(57)【要約】【課題】記録層が２以上設けられた光ディスクにおける表面樹脂層の厚み差や中間層の厚み差に起因して生じる球面収差の影響を低減可能な光ディスク装置及びその光ディスク装置に組み込まれる光ヘッド装置、を提供する。【解決手段】この発明の光ヘッド装置は、記録面からの反射光を受光して光強度に対応する出力信号を出力する光検出器５３と、対物レンズ３１の焦点位置に、対物レンズと光ディスクの任意の記録層との間の距離が一致するよう対物レンズを移動させるための制御量を設定する信号処理回路４と、対物レンズの焦点距離に誤差を与える収差成分の影響を補正する光路長補正機構４１と、光路長補正機構が補正すべき補正量を求める厚み差検出回路６と、厚み検出回路により検出された対物レンズの焦点距離に誤差を与える収差成分の影響を補正する補正信号を生成し、光路長補正機構に供給する収差補正回路７を有する。【選択図】  図１
2008192188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出力する光源と、
この光源からの光を記録媒体の記録層に集光し、その記録層で反射された反射光を捕捉する対物レンズと、
この対物レンズにより捕捉された記録層からの反射光を受光して光強度に対応する出力信号を出力する光検出器と、
この光検出器の出力から、前記対物レンズの焦点距離に、前記対物レンズと記録媒体の記録層との間の距離が一致するよう前記対物レンズを移動させるための制御量を設定する信号処理回路と、
前記光源と前記対物レンズとの間に位置され、記録媒体の透明基板と記録層との間の距離に基づいて、前記対物レンズの焦点距離に誤差を与える収差成分の影響を補正する光路長補正機構と、
前記光検出器の出力から、前記光路長補正機構が補正すべき補正量を求める厚み差検出回路と、
この厚み検出回路により検出された前記対物レンズの焦点距離に誤差を与える収差成分の影響を補正する補正信号を生成し、前記光路長補正機構に供給する収差補正回路と、
を有することを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記厚み差検出回路は、前記対物レンズが、記録媒体の記録層から離れた所定の位置から次第に記録層に近づく方向に移動される際に、前記光検出器により得られるフォーカスエラー信号から、その極性が反転するゼロクロス点と、ゼロクロス点の前後に現れるゼロクロス点の近傍の所定の２点の出力に基づいて、前記記録媒体の透明基板と記録層との間の距離を求めることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記厚み差検出回路は、前記光検出器から出力される「Ｓ」字曲線の出力信号のうちのゼロクロス点と、そのゼロクロス点の前後に現れるゼロクロス点の近傍の所定の２点を抽出し、最初に出力されたゼロクロス点と次に出力されたゼロクロス点に基づいて、前記透明基板の厚みを検出することを特徴とする請求項２記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記光路長補正機構は、液晶層を電極により挟み込み、電極間に印加される電圧に応じて屈折率が変化される液晶素子を含むことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記光路長補正機構は、第１の極性が与えられた第１のレンズと第１の極性と逆の極性が与えられた第２のレンズとを含み、その一方が、前記対物レンズの光軸方向に移動されるリレーレンズ機構を含むことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
光を出力する光源と、
この光源からの光を記録媒体の記録層に集光し、その記録層で反射された反射光を捕捉する対物レンズと、
この対物レンズにより捕捉された記録層からの反射光を受光して光強度に対応する出力信号を出力する光検出器と、
この光検出器の出力から、前記対物レンズの焦点距離に、前記対物レンズと記録媒体の記録層との間の距離が一致するよう前記対物レンズを移動させるための制御量を設定する信号処理回路と、
前記光源と前記対物レンズとの間に位置され、記録媒体の透明基板と記録層との間の距離に基づいて、前記対物レンズの焦点距離に誤差を与える収差成分の影響を補正する光路長補正機構と、
前記光検出器の出力から、前記光路長補正機構が補正すべき補正量を求める厚み差検出回路と、
この厚み検出回路により検出された前記対物レンズの焦点距離に誤差を与える収差成分の影響を補正する補正信号を生成し、前記光路長補正機構に供給する収差補正回路と、
少なくとも前記対物レンズを保持し、前記対物レンズの焦点距離に、前記対物レンズと記録媒体の記録層との間の距離が一致するよう前記対物レンズを移動させるアクチュエータと、
このアクチュエータを、少なくとも前記対物レンズの焦点距離に、前記対物レンズと記録媒体の記録層との間の距離が一致するよう移動させるための推力を発生させる駆動装置と、
記録媒体を所定速度で回転させる回転装置と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
前記厚み差検出回路は、前記対物レンズが、記録媒体の記録層から離れた所定の位置から次第に記録層に近づく方向に移動される際に、前記光検出器により得られるフォーカスエラー信号から、その極性が反転するゼロクロス点と、ゼロクロス点の前後に現れるゼロクロス点の近傍の所定の２点の出力に基づいて、記録媒体の透明基板と記録層との間の距離を求めることを特徴とする請求項６記載の光ディスク装置。
【請求項８】
前記厚み差検出回路は、前記光検出器から出力される「Ｓ」字曲線の出力信号のうちのゼロクロス点と、そのゼロクロス点の前後に現れるゼロクロス点の近傍の所定の２点を抽出し、最初に出力されたゼロクロス点と次に出力されたゼロクロス点に基づいて、記録媒体の透明基板の厚みを検出することを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項９】
光源からの光を記録媒体の記録層に集光するレンズを保持したアクチュエータを、記録媒体の記録層から離れた所定の位置に移動させた後、次第に記録媒体の記録層に近づく方向に位置させ、
レンズが移動されることにより出力される光検出器の出力の極性が反転する移動量に対して所定量手前で得られる第１の出力と光検出器の出力の極性が反転する移動量に対して所定量経過後に得られる第２の出力とを、記録媒体の透明基板の表面および記録層のそれぞれについて、光検出器の出力の極性が反転する移動量から求め、
求められた透明基板の表面と記録層から透明基板の厚さを、記録媒体の記録面の複数の半径位置及び同一半径上の複数の位置で求め、
前記レンズに固有の焦点距離を、記録媒体の記録面の複数の半径位置及び同一半径上の複数の位置で求められた透明基板の厚さを用いて補正する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、透明な樹脂材料を基板として記録層が設けられた光ディスクの厚み差や記録層が２以上設けられた光ディスクにおける中間層の厚み差に起因して生じる球面収差の影響を低減可能な光ディスク装置及びその光ディスク装置に組み込まれる光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて情報の記録と再生が可能な情報記録媒体すなわち光ディスクが実用化されて久しい。反面、光ディスクの規格としては、ＣＤ（コンパクトディスク）規格に続いてＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）規格が登場し、ＤＶＤ規格をさらに高密度化したＨＤ  ＤＶＤ規格も既に実用化されている。
【０００３】
また、ＤＶＤ規格及びＨＤ  ＤＶＤ規格の光ディスクには、記録層の数を２以上として記録容量を高めた２層あるいはＤＬと呼ばれる光ディスクが存在する。
【０００４】
このような、２層以上の記録層を有する光ディスクにおいて、所望の記録層までのポリカーボネイト層等のディスク基板の厚み差に起因する３次の球面収差（ＳＡ３）が発生する。
【０００５】
このＳＡ３は、再生・記録特性を劣化させることが知られている。
【０００６】
ＳＡ３を補正するために、レンズを機械的制御したり、液晶素子を用いたりする技術があるが、これをディスク毎、またはディスクの半径位置毎に制御するには、制御のための検出信号が必要となる。
【０００７】
なお、特許文献１には、基準となる基板の厚みの１点（０．６ｍｍ）において、フォーカスエラー信号のゼロクロスを検出して、光ディスクの表面と記録層（ゼロクロス点）との間の間隔を基板厚みとすることが示されている。
【特許文献１】特開２００３−９１８５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、フォーカスエラー信号のゼロクロスを用いて基板厚みを検出することが示されているが、ゼロクロスを用いて基板の表面と記録層との間の距離を検出した結果を、球面収差成分を除去するために用いる説明は見当たらない。
【０００９】
この発明の目的は、透明な樹脂材料を基板として記録層が設けられた光ディスクの厚み差や記録層が２以上設けられた光ディスクにおける中間層の厚み差に起因して生じる球面収差の影響を低減可能な光ディスク装置及びその光ディスク装置に組み込まれる光ヘッド装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、光を出力する光源と、この光源からの光を記録媒体の記録層に集光し、その記録層で反射された反射光を捕捉する対物レンズと、この対物レンズにより捕捉された記録層からの反射光を受光して光強度に対応する出力信号を出力する光検出器と、この光検出器の出力から、前記対物レンズの焦点距離に、前記対物レンズと記録媒体の記録層との間の距離が一致するよう前記対物レンズを移動させるための制御量を設定する信号処理回路と、前記光源と前記対物レンズとの間に位置され、記録媒体の透明基板と記録層との間の距離に基づいて、前記対物レンズの焦点距離に誤差を与える収差成分の影響を補正する光路長補正機構と、前記光検出器の出力から、前記光路長補正機構が補正すべき補正量を求める厚み差検出回路と、この厚み検出回路により検出された前記対物レンズの焦点距離に誤差を与える収差成分の影響を補正する補正信号を生成し、前記光路長補正機構に供給する収差補正回路と、を有することを特徴とする光ヘッド装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、光ヘッド装置（および光ディスク装置）においては、対物レンズを光ディスクの記録面と直交するフォーカス方向に移動させる際にフォーカスエラー信号として得られる信号からゼロクロス点を挟む所定のレンズ移動距離に基づいて光ディスクの透明基板と記録層との間の間隔すなわち透明基板の厚さや、記録層が２以上形成されている光ディスクにおける中間層の厚さを光ディスクの複数の位置で検出し、検出した位置毎に、球面収差補正回路により、対物レンズにより記録層に集光される光ビームの集光特性（結像特性）を補償している。これにより、フォーカスエラーによるフォーカス外れに対し、光ディスクの透明基板、あるいは複数の記録層が設けられている光ディスクの中間層の厚み差に起因してあたかもフォーカスエラーが検出されているようにアクチュエータが動作されることが低減され、対物レンズ（アクチュエータ）が安定に制御される。この結果、フォーカス制御が安定化されることにより、トラック外れ（トラッキングエラー）等が生じる頻度も低減されることが期待できる。
【００１２】
また、透明基板上に複数の記録層が設けられる場合に、任意の記録層に、安定に、情報を記録することができる。
【００１３】
さらに、記録可能な光ディスクにおいては、求められた透明基板、あるいは複数の記録層が設けられている場合の中間層の厚み差を、所定の領域に記録することにより、過去に再生あるいは記録に用いられた光ディスクが再びセットされた場合、情報の記録および情報の再生が可能となるまでに要求される、立ち上がり時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態が適用される光ディスク装置の一例を説明する概略図である。
【００１６】
図１に示す光ディスク装置１０１は、光ディスク（記録媒体）Ｄに形成された、２以上の記録層に情報を記録し、あるいは任意の記録層に記録されている情報を読み出し、もしくは任意の記録層に記録されている情報を消去可能な光ヘッド装置（以下ＰＵＨ（ピックアップ）と称する）１１を含む。なお、詳述しないが、光ディスク装置１０１は、ＰＵＨ１１に加え、ＰＵＨ１１を光ディスクＤの記録面に沿って半径方向に移動する図示しないヘッド移動機構や光ディスクＤを所定の速度で回転させる図示しないディスクモータ等の機構要素、及び後段に説明する信号処理系等を含む。また、この発明の実施の形態では、記録層が２以上の光ディスクを例に説明するが、記録層が単一の光ディスクについても、同様の構成及び検出原理により透明樹脂層すなわち基板の厚みを検出し、検出された厚み差を用いて球面収差の影響を補正することができることはいうまでもない。
【００１７】
光ディスクＤの任意の記録層には、例えば有機膜あるいは金属膜もしくは相変化膜からなる記録膜が用いられ、それぞれの記録層には、例えば０．３４〜１．６μｍのピッチで案内溝すなわちトラックまたは記録マーク（記録済みデータ）列が同心円もしくはスパイラル状に形成されている。なお、光ディスクＤの記録層は、例えば２層の記録層が設けられる場合に、例えば誘電体保護膜により挟まれた状態で、１層目が透明基板の厚みを含んで０．６ｍｍの位置に、２層目が誘電体保護膜に挟まれた状態で、さらに中間層を介在させた状態で、０．６２ｍｍの位置に、それぞれ位置される。
【００１８】
ＰＵＨ１１は、後段に説明する対物レンズを、光ディスクＤの記録面と直交する方向、すなわちフォーカス方向及び光ディスクＤの半径方向に沿った方向、すなわちトラックキング方向のそれぞれに移動可能に支持するレンズホルダ１３、レンズホルダ１３をフォーカス方向に移動させるフォーカスコイル１５、及びレンズホルダ１３をトラック方向に移動させる推力を発生するトラックキングコイル１７を含む。なお、レンズホルダ１３は、対物レンズを保持し、フォーカスコイル１５及びトラッキングコイル１７が組み込まれた状態で、例えばアクチュエータと称される。
【００１９】
また、ＰＵＨ１１の所定の位置には、例えば半導体レーザ素子すなわちレーザダイオードである第１及び第２の光源（以下ＬＤと示す）２１，２３と、それぞれのＬＤ２１，２３から出力される光ビームに所定の集束性を与える対物レンズ３１とを含む。対物レンズ３１は、例えばプラスチック製で、その開口数ＮＡは、例えば０．６５である。また、対物レンズ３１は、レンズホルダ１３により、上述したように、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動可能に支持されている。
【００２０】
第１のＬＤ２１は、詳述しないが、好ましくは、光ビームの光路を変更するための図示しないミラー等を除いた状態で、出力された光ビームの主光線（軸上光）が光ディスクＤの記録面と直交する方向になるよう配列される。
【００２１】
第２のＬＤ２３は、第１のＬＤ２１から光ディスクＤに向かう光路の所定の位置に挿入される第１のスプリッタ（ミラープリズム）３３を介して、第１のＬＤ２１と光ディスクＤとの間の光路に重ね合わせられる。なお、第１のＬＤ２１と第２のＬＤ２３から光ビームが同時に出力されることはない。
【００２２】
なお、第１のスプリッタ３３は、好ましくはＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ，すなわち偏光分離素子）であり、図示しないが、偏光面（ミラー面）の偏光の方向は、第１のＬＤ２１により出力される光ビームの大部分を透過し、第２のＬＤ２３により出力される光ビームの大部分を反射するよう、配列される。
【００２３】
第１のＬＤ２１から出力される光ビームの波長は、例えば４００〜４１０ｎｍで、好ましくは４０５ｎｍである。第１のＬＤ２１は、光ディスクの記録層に設けられるトラックまたは記録マーク列のピッチが概ね０．４μｍに規定されたＨＤ  ＤＶＤと呼ばれる規格の光ディスクへの情報の記録及び同ディスクからの情報の再生に用いられる。
【００２４】
第２のＬＤ２３は、例えば６５０〜６６０ｎｍで、好ましくは６５５ｎｍの波長の光ビームを出力する。第２のＬＤ２３からの波長が６５５ｎｍの光ビームは、トラックまたは記録マーク列Ｔのピッチが概ね０．７４μｍに規定されたＤＶＤと呼ばれる規格の光ディスクへの情報の記録及び同ディスクからの情報の再生に用いられる。
【００２５】
第１のスプリッタ（ＰＢＳ）３３と対物レンズ３１との間には、第１のスプリッタ３３の側から順に、第１のスプリッタ３３を通過した（光ディスクＤに向けられた）光ビームを平行光に変換するコリメータ（レンズ）３５、光ディスクＤに向けられた光ビームと光ディスクＤの記録層で反射された反射光ビームとを分離する第２のスプリッタ（ミラープリズム、分離素子）３７、各ＬＤから光ディスクに向けられた光ビームと光ディスクで反射された反射光ビームのアイソレーションを整合するλ／４板３９、及び光ディスクＤに向けられる光ビームに所定の集束性を与える屈折率変換素子（ＥＣＢ，electrically controlled birefringenceタイプの液晶素子）４１等が、配列されている。
【００２６】
なお、図示しないが、後段に説明する光検出器の受光領域の形状及び配列に合わせて、必要に応じ、光ディスクＤに向かう光ビーム及び光ディスクの記録層で反射された反射光ビームに所定の波面特性を与える回折素子（あるいは波面分割素子）、例えばＨＯＥ（Hologram Optical Element）が、対物レンズ３１とＰＢＳ３３との間の所定の位置に設けられる。
【００２７】
屈折率変換素子４１は、液晶層を挟む電極間に印加される電圧に応じて、複屈折成分が変化するもので、後段に説明するが、球面収差補正回路から出力される電圧により、屈折率が変化される。従って、屈折率変換素子４１は、光ディスクＤの任意の記録層から情報を再生する際、あるいは光ディスクＤの任意の記録層に情報を記録する際の透明基板の厚み差の影響、あるいは各記録層の層間に位置される中間層の厚み差に起因し、対物レンズ３１により集束される光ビームのスポット径が変動する程度を抑制できる。なお、記録層が２以上設けられた光ディスクＤにおいては、透明基板の表面から遠い記録層、すなわち２層目、もしくは３層目・・・と記録層の数が増えるにつれて、厚み差の累計に起因する球面収差の影響が生じることになる。
【００２８】
第２のスプリッタ３７により、光ディスクＤに向かう光ビームから分離された反射光ビームが案内される方向には、第２のスプリッタ３７の側から順に、反射光ビームに所定の結像特性を与える結像光学系５１、及び結像光学系５１により所定の結像特性が与えられた反射光ビームを受光して、その光強度に対応する出力信号を出力する光検出器（photo detector，以下ＰＤと称する）５３等が、配列されている。
【００２９】
上述したＰＵＨ１１においては、ＰＵＨ１１に組み込まれるＰＤ５３の出力を処理する信号処理部２により、所定の形式の出力信号が生成される。例えば、信号処理部２からの出力は、第１に、再生情報を得るために信号処理部２の出力を一時的に保持するバッファメモリ３に供給され、一時的に保持される。また、信号処理部２からの出力からは、対物レンズ３１すなわちレンズホルダ１３の位置を制御するための制御信号を生成するアクチュエータ駆動回路４に供給され、レンズホルダ１３に保持された対物レンズ３１の位置を変化させるためのフォーカス制御信号あるいはトラッキング制御信号として利用される。
【００３０】
上述した信号処理部２、バッファメモリ３、アクチュエータ駆動回路４は、制御部１に接続され、制御部１の制御により動作される。なお、制御部１には、さらに、第１及び第２のＬＤ２１，２３の出力を制御するレーザ駆動回路５、信号処理部２からアクチュエータ駆動回路４に供給される出力信号から光ディスクＤの透明基板の厚さすなわち透明基板表面から第１の記録層までの距離、あるいは中間層の厚さすなわち第１の記録層と第２の記録層との間の距離等を求める厚み差検出回路６、及び厚み差検出回路６により検出された光ディスクＤの基板厚や中間層圧に基づいて、屈折率変換素子４１に印加すべき電圧を制御する球面収差補正回路７等も接続されている。
【００３１】
アクチュエータ駆動回路４は、ＰＵＨ１１内で対物レンズ３１を保持している図示しないアクチュエータの位置を、対物レンズ３１と光ディスクＤの記録層との間の距離が対物レンズ３１の焦点距離に一致されるよう、光ディスクＤの記録層を含む面と直交するフォーカス（光軸）方向に移動させる（フォーカス制御する）とともに、対物レンズ３１を記録層のトラック（記録マーク列）が延びる方向と直交する（光ディスクＤの）半径方向に移動させる（トラッキング制御する）ために、利用される。
【００３２】
レーザ駆動回路５は、光ディスクＤへの情報の記録に際しては、記録すべき情報に対応した記録信号をレーザ駆動信号に重畳し、光ディスクＤからの情報の再生に際しては、第１及び第２のＬＤ２１，２３の所定の光強度を設定する。また、レーザ駆動回路５は、図示しないモニタ光学系からの出力信号を用いて第１及び第２のＬＤ２１，２３の出力を、安定化する。
【００３３】
厚み差検出回路６は、対物レンズ３１すなわちアクチュエータ（レンズホルダ）１３がフォーカス検出のために、光ディスクＤの記録面と直交する方向であって、記録面から遠ざかる所定の位置まで移動された後、図２を用いて以下に説明するように、光ディスクＤの記録面に近づく方向に次第に移動される際に、ＰＤ５３から出力される出力信号すなわち「Ｓ」字曲線のゼロクロス点とゼロクロス点の前後に現れるゼロクロス点の近傍の所定の２点間の距離「Ｋ」を抽出し、個々のゼロクロス点相互間距離から、透明基板あるいは中間層の厚みを検出する。
【００３４】
詳細には、フォーカスエラー信号は、一般に、図２（ａ）に示す通り、アクチュエータ（レンズホルダ）１３のフォーカスコイル１５に供給される駆動信号が図２（ｂ）に示すように概ね直線状に増大されるに従い、光ディスクＤの透明基板の表面、第１の記録層、第２の記録層の順に、ゼロクロスを挟んで前後で極性が反転する「Ｓ」字曲線を示す。
【００３５】
このとき、任意の「Ｓ」字曲線において、最初のピーク出力と（反転した後の）次の出力との間の間隔、すなわち「Ｋ」の値は、対物レンズ３１のＮＡやアクチュエータ１３の一部であるレンズホルダの形状誤差すなわちアクチュエータ１３に搭載される個々の要素部品の位置関係、もしくはＰＤ５３の出力特性等に依存するが、ＰＵＨ毎に異なる。
【００３６】
従って、ＰＵＨ（光ヘッド装置）毎に、フォーカスエラー信号に固有の検出特性すなわちゼロクロスを挟んで前後で極性が反転する「Ｓ」字曲線の『最初のピーク出力またはその近傍の所定の位置の出力と（反転した後の）次の出力のピーク（ボトム）の出力またはその近傍の所定の位置の出力との間の間隔』である「Ｋ」の値を測定し、図示しないが不揮発性メモリ等に記憶することで、以降は、フォーカスエラー信号に含まれるゼロクロス点相互の間隔に応じて出力される出力値を、光ディスクの透明基板の厚さ、あるいは中間層の厚さとして利用可能となる。
【００３７】
このようにして得られる透明基板の厚さ、あるいは中間層の厚さを１枚の光ディスク中の複数の位置、例えば半径が異なる位置や、同一半径において回転角が異なる複数の位置で計測することで、ディスク基板の厚み差に起因する３次の球面収差（ＳＡ３）の分布やばらつきを求めることができる。
【００３８】
なお、求められたＳＡ３の分布やばらつきは、バッファ３に保持され、以下に説明する球面収差補正回路７による屈折率変換素子４１への制御量として利用可能である。
【００３９】
また、求められた制御量は、光ディスクＤが書き込み可能なディスクである場合に、例えばＢＣＡエリア等に書き込んでおくことで、光ディスク装置から光ディスクＤが、一旦取り外されて再びセットされた場合等において、短時間でＳＡ３の影響を低減することにも利用可能である。すなわち、同一の光ディスク装置において過去に再生あるいは記録に用いられた光ディスクＤが再びセットされた場合、情報の記録および情報の再生が可能となるまでの立ち上がり時間を短縮することが可能となる。
【００４０】
球面収差補正回路７は、屈折率変換素子４１の詳述しない電極間に、厚み差検出回路６により求められた「光ディスクＤの透明基板と第１の記録層との間の間隔すなわち透明基板の厚み」あるいは「第１の記録層と第２の記録層との間の間隔すなわち中間層の基板の厚み」のばらつき及びその分布に基づいて規定される制御電圧を供給する。
【００４１】
これにより、対物レンズ３１は、光ディスクＤが２以上の記録層を有する場合であっても、各記録層に所定の誤差の範囲内でオンフォーカスされる。従って、フォーカスエラーによるフォーカス外れに対し、光ディスクの透明基板あるいは中間層の厚み差に起因してあたかもフォーカスエラーが検出されているようにアクチュエータが動作されることが低減され、対物レンズ３１（アクチュエータ）が安定に制御される。また、フォーカス制御が安定化されることにより、トラック外れ（トラッキングエラー）等が生じる頻度も低減されることが期待できる。
【００４２】
次に、図１に示した光ディスク装置１における動作の一例を説明する。
【００４３】
図示しないディスクモータに一体に形成されたターンテーブルに保持された光ディスクが、例えばＨＤ  ＤＶＤ規格である場合、第１のＬＤ２１から、４０５ｎｍの波長の光ビームが出力される。
【００４４】
波長４０５ｎｍの光ビームは、ＰＢＳ３３を透過し、コリメータ３５によりコリメートされ、第２のスプリッタ３７、λ／４板３９、及び屈折率変換素子４１を通過して、対物レンズ３１により光ディスクＤの記録層に、所定のスポットサイズで集光される。
【００４５】
光ディスクＤの記録層で反射された反射光ビームは、対物レンズ３１により捕捉され、平行光に戻され、屈折率変換素子４１及びλ／４板３９を通過し、第２のスプリッタ３７により、ＰＤ５３に向けて反射される。
【００４６】
ＰＤ５３に向けられた反射光ビームは、結像光学系５１により、所定の結像特性が与えられる。なお、結像光学系５１は、対物レンズ３１のフォーカスエラーと、トラッキングエラーの検出のための周知の任意の光学系が利用可能である。フォーカスエラーを検出する方法としては、例えばナイフエッジ法やダブルプリズム（平行プリズム）法、あるいは非点収差法等が利用される。トラッキングエラー（トラック外れ）を検出する方法としては、例えば位相差検出（ＤＰＤ，Differential Phase Detection）法とプッシュプル（ＰＰ，Push Pullプル）法の併用あるいは、補償プッシュプル（ＣＰＰ，Compensated Push Pull）法の併用が適用される。
【００４７】
なお、対物レンズ３１とＰＢＳ３３との間の所定の位置に屈折率変換素子４１を設け、厚み差検出回路６により光ディスクＤの透明基板及び記録層相互間の中間層の厚み差の分布（ばらつき）を検出し、球面収差補正回路７を用いて屈折率変換素子４１の屈折率を、厚み差に基づいて好適に制御することにより、光ディスクＤが２以上の記録層を有する場合であっても、各記録層に所定の誤差の範囲内でオンフォーカスされる。従って、フォーカスエラーによるフォーカス外れに対し、光ディスクの透明基板あるいは中間層の厚み差に起因してあたかもフォーカスエラーが検出されているようにアクチュエータが動作されることが低減され、対物レンズ３１（アクチュエータ）が安定に制御される。また、フォーカス制御が安定化されることにより、トラック外れ（トラッキングエラー）等が生じる頻度も低減されることが期待できる。
【００４８】
同様に、図示しないディスクモータに一体に形成されたターンテーブルに保持された光ディスクが、例えばＤＶＤ規格である場合、第２のＬＤ２３から、６５５ｎｍの波長の光ビームが出力される。
【００４９】
波長６５５ｎｍの光ビームは、ＰＢＳ３３で反射され、コリメータ３５によりコリメートされ、第２のスプリッタ３７、λ／４板３９及び屈折率変換素子４１を通過して、対物レンズ３１により光ディスクＤの記録層に、所定のスポットサイズで集光される。
【００５０】
光ディスクＤの記録層で反射された反射光ビームは、対物レンズ３１により捕捉され、平行光に戻され、屈折率変換素子４１及びλ／４板３９を通過し、第２のスプリッタ３７により、ＰＤ５３に向けて反射され、結像光学系５１により、所定の結像特性が与えられてＰＤ５３に結像される。
【００５１】
このとき、屈折率変換素子４１の屈折率は、光ディスクＤの透明基板及び記録層相互間の中間層の厚み差の分布（ばらつき）に応じて、球面収差補正回路７により、好適に設定される。
【００５２】
従って、光ディスクＤが２以上の記録層を有する場合であっても、各記録層に所定の誤差の範囲内でオンフォーカスされる。従って、フォーカスエラーによるフォーカス外れに対し、光ディスクの透明基板あるいは中間層の厚み差に起因してあたかもフォーカスエラーが検出されているようにアクチュエータが動作されることが低減され、対物レンズ３１（アクチュエータ）が安定に制御される。
【００５３】
なお、屈折率変換素子に換えて、図３に示すように、リレーレンズ１４１を用いることもできる。この場合、リレーレンズ１４１は、凸レンズ１４１ａと凹レンズ１４１ｂとを組み合わせて用いるものとし、一方のレンズのみを移動させることで、光量が変化することを防止できる。また、図３に示す例では、リレーレンズ１４１の一方のレンズを光軸方向に移動させるためのリレーレンズコイル１４３が設けられることはいうまでもない。
【００５４】
この場合、球面収差補正回路１０７は、リレーレンズコイル１４３を所定距離だけ移動させるための電流／電圧を出力する。
【００５５】
以上説明したように、この発明の光ヘッド装置（および光ディスク装置）においては、対物レンズを光ディスクの記録面と直交するフォーカス方向に移動させる際にフォーカスエラー信号として得られる信号からゼロクロス点を挟む所定のレンズ移動距離に基づいて光ディスクの透明基板と第１の記録層との間の間隔すなわち透明基板の厚さ、あるいは第１の記録層と第２の記録層との間の間隔すなわち中間層の厚さ、及び各厚み差の累計を、光ディスクの複数の位置で検出し、検出した位置毎に、球面収差補正回路により、対物レンズにより記録層に集光される光ビームの集光特性（結像特性）を補償している。これにより、フォーカスエラーによるフォーカス外れに対し、光ディスクの透明基板あるいは中間層の厚み差に起因してあたかもフォーカスエラーが検出されているようにアクチュエータが動作されることが低減され、対物レンズ３１（アクチュエータ）が安定に制御される。この結果、フォーカス制御が安定化されることにより、トラック外れ（トラッキングエラー）等が生じる頻度も低減されることが期待できる。
【００５６】
従って、透明基板上に設けられる任意数の記録層のそれぞれに対して、安定に、情報を記録することができる。また、情報の再生時においても、再生エラーが低減される。
【００５７】
また、記録可能な光ディスクにおいては、求められた透明基板あるいは中間層の厚み差を、所定の領域に記録することにより、過去に再生あるいは記録に用いられた光ディスクが再びセットされた場合、情報の記録および情報の再生が可能となるまでに要求される、立ち上がり時間を短縮することが可能となる。
【００５８】
なお、本発明は、上述のいずれかの実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記のいずれかの実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施形態が適用される光ディスク装置の一例を説明する概略ブロック図。
【図２】図１に示した光ディスク装置において、光ディスクの透明基板の厚み差、あるいは中間層の厚み差を検出する原理を説明する概略図。
【図３】図１に示した光ディスク装置のＰＵＨの別の実施の形態を説明する概略図。
【符号の説明】
【００６０】
１…制御部、２…信号処理部、３…バッファメモリ、４…アクチュエータ駆動回路、５…レーザ駆動回路、６…厚み差検出回路、７，…球面収差補正回路、１１…ＰＵＨ（光ヘッド装置）、１３…レンズホルダ、１５…フォーカスコイル、１７…トラッキングコイル、２１…第１のＬＤ（光源）、２３…第２のＬＤ（光源）、３１…対物レンズ、３３…第１のスプリッタ（ＰＢＳ，偏光分離素子）、３５…コリメータ、３７…第２のスプリッタ（分離素子）、３９…λ／板、４１…屈折率変換素子、５１…結像光学系、５３…ＰＤ（光検出器）、１０１…光ディスク装置、１０７…球面収差補正回路、１４１…リレーレンズ、１４１ａ…凸レンズ（リレーレンズ）、１４１ｂ…凹レンズ（リレーレンズ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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