斜角θに応じて係数ｋ０が可変されるので、より正確にトータル波面収差を最適値にすることができる。
【０１７６】
また、上記の光ディスク装置において、前記レンズ傾斜部は、前記情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズの初期の傾き角に応じて前記係数ｋ０を可変することが好ましい。
【０１７７】
この構成によれば、情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、対物レンズの初期の傾き角に応じて係数ｋ０が可変されるので、より正確にトータル波面収差を最適値にすることができる。
【０１７８】
また、上記の光ディスク装置において、所定の基準光ディスクに対して所定の再生信号指標が得られる前記対物レンズの最適傾斜角βを記憶する記憶部をさらに備え、前記レンズ傾斜部は、前記最適傾斜角βを基準として、前記傾き検出部によって検出された前記情報記録媒体の傾斜角θに応じて、前記対物レンズを傾斜させることが好ましい。
【０１７９】
この構成によれば、記憶部は、所定の基準光ディスクに対する対物レンズの最適傾斜角βを記憶しており、レンズ傾斜部は、最適傾斜角βを基準として、傾き検出部によって検出された情報記録媒体の傾斜角θに応じて、対物レンズを傾斜させる。
【０１８０】
したがって、情報記録面にレーザ光を収束させる際に、予め記憶されている最適傾斜角βを基準として、対物レンズが傾斜されるので、より正確にトータル波面収差を最適値にすることができる。
【０１８１】
また、上記の光ディスク装置において、前記所定の基準光ディスクは、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有し、前記記憶部は、各情報記録面に対応した複数の前記最適傾斜角βを記憶することが好ましい。
【０１８２】
この構成によれば、記憶部は、各情報記録面に対応した複数の最適傾斜角βを記憶しているので、複数の情報記録面ごとに予め記憶されている最適傾斜角βを基準として、対物レンズが傾斜されるので、より正確にトータル波面収差を最適値にすることができる。
【０１８３】
また、上記の光ディスク装置において、前記最適傾斜角βは、所定の再生信号指標が最良となる場合の前記対物レンズの傾き角であることが好ましい。
【０１８４】
この構成によれば、所定の再生信号指標が最良となる場合の対物レンズの傾き角を基準として、対物レンズが傾斜されるので、より正確にトータル波面収差を最適値にすることができる。
【０１８５】
本発明の他の局面に係る光学ヘッドは、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドであって、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射された前記レーザ光を、前記情報記録媒体の所定の情報記録面に収束させる対物レンズと、前記情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部と、前記対物レンズを前記情報記録媒体の半径方向に傾斜させるレンズ傾斜部とを備え、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬ０（ｍλ／ｄｅｇ）とし、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、前記対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量をＣＭＬｎ（ｍλ／ｄｅｇ）としたとき、前記対物レンズは、２．５≧ＣＭＬｎ／ＣＭＬ０≧１．５を満たす。
【０１８６】
この構成によれば、情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する。光源は、レーザ光を出射し、対物レンズは、光源から出射されたレーザ光を、情報記録媒体の所定の情報記録面に収束させる。球面収差補正部は、情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正し、レンズ傾斜部は、対物レンズを情報記録媒体の半径方向に傾斜させる。そして、対物レンズは、２．５≧ＣＭＬｎ／ＣＭＬ０≧１．５を満たすように設計されるので、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面Ｌ０にレーザ光を収束させる際に、トータル波面収差（ＲＭＳ波面収差）を十分に低減することができ、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Ｌｎにレーザ光を収束させる際に、対物レンズが単位角度傾斜した時に発生する３次コマ収差量を低減することができる。
【０１８７】
本発明の他の局面に係る情報処理装置は、上記のいずれかに記載の光ディスク装置と、前記光ディスク装置に記録する情報及び／又は前記光ディスク装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光ディスク装置を情報処理装置に適用することができる。
【０１８８】
なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１８９】
本発明の光ディスク装置及び光学ヘッドは、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができる。
【０１９０】
さらに、本発明の光ディスク装置を備える情報処理装置は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる３つ以上の情報記録面を有する情報記録媒体に対し、良好に情報を記録又は再生することができるため、広い用途に適用できる効果を有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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