(57)【要約】【課題】近接場法で複数の記録層に記録・再生する場合、ビームエクスパンダーで収束位置を調整すると、大きな球面収差が発生する。また、レンズ透過領域のわずかな変化を利用して、この球面収差を補正するとトラッキング範囲が狭められる。【解決手段】光源から出射した光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、光源から出射された発散光を収束する第1のレンズ９ａと、収束後発散した光を集光する第３のレンズ９ｃと、第1のレンズと第３のレンズの中間に設けられた第2レンズの９ｂで波面変換光学系を構成し、収束発散光中の第２のレンズ９ｂを光軸方向に移動することにより、レンズ表面の光透過領域が大きく変化することを利用して、収束位置の調整と球面収差補正を行う。【選択図】図１１
2011086349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、
前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、１を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を平行光に変換する集光レンズと、この平行光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を再度集光する第３のレンズと、第1のレンズと第３のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、
前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズとの間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、
前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、１を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系と、前記光記録媒体によって反射された光を、前記光源から前記光記録媒体に至る光路から分離する分離光学系と、前記分離光学系によって分離された光を検出する検出部とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を平行光に変換する集光レンズと、この平行光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を再度集光する第３のレンズと、第1のレンズと第３のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、
前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズとの間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
前記波面変換光学系の第2のレンズと、第1または第3レンズの一方が光軸方向に移動可能であり、移動可能な２つのレンズが互いの間隔を変化させながら光軸方向に移動することによって前記記録層上のスポットの収束位置と球面収差とを補正する請求項1または２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記波面変換光学系の集光レンズと第1〜第3のレンズのうち、少なくとも１つのレンズに、前記光源の波長変化によって発生する収差を補正するホログラムが形成された請求項１から３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、
前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、１を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を集光する第３のレンズと、第1のレンズと第３のレンズの間に設けられた第２のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、
前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズ素子との間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、
前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、１を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系と、前記光記録媒体によって反射された光を、前記光源から前記光記録媒体に至る光路から分離する分離部と、前記分離部によって分離された光を検出する検出部とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を集光する第３のレンズと、第1のレンズと第３のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、
前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズ素子との間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
前記波面変換光学系の第2のレンズと、第3のレンズが光軸方向に移動可能であり、第2及び第3のレンズが互いの間隔を変化させながら光軸方向に移動することによって前記記録層上のスポットの収束位置と球面収差とを補正する、請求項５または６に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記波面変換光学系の第1〜第3のレンズのうち、少なくとも１つのレンズに、前記光源の波長変化によって発生する収差を補正するホログラムが形成された請求項５から７に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記波面変換光学系の第2のレンズが正または負のメニスカスレンズである請求項１から８に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記対物レンズ光学系はソリッドイマージョンレンズを有し、エバネッセント光を含む光束を前記光記録媒体に照射する請求項１から９に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の光ピックアップと、光記録媒体を回転するモータと、前記光ピックアップから得られる信号に基づいて、前記モータ、前記光ピックアップに用いたレンズ、及び前記光源の少なくともいずれかを制御及び駆動する電気回路とを備えたことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光記録再生装置を備え、入力された情報、及び前記光記録再生装置から再生された情報の少なくともいずれかに基づいて演算を行う演算装置と、前記入力された情報、前記光記録再生装置から再生された情報、及び前記演算装置によって演算された結果の少なくともいずれかを出力する出力装置を備えたことを特徴とするコンピュータ装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の光記録再生装置と、画像情報を前記光記録再生装置に記録する情報に変換する記録用信号処理回路と、前記光記録再生装置から得られる信号を画像に変換する再生用信号処理回路とを備えた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、光記録媒体へ収束した光を照射することにより、この光記録媒体に対して情報を記録または再生する光ピックアップ及びこれを用いた光記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像や音声を初めとする各種の情報を記録する媒体として、CDやDVD、あるいはBD（ブルーレイディスク)といった光ディスクが広く用いられている。このような光記録媒体を用いた光記録再生装置では、光記録媒体に光を照射して情報を記録または再生するため、情報の記録密度は光記録媒体に収束する光スポットの大きさに依存する。従って、記録媒体の大容量化は、光ピックアップにより照射される光スポットを小さくすることによって実現できる。この光スポットの大きさは、対物レンズの開口数に比例し、照射する光の波長に反比例するため、より小さな光スポットを得るには、使用する光の波長を更に短くするか、あるいは、対物レンズの開口数を更に大きくすれば良い。しかし、これまで実用化されている光記録再生装置では、光記録媒体と対物レンズの間が波長に比べて十分大きく離れており、対物レンズに入射する光は開口数が１を超えると、レンズ出射面で全反射するため、記録密度を上げることができなかった。
【０００３】
そこで、対物レンズの開口数が１を超える光記録再生手法として、SIL(ソリッドイマージョンレンズ)を用いた近接場光記録再生法が開発されている。通常、開口数が1を超えと臨界角以上になるため、この領域の光は、対物レンズの出射端面において全反射される。この全反射する光は出射端面からエバネッセント光がしてしみ出しており、近接場光記録再生法では、このエバネッセント光を伝搬できるようにしたものである。このため、対物レンズの出射端面と光記録媒体表面とのエアギャップを、エバネッセント光の減衰距離より短く維持して、開口数が１を越える範囲の光を対物レンズから光記録媒体に透過させている。
【０００４】
このSILを用いた近接場光記録再生法では、従来、光記録媒体の表面に設けられる記録層にのみ情報を記録していたが、記録容量を更に増加させるため、複数の記録層に情報を記録する方法が検討されている。しかし、近接場光記録再生法で複数の記録層に記録するためには、エアギャップを一定に保つことに加えて、深さの異なる記録層の各々に光の収束位置を合わせ、かつ、各収束位置で発生する球面収差を補正する必要がある。
【０００５】
複数の記録層にするため、従来、レンズユニットで収束位置を合わせ、液晶で球面収差を補正するものがあった（例えば、特許文献1参照)。図１５は、前記特許文献1に記載された従来の方法を示すものである。図１５において光記録媒体５０は所定の深さに形成された複数の記録層５１を有している。半導体レーザ５２から出射した光束５３は集光レンズ５４で略平行光となり、球面収差補正用の液晶素子５５と、収束位置制御用のレンズユニット５６を通過して、対物レンズ光学系５７に入射する。尚、本明細書において、収束位置とは、収束した光のビームウエスト位置を意味している。対物レンズ光学系５７は絞りレンズ５７ａと、ソリッドイマージョンレンズのＳＩＬ５７ｂから成り、ＳＩＬ５７ｂの出射端面と、それに対向する光記録媒体５０の表面との間に存在するエアギャップをエバネッセント減衰長さより短くして、エバネッセント光による光伝播が行われるようにしている。
【０００６】
レンズユニット５６は、負のパワーを持つレンズ５６ａと正のパワーを持つレンズ５６ｂからなり、アクチュエータ（図示せず）によって、レンズ５６ａと５６ｂの間隔が変化するよう構成されている。このレンズ５６ａと５６ｂの間隔を変化させることにより、光記録媒体５０の内部における光の収束位置を制御し、所望の情報記録層に光を収束させる。ところが、光記録媒体５０の内部へ入射させた収束光を、所望の記録層５１に収束させると、球面収差が発生し収束状態が悪化する。上述の液晶素子５５は、この球面収差を補正するための光学素子であり、同心的な円形状の電極パターンを有しており、それら電極に印加する電圧に応じて、球面収差の補正量と略々等価な波面を発生するようにしたものである。
【０００７】
対物レンズ光学系５７から射出された収束光は、光記録媒体５０の内部へ入射し、レンズユニット５６による収束位置制御と液晶素子５５の球面収差補正によって、所望の記録層に収束することで、記録層５１に情報を記録または再生するよう構成されている。
【０００８】
また、他の従来例としては、３つのレンズを用いたビームエクスパンダーで光の収束位置を合わせ、かつ、収束位置で発生する球面収差を補正したものがある（例えば、特許文献２参照）。図１６は、前記特許文献２に記載された従来の方法を示すものである。図１６において、光記録媒体６０は、所定の深さに形成された複数の記録層６１を有している。半導体レーザ６２から出射された光は集光レンズ６３で略平行光６４に変換され、ビームスプリッタ６５を通って、ビームエクスパンダー６６に入射する。ビームエクスパンダー６６は、入射した平行光６４を僅かに発散あるいは収束光に変換するもので、負のパワーを持つレンズ６６ａと６６ｂ及び正のパワーを持つレンズ６６ｃの３つで構成されている。レンズ６６ａ及び６６ｂは、光軸と平行な方向に移動自在となるように支持されている。ビームエクスパンダー６６で波面を変換された光は対物レンズ光学系６７に入射する。対物レンズ光学系６７は、1を超える開口数を有するレンズであり、前記特許文献1同様に絞りレンズ６７ａと、ソリッドイマージョンレンズのＳＩＬ６７ｂから構成され、ここに入射した光は収束して光記録媒体６０内部の情報記録層６１に光スポットを形成する。また、光記録媒体６０の表面と、SIL素子６７ｂは、20nm程度のエアギャップがあり、エバネッセント光は光記録媒体６０に伝搬される。
【０００９】
このような構成で、レンズ６６ａ及び６６ｂが互いの間隔を変化させながら光軸方向に移動すると、対物レンズ光学系６７に向けて出射される光が僅かに発散または収束するので、記録層６１内部における光の収束位置が変化する。そして、レンズ６６ａ及び６６ｂの間隔の変化に応じて球面収差も変化するよう構成することで、光記録媒体６０の表面とSIL６６bとの間隔を一定に維持した状態で、所望の記録層６１に光を収束させ、球面収差を補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2003-263770号公報
【特許文献２】特開2009-170076号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の光記録媒体において複数の記録層に情報を記録または再生を行う場合に、光の収束位置の調整は、対物レンズと光記録媒体との距離、すなわち、作動距離を変えることによって達成できた。また、球面収差の補正は、集光レンズを光軸方向に移動して、集光レンズからの出射光を僅かに発散または収束させることによって達成できた。
【００１２】
これに対し、近接場光記録再生法においては、対物レンズと光記録媒体との距離、すなわち、エアギャップを一定に維持する必要があるので、作動距離の変更によって収束位置を調整することはできず、別の調整機構が必要となる。更に、対物レンズの開口数が従来の値より非常に大きいため、光記録媒体の表面からの深さが異なる各記録層に光を収束する場合、収束位置で発生する球面収差が非常に大きくなるため、収束位置に応じて球面収差を補正する必要がある。
【００１３】
上記の特許文献1では、光源と対物レンズとの問に、収束位置を調整するためのビームエクスパンダーと、球面収差を補正するための液晶素子とを設けることによって、近接場光記録再生法において複数の記録層への記録または再生を実現している。しかし、例えば、開口数を１．７、光記録媒体の保護層の屈折率を２．０として、５μm離れた記録層にビームエクスパンダーで収束位置を調整すると、３００ｍλ以上の球面収差が発生する。一般に液晶素子による球面収差補正は１００ｍλ以下であり、３００mλを越えるような球面収差は分解能が不足し実用的な補正は困難である。また、ビームエクスパンダーと液晶素子を併用する結果、光学系が複雑になるという問題もあった。
【００１４】
上記の特許文献２では、３つのレンズを用いたビームエキスパンダで光の収束位置を合わせるとともに、収束位置で発生する球面収差も補正し、近接場光記録再生法において複数の記録層への記録または再生を実現している。しかし、平行光でビームエキスパンダに入射する光を、レンズ６６ａ及び６６ｂの間隔の変化で生じる僅かなレンズの使用領域の変化により球面収差を補正している。このため、対物レンズ光学系が移動すると補正領域から外れ大きな収差が発生してしまう。このためトラッキング制御範囲がこの球面収差補正により制限されてしまうという問題がある。本文献に示されたレンズデータを元に、光記録媒体６０の表面から７μmの位置に光を収束した場合の、対物レンズ光学系６７の移動特性を図１７に示す。横軸はレンズ移動量と対物レンズ光学系に入射する光束径の比であり、正規化したレンズ移動量である。これから分かるように、収差が５０mλまでの領域を実用的な使用範囲とすると、正規化したレンズ移動量は１０μm以下であり、光束径１ｍｍに換算した時のトラッキング制御範囲は非常に狭い。また、６μm離れた記録層をこのビームエクスパンダーで収束位置調整すると、４０mλ程度の球面収収差が発生するという問題があった。
【００１５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、特に近接場光記録再生法において複数の記録層を有する光記録媒体に対して情報の記録または再生を行うために用いられ、シンプルな構成を有する光ピックアップと、この光ピックアップ光学系を用いた光記録再生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】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明に係わる光ピックアップは、収束発散する光路を有する波面変換光学系によって複数の記録層における光の収束位置と球面収差とを補正するものである。
【００１７】
本発明に係わる望ましい第１の構成は、複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、１を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を平行光に変換する集光レンズと、この平行光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を再度集光する第３のレンズと、第1のレンズと第３のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズとの間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係わる望ましい第２の構成は、複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、１を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系と、前記光記録媒体によって反射された光を、前記光源から前記光記録媒体に至る光路から分離する分離光学系と、前記分離光学系によって分離された光を検出する検出部とを備え、前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を平行光に変換する集光レンズと、この平行光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を再度集光する第３のレンズと、第1のレンズと第３のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズとの間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係わる望ましい第３の構成は、複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、１を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を集光する第３のレンズと、第1のレンズと第３のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズ素子との間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係わる望ましい第４の構成は、複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、１を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系と、前記光記録媒体によって反射された光を、前記光源から前記光記録媒体に至る光路から分離する分離部と、前記分離部によって分離された光を検出する検出部とを備え、前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を集光する第３のレンズと、第1のレンズと第３のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズ素子との間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする。
【００２１】
上記のように光ピックアップ構成すれば、波面変換光学系に含まれるレンズの間隔を制御することにより、収束光の収束位置の調整と同時に球面収差が補正される。
【００２２】
尚、本明細書において、「収束位置の調整と球面収差の補正」とは、収束位置及び球面収差を、いずれも光ピックアップとして使用可能な許容範囲内にすることを意味しており、必ずしも両方が光学特性上の最良状態に一致することを意味しているわけではない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、波面変換光学系のビームエクスパンダーのみによって、収束位置の調整と球面収差の補正とが可能となる。また、収束発散光路中で球面収差を補正するため、従来例のように僅かなレンズの使用領域の変化による球面収差を補正と異なり、トラッキング範囲を拡大できる。したがって、シンプルな構成の光ピックアップ及び、これを用いた光記録再生装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップの構成を示す模式図
【図２】本発明の第１の実施形態における対物レンズ光学系の一部と光記録媒体の詳細を示す模式図
【図３】本発明の第１の実施形態におけるビームエクスパンダーの動作を示す模式図
【図４】本発明の第１の実施形態におけるエアギャップと反射率の関係を示すグラフ
【図５】本発明の第１の実施形態における設計例の球面収差を示すグラフ
【図６】本発明の第１の実施形態における設計例の記録層の深さと収差を示すグラフ
【図７】本発明の第１の実施形態における設計例の記録深さとレンズ移動量の関係を示すグラフ
【図８】本発明の第１の実施形態における設計例の記録深さとレンズ移動量の関係を示すグラフ
【図９】本発明の第１の実施形態における設計例の正規化した対物レンズ光学系の移動量と収差の関係を示すグラフ
【図１０】本発明の第１の実施形態における色収差補正レンズ構成を示す模式図
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップの構成を示す模式図
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る光記録再生装置を示す模式図
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るコンピュータ装置を示す模式図
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る光ディスクレコーダを示す模式図
【図１５】従来の光ピックアップの一例の概略構成を示す第１の模式図
【図１６】従来の光ピックアップに一例の概略構成を示す第２の模式図
【図１７】従来の光ピックアップの第２の模式図における正規化した対物レンズ光学系の移動量と収差の関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施形態に係わる光ピックアップの構成を示す模式図である。図２は、図１に示される対物レンズ光学系の一部と光記録媒体の詳細を示す模式図である。図３は、図１に示されるビームエクスパンダーの詳細を示す模式図である。
【００２７】
図１及び図２において、１は波長が略４０５ｎｍの光を出射する半導体レーザであり、３は集光レンズ、５はビームエクスパンダー、８は対物レンズ光学系である。２１は波長が略６５５ｎｍの光を出射する半導体レーザであり、２４は集光レンズである。３０は光記録媒であり、３１の記録層が形成されている。
【００２８】
半導体レーザ１から発散光として出射した光束２は、集光レンズ３によって集光され略平行光になり、ビームスプリッタ４に入射する。ビームスプリッタ４は偏光面が入射面に平行方向の偏光（以下、Ｓ偏光と記す）を反射し、それと直角方向の偏光（以下、Ｐ偏光と記す）を透過する偏光分離特性を持っている。半導体レーザ１から出射した光束２は、P偏光でビームスプリッタ４に入射するよう設定されており、ここを透過して、ビームエクスパンダー５に入射する。ビームエクスパンダー５は、正のパワーを持つ第１のレンズ５ａと、メニスカスレンズである第２のレンズ５ｂ及び、正のパワーを持つ第３のレンズ５ｃの3つのレンズから構成されている。更に、本実施形態では、３つのレンズのうち第２のレンズ５ｂと第3のレンズ５ｃは、光軸方向に移動自在となるように支持されている。そして、この第２のレンズ５ａと第3のレンズ５ｃは、図示しないアクチュエータによって移動されるよう構成されている。従って、ビームエクスパンダー５に入射した光束２は第１のレンズ５ａで一旦収束した後、第２のレンズ５ｂを透過して、第３のレンズ５ｃで再び集光される。ビームエクスパンダーを出射した光束２は、平行光か僅かな発散光あるいは収束光となり、波長板６によってＰ偏光から円偏光に変換され、ビームスプリッタ７に入射する。ビームスプリッタ７は、波長４０５ｎｍの光を透過し、波長６５５ｎｍの光を反射する波長選択性を持っており、波長４０５ｎｍの光束２はここを透過して、対物レンズ光学系８に入射する。対物レンズ光学系８は、1を超える開口数を有するレンズであり、入射光を収束して光記録媒体３０内部の記録層３１に光スポットを形成する。より詳細には、対物レンズ光学系８は、入射した光束２を収束させる正のパワーを持つレンズ８ａと、レンズ８ａによって収束された光を更に収束し、その出射端面からエバネッセント光を出射するSIＬ８bとから構成されている。SIL８ｂは、いわゆるソリッドイマージョンレンズで、図２に示すように、球形レンズの一部を切り取って、半球を超える大きさの部分を残した形状の超半球形状であり、球面側から入射した光束２を屈折させて平面側に収束する。SIL８ｂは入射側の球面で屈折作用を利用するため、SIL８ｂと組み合わせるレンズ８ａの開口数は０．４５程度に抑えることができる。そして、レンズ８ａとSIL８ｂは、鏡筒（図示せず）に固定され対物レンズ光学系８を構成している。
【００２９】
図2に示すように、光記録媒体３０には、所定の深さに複数の記録層３１が形成され、表面には保護層３０ａが設けられている。記録層３１は第１の記録層３１ａ、第２の記録層３１ｂ、第３の記録層３１ｃからなり、各記録層は光の一部を透過し、一部を吸収、一部を反射する特性を有している。記録層３１は、等間隔で積層されても良いし、等間隔ではない所定の間隔で積層されても良い。また、保護層３０ａは、使用時に対物レンズ光学系８と光記録媒体３０とが衝突した場合でも、記録層３１に記録された情報を保護できるように設けられているものである。SIL８bの出射端面と光記録媒体３０の保護層３０ａとの間は２０〜３０nm程度のエアギャップが生じるように配置される。このエアギャップにより、SIL８bと光記録媒体３０とは接触せず、かつ、SIL８ｂから出射するエバネッセント光が光記録媒体３０に伝搬されることになる。従って、光束２はSIL８ｂの出射端面において、臨界角以下の光は通常に光記録媒体３０に伝搬し、臨界角以上の光はエバネッセント光として光記録媒体３０に伝搬される。光記録媒体３０に伝搬した光束２は、保護層３０ａを透過し、所望の記録層３１上に収束する。収束した光の一部は、その記録層３１によって反射され、対物レンズ光学系８、ビームスプリッタ７を通って、波長板６に入射する。波長板６に入射した光束２は円偏光から往路と直交するＳ偏光に変換され、ビームエクスパンダー５を通って、ビームスプリッタ４に入射する。ビームスプリッタ４はＳ偏光を反射するため、光束２はここで反射される。更に、光束２は検出レンズ９によって非点収差が与えられ、光検出器１０に入射する。光検出器１０の出力を演算することによって、フォーカス制御とトラッキング制御に用いるサーボ信号及び情報信号を得ることができる。フォーカス信号は例えば非点収差法、トラッキング信号は例えばプッシュプル法によって検出することができる。
【００３０】
一方、エアギャップを一定に保つための制御方法は、様々な方法が利用できるが、本実施形態では、半導体レーザを用いてＳＩＬ８ｂから出射するエバネッセント光の反射光を利用している。半導体レーザ２１から出射した光束２２はビームスプリッタ２３に入射する。ビームスプリッタ２３はＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する偏光分離特性を持っている。半導体レーザ２１から出射した光束２２は、P偏光でビームスプリッタ２３に入射するよう設定されており、ここを透過して、集光レンズ２４によって略平行光となる。平行光となった光束１２は、波長板２５を通ってＰ偏光から円偏光に変換され、ビームスプリッタ７に入射する。ビームスプリッタ７は、前記のように、波長６５５ｎｍの光を反射する波長選択性を持っており、波長６５５ｎｍの光束２２はここを反射して、対物レンズ光学系８に入射する。対物レンズ光学系８に入射した光束２２は、レンズ８ａによって収束され、SIＬ８bの出射端面からエバネッセント光を出射する。このエバネッセント光は、光記録媒体３０に伝搬する光とSIＬ８bの出射端面で反射する光に別れ、SIＬ８bの出射端面で反射した光は、レンズ８ａを通り、ビームスプリッタ７で反射し、波長板２５に入射する。波長板２５に入射した光束２２は円偏光から往路と直交するＳ偏光に変換されて、ビームスプリッタ２３に入射する。ビームスプリッタ２３はＳ偏光を反射するため、光束２２はここで反射され光検出器２６に入射する。なお、光記録媒体３０に入射した一部の光束２２は、記録層３１で反射して光検出器２６の方向に戻ってくるが、拡散するため光検出器にはほとんど入射しない。
【００３１】
SIＬ８bの出射端面から出射するエバネッセント光のうち、光記録媒体３０に伝搬する光と、SIＬ８bの出射端面で反射する光の割合は、エアギャップの大きさによって変化する。図４はエアギャップと反射光の関係を示した一例であり、対物レンズ光学系の開口数を１．７、波長を４０５ｎｍとし、円偏光を入射させた場合の平均反射率を計算したものである。図４よりエアギャップが大きくなるとエバネッセント光の反射率が増加し、エアギャップが小さくなるとエバネッセント光の反射率が低下する。このため、SIＬ８bの出射端面で反射する光束２２を光検出器１６で検出することによって、エアギャップの大きさを求めることができ、これよりエアギャップを制御するためのサーボ信号が得られる。
【００３２】
次に、本実施形態に係る光ピックアップの機能について図３を用いて説明する。図３（ａ）は、ビームエクスパンダー５を構成する３つのレンズのうち第２のレンズ５ｂが、第１のレンズ５ａと第３のレンズ５ｃの中間位置にある状態を示している。第２のレンズ５ｂがこの位置にある時、ビームエクスパンダー５から出射する光束２は平行光となり、光記録媒体３０内部の第２の記録層３１ｂに収束する。図３（ｂ）は、ビームエクスパンダー５を構成する３つのレンズのうち第２のレンズ５ｂが第３のレンズ５ｃの方向に一定量移動した状態を示している。第２のレンズ５ｂがこの位置にある時、ビームエクスパンダー５から出射する光束２は僅かに収束光となり、光記録媒体３０内の光の収束位置が変化して、第１の記録層３１ａに収束する。この時に発生する球面収差は、主に第２のレンズ５ｂの一方のレンズ面５ｂ１を非球面にすることにより補正している。次に、図３（ｃ）は、ビームエクスパンダー５を構成する３つのレンズのうち第２のレンズ５ｂが第１のレンズ５ａの方向に一定量移動した状態を示している。第２のレンズ５ｂがこの位置にある時、ビームエクスパンダー５から出射する光束２は僅かに発散光となり、光記録媒体３０内の光の収束位置が変化して、第３の記録層３１ｃに収束する。この時に発生する球面収差は、主に第２のレンズ５ｂのもう一方のレンズ面５ｂ２を非球面にすることにより補正している。
【００３３】
このように、第２のレンズ５ｂを光軸方向に移動すると、対物レンズ光学系８に向けて出射される光が僅かに発散または収束する。このため、光記録媒体３０内部における収束位置を変化でき、第２のレンズ５ｂを通過する光のレンズ面における領域変化を利用して、球面収差を補正することができる。よって、光記録媒体３０の表面とSIL８ｂとのエアギャップを一定にした状態で、所望の記録層３１に光を収束させることが可能となる。
【００３４】
本実施形態に係るビームエクスパンダー５では、光束２が第２のレンズ５ｂの通過する際、レンズ面の透過領域が大きく変化するため、球面収差を十分補正できるよう設計できる。よって、対物レンズ光学系がトラッキング方向に移動しても補正領域から外れることはなく、球面収差補正に伴ってトラッキング制御範囲を制限することはない。
【００３５】
本実施形態に係る光ピックアップにおいて、光記録媒体３０に記録または再生する場合、光束２が所望の記録層３１に対して収束するよう、第２のレンズ５ｂをあらかじめ決められた位置に設定しても良いし、前記のフォーカス信号を用いて、光束２が所望の記録層３１に対して常に収束するよう第２のレンズ５ｂを制御しても良い。
【００３６】
なお、これまでの説明では、ビームエクスパンダー５を構成する３つのレンズのうち第２のレンズ５ｂを光軸方向に移動して、収束位置の調整と球面収差を補正したが、第２のレンズ５ｂを光軸方向に移動するとともに、第３のレンズ５ｃを僅かに光軸方向に移動することにより、記録層３１以外の位置における更なる球面収差の低減と、波長の変化に対する球面収差の低減を図ることができる。このように、第２のレンズ５ｂと５ｃを光軸方向に移動して収束位置の調整と球面収差の補正を行う場合、同時に行っても良いし、順にあるいは段階的に行っても良い。
【００３７】
次に、具体的な設計例について説明する。第１〜第３の記録層３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、それぞれ光記録媒体の表面から深さ１μm、4μm及び７μmの位置に設けられている場合を想定する。設計例では、光源波長を４０５ｎｍ、対物レンズ光学系８の開口数を１．７、対物レンズ光学系の焦点距離を０．７０８として、光ピックアップを設計した。また、第１のレンズ５ａと第３のレンズ５ｃは正のパワーを持つレンズ、第２のレンズ５ｂはメニスカスレンズとし、屈折率はともに１．６２３９とした。
【００３８】
第１のレンズ５ａと第３のレンズ５ｃの焦点距離は各々６ｍｍとし、第２のレンズ５ｂのレンズ面５ｂ２は曲率半径が２．９１２ｍｍで負のパワーを持ち、レンズ面５ｂ１は曲率半径が３．５ｍｍで正のパワーを持つものとする。また、第２のレンズ５ｂのレンズ厚は２．８ｍｍとした。第１のレンズ５ａと５ｃの非球面係数は、図３（ａ）のように、第２のレンズ５ｂが中間位置にあって、光束２が第２の記録層３１ｂに収束するときに収差が小さくなるように設定されている。第２のレンズ５ｂのレンズ面５ｂ１の非球面係数は、図３（ｂ）のように、第２のレンズ５ｂのレンズ面５ｂ２が第１のレンズ５ａの焦点位置近傍にあって、光束２が第１の記録層３１ａに収束するときに収差が小さくなるよう設定されている。第２のレンズ５ｂのレンズ面５ｂ２の非球面係数は、図３（ｃ）のように、第２のレンズ５ｂのレンズ面５ｂ１が第３のレンズ５ｃの焦点位置近傍にあって、光束２が第３の記録層３１ｃに収束するときに収差が小さくなるよう設定されている。
【００３９】
図５、図６は、本実施例に係る光ピックアップの球面収差を示すグラフである。図５において（ａ）は、深さ１μmの第１の記録層３１ａに収束した状態に対応し、（ｂ）は、深さ４μmの第２の記録層３１ｂに収束した状態に対応し、（ｃ）は、深さ７μmの第３の記録層３１ｃに収束した状態に対応する。このグラフから分かるように、光記録媒体３０からの深さが１μm、4μm及び７μmの３点の記録層で、球面収差は良く補正されている。一方、図６は、任意の深さに収束した状態の球面収差を示している。図６において（ａ）は第２のレンズ５ｂのみを光軸方向に移動して、収束位置を変化させたときの球面収差を表している。（ｂ）は第２のレンズ５ｂと第３のレンズ５ｃを光軸方向に移動して、収束位置を変化させたときの球面収差を表している。このグラフより、第３のレンズ５ｃを動かすことにより任意の深さで更に球面収差を低減できることが分かる。しかし、第２のレンズ５ｂのみを光軸方向に移動した場合でも、球面収差の最大値は３０ｍλ程度であり、任意の位置で十分に実用範囲にある。第２のレンズ５ｂと第３のレンズ５ｃを光軸方向に移動した場合は、更に半導体レーザ１の波長が変化することによる収差も、良好に補正することができる。
【００４０】
図７は、ビームエクスパンダー５を構成する第２のレンズ５ｂを光軸方向に移動した時の、記録層の深さとレンズ移動量の対応関係を示している。図７において、記録層の深４μｍを中心に±3μｍ変えるには、第２のレンズ５ｂを−０．８７ｍｍから０．８５ｍｍ移動することになり、光路長としては略±１．４ｍｍ変化することになる。このため、第２のレンズ５ｂのレンズ面５ｂ２が第１のレンズ５ａの焦点位置近傍で、レンズ面５ｂ１が第３のレンズ５ｃの焦点位置近傍になっている。
【００４１】
図８は、ビームエクスパンダー５を構成する第２のレンズ５ｂと第３のレンズ５ｃを光軸方向に移動した時の、記録層の深さとレンズ移動量の対応関係を示している。図８（ａ）は第２のレンズ５ｂの移動量、図８（ｂ）は第３のレンズ５ｃの移動量との関係を示している。図８において、第２のレンズ５ｂを大きく移動し、第３のレンズ５ｃを僅かに移動することで、光記録媒体内の光スポットを任意の位置に形成することができる。
【００４２】
図９は、第３の記録層３１ｃに光束２を収束した場合の、対物レンズ光学系の移動特性を示す。横軸はレンズ移動量と対物レンズ光学系に入射する光束径の比であり、正規化した対物レンズ光学系の移動量である。これから分かるように、正規化した対物レンズ光学系移動量に対する収差は、従来例の半分程度に改善されている。このためトラッキング制御範囲が拡大し、より制御性能を向上させることができる。
【００４３】
第１の実施形態に係わる光ピックアップでは、光束２を第１の記録層３１ａに収束させる時は、レンズ面５ｂ２が第１のレンズ５ａの焦点位置近傍になり、第３の記録層３１ｃに収束させる時は、レンズ面５ｂ１が第３のレンズ５ｃの焦点位置近傍になるよう設定した。しかし、第２のレンズ５ｂのレンズ面５ｂ１、５ｂ２はこの位置に限定されるものではない。第２のレンズ５ｂは第１、第３のレンズ５ａ、５ｃの間であれば任意の位置で良く、その位置に置いて球面収差が小さくなるように設計すれば良い。ただしレンズ面５ｂ１、５ｂ２が第３、第１のレンズの焦点位置から大きく離れる場合、第１の記録層３１ａと第３の記録層３ｃの球面収差を補正するには、レンズ面５ｂ１と５ｂ２の非球面係数を合わせて設計する必要がある。
【００４４】
また、ビームエクスパンダー５を構成する少なくとも１つのレンズ表面に、色収差を補正するホログラムを形成することにより、半導体レーザ１の波長が変化した場合に発生する球面収差を抑えることができる。図１０は第１のレンズ５ａに色収差補正用のホログラム５ａ１を形成した模式図である。図１０においてホログラム５ａ１は同心円状に形成され、そのピッチは中心から外周に向かって順次小さくなるよう構成されている。更に回折効率を良くするため、断面形状は鋸歯状になっている。レンズは波長が短くなると、屈折率が大きくなり、屈折角が大きくなるが、ホログラムは波長が短くなると、回折角が小さくなり、波長変化による球面収差を打ち消すことができる。
【００４５】
以上、説明したように、本実施形態に係るビームエクスパンダー５では、光記録媒体３０内における収束位置の調整と同時に球面収差を補正することができる。したがって、本実施形態によれば、記録層の深さの違いに起因する球面収差や、対物レンズ系が有する球面収収差を補正するために液晶素子のような別途の光学素子を設ける必要がなく、シンプル構成で光ピックアップを実現できる。また、対物レンズ光学系がトラッキング方向に移動しても補正領域から外れるようなことはない。このような光ピックアップは、近接場光記録再生方式のように、対物レンズ光学系８の作動距離を一定の範囲内に厳密に維持する必要がある場合に特に有用である。
【００４６】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップの構成を示す模式図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、ビームエクスパンダー９と集光レンズが一体化されている点であり、それ以外は、第１の実施形態と同様である。従って、本実施形態において、第１の実施形態と同一符号を付与している構成部材については、特に説明のない限り、第１の実施形態と同様の機能を持つものとする。図１１において、９はビームエクスパンダーで、正のパワーを持つ第１のレンズ９ａと第３のレンズ９ｃ及びメニスカスレンズである第２のレンズ９ｂの３つのレンズから構成されている。
【００４７】
半導体レーザ１から発散光として出射した光束２は、偏光分離特性を持つビームスプリッタ１２にＰ偏光で入射し、ここを透過してビームエクスパンダー９に入射する。ビームエクスパンダー９の3つのレンズのうち第２のレンズ５ｂと第３のレンズ５ｃは、光軸方向に移動自在となるように支持されて、図示しないアクチュエータによって移動されるよう構成されている。ビームエクスパンダー９に入射した光束２は第１のレンズ９ａにより発散光から収束光に変換され、第２のレンズ９ｂを透過して、再び発散光となり第３のレンズ９ｃで集光される。ビームエクスパンダー９を出射した光束２は、平行光か僅かな発散光あるいは収束光となり、波長板６、ビームスプリッタ７を透過して、対物レンズ光学系８に入射する。エバネッセント光を伝搬することにより、１を越える開口数を持たせた対物レンズ光学系８により、入射光を収束して光記録媒体３０内部の記録層３１に光スポットを形成する。光の一部は、記録層３１によって反射され、対物レンズ光学系８、ビームスプリッタ７、波長板６、ビームエクスパンダー５を通って、ビームスプリッタ１２に入射する。波長板６の作用によりＳ偏光に変換された光束２は、このビームスプリッタ１２で反射され、非点収差を付与する検出レンズ１３を通って光検出器１０に入射する。光検出器１０よりフォーカス制御とトラッキング制御に用いるサーボ信号及び情報信号を得ることができる。
【００４８】
また、半導体レーザ２１から出射した光束２２は、ビームスプリッタ２３、集光レンズ２４、波長板２５を通り、ビームスプリッタ７で反射して、対物レンズ光学系８に入射する。対物レンズ光学系８に入射した光束２２の一部は、ＳIＬ８bの出射端面で反射され、レンズ８ａ、ビームスプリッタ７、波長板２５、ビームスプリッタ２３を通り、光検出器２６に入射する。第１の実施形態と同様に、ここで検出された信号より、光記録媒体の表面と、ＳＩＬ８ｂのエアギャップを一定に保つための制御信号が得られる。
【００４９】
本実施形態に係る光ピックアップでは、ビームエクスパンダー９を構成する３つのレンズのうち、第１のレンズ９ａが第１の実施形態における集光レンズ３と第１のレンズ５ａを兼ねおり、光学系をより簡素に構成することができる。なお、ビームスプリッタ１２は半導体レーザ１から出射し光記録媒体３０に向かう光と、光記録媒体３０で反射し光検出器１１に向かう光を発散光路中で分離する必要があり、角度依存性の少ない偏光分離特性が求められる。ビームエクスパンダー９の動作は、第１の実施形態と同様であり、第２のレンズ９ｂが第１のレンズ９ａと第３のレンズ９ｃの中間位置にある時、ビームエクスパンダー９から出射する光束２は平行光となり、光記録媒体３０内部の第２の記録層３１ｂに収束する。第２のレンズ９ｂが第３のレンズ９ｃの方向に一定量移動すると、ビームエクスパンダー９から出射する光束２は僅かに収束光となり、光記録媒体３０における光の収束位置が変化して、第１の記録層３１ａに収束する。この時に発生する球面収差は、主に第２のレンズ９ｂの一方のレンズ面９ｂ１を非球面にすることにより補正している。第２のレンズ９ｂが第１のレンズ９ａの方向に一定量移動すると、ビームエクスパンダー９から出射する光束２は僅かに発散光となり、光記録媒体３０における光の収束位置が変化して、第３の記録層３１ｃに収束する。この時に発生する球面収差は、主に第２のレンズ９ｂのもう一方のレンズ面９ｂ２を非球面にすることにより補正している。
【００５０】
このように、レンズ９ｂを光軸方向に移動すると、対物レンズ光学系８に向けて出射される光が僅かに発散または収束する。これにより、光記録媒体３０内部における光束の収束位置を変化でき、光束２が第２のレンズ９ｂの通過する際、レンズ面の透過領域が大きく変化ため、球面収差を十分補正できるよう設計できる。また、対物レンズ光学系がトラッキング方向に移動しても補正領域から外れることはなく、トラッキング制御範囲を制限することはない。よって、光記録媒体３０の表面とSIL８ｂとのエアギャップを一定にした状態で、所望の記録層３１に光を収束させることが可能とる。
【００５１】
本実施形態に係る光ピックアップで、光記録媒体３０に記録または再生する場合、光束２が所望の各記録層３１に対して収束するよう、第２のレンズ９ｂをあらかじめ決められた位置に設定しても良いし、前記のフォーカス信号を用いて、光束２が所望の記録層３１に対して常に収束するよう第２のレンズ５ｂを制御しても良い。
【００５２】
なお、これまでの説明では、ビームエクスパンダー９を構成する３つのレンズのうち第２のレンズ９ｂを光軸方向に移動して、収束位置の調整と球面収差を補正したが、第２のレンズ９ｂを光軸方向に移動するとともに、第３のレンズ９ｃを僅かに光軸方向に移動することにより、記録層３１以外の位置における更なる球面収差の低減と、波長の変化に対する球面収差の低減を図ることができる。このように、第２のレンズ９ｂと第３のレンズ９ｃを光軸方向に移動して収束位置の調整と球面収差の補正を行う場合、同時に行っても良いし、順にあるいは段階的に行っても良い。
【００５３】
また、第１の実施形態同様に、光束２を第１および第３の記録層３１ａ、３１ｃに収束させる場合、レンズ面９ｂ２、９ｂ１は、それぞれ第１および第３のレンズ９ａ、９ｃの焦点位置近傍に限定されるものではない。任意の位置において設計することが可能であり、さらに、ビームエクスパンダー９を構成する少なくとも１つのレンズの表面に、色収差を補正するホログラムを形成することにより、半導体レーザ１の波長が変化した場合に発生する球面収差を抑えることができる。
【００５４】
本実施形態に係る光ピックアップでは、球面収収差を補正するために液晶素子のような別途の光学素子を設ける必要がなく、シンプルな光ピックアップを実現できる。また、対物レンズ光学系がトラッキング方向に移動しても補正領域から外れるようなことはない。このような光ピックアップ光学系は、近接場光記録再生方式のように、対物レンズ光学系８の作動距離を一定の範囲内に厳密に維持する必要がある場合に特に有用である。
【００５５】
第１及び第２の実施形態に係わる光ピックアップでは、対物レンズ光学系８のＳＩＬ８ｂは、球形レンズの一部を切り取って、半球を超える大きさの部分を残した形状の超半球形状で、その入射側の面から入射した光束２を屈折させて出射面に収束した。しかし、SIL８ｂを半球形状にして、入射側の面から入射した光束を屈折させることなく出射面に集光してもよい。超半球形状をスーパソリッドイマージョンレンズ、半球形状をソリッドイマージョンレンズと呼んで区別することがあるが、本明細書では両者を区別せずにソリッドイマージョンレンズとした。また、ＳＩＬ８ｂを半球形状にした場合、対物レンズ光学系の開口数を上げるには、レンズ８ａに求められる開口数は超半球形状を用いた場合より大きくなる。
【００５６】
また、第１及び第２の実施形態では、３層の記録層を有する光記録媒体を例に説明したが、当然、記録層は３層に限定されるものではない。また、ここで用いる光記録媒体は、書き換え可能な相変化型光ディスク、再生専用光ディスク、光磁気ディスク等、情報の記録・再生、消去の少なくとも1つにおいて光が照射されるものであれば良く、様々な規格の媒体が利用できる。
【００５７】
（実施の形態３）
本発明の光ピックアップを用いた光記録再生装置の実施の形態を図１２に示す。図１２において光記録媒体１００は、ターンテーブル１０５に搭載され、モータ１０４によって回転される。第１、第２の実施形態に示した光ピックアップ１０２は、光記録媒体１００の所望の情報の存在するトラックのところまで、駆動装置１０１によって移送される。
【００５８】
光ピックアップ１０２は、光記録媒体１００との位置関係に対応して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を電気回路１０３へ送る。電気回路１０３はこの信号に対応して、光ヘッド１０２へ、対物レンズを駆動させるための信号を送る。この信号によって、光ピックアップ１０２は、光記録媒体１００に対してフォーカス制御とトラッキング制御とを行い、情報の読み出し、書き込み又は消去を行う。
【００５９】
以上の説明において、搭載する光記録媒体１００は、近接場光により記録再生のための複数の記録層を有す光記録媒体である。本実施の形態の光記録再生装置１０７は、前記本発明の光ピックアップを用いることにより、１つの光ピックアップで、複数の記録層に記録または再生することができる。
【００６０】
（実施の形態４）
本実施の形態は、前記実施形態３に係る光記録再生装置１０７を具備したコンピュータ装置の実施の形態である。図１３は、本実施の形態に係るコンピュータの斜視図である。図１３に示したコンピュータ１０９は、実施形態３に係る光記録再生装置１０７と、情報の入力を行うためのキーボード１１１とマウス１１２などの入力装置と、入力装置から入力された情報や、光記録再生装置１０７から読み出した情報などに基づいて演算を行うＣＰＵなどの演算装置１０８と、演算装置１０８によって演算された結果の情報を表示するブラウン管や、液晶表示装置などの出力装置１１０とを備えている。
【００６１】
本実施の形態に係るコンピュータ装置は、前記実施形態３に係る光記録再生装置１０７を具備しており、近接場光により記録再生のための複数の記録層を持つ光記録媒体を安定に記録又は再生できるので、広い用途に使用できる。
【００６２】
（実施の形態５）
本実施の形態は、前記実施形態３に係る光記録再生装置１０７を具備した光ディスクレコーダの実施の形態である。図１４は、本実施の形態に係る光ディスクレコーダの斜視図である。図１４に示した光ディスクレコーダ１１５は、実施形態３に係る光記録再生装置１０７と、画像信号を光記録再生装置１０７によって、光記録媒体へ記録する情報信号に変換する記録信号処理回路１１３を備えている。
【００６３】
光記録再生装置１０７から得られる情報信号を、画像信号に変換する再生信号処理回路１１４も有することが望ましい。この構成によれば、既に記録した部分を再生することも可能となる。更に、情報を表示するブラウン管、液晶表示装置などの出力装置１１０を備えてもよい。
【００６４】
本実施の形態に係る光ディスクレコーダは、前記実施形態３に係る光記録再生装置１０７を具備しており、近接場光により記録再生のための複数の記録層を持つ光記録媒体を安定を安定に記録又は再生できるので、広い用途に使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る光ピックアップ及び光記録再生装置は、近接場光記録再生法において安定した情報の記録または再生ができ光記録媒体への高密度記録が可能になる。よって、この応用機器である大容量の光ディスクレコーダやコンピュータ用メモリ装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１    半導体レーザ
２    光束
３    集光レンズ
５    ビームエクスパンダ−
５ａ    第１のレンズ
５ｂ    第２のレンズ
５ｃ    第３のレンズ
８    対物レンズ光学系
８ａ    レンズ
８ｂ    ＳＩＬ（ソリッドドイマージョンレンズ）
９    ビームエクスパンダ−
９ａ    第１のレンズ
９ｂ    第２のレンズ
９ｃ    第３のレンズ
１０    検出レンズ
１１    光検出器
１３    光検出器
２１    半導体レーザ
３０    光記録媒体
３０ａ    保護層
３１    記録層
３１ａ    第１の記録層
３１ａ    第２の記録層
３１ａ    第３の記録層
１０７    光記録再生装置
１０９    コンピュータ装置
１１５    光ディスクレコーダ
【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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