(57)【要約】【課題】光記録媒体毎に発生する球面収差とコマ収差のそれぞれを簡易かつ確実に補正し、この２つの収差を１補正素子で補正する。【解決手段】収差補正光学系１０４は、２群構成で半導体レーザ１０１側を正の屈折力のレンズ１０４ａと、光記録媒体１１０側を負の屈折力のレンズ１０４ｂからなる。第１青色光記録媒体１１０ａの場合、基板厚誤差で生じる球面収差量を検知し、また第２青色光記録媒体１１０ｂの場合、チルトで生じるコマ収差量を検知して、各レンズを動的に制御し最適な特性を得る。このレンズ１０４ａとレンズ１０４ｂは、駆動手段のアクチュエータ１２１，１２２上に保持され、ＣＰＵ１２５で制御し、レンズ１０４ａを光軸方向に１軸駆動してレンズ間隔を可変し、レンズ１０４ｂを光軸垂直方向の光記録媒体半径方向に可動する。これにより発生する球面収差とコマ収差を１補正素子で補正し、光記録媒体への記録、再生あるいは消去できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体に対して記録または再生を行う光ピックアップであって、
光ビームを出射する光源と、前記光記録媒体に前記光ビームを集光させる対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間に設けられ、前記光記録媒体のチルト量を検出する手段からの検出値に基づき、対物レンズ集光ビームにコマ収差を発生させる収差発生手段とを備え、前記収差発生手段の発生コマ収差の量によってチルト補正することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
波長λ１，基板厚ｔ１，使用開口数ＮＡ１の第１光記録媒体と、波長λ１，基板厚ｔ２（＞ｔ１），使用開口数ＮＡ２（＜ＮＡ１）の第２光記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップであって、
対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段と、
前記第１，第２光記録媒体のいずれかがセットされたことを判別する媒体判別手段が第１光記録媒体を判別した場合、前記収差発生手段の発生コマ収差の量を予め記憶されている所定値にする第１ステップと、前記収差発生手段の発生球面収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる前記収差発生手段の駆動条件を記憶する第２ステップと、前記駆動条件に基づいた球面収差の量を付加しながら記録再生動作を行う第３ステップとからなる第１制御を行う手段と、
前記媒体判別手段が第２光記録媒体を判別した場合、前記収差発生手段の発生球面収差の量を予め記憶されている所定値にする第４ステップと、前記収差発生手段の発生コマ収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる前記収差発生手段の駆動条件を記憶する第５ステップと、前記駆動条件に基づいたコマ収差を付加しながら記録再生動作を行う第６ステップとからなる第２制御を行う手段とを備え、前記第１，第２制御を行う手段により前記収差発生手段の制御を行うことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
厚み方向に情報記録面がｐ層（ｐ≧２）形成され、対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層は記録密度の高い情報記録層で、前記対物レンズより遠い奥側のｑ層は記録密度の低い情報記録層からなる光記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップであって、
対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段と、
前記光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層に情報の記録または再生を行う際、前記収差発生手段の発生コマ収差の量を予め記憶されている所定値にする第１ステップと、前記収差発生手段の発生球面収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる前記収差発生手段の駆動条件を記憶する第２ステップと、前記駆動条件に基づいた球面収差を付加しながら記録再生動作を行う第３ステップとからなる第１制御を行う手段と、
前記光記録媒体の対物レンズに遠い奥側のｑ層に情報の記録または再生を行う際、前記収差発生手段の発生球面収差の量を予め記憶されている所定値にする第４ステップと、前記収差発生手段の発生コマ収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる前記収差発生手段の駆動条件を記憶する第５ステップと、前記駆動条件に基づいたコマ収差を付加しながら記録再生動作を行う第６ステップとからなる第２制御を行う手段とを備え、前記第１，第２制御を行う手段により前記収差発生手段の制御を行うことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
前記収差発生手段は、屈折力が正負異なる２枚のレンズと駆動手段から構成され、少なくとも一方のレンズを、光軸方向に移動させることで球面収差を発生させ、他方のレンズを、光軸直交方向に移動させることでコマ収差を発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記収差発生手段は、コマ収差発生用の電極パターンと球面収差発生用の電極パターンを有し、液晶層を挟持した液晶素子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記収差発生手段は、光記録媒体の半径方向にコマ収差を発生させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記収差発生手段は、対物レンズ集光ビームに収差未付加の中立点において、第１光記録媒体の記録または再生時にはアンダーの球面収差を発生させ、第２光記録媒体の記録または再生時にはオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記収差発生手段は、対物レンズ集光ビームに収差未付加の中立点において、光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層の記録または再生時にはアンダーの球面収差を発生させ、光記録媒体の対物レンズに遠い奥側のｑ層の記録または再生時にはオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記所定値は、光ピックアップの組付工程において、収差最良あるいは情報信号最良となる状態とした値が記憶され、前記収差発生手段の発生する球面収差及びコマ収差の中立点として用いることを特徴とする請求項２または３記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記光記録媒体は、対物レンズ側から少なくとも０.１ｍｍ，０.６ｍｍ，１.２ｍｍのいずれか２以上の厚み位置に情報記録面を有することを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記対物レンズは、第１光記録媒体に対して収差最良となるレンズであって、前記対物レンズと前記収差発生手段の間に、回折素子あるいは位相シフタ素子からなる収差補正素子を備えたことを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
前記収差補正素子は、回折素子を備えて、光記録媒体に応じて選択的に異なる回折次数の光ビームを用いて記録または再生することを特徴とする請求項１１記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
前記回折素子は、対物レンズと一体成形され、回折格子が前記対物レンズの光源側表面に形成されたことを特徴とする請求項１１記載の光ピックアップ。
【請求項１４】
光記録媒体に対して記録または再生を行う光ピックアップの補正用収差発生方法であって、
光原から出射する光ビームを、前記光記録媒体に対物レンズを介して集光させ、前記光源と対物レンズとの間に設けられた収差発生手段により、前記光記録媒体のチルト量検出手段からの検出値に基づき、対物レンズ集光ビームにコマ収差を発生させて、発生コマ収差の量によりチルト補正を行うことを特徴とする補正用収差発生方法。
【請求項１５】
波長λ１，基板厚ｔ１，使用開口数ＮＡ１の第１光記録媒体と、波長λ１，基板厚ｔ２（＞ｔ１），使用開口数ＮＡ２（＜ＮＡ１）の第２光記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップの補正用収差発生方法であって、
対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段の制御として、前記第１，第２光記録媒体のいずれかがセットされたことを判別する媒体判別手段が第１光記録媒体を判別した場合、前記収差発生手段の発生コマ収差の量を予め記憶されている所定値にする第１ステップと、前記収差発生手段の発生球面収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる前記収差発生手段の駆動条件を記憶する第２ステップと、前記駆動条件に基づいた球面収差の量を付加しながら記録再生動作を行う第３ステップとからなる第１制御と、
前記媒体判別手段が第２光記録媒体を判別した場合、前記収差発生手段の発生球面収差の量を予め記憶されている所定値にする第４ステップと、前記収差発生手段の発生コマ収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる前記収差発生手段の駆動条件を記憶する第５ステップと、前記駆動条件に基づいたコマ収差を付加しながら記録再生動作を行う第６ステップとからなる第２制御を行うことを特徴とする補正用収差発生方法。
【請求項１６】
厚み方向に情報記録面がｐ層（ｐ≧２）形成され、対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層は記録密度の高い情報記録層で、前記対物レンズより遠い奥側のｑ層は記録密度の低い情報記録層からなる光記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップの補正用収差発生方法であって、
対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段の制御として、前記光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層に情報の記録または再生を行う際、前記収差発生手段の発生コマ収差の量を予め記憶されている所定値にする第１ステップと、前記収差発生手段の発生球面収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる前記収差発生手段の駆動条件を記憶する第２ステップと、前記駆動条件に基づいた球面収差を付加しながら記録再生動作を行う第３ステップとからなる第１制御と、
前記光記録媒体の対物レンズに遠い奥側のｑ層に情報の記録または再生を行う際、前記収差発生手段の発生球面収差の量を予め記憶されている所定値にする第４ステップと、前記収差発生手段の発生コマ収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる前記収差発生手段の駆動条件を記憶する第５ステップと、前記駆動条件に基づいたコマ収差を付加しながら記録再生動作を行う第６ステップとからなる第２制御を行うことを特徴とする補正用収差発生方法。
【請求項１７】
前記収差発生手段により、屈折力が正負異なる２枚のレンズと駆動手段から構成され、少なくとも一方のレンズを、光軸方向に移動させることで球面収差を発生させ、他方のレンズを、光軸直交方向に移動させることでコマ収差を発生させることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項記載の補正用収差発生方法。
【請求項１８】
前記収差発生手段により、コマ収差発生用の電極パターンと球面収差発生用の電極パターンを有し、液晶層を挟持した液晶素子であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項記載の補正用収差発生方法。
【請求項１９】
前記収差発生手段により、光記録媒体の半径方向にコマ収差を発生させることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項記載の補正用収差発生方法。
【請求項２０】
前記収差発生手段により、対物レンズ集光ビームに収差未付加の中立点において、第１光記録媒体の記録または再生時にはアンダーの球面収差を発生させ、第２光記録媒体の記録または再生時にはオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする請求項１５記載の補正用収差発生方法。
【請求項２１】
前記収差発生手段により、対物レンズ集光ビームに収差未付加の中立点において、光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層の記録または再生時にはアンダーの球面収差を発生させ、光記録媒体の対物レンズに遠い奥側のｑ層の記録または再生時にはオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする請求項１６記載の補正用収差発生方法。
【請求項２２】
前記所定値として、光ピックアップの組付工程において、収差最良あるいは情報信号最良となる状態とした値が記憶され、前記収差発生手段の発生する球面収差及びコマ収差の中立点として用いることを特徴とする請求項１５または１６記載の補正用収差発生方法。
【請求項２３】
光記録媒体に情報の記録または再生を行う光情報処理装置であって、請求項１〜１３のいずれか１項記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光情報処理装置。
【請求項２４】
光記録媒体に情報の記録または再生を行う光情報処理装置であって、請求項１４〜２２のいずれか１項記載の補正用収差発生方法を用いたことを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類または多層の光記録媒体に対して、情報の記録、再生または消去の少なくともいずれか１以上を行う光ピックアップ及び補正用収差発生方法とこれを用いた光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像情報、音声情報、またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量０.６５ＧＢのＣＤ、記録容量４.７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上及び大容量化の要求が強くなっている。
【０００３】
このような光記録媒体の記録密度を上げる手段としては、光記録媒体に情報の書き込みまたは呼び出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（以下、ＮＡという）を大きくすること、あるいは光源の波長を短くすることにより、この対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットの小径化が有効である。そこで、例えば、「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０.５０、光源の波長が７８０ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０.６５、光源の波長が６６０ｎｍとされている。そして、光記録媒体は、前述したように、さらなる記録密度の向上及び大容量化が望まれており、そのためには、対物レンズのＮＡを０.６５よりもさらに大きく、あるいは光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。
【０００４】
このような大容量の光記録媒体及び光情報処理装置として、２つの規格が提案されている。一つは、非特許文献１に記載されているような、青色の波長領域の光源とＮＡ０.８５の対物レンズを用いて、２２ＧＢ相当の容量確保を満足する「Ｂlu-ray Ｄisc」規格である。もう一つは、非特許文献２に記載されているような、青色波長は同じであるが、ＮＡ０.６５の対物レンズを用いて、２０ＧＢ相当の容量確保を満足する「ＨＤ ＤＶＤ」の規格である。
【０００５】
前者はＤＶＤ系に比べ短波長化、高ＮＡ化の変更により大容量化を行い、後者は高ＮＡ化を行わない代わりに信号処理の工夫により線記録密度の向上を可能とし、ランド・グルーブ記録の採用によりトラックピッチを狭くすることにより大容量化を行っている。
【非特許文献１】奥万寿男ほか，「Ｂlu-ray Ｄiscが目指すもの」，日経エレクトロニクス，2003.03.31号，ｐ.135-150
【非特許文献２】山田尚志ほか，「ＤＶＤから生まれた次世代仕様「ＨＤ ＤＶＤ」」，日経エレクトロニクス，2003.10.13号，ｐ.125-134
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように青色波長帯域の光源を用いた２規格が提案されている。しかしながら、利用者としてはこれら２規格の光記録媒体を区別なく同一の光情報処理装置で取り扱えることが望ましい。これを実現する最も簡単な方法としては、複数の光ピックアップを搭載する方法がある。しかしながらこの方法では、小型化、低コスト化を達成することは難しい。そこで、２つの青色規格に対して、共通の光源、かつ共通の対物レンズで記録または再生を行える光ピックアップであることが望まれる。ところが、このような光ピックアップの課題として、光記録媒体のチルト（傾き）、あるいは透明基板厚の厚み誤差に伴う収差の発生が知られている。これらの課題は、光源の短波長化、対物レンズの開口数をより大きくした場合、すなわち光記録媒体上に集光されるスポットの小径化による高密度化を図るほど、マージンが低下する。
【０００７】
まず、光記録媒体の透明基板の厚み誤差によって発生する球面収差について説明する。球面収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるスポットが劣化するため、正常な記録再生動作が行えなくなる。光記録媒体の透明基板の厚み誤差によって発生する球面収差は、一般的に（数１）で与えられる。
【０００８】
【数１】
2006147069.tif 000003
ここで、λは使用波長、ＮＡは対物レンズの開口数、ｎは光記録媒体の等価屈折率、Δｔは球面収差が最小となるスポット位置から光軸方向のずれを表す。
【０００９】
図２６（ａ）はＮＡ０.８５、基板厚０.１ｍｍ、使用波長４０５ｎｍの第１光記録媒体における媒体の基板厚誤差に伴う各収差量を示したものである。図中ＳＡは球面収差、ＣＯＭＡはコマ収差、ＴＯＴＡＬはこれらの２次収差の総合値、ＳＴＲＥＨＬはスポットのピーク強度を表す。図２６（ｂ）はＮＡ０.６５、基板厚０.６ｍｍ、使用波長４０５ｎｍの第２光記録媒体における媒体の基板厚誤差に伴う各収差量を示したものである。
【００１０】
通常、光記録媒体からの信号の読み取りにおいて、波面収差値はマレシャル・クライテリオン（０.０７λrms）より小さくする必要があることが経験上知られており、波面収差には対物レンズの収差や光記録媒体傾きによる収差も含めて考える必要があるので、Ｗ４０rmsの許容量は約０.０７λrmsの１／２以下にすることが必要とされている。また、光記録媒体の基板厚誤差はその成形公差を±１０ｕｍ程度見込む必要があり、第１光記録媒体については補正が必要である。
【００１１】
次に、光記録媒体のチルト（傾き）によって発生するコマ収差について説明する。コマ収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるスポットが劣化するため、正常な記録再生動作が行えなくなる。光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差は、一般的に（数２）で与えられる。
【００１２】
【数２】
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ここで、ｎは光記録媒体の透明基板の屈折率、ｄは透明基板の厚み、ＮＡは対物レンズの開口数、λは光源の波長、θは光記録媒体のチルト量を意味する。
【００１３】
図２７（ａ）はＮＡ０.８５、基板厚０.１ｍｍ、使用波長４０５ｎｍの光学系において、光記録媒体のチルトに伴う各収差量を示したものである。同様に、図２７（ｂ）はＮＡ０.６５、基板厚０.６ｍｍ、使用波長４０５ｎｍの光学系において、光記録媒体のチルトに伴う各収差量を示したものである。
【００１４】
通常、光記録媒体からの信号の読み取りにおいて、波面収差値はマレシャル・クライテリオン（０.０７λrms）より小さくする必要があることが経験上知られており、波面収差には対物レンズの収差や光記録媒体厚み誤差による収差も含めて考える必要があるので、Ｗ３１rmsの許容量は約０.０７λrmsの１／２以下にすることが必要とされている。また、光記録媒体の製造公差、光記録媒体の取付け精度から±０.３deg程度のチルトが生じることを見込む必要があり、第２光記録媒体については補正が必要である。
【００１５】
以上のように第１光記録媒体と第２光記録媒体をともに記録、再生する光ピックアップにおいては、第１光記録媒体の基板厚誤差に伴い発生する球面収差と、第２光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差をともに補正する必要がある。補正にあたっては、収差発生量を検知して、ダイナミック補正する必要があるが、コマ収差と球面収差を同時に補正することは、その制御上の煩雑化を招く。また、コマ収差補正素子と球面収差補正素子を各々設けることは、部品点数を増加させ、光ピックアップの大型化を招いてしまう。
【００１６】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、光源と対物レンズ間に設けた収差発生手段により、光記録媒体のチルト検出手段の検出値に基づいて発生させたコマ収差によりチルト補正を可能とし、さらに、第１青色光記録媒体の基板厚誤差に伴い発生する球面収差と、第２青色光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差それぞれをも簡易かつ確実に補正でき、また、球面収差とコマ収差の２つの収差を１補正素子で補正可能な光ピックアップ及び補正用収差発生方法とこれを用いる光情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するために、本発明に係る光ピックアップは、請求項１に記載のように、光記録媒体に対して記録または再生を行う光ピックアップであって、光ビームを出射する光源と、光記録媒体に光ビームを集光させる対物レンズと、光源と対物レンズとの間に設けられ、光記録媒体のチルト量を検出する手段からの検出値に基づき、対物レンズ集光ビームにコマ収差を発生させる収差発生手段とを備え、収差発生手段の発生コマ収差の量によってチルト補正することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に記載の光ピックアップは、波長λ１，基板厚ｔ１，使用開口数ＮＡ１の第１光記録媒体と、波長λ１，基板厚ｔ２（＞ｔ１），使用開口数ＮＡ２（＜ＮＡ１）の第２光記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップであって、対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段と、第１，第２光記録媒体のいずれかがセットされたことを判別する媒体判別手段が第１光記録媒体を判別した場合、収差発生手段の発生コマ収差の量を予め記憶されている所定値にする第１ステップと、収差発生手段の発生球面収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる収差発生手段の駆動条件を記憶する第２ステップと、駆動条件に基づいた球面収差の量を付加しながら記録再生動作を行う第３ステップとからなる第１制御を行う手段と、媒体判別手段が第２光記録媒体を判別した場合、収差発生手段の発生球面収差の量を予め記憶されている所定値にする第４ステップと、収差発生手段の発生コマ収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる収差発生手段の駆動条件を記憶する第５ステップと、駆動条件に基づいたコマ収差を付加しながら記録再生動作を行う第６ステップとからなる第２制御を行う手段とを備え、第１，第２制御を行う手段により収差発生手段の制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の光ピックアップは、厚み方向に情報記録面がｐ層（ｐ≧２）形成され、対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層は記録密度の高い情報記録層で、対物レンズより遠い奥側のｑ層は記録密度の低い情報記録層からなる光記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップであって、対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段と、光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層に情報の記録または再生を行う際、収差発生手段の発生コマ収差の量を予め記憶されている所定値にする第１ステップと、収差発生手段の発生球面収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる収差発生手段の駆動条件を記憶する第２ステップと、駆動条件に基づいた球面収差を付加しながら記録再生動作を行う第３ステップ３とからなる第１制御を行う手段と、光記録媒体の対物レンズに遠い奥側のｑ層に情報の記録または再生を行う際、収差発生手段の発生球面収差の量を予め記憶されている所定値にする第４ステップと、収差発生手段の発生コマ収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる収差発生手段の駆動条件を記憶する第５ステップと、駆動条件に基づいたコマ収差を付加しながら記録再生動作を行う第６ステップとからなる第２制御を行う手段とを備え、第１，第２制御を行う手段により収差発生手段の制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に記載のように、請求項１〜３の光ピックアップにおける、収差発生手段は、屈折力が正負異なる２枚のレンズと駆動手段から構成され、少なくとも一方のレンズを、光軸方向に移動させることで球面収差を発生させ、他方のレンズを、光軸直交方向に移動させることでコマ収差を発生させることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載のように、請求項１〜３の光ピックアップにおける、収差発生手段は、コマ収差発生用の電極パターンと球面収差発生用の電極パターンを有し、液晶層を挟持した液晶素子であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載のように、請求項１〜３の光ピックアップにおける、収差発生手段は、光記録媒体の半径方向にコマ収差を発生させることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項７に記載のように、請求項２の光ピックアップにおける、収差発生手段は、対物レンズ集光ビームに収差未付加の中立点において、第１光記録媒体の記録または再生時にはアンダーの球面収差を発生させ、第２光記録媒体の記録または再生時にはオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項８に記載のように、請求項３の光ピックアップにおける、収差発生手段は、対物レンズ集光ビームに収差未付加の中立点において、光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層の記録または再生時にはアンダーの球面収差を発生させ、光記録媒体の対物レンズに遠い奥側のｑ層の記録または再生時にはオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項９に記載のように、請求項２または３の光ピックアップにおける、所定値は、光ピックアップの組付工程において、収差最良あるいは情報信号最良となる状態とした値が記憶され、収差発生手段の発生する球面収差及びコマ収差の中立点として用いることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１０に記載のように、請求項３の光ピックアップにおける、光記録媒体は、対物レンズ側から少なくとも０.１ｍｍ，０.６ｍｍ，１.２ｍｍのいずれか２以上の厚み位置に情報記録面を有することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１１に記載のように、請求項２記載の光ピックアップにおける、対物レンズは、第１光記録媒体に対して収差最良となるレンズであって、対物レンズと収差発生手段の間に、回折素子あるいは位相シフタ素子からなる収差補正素子を備えたことを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１２に記載のように、請求項１１の光ピックアップにおける、収差補正素子は、回折素子を備えて、光記録媒体に応じて選択的に異なる回折次数の光ビームを用いて記録または再生することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１３に記載のように、請求項１１の光ピックアップにおける、回折素子は、対物レンズと一体成形され、回折格子が対物レンズの光源側表面に形成されたことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明に係る補正用収差発生方法は、請求項１４に記載のように、光記録媒体に対して記録または再生を行う光ピックアップの補正用収差発生方法であって、光原から出射する光ビームを、光記録媒体に対物レンズを介して集光させ、光源と対物レンズとの間に設けられた収差発生手段により、光記録媒体のチルト量検出手段からの検出値に基づき、対物レンズ集光ビームにコマ収差を発生させて、発生コマ収差の量によりチルト補正を行うことを特徴とする。
【００３１】
また、請求項１５に記載のように、請求項１４の補正用収差発生方法は、波長λ１，基板厚ｔ１，使用開口数ＮＡ１の第１光記録媒体と、波長λ１，基板厚ｔ２（＞ｔ１），使用開口数ＮＡ２（＜ＮＡ１）の第２光記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップの補正用収差発生方法であって、対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段の制御として、第１，第２光記録媒体のいずれかがセットされたことを判別する媒体判別手段が第１光記録媒体を判別した場合、収差発生手段の発生コマ収差の量を予め記憶されている所定値にする第１ステップと、収差発生手段の発生球面収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる収差発生手段の駆動条件を記憶する第２ステップと、駆動条件に基づいた球面収差の量を付加しながら記録再生動作を行う第３ステップとからなる第１制御と、媒体判別手段が第２光記録媒体を判別した場合、収差発生手段の発生球面収差の量を予め記憶されている所定値にする第４ステップと、収差発生手段の発生コマ収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる収差発生手段の駆動条件を記憶する第５ステップと、駆動条件に基づいたコマ収差を付加しながら記録再生動作を行う第６ステップとからなる第２制御を行うことを特徴とする。
【００３２】
また、請求項１６に記載のように、請求項１４の補正用収差発生方法は、厚み方向に情報記録面がｐ層（ｐ≧２）形成され、対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層は記録密度の高い情報記録層で、対物レンズより遠い奥側のｑ層は記録密度の低い情報記録層からなる光記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光ピックアップの補正用収差発生方法であって、対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段の制御として、光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層に情報の記録または再生を行う際、収差発生手段の発生コマ収差の量を予め記憶されている所定値にする第１ステップと、収差発生手段の発生球面収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる収差発生手段の駆動条件を記憶する第２ステップと、駆動条件に基づいた球面収差を付加しながら記録再生動作を行う第３ステップとからなる第１制御と、光記録媒体の対物レンズに遠い奥側のｑ層に情報の記録または再生を行う際、収差発生手段の発生球面収差の量を予め記憶されている所定値にする第４ステップと、収差発生手段の発生コマ収差の量を変化させて記録情報信号あるいはトラックエラー信号の振幅最大となる収差発生手段の駆動条件を記憶する第５ステップと、駆動条件に基づいたコマ収差を付加しながら記録再生動作を行う第６ステップとからなる第２制御を行うことを特徴とする。
【００３３】
また、請求項１７に記載のように、請求項１４〜１６の補正用収差発生方法における、収差発生手段により、屈折力が正負異なる２枚のレンズと駆動手段から構成され、少なくとも一方のレンズを、光軸方向に移動させることで球面収差を発生させ、他方のレンズを、光軸直交方向に移動させることでコマ収差を発生させることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１８に記載のように、請求項１４〜１６の補正用収差発生方法における、収差発生手段により、コマ収差発生用の電極パターンと球面収差発生用の電極パターンを有し、液晶層を挟持した液晶素子であることを特徴とする。
【００３５】
また、請求項１９に記載のように、請求項１４〜１６の補正用収差発生方法における、収差発生手段により、光記録媒体の半径方向にコマ収差を発生させることを特徴とする。
【００３６】
また、請求項２０に記載のように、請求項１５の補正用収差発生方法における、収差発生手段により、対物レンズ集光ビームに収差未付加の中立点において、第１光記録媒体の記録または再生時にはアンダーの球面収差を発生させ、第２光記録媒体の記録または再生時にはオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする。
【００３７】
また、請求項２１に記載のように、請求項１６の補正用収差発生方法における、収差発生手段により、対物レンズ集光ビームに収差未付加の中立点において、光記録媒体の対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層の記録または再生時にはアンダーの球面収差を発生させ、光記録媒体の対物レンズに遠い奥側のｑ層の記録または再生時にはオーバーの球面収差を発生させることを特徴とする。
【００３８】
また、請求項２２に記載のように、請求項１５または１６の補正用収差発生方法における、所定値として、光ピックアップの組付工程において、収差最良あるいは情報信号最良となる状態とした値が記憶され、収差発生手段の発生する球面収差及びコマ収差の中立点として用いることを特徴とする。
【００３９】
また、本発明に係る光情報処理装置は、請求項２３に記載のように、光記録媒体に情報の記録または再生を行う光情報処理装置であって、請求項１〜１３のいずれか１項記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする。
【００４０】
また、請求項２４に記載の光情報処理装置は、光記録媒体に情報の記録または再生を行う光情報処理装置であって、請求項１４〜２２のいずれか１項記載の補正用収差発生方法を用いたことを特徴とする。
【００４１】
前記構成によれば、対物レンズ集光ビームにコマ収差及び球面収差を発生させる収差発生手段により、コマ収差または球面収差の発生量の一方を所定値とし他方を変化させて、光記録媒体の各種類に応じて、チルト補正，収差補正をすることができ、また２つの収差を１補正素子で補正可能として光記録媒体に情報の記録または再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、光記録媒体のチルト検出手段の検出値に基づいて発生させたコマ収差によりチルト補正を可能とし、第１光記録媒体の基板厚誤差に伴い発生する球面収差と、第２光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差のそれぞれを簡易かつ確実に補正することができ、また球面収差とコマ収差の２つの収差を１補正素子で補正できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００４４】
図１は本発明の実施の形態１における光ピックアップの概略構成を示す図である。本実施の形態１は、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの第１青色光記録媒体」と「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの第２青色光記録媒体」をともに、記録または再生できる光ピックアップを例にして説明する。
【００４５】
図１に示す光ピックアップの要部は、波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、偏光ビームスプリッタ１０３、収差補正光学系１０４、偏向プリズム１０５、液晶開口制限素子１０６、収差補正回折素子１０７、１／４波長板１０８、対物レンズ１０９、検出レンズ１１１、受光素子１１２より構成されている。ここで、対物レンズ１０９は、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの第１青色光記録媒体」に対し、無限系で波面収差が最小になるように設計されている。一般に対物レンズは高ＮＡになるほど公差が厳しくなるので、ＮＡ０.８５と０.６５で比べると、ＮＡ０.８５で望ましい特性を出す方が難しくなるので、特に、ＮＡ０.８５で収差が補正された非球面レンズを使う。
【００４６】
また、光記録媒体として、１１０ａ，１１０ｂはそれぞれ基板厚さが異なる光記録媒体で、第１青色光記録媒体１１０ａは基板厚さが０.１ｍｍの光記録媒体で、第２青色光記録媒体１１０ｂは基板厚さが０.６ｍｍの光記録媒体である。記録または再生時にはいずれかの光記録媒体のみが図示しない回転機構にセットされて高速回転される。
【００４７】
まず、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの第１青色光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、収差補正光学系１０４を透過し、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６、収差補正回折素子１０７を不感帯透過し、１／４波長板１０８を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０９に入射し、第１青色光記録媒体１１０ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。第１青色光記録媒体１１０ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００４８】
次に、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの第２青色光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、収差補正光学系１０４を透過し、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６でＮＡ０.６５に制限され、収差補正回折素子１０７において所定の球面収差が付加され、対物レンズ１０９に入射し、第２青色光記録媒体１１０ｂ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。第２青色光記録媒体１１０ｂから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００４９】
前述した収差補正光学系１０４の構成について説明する。収差補正光学系１０４は、レンズ２枚の２群構成であり、光源の半導体レーザ１０１側をレンズ１０４ａ、光記録媒体１１０側をレンズ１０４ｂとすると、レンズ１０４ａは正の屈折力のレンズ、レンズ１０４ｂは負の屈折力のレンズであり、ともに単レンズである。そして、両レンズは半導体レーザ１０１から光記録媒体１１０に向かって出射される出射光の光軸上に配されている。
【００５０】
そして、収差補正光学系１０４は、図２に示すように駆動装置上に搭載され、第１青色光記録媒体１１０ａの場合は、その基板厚誤差によって生じる球面収差劣化量を検知し、収差補正光学系１０４のレンズを動的に制御し最適な特性を得ることが可能である。また、第２青色光記録媒体１１０ｂの場合は、そのチルトによって生じるコマ収差劣化相当量を検知し、収差補正光学系１０４のレンズを動的に制御し最適な特性を得ることが可能である。
【００５１】
ここで、収差補正光学系１０４を動的に制御する方法、すなわち球面収差及びコマ収差を補正する方法について、図２を参照しながら以下に説明する。なお図２では、光学部品は図１と同じである。収差補正光学系１０４を構成するレンズ１０４ａとレンズ１０４ｂは、その駆動手段であるアクチュエータ１２１，１２２上に保持されている。アクチュエータ１２１は、レンズ１０４ａを光軸方向に１軸駆動するように構成されている。これにより、レンズ１０４ａとレンズ１０４ｂの間隔を可変にすることができる。また、アクチュエータ１２２は、レンズ１０４ｂを光軸垂直方向の１軸、具体的には光記録媒体半径方向に可動するように構成されている。なお、アクチュエータの具体的手段としては、一般に知られるボイスコイル型アクチュエータや、ピエゾアクチュエータなどを用いればよい。
【００５２】
アクチュエータ１２１，１２２は、それぞれ球面収差（ＳＡ）補正ドライバ１２３、チルト補正ドライバ１２４を介してＣＰＵ１２５に接続されている。ＣＰＵ１２５は、ピークホールド回路１２８を介してトラックエラー（以下、ＴＥという）信号生成部１２７からの信号が入力されるとともに、記録情報（以下、ＲＦという）信号生成部１２６からの信号が入力される。ＣＰＵ１２５内には、補正プロファイルメモリ（図示せず）が設けられている。
【００５３】
図２に示すように受光素子１１２の受光面は４分割されており、各検出面Ａ〜Ｄからの検出信号Ｓａ〜ＳｄをＴＥ信号生成部１２７及びＲＦ信号生成部１２６へ供給する。ＴＥ信号生成部１２７は、検出信号Ｓａ〜Ｓｄを使用して、（数３）に従ってＴＥ信号を生成してピークホールド回路１２８へ供給する。
【００５４】
【数３】
2006147069.tif 000005
ピークホールド回路１２８は、ＴＥ信号のピークレベルをホールドし、ＣＰＵ１２５に供給する。また、ＲＦ信号生成部１２６は、検出信号Ｓａ〜Ｓｄを使用して、（数４）に従ってＲＦ信号を生成し、
【００５５】
【数４】
2006147069.tif 000006
これをＣＰＵ１２５へ供給する。
【００５６】
ＣＰＵ１２５は、ピークホールド回路１２８から受け取ったＴＥ信号とＲＦ信号生成部１２６から受け取ったＲＦ信号とを利用し、後述するＴＥ信号振幅最大となるレンズ位置とＲＦ信号振幅最大となるレンズ位置の差を測定するオフセット測定処理、測定により得られたオフセット量を使用して、例えば媒体毎の球面収差補正もしくは球面収差補正を指示する補正プロファイルを作成する補正プロファイル作成処理、及び作成した補正プロファイルに従って、基板厚補正もしくは球面収差補正を行う補正処理を実行する。すなわち、光記録媒体の種類に応じてレンズ１０４ａを可動させる。
【００５７】
なお、前述の補正プロファイルは、光記録媒体の半径方向における位置、例えば内周領域，中周領域，外周領域の３つの領域に分割し、各領域における最適収差補正量を規定したものとすることができる。
【００５８】
なお、第１青色光記録媒体が未記録媒体の場合は、媒体上の各位置においてＲＦ信号が得られないので、ＲＦ信号振幅が最大となる収差補正量を得ることができない。そこで、ＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量を代替値として用いる。しかしながら、ＲＦ信号振幅が最大となる収差補正量と、ＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量とは、必ずしも一致せず、オフセット量を有する。すなわち、未記録媒体では、ＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量を取得し、それとオフセット量とによりＲＦ信号振幅が最大となる収差量を算出して最適収差量に設定する。こうすることにより、既記録媒体でも未記録媒体でも、最適収差量を決定して、補正プロファイルを作成することが可能となる。
【００５９】
図３は記録再生処理における補正処理を示すフローチャートである。媒体がセットされると、第１，第２青色光記録媒体のいずれかを検出する（ステップＳ１，Ｓ２）。媒体の判別方法としては、
１.光記録媒体をセットする段階に、ＬＥＤ（発光ダイオード）と受光素子からなる厚み検出用光学系を設けておき、その出力に基づき判別する。
２.フォーカスエラー信号を検出し、その合焦付近でＴＥ信号が検出される否かで判別する。
３.光記録媒体のカートリッジ形状を異なるものとしておき、その差に基づいて判別する。
４.光記録媒体のラベル上にバーコードで媒体種類を印刷しておき、ラベル上に記載された情報をバーコードリーダにて読み取ることにより判別する。
５.合焦位置までの対物レンズアクチュエータの可動量に基づいて判別する。
などの方法が挙げられる。
【００６０】
そして、第１青色光記録媒体と認識した場合は（Ｓ２のＹｅｓ）、球面収差（ＳＡ）補正ドライバ１２３に制御信号が送られ、第２青色光記録媒体と認識された場合は（Ｓ２のＮｏ）、チルト補正ドライバ１２４に制御信号が送られる。そして後述する球面収差補正動作を行いながら、記録や再生の処理が行われる（ステップＳ３，Ｓ４）。
【００６１】
以下に、本実施の形態１の実施例１として、第１青色光記録媒体の基板厚誤差に伴い発生する球面収差を補正する処理について、図４を用いて説明する。球面収差補正は、基本的にＣＰＵ１２５が、ＲＦ信号振幅が最大となる球面収差補正量を決定し、その量に基づいて球面収差（ＳＡ）補正ドライバ１２３を制御してレンズ１０４ａを可動させる。
【００６２】
いま、媒体がセットされると、ＣＰＵ１２５は、オフセット量ΔＳＡの測定処理を実行する（ステップＳ５〜Ｓ１２）。
【００６３】
具体的には、媒体上のＲＦ信号が得られる既記録領域とＲＦ信号が得られない未記録領域との境界位置において、ＲＦ信号振幅が最大となる球面収差量とＴＥ信号振幅が最大となる球面収差量とを取得し、その差としてオフセット量ΔＳＡを算出する。また、未記録媒体の場合はリードインエリア内に予め記録が行われているプリライト部の境界部で検出すればよい。
【００６４】
さらに、オフセット量測定処理について詳細に説明する。まず、ＣＰＵ１２５は、セットされた媒体が未記録媒体であるか否かを判定する（ステップＳ５）。既記録媒体の場合、プリライト部の直前に管理情報などが既に記録されていることから、反対に未記録の場合は記録されていないことを利用すればよい。
【００６５】
ステップＳ５の処理において、未記録媒体であると判定された場合（Ｓ５のＹｅｓ）、ＣＰＵ１２５は、プリライト部において球面収差補正量を変化させてＲＦ信号振幅が最大となる収差補正量ＳＡ（α）を検出する（ステップＳ６）。
【００６６】
プリライト部近傍の未記録部において球面収差補正量を変化させてＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量ＳＡ（β）を検出する（ステップＳ７）。
【００６７】
そして、ＣＰＵ１２５は、収差補正量ＳＡ（α）とＳＡ（β）からオフセット量ΔＳＡを算出し、内部メモリなどに記憶する（ステップＳ８）。
【００６８】
一方、ステップＳ５の処理で媒体が未記録媒体ではないと判定された場合（Ｓ５のＮｏ）、ＣＰＵ１２５は、媒体内周から外周へＲＦ信号の境界有無を探索する（ステップＳ９）。この探索は、トラッキングサーボをオープンとした状態で媒体内周から外周に向かって光ピックアップを可動させ、その過程で得られるＲＦ信号の振幅の変化を監視することにより実行される。ＲＦ信号の境界有無では、それまで得られていたＲＦ信号振幅が無くなるので、その位置をＲＦ信号の境界有無に設定すればよい。
【００６９】
そして、ＲＦ信号の境界有無を確認して（ステップＳ１０）、境界有無が見つかった場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、その近傍の既記録部において球面収差補正量を変化させてＲＦ信号振幅が最大となる収差補正量ＳＡ（α）を検出する（ステップＳ１１）。
【００７０】
また、近傍の未記録部において収差補正量ＳＡ（β）を変化させてＴＥ信号振幅が最大となる収差補正量ＳＡ（β）を検出する（ステップＳ１２）。
【００７１】
そして、ＣＰＵ１２５は、収差補正量ＳＡ（α）と収差補正量ＳＡ（β）からオフセット量ΔＳＡを算出し、内部メモリなどに記憶する（ステップＳ８）。
【００７２】
以上のように、オフセット量測定処理により、記録済み媒体であっても、未記録媒体であっても、オフセット量ΔＳＡを得ることができる。
【００７３】
引き続き、ＣＰＵ１２５は補正プロファイルの作成を行う（ステップＳ１３〜Ｓ１７）。まず、ＣＰＵ１２５は、媒体上の予め決められた補正基準位置へ光ピックアップを移動する（ステップＳ１３）。補正基準位置とは、球面収差補正を行う位置であり、例えば内周、中周、外周の３つの領域とすることができる。よって、最初は、補正基準位置は内周領域に設定される。
【００７４】
ＣＰＵ１２５はその補正基準位置を読み取り、ＲＦ信号が得られるか否かを判定する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４の処理にて、ＲＦ信号が得られない場合（Ｓ１４のＮｏ）、その補正基準位置は未記録領域であることがわかる。よって、ＣＰＵ１２５はＴＥ信号振幅を利用して最適ＳＡ補正量を決定する。すなわち、その補正基準位置で球面収差量を変化させつつＴＥ信号振幅を検出し、ＴＥ信号振幅が最大となる球面収差補正量を決定する（ステップＳ１５）。
【００７５】
次に、ＣＰＵ１２５は、先のオフセット量測定処理により得たオフセット量ΔＳＡを、ステップＳ１５の処理で得られた球面収差量に加算する。加算により得られた球面収差量は、ＲＦ信号振幅が最大となる球面収差量に相当し、これを最適ＳＡ補正量とする（ステップＳ１６）。
【００７６】
一方、ステップＳ１４の処理において、ＲＦ信号が得られた場合（Ｓ１４のＹｅｓ）、その補正基準位置で球面収差補正量を変化させてＲＦ信号振幅が最大となる球面収差補正量を決定し、それを最適ＳＡ補正量とする（ステップＳ１８）。
【００７７】
そして、ＣＰＵ１２５は、ステップＳ１６またはステップＳ１８の処理で得られた最適ＳＡ補正量を補正プロファイルメモリに記憶する（ステップＳ１７）。
【００７８】
以上の処理によって、補正プロファイルが作成されると、ＣＰＵ１２５は球面収差補正を行いつつ記録または再生の動作を行う。
【００７９】
次に、記録または再生に伴って行われる球面収差補正処理（ステップＳ１９〜２３）について説明する。
【００８０】
まず、ＣＰＵ１２５は、ユーザにより媒体への情報の記録または媒体からの情報の再生指示がなされたか否かを判定する（ステップＳ１９）。そして、記録または再生の指示がなされた場合（Ｓ１９のＹｅｓ）、ＣＰＵ１２５はＴＥ信号などを利用して記録または再生の対象となるアドレスを取得し（ステップＳ２０）、そのアドレスに対応する最適ＳＡ補正量をＣＰＵ１２５内の補正プロファイルメモリ（図示せず）から取得する（ステップＳ２１）。
【００８１】
そして、ＣＰＵ１２５は、球面収差（ＳＡ）補正ドライバ１２３を制御して、得られた最適ＳＡ補正量に従って球面収差補正を行う（ステップＳ２２）。
さらに、ＣＰＵ１２５はユーザにより記録または再生の終了指示が入力されたか否かを判定し（ステップＳ２３）、終了指示が入力されるまでの間はステップＳ２０〜Ｓ２２の処理を繰り返す（Ｓ２３のＮｏ）。そして、終了指示が入力されると処理を終了する（Ｓ２０のＹｅｓ）。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態１では、まず、記録または再生の対象となる媒体上の既記録部と未記録部の境界からＲＦ信号振幅が最大となる球面収差補正量とＴＥ信号振幅が最大となる球面収差補正量を求め、それらからオフセット量ΔＳＡを算出する。次に、当該媒体上の基準補正位置について、既記録であればＲＦ信号に基づいて、未記録であればＴＥ信号とオフセット量ΔＳＡに基づいて、最適ＳＡ補正量を決定し、補正プロファイルとして記憶する。そして、当該媒体の記録または再生時には、補正プロファイルを参照して球面収差補正を行う。
【００８３】
なお、媒体毎に作成された補正プロファイルを使用して球面収差補正を行うので、媒体の種類などを問わず、球面収差補正を正確に実行することができる。
【００８４】
また、記録または再生を実行する情報処理装置自体が最適ＳＡ量を決定して補正プロファイルを作成するので、情報処理装置の光ピックアップや光学系などの特性にばらつきがあっても、その特性を前提とした最適ＳＡ量を得ることができる。
【００８５】
さらに、実際の記録や再生に先立って補正プロファイルを作成するので、装置の光学系の経年変化による特性の変動や、記録または再生中の温度変化による特性変動による影響が少ない。
【００８６】
本実施の形態１の実施例２として、チルト（コマ収差）補正する処理を説明する。前述した実施例１と同様に、本実施例２では、光記録媒体のチルトにより発生するコマ収差についても補正可能としたものである。
【００８７】
まず、記録または再生の対象となる媒体上の既記録部と未記録部の境界からＲＦ信号振幅が最大となるコマ収差補正量とＴＥ信号振幅が最大となるコマ収差補正量を求め、それらからオフセット量ΔＴiltを算出する。次に、当該媒体上の基準補正位置について、既記録であればＲＦ信号に基づいて、未記録であればＴＥ信号とオフセット量ΔＴiltに基づいて、最適コマ収差補正量を決定し、補正プロファイルとして記憶する。そして、当該媒体の記録または再生時には、補正プロファイルを参照してチルト補正を行う。
【００８８】
なお、チルトの方向としては、回転方向と半径方向の２方向に分けられるが、主に問題となるのは半径方向であり、補正方向としては半径方向のみでよい。これは光記録媒体は平面に作製されず、ある程度の反りを持ち、半径方向に御椀のような反りを有するためである。
【００８９】
ここで、光記録媒体の基板厚に対する球面収差の補正について説明する。まず、第１青色光記録媒体の厚み誤差から発生する球面収差については、収差補正光学系１０４のレンズ１０４ａ，レンズ１０４ｂのレンズ間隔を変化させることで補正可能である。つまり、収差補正光学系１０４のいずれかのレンズを光軸方向に移動させることにより第１青色光記録媒体の厚み誤差により生じる球面収差を補正する。
【００９０】
ここで、光記録媒体の厚み誤差が、設計値に対して０μｍ〜２０μｍとなったときに、収差補正光学系１０４がない場合の収差値と、レンズ１０４ａと１０４ｂを光軸中心に間隔を変化させて補正したときの収差値を図５（ａ），図５（ｂ）に示す。
【００９１】
図５（ａ）に示すグラフから、収差補正光学系１０４がない場合、収差の規定値である０.０３５λrmsとなるのは、基板厚誤差が約４μｍのときである。しかしながら、光記録媒体の厚み誤差は、媒体作製時の射出成形精度によるものであり、一般的に±１０μｍ程度の厚み誤差が発生してしまうことが知られており、収差補正光学系１０４なしでは許容できないことがわかる。
【００９２】
一方、図５（ｂ）に示すように、レンズ１０４ａとレンズ１０４ｂを光軸中心に間隔を変化させて補正した場合、基板厚誤差は±２０μｍ以上許容でき、前記製造公差±１０μｍと比較すると製造可能なものになっていることがわかる。
【００９３】
次に、第２青色光記録媒体のチルトから発生するコマ収差については、収差補正光学系１０４のレンズ１０４ｂを、光記録媒体の半径方向にシフトさせることで補正可能である。
【００９４】
ここで、光記録媒体のチルトが、０deg〜０.４degとなったときに、収差補正光学系１０４がない場合の収差値と、レンズ１０４ｂのシフト量を変化させて補正したときの収差値を図６（ａ），（ｂ）に示す。
【００９５】
図６（ａ）に示すグラフから、収差補正光学系１０４がない場合、収差の規定値である０.０３５λrmsとなるのは、光記録媒体のチルト量が０.１５degのときである。しかしながら、第２青色光記録媒体のチルト量は光記録媒体自身が保有しているもの、光記録媒体をターンテーブル（図示しない）上にチャッキングする際に生じるものなどを考慮すると、±０.３deg相当発生することが知られており、チルト補正なしではこれを許容できないことがわかる。
【００９６】
一方、図６（ｂ）に示すように、レンズ１０４ｂのシフト量を変化させて補正した場合、光記録媒体のチルト量は±０.４degまで許容でき、製造可能なものになっていることがわかる。
【００９７】
また、本実施の形態１においては、図１に示すように第１青色光記録媒体に最適化された対物レンズで、基板厚の異なる第２青色光記録媒体を互換するために、収差補正回折素子１０７と液晶開口制限素子１０６を配置してなる。
【００９８】
まず、収差補正回折素子１０７は図７（ａ）に示すように、光軸を中心に複数本の輪帯からなる。この収差補正回折素子１０７は、図７（ｂ）に示すように、その断面が鋸歯形状、または、図７（ｃ）に示すように、階段形状となるように形成される。例えば、鋸歯形状断面の回折格子は回折効率が他より高いので有利である。回折格子断面形状の作成法として、フォトリソグラフィ技術を応用する方法と、ダイヤモンドバイトなどで精密切削する方法がある。また金型に所望形状の雛形を形成しておき、射出成形またはベースとなる部材に樹脂を塗布し、これを型で押さえて紫外線を照射することにより硬化させるいわゆる２Ｐ（photo-polymer）法で透明材料から複数の回折光学素子を複製することもできる。
【００９９】
この収差補正回折素子１０７は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、その０次光を対物レンズ１０９を介して１１０ａ上に、また１次回折光を対物レンズ１０９を介して第２青色光記録媒体１１０ｂ上に集光するように、形成されている。なお、０次光、１次回折光は、それぞれ他の基板厚の光記録媒体上に合焦状態にないので、これら回折光は記録または再生にはほとんど影響しない。
【０１００】
なお、回折次数として、０次回折光をＮＡ０.８５に選択した理由は、対物レンズ１０９が、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの第１青色光記録媒体」に対し、無限系で波面収差が最小になるように設計されているためである。
【０１０１】
また、図８（ａ），（ｂ）では、簡単のため図１で記載されている収差補正回折光学素子１０７と対物レンズ１０９の間にある１／４波長板１０８を省略している。
【０１０２】
次に、図９に示す具体的な回折効率計算例として、図７のブレーズ断面形状の回折光学素子について格子溝深さｄを０μｍ〜２μｍに変化させ、基材として、例えばＨＯＹＡ社のガラスＭＬａＣ１１０（ｎｄ＝６９.４、νｄ＝５３.２）を用いて作製した場合の、回折効率の変化を算出したものである。回折格子の回折効率ηｍは（数５）で表される。
【０１０３】
【数５】
2006147069.tif 000007
（数５）において、ｄは格子溝深さ、ｍは回折次数、ｎは材料屈折率を示している。
【０１０４】
図９は、横軸に回折格子の溝深さｄ、縦軸に回折格子の回折効率の変化を算出した結果である。図９中の“Ｂ０”，“Ｂ１”，“Ｂ２”，“Ｂ３”はそれぞれ０次回折光、１次回折光、２次回折光、３次回折光の回折効率を示す。
【０１０５】
この回折効率の選択としては、図９に示すように、回折効率は回折格子の溝深さで調整できるため、第１青色光記録媒体、第２青色光記録媒体の照射パワー特性に応じて溝深さを選択してやればよい。一般に小径スポットほどパワーが集約される。光記録媒体上のビームスポット径は波長λに比例し、ＮＡに反比例して小さくなり、パワーとしてはスポット面積に反比例して大きくなる。すなわちＮＡ０.８５とＮＡ０.６５を比較した場合、光記録媒体上に集光されるパワーは（０.８５／０.６５）２の比率でＮＡ０.８５の方が大きくなる。よって、第１，第２青色光記録媒体が同一材料、同一の線速で使用される場合は、各媒体で必要とされる集光パワーは同等であるため、０次光と１次回折光の効率比が１：１.７となるようにすればよい。すなわち格子溝深さは０.３２μｍ付近を選択してやればよい。
【０１０６】
あるいは、第１，第２青色光記録媒体のいずれか一方のみは再生専用の光情報処理装置であれば、再生側の効率を小さくすれば、もう一方の光記録媒体に対しては十分なパワーを照射することが可能となり高速化も容易となる。
【０１０７】
また、第１青色光記録媒体と第２青色光記録媒体では使用開口数が各々０.８５、０.６５と異なる。開口制限素子としては図１０（ａ）に示すような選択的な環状遮光フィルタとして機能する液晶素子を用いればよい。すなわち、環状のパターンを持った液晶シャッタからなり、対物レンズに入射するビームの外周部を透過あるいは遮光するものである。図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、電圧を印加しないとき、すなわち、オフ状態のときは全面透過し、そして、電圧を印加したとき、すなわち、オン状態のとき部分的に透過する素子を用いればよい。
【０１０８】
次に、図１１（ａ），（ｂ）に示す、対物レンズ１０９及び収差補正回折素子１０７、そして収差補正光学系１０４の形状に関して、以下に具体的な数値事例を挙げて説明する。
【０１０９】
ここで、レンズ面の非球面形状は、光軸方向の座標：Ｘ、光軸直交方向の座標：Ｙ、近軸曲率半径：Ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の係数：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，…を用いて、周知の非球面式を（数６）で表される。
【０１１０】
【数６】
2006147069.tif 000008
また、回折光学素子の位相関数φ（ｒ）は、回折次数をｍ、波長をλ、光軸からの半径をｒ、係数Ｃ１〜Ｃ５を用いて、（数７）で表される。
【０１１１】
【数７】
2006147069.tif 000009
本実施の形態１における光学系の構成について図１１（ａ），（ｂ）、図１２を用いて説明する。ここで、対物レンズ１０９は、使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、ｆ：１.７６５ｍｍ、ｎｄ：１.６９４、νｄ：５３.２であり、図１２中の記号は、以下のとおりである。「ＯＢＪ」は物点（光源としての半導体レーザ）を意味するが、収差補正光学系１０４への入射ビームは「無限系」であり、曲率半径：ＲＤＹ及び厚さ：ＴＨＩの「ＩＮＦＩＮＩＴＹ （無限大）」は光源が無限遠にあることを意味する。なお、特に断らない限り、長さの次元を持つ量の単位は「ｍｍ」である。「Ｓ１」〜「Ｓ４」は収差補正光学系１０４の各レンズ面を表し、「Ｓ１」は収差補正光学系のレンズ１０４ａの光源側面、「Ｓ２」は対物レンズ１０９側面を意味する。
【０１１２】
また、「Ｓ１」の厚さ２.００ｍｍがレンズ１０４ａの肉厚を意味する。「Ｓ２」の厚さ３.５５ｍｍは収差補正光学系の各レンズ間の距離を表す。球面収差補正時はこの間隔が中立位置３.５５ｍｍから変化させる。「Ｓ５」は収差補正回折素子１０７の光源側面、「Ｓ６」は光記録媒体側面を意味する。「Ｓ７」は光ピックアップ用の対物レンズ１０９の光源側面、「Ｓ８」は光記録媒体側面を意味する。
【０１１３】
本実施の形態１における対物レンズ１０９の肉厚は２.３８ｍｍであり、Ｓ８の欄の曲率半径の右側に記載された厚さ０.４３ｍｍは「ワーキングディスタンス：ＷＤ」を示す。「Ｓ９」は光記録媒体１１０の光照射側基板の光源側面、「Ｓ６」は同記録面に合致した面であり、これらの面Ｓ５，Ｓ６の間隔、すなわち基板厚は第１青色光記録媒体１１０ａについては０.１ｍｍ、第２青色光記録媒体１１０ｂについては０.６ｍｍで、ｎｄ：１.５１６３１０、νｄ：６４.１である。「ＷＬ ：波長」は使用波長（４０５ｎｍ）を表す。
【０１１４】
得られた対物レンズと回折光学素子と収差補正光学系を組み合わせた光学系の軸上波面収差は、第１青色光記録媒体の記録再生する系（０次光）については０.００２７λrms、第２青色光記録媒体の記録再生する系（１次回折光）については０.０００７λrmsであり、マレシャル限界０.０７λ以下に抑えられている。なお、収差補正回折素子１０７は、対物レンズ１０９と一体化してもよい。
【０１１５】
また、図１３（ａ），（ｂ）に示すように非球面の対物レンズ１０９の光源側の入射面上に回折格子を形成し、回折格子及び対物レンズ１０９の出射面はいずれも非球面形状とした。よって、第１面（Ｓ２）及び第２面（Ｓ３）は一体集光レンズとした回折格子及び出射面である。自動設計して製造された各非球面レンズのデータは図１４のとおりである。
【０１１６】
これにより得られた対物レンズと回折素子を組み合わせた系の軸上波面収差は第１青色光記録媒体について０.００４９λrms、第２青色光記録媒体について０.０００５λrmsであり、マレシャル限界０.０７λ以下に抑えられている。
【０１１７】
なお、収差補正光学系１０４の可動方法として、レンズ１０４ａを光軸方向に、レンズ１０４ｂを光軸垂直面内の光記録媒体半径方向に移動させる場合について説明したが、レンズ１０４ａ、レンズ１０４ｂの一方のみを可動するようにしてもよい。その場合は、可動するレンズを光軸方向及び光軸垂直面内の光記録媒体半径方向の２軸に可動するアクチュエータに搭載すればよい。
【０１１８】
また、前記実施の形態１では、収差補正光学系１０４は、光源側に正の屈折力のレンズを使用し、光記録媒体側に負の屈折力のレンズを使用することで収差補正を行ったが、光学系の構成によっては、逆でもよい。具体的にはピックアップ全体として小型化が可能な方を選べばよい。
【０１１９】
さらに、収差補正光学系１０４が、球面収差の補正とコリメートレンズとしての役割とを兼ね備えてもよい。この場合には、部品点数を削減することができ、光ピックアップの製造の手間やコストを削減することができる。
【０１２０】
また、前記実施の形態１では、対物レンズ１０９として、単玉レンズを使用しているが、貼り合せレンズなど用いてもよい。あるいは３群以上のレンズから構成されたものを使用してもよい。
【０１２１】
そして、前記実施の形態１では、光源の波長が４０５ｎｍの光学系を例示したが、使用波長はこれに限定されるものではなく、その他の波長においてもその効果は変わらない。
【０１２２】
なお、実際の光学系では、光記録媒体の基板厚み誤差以外の製造誤差も含まれるので、ＲＦ信号振幅、あるいはＴＥ信号などを監視しつつ、最適な条件となるように、収差補正光学系の最適状態を光ピックアップ組付段階に記憶しておいてもよい。
【０１２３】
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１との違いは、収差補正光学系１０４が、２記録媒体互換時に発生する球面収差も合わせて補正するように構成する。すなわち、図１における収差補正回折素子１０７をなくすことが可能となる。
【０１２４】
図１５は本発明の実施の形態２における光ピックアップの概略構成を示す図である。図１５に示すように、光ピックアップの要部は、波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、偏光ビームスプリッタ１０３、収差補正光学系１０４’、偏向プリズム１０５、液晶開口制限素子１０６、１／４波長板１０８、対物レンズ１０９、検出レンズ１１１、受光素子１１２より構成されている。
【０１２５】
まず、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの第１青色光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、収差補正光学系１０４’にて所定の収斂ビームに変換され、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６を不感帯透過し、１／４波長板１０８を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０９に入射し、第１青色光記録媒体１１０ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。第１青色光記録媒体１１０ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【０１２６】
次に、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの第２青色光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３、収差補正光学系１０４’を無限系透過し、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６でＮＡ０.６５に制限され、対物レンズ１０９に入射し、第２青色光記録媒体１１０ｂ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。第２青色光記録媒体１１０ｂから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【０１２７】
図１６は、一般的な対物レンズの基板厚みと発散度の関係を示したグラフである。横軸は基板厚み、縦軸は対物レンズに入射する光束の発散度の関数で使用状態における対物レンズの倍率である。対物レンズより基板側へ出射する光束は常に収斂光であるので、対物レンズに収斂光が入射するときの符号を「＋」，発散光が入射するときの符号は「−」とする。また、この倍率が「０」のときは、対物レンズへは平行光が入射する。図１６中の曲線は各基板厚に対し、波面収差を最小とする倍率を結んだものであり、例えば基板厚Ｘで平行光入射が最良の場合、基板厚が厚くなるほど「−」すなわち発散光、薄くなるほど「＋」すなわち収斂光を入射させてやると収差が小さくなるということが一般に知られる。
【０１２８】
図１７（ａ），（ｂ）に示すように第１青色光記録媒体１１０ａの場合に収斂光入射で、第２青色光記録媒体１１０ｂの場合に平行光入射で収差最良となる対物レンズ１０９の形状が得られる。第１青色光記録媒体１１０ａの場合は、基板厚が薄くなった分で生じるアンダーの球面収差を、収斂光によるオーバーの収差で打ち消している。
【０１２９】
収差補正光学系１０４’は、実施の形態１と同様に第１青色光記録媒体１１０ａの基板厚誤差に伴う球面収差、第２青色光記録媒体１１０ｂのチルトに伴うコマ収差を補正する手段であり、これらの補正は、実施の形態１と同様である。
【０１３０】
前述の実施の形態１では第１，第２青色光記録媒体１１０ａ，１１０ｂのいずれの場合も中立点においては、収差補正光学系１０４からの光ビームは平行光が出射されたが、本実施の形態２では収差補正光学系１０４’からの光ビームは第１青色光記録媒体１１０ａの場合は収斂系、第２青色光記録媒体１１０ｂの場合は無限系となる。
【０１３１】
すなわち、光記録媒体の判別に応じて、収斂系、無限系の構成が選択される。第１青色光記録媒体１１０ａと判別された場合は収斂系となるようにレンズ１０４ａ’とレンズ１０４ｂ’が光軸中心に間隔が調整され、その後に基板厚誤差による球面収差補正が開始される。また第２青色光記録媒体１１０ｂと判別されれば、無限系となるようにレンズ１０４ａ’とレンズ１０４ｂ’が光軸中心との間隔が調整され、その後に光記録媒体のチルトによるコマ収差補正が開始される。
【０１３２】
また、図１７（ａ），（ｂ）に示す構成の具体的な対物レンズ１０９及び収差補正光学系１０４’の数値事例を図１８に示す。
【０１３３】
図１９は本発明の実施の形態３における光ピックアップの概略構成を示す図である。本実施の形態３において、前述した実施の形態１，２との違いは、収差補正光学系として液晶素子を用いている点である。図１９に示すように、光ピックアップの要部は、波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、偏光ビームスプリッタ１０３、偏向プリズム１０５、液晶開口制限素子１０６、液晶収差補正素子１０７’、１／４波長板１０８、対物レンズ１０９、検出レンズ１１１、受光素子１１２より構成されている。ここで、対物レンズ１０９は、実施の形態１と同様に、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの第１青色光記録媒体」に対し、無限系で波面収差が最小になるように設計されている。
【０１３４】
まず、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍの第１青色光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６と、液晶収差補正素子１０７’を不感帯透過し、１／４波長板１０８を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０９に入射し、第１青色光記録媒体１１０ａ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。第１青色光記録媒体１１０ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【０１３５】
次に、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの第２青色光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１０１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、偏向プリズム１０５で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１０６でＮＡ０.６５に制限され、液晶収差補正素子１０７’において所定の球面収差が付加され、対物レンズ１０９に入射し、第２青色光記録媒体１１０ｂ上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。第１青色光記録媒体１１０ｂから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１０８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１１１で収束光とされ、受光素子１１２に至る。受光素子１１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【０１３６】
続いて、本実施の形態３における液晶収差補正素子の断面図を示す図２０と、その電極パターンの例を示す図２１，図２２を用いて、液晶収差補正素子の構成、動作原理を説明する。
【０１３７】
図２０に示すように、ガラス基板１３０，１３１が、導電性スペーサ１３２により接着され液晶セルを形成している。ガラス基板１３０の内側表面には、内側表面から電極１３３，絶縁膜１３４，配向膜１３５の順に、またガラス基板１３１の内側表面には、内側表面から電極１３７，絶縁膜１３４，配向膜１３５の順に被膜されている。電極１３３は電極引出部１３８で接続線によって制御回路と接続できるようパターン配線されている。
【０１３８】
また電極１３７は導電性スペーサ１３２によりガラス基板１３０上に形成された電極１３３と電気的に接続されている。したがって、電極１３７は電極引出部１３８を介して接続線によって位相補正制御回路と接続することができる。液晶セル内部には液晶１３６が充填されている。
【０１３９】
次に、本実施の形態３における液晶収差補正素子１０７’を構成して、液晶層を挟持する基板上の電極に形成する電極には、一方が第１青色光記録媒体の基板厚誤差に伴う球面収差補正用に、もう一方が第２青色光記録媒体のコマ収差補正用のパターンが形成されている。
【０１４０】
図２１（ａ）はコマ収差補正用の電極パターン例であり、略楕円形状のパターンＰ１，Ｐ２と、パターンＰ１，Ｐ２を囲む略環状のパターンＰ３と、パターンＰ３の外周側に設けた略円弧状のパターンＰ４，Ｐ５とによって形成されており、これらのパターンＰ１〜Ｐ５等は、光記録媒体の半径方向（図２１（ａ）中のＸ１−Ｘ１’の方向）に沿って対称に配列されている。コマ収差を補正するときは、もう一方の電極面は所定状態、例えばベタ電極として機能している。そしてパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５への入力電圧のコントロールにより、図２１（ｂ）に例示するようなパターンで、光の透過を遅延させる遅延時間の分布（別言すれば、位相差の分布）が液晶層中に発生する。
【０１４１】
また、図２２（ａ）は球面収差補正用の電極パターン例であり、略輪帯形状のパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５等から形成されており、これらのパターンＰ１〜Ｐ５は、光記録媒体の半径方向（図２２（ａ）中のＸ１−Ｘ１’の方向）に沿って同心円状に配列されている。球面収差を補正するときは、もう一方の電極面は所定状態、例えばベタ電極として機能している。そしてパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５への入力電圧のコントロールにより、図２２（ｂ）に例示するような、光の透過を遅延させる遅延時間の分布（別言すれば、位相差の分布）が液晶層中に発生する。
【０１４２】
なお、図２１（ａ）の電極パターンＰ１〜Ｐ５は、実施の形態１に示すようなチルト補正ドライバから制御され、また同様に、図２２（ａ）の電極パターンＰ１〜Ｐ５は、実施の形態１に示すような球面収差（ＳＡ）補正ドライバから制御される。
【０１４３】
図２３は本発明の実施の形態４における多層の光記録媒体の例であり、光記録媒体の情報記録面として、厚み方向に情報記録面がｐ層（ｐ≧２）形成され、対物レンズに近い手前側の（ｐ-ｑ）層は記録密度の高い情報記録層２１１で、それより奥側のｑ層は記録密度の低い情報記録層２１４からなる。その場合、光ピックアップとしては、情報記録密度の高い（ｐ-ｑ）層にはＮＡ１の光ビームを集光させ、奥側のｑ層は、ＮＡ１より小さい開口数のＮＡ２の光ビームを集光させればよい。
【０１４４】
実施の形態１と同様に高ＮＡの手前側（ｐ-ｑ）層に対しては球面収差を補正し、低ＮＡ、基板厚の大きい奥側のｑ層ではコマ収差を補正する必要があり、実施の形態１〜３で説明した収差補正光学系及びその制御手段を用いて、これを補正することが可能である。
【０１４５】
さらに、多層の光記録媒体としては、例えば図２４に示すように、実施の形態１の第１青色光記録媒体及び第２青色光記録媒体に相当する２つのフォーマットを兼ね備えた媒体であってもよい。すなわち、図２４において、情報記録層２１１は「最適ＮＡ０.８５、光照射側基板厚０.１ｍｍ」の層であり、情報記録層２１４は「ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍ」の層である。
【０１４６】
このような光記録媒体の場合、情報記録面２１１に対してはコマ収差補正機構を中立点に保持し、球面収差補正機構を最良位置に補正し、情報記録面２１４に対しては球面収差補正機構を中立点に保持し、コマ収差補正機構を最良位置に補正するようにすればよい。
【０１４７】
図２５は本発明の実施の形態５における光情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。前述した各実施の形態の光ピックアップを用い光記録媒体に対して、情報信号の記録及び再生を行う光情報処理装置である。図２５に示すように、光記録媒体１１０を回転操作するスピンドルモータ３０３と、情報信号の記録再生を行うにあたって使用する光ピックアップ３０１と、光ピックアップ３０１を光記録媒体１１０の内外周に移動操作するための送りモータ３０２と、所定の変調及び復調処理を行う変復調回路３０５と、光ピックアップ３０１のサーボ制御などを行うサーボ制御回路３０４と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ３０７とを備えている。
【０１４８】
光情報処理装置のスピンドルモータ３０３は、サーボ制御回路３０４により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録再生の対象となる光記録媒体１１０は、スピンドルモータ３０３の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路３０４により駆動制御され、スピンドルモータ３０３によって、所定の回転数で回転駆動される。
【０１４９】
光ピックアップ３０１は、光記録媒体１１０に対する情報信号の記録及び再生を行うとき、前述したように、回転駆動される光記録媒体１１０に対してレーザ光を照射し、その戻り光を検出する。また光ピックアップ３０１は変復調回路３０５に接続され、情報信号の記録を行う際には、外部回路３０６から入力され、変復調回路３０５によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ３０１に供給される。光ピックアップ３０１は、変復調回路３０５から供給される信号に基づいて、光記録媒体１１０に対し光強度変調が施されたレーザ光を照射する。次に、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ３０１は、回転駆動される光記録媒体１１０に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号を生成し、この再生信号が変復調回路３０５に供給される。
【０１５０】
また、光ピックアップ３０１は、サーボ制御回路３０４にも接続されている。そして、情報信号の記録再生時に、回転駆動される光記録媒体１１０によって反射されて戻ってきた戻り光から、前述したように、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号を生成し、それらのサーボ信号がサーボ制御回路３０４に供給される。
【０１５１】
変復調回路３０５は、システムコントローラ３０７及び外部回路３０６に接続されている。変復調回路３０５は、情報信号を光記録媒体１１０に記録するときには、システムコントローラ３０７による制御のもとで、光記録媒体１１０に記録する信号を外部回路３０６から受け取り、この信号に対して所定の変調処理を施す。変復調回路３０５によって変調された信号は、光ピックアップ３０１に供給される。また、変復調回路３０５は、情報信号を光記録媒体１１０から再生するときにも、システムコントローラ３０７による制御のもとで、光記録媒体１１０から再生された再生信号を光ピックアップ３０１から受け取り、この再生信号に対して所定の復調処理を施す。そして、変復調回路３０５によって復調された信号は、変復調回路３０５から外部回路３０６へ出力される。
【０１５２】
送りモータ３０２は、情報信号の記録及び再生を行うとき、光ピックアップ３０１を光記録媒体１１０の半径方向の所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路３０４からの制御信号に基づいて駆動される。すなわち、この送りモータ３０２は、サーボ制御回路３０４に接続されており、サーボ制御回路３０４により制御される。
【０１５３】
サーボ制御回路３０４は、システムコントローラ３０７による制御のもとで、光ピックアップ３０１が光記録媒体１１０に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ３０２を制御する。また、サーボ制御回路３０４は、スピンドルモータ３０３にも接続されており、システムコントローラ３０７による制御のもとで、スピンドルモータ３０３の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路３０４は、光記録媒体１１０に対する情報信号の記録及び再生時に、光記録媒体１１０が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ３０３を制御する。
【０１５４】
また、サーボ制御回路３０４は、光ピックアップ３０１にも接続されており、情報信号の記録及び再生時には、光ピックアップ３０１から再生信号及びサーボ信号を受け取り、このサーボ信号に基づいて、光ピックアップ３０１に搭載された２軸アクチュエータ（図示せず）によるフォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を行い、さらに、１軸アクチュエータを制御して、収差補正レンズ群における各レンズ群間の間隔を調整して収差の補正を行う。
【０１５５】
以上のように、本実施の形態５における光情報処理装置によれば、光記録媒体に対して情報の記録、再生あるいは消去の最適な処理を行うことができ、前述した実施の形態１〜４の光ピックアップ及び補正用の収差発生方法を適宜用いることで、より小型化が可能で低コストな光情報処理装置を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明に係る光ピックアップ及び補正用収差発生方法とこれを用いた光情報処理装置は、光記録媒体のチルト検出手段の検出値に基づいて発生させたコマ収差によりチルト補正を可能とし、第１光記録媒体の基板厚誤差に伴い発生する球面収差と、第２光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差のそれぞれを簡易かつ確実に補正することができ、また球面収差とコマ収差の２つの収差を１補正素子で補正でき、複数種類または多層の光記録媒体に対して情報の記録、再生または消去の少なくともいずれか１以上を行う装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップの概略構成を示す図
【図２】本実施の形態１における光ピックアップの収差補正光学系の球面収差及びコマ収差を補正する回路を示す図
【図３】本実施の形態１における光ピックアップの記録再生処理における補正処理を示すフローチャート
【図４】本実施の形態１の実施例１における光記録媒体に発生する球面収差補正を示すフローチャート
【図５】光記録媒体の厚み誤差により発生する（ａ）は波面収差の特性図、（ｂ）は収差補正光学系で補正した波面収差の特性図
【図６】光記録媒体のチルトにより発生する（ａ）は波面収差の特性図、（ｂ）は収差補正光学系で補正した波面収差の特性図
【図７】収差補正回折素子の（ａ）は正面図、（ｂ）は鋸歯形状の断面図、（ｃ）は階段形状の断面図、
【図８】収差補正回折素子と対物レンズによる集光ビームの（ａ）は第１青色光記録媒体、（ｂ）は第２青色光記録媒体への合焦状態を示す図
【図９】格子溝深さに対応した回折効率の変化を示す図
【図１０】液晶素子を用いた開口制限素子の（ａ）は正面図、（ｂ）は液晶オフ時、（ｃ）は液晶オン時の透過光を示す図
【図１１】収差補正光学系と開口制限素子と対物レンズの（ａ）は第１青色光記録媒体、（ｂ）は第２青色光記録媒体における光学系を説明する図
【図１２】図１１に示す光学系の数値事例を示す図
【図１３】対物レンズに回折格子を形成した（ａ）は第１青色光記録媒体、（ｂ）は第２青色光記録媒体への合焦状態を示す図
【図１４】図１３に示す光学系の数値事例を示す図
【図１５】本発明の実施の形態２における光ピックアップの概略構成を示す図
【図１６】対物レンズの基板厚みと発散度による倍率の関係を示したグラフ
【図１７】本実施の形態２の収差補正回折素子と対物レンズの（ａ）は第１青色光記録媒体、（ｂ）は第２青色光記録媒体への光学系を説明する図
【図１８】図１７に示す光学系の数値事例を示す図
【図１９】本発明の実施の形態３における光ピックアップの概略構成を示す図
【図２０】本実施の形態３における液晶収差補正素子の断面図を示す図
【図２１】液晶収差補正素子の（ａ）はコマ収差補正用の電極パターン、（ｂ）は遅延時間の分布を示す図
【図２２】液晶収差補正素子の（ａ）は球面収差補正用の電極パターン、（ｂ）は遅延時間の分布を示す図
【図２３】本発明の実施の形態４における多層光記録媒体の情報記録面を複数備えた媒体例示す図
【図２４】多層光記録媒体の第１青色光記録媒体及び第２青色光記録媒体のフォーマットを兼ね備えた媒体例を示す図
【図２５】本発明の実施の形態５における光情報処理装置の概略構成を示すブロック図
【図２６】光記録媒体の基板厚誤差に伴う（ａ）は第１青色光記録媒体、（ｂ）は第２青色光記録媒体における波面収差の特性図
【図２７】光記録媒体のチルトに伴う（ａ）は第１青色光記録媒体、（ｂ）は第２青色光記録媒体における波面収差の特性図
【符号の説明】
【０１５８】
１０１  半導体レーザ
１０２  コリメートレンズ
１０３  偏光ビームスプリッタ
１０４，１０４’  収差補正光学系
１０４ａ，１０４ａ’，１０４ｂ，１０４ｂ’  レンズ
１０５  偏向プリズム
１０６  液晶開口制限素子
１０７  収差補正回折素子
１０７’  液晶収差補正素子
１０８  １／４波長板
１０９  対物レンズ
１１０  光記録媒体
１１０ａ  第１青色光記録媒体
１１０ｂ  第２青色光記録媒体
１１１  検出レンズ
１１２  受光素子
１２１，１２２  アクチュエータ
１２３  球面収差（ＳＡ）補正ドライバ
１２４  チルト補正ドライバ
１２５  ＣＰＵ
１２６  ＲＦ信号生成部
１２７  ＴＥ信号生成部
１２８  ピークホールド回路
２１１，２１２，２１３，２１４  情報記録層
３０１  光ピックアップ
３０２  送りモータ
３０３  スピンドルモータ
３０４  サーボ制御回路
３０５  変復調回路
３０６  外部回路
３０７  システムコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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