(57)【要約】【課題】  高密度光ディスク装置において、高品質な記録/再生特性を得るためには、光ディスクに絞り込まれるスポットの収差を十分に低減する必要がある。【解決手段】  光ヘッドにチルトアクチュエータおよび非点収差補正素子を搭載する。そして、チルトアクチュエータの駆動電圧に対応させて、非点収差補正素子の駆動電圧を、最適値となるように変化させる。これにより、常にラジアル方向のコマ収差並びに非点収差を低減することができ、高品質な記録/再生特性を得ることができる。【選択図】  図１
2008097766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射された光束をディスク上に集光する対物レンズと、
前記対物レンズを保持し、前記対物レンズを傾けるチルトアクチュエータと、
光ディスクに収束されるレーザ光の非点収差を低減する非点収差補正素子と、
を有する、
光ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記非点収差補正素子は、印加電圧に応じて屈折率が変化する液晶層を、透明電極を配置したガラス基板で挟んで構成している、
光ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ヘッドであって、
前記半導体レーザは波長が４０５ｎｍ帯であり、前記非点収差補正素子は前記４０５ｎｍ帯のレーザ光の非点収差を低減する、
光ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれかに記載の光ヘッドであって、
波長が４０５ｎｍ帯の半導体レーザと、波長が６５５ｎｍ帯の半導体レーザと、波長が７８５ｎｍ帯の半導体レーザと、を搭載する、
光ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれかに記載の光ヘッドを搭載する光ディスク装置であって、
前記チルトアクチュエータに印加する電圧に応じて、前記非点収差補正素子に印加する電圧を変化させる、
光ディスク装置。
【請求項６】
請求項１ないし４いずれかに記載の光ヘッドを搭載する光ディスク装置であって、
前記チルトアクチュエータに印加する電圧の設定値と前記非点収差補正素子に印加する電圧の設定値とを対応付けたパラメータテーブルを格納したパラメータテーブル格納部を有する、
光ディスク装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の光ディスク装置であって、
前記光ディスクからの再生信号の内、最長ピットの信号振幅が最大となるように、前記チルトアクチュエータに印加する電圧を定める、
光ディスク装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の光ディスク装置であって、
トラッキングエラー信号の振幅が最大となるように、前記チルトアクチュエータに印加する電圧を定める、
光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ヘッドおよび光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術としては、例えば特開２００３−１２３３０４号公報がある。本公報には課題として「光ヘッド装置に搭載された位相補正素子が、急峻な位相変化量対印加電圧特性を有していても、同じ電圧印加量で緩慢な特性とする手段を備えた装置を得る。」と記載があり、解決手段として「一対の透明基板と、透明基板間に挟持された液晶層への電圧印加時に使用される、透明基板面上の分割された電極３１、３２、３３、３４、３５とを備え、透明基板上の電極３１と３４、および電極３２と３５が第１の抵抗体を挟んで直列に導電接続されており、さらに接続された電極および第１の抵抗体の末端と、位相補正素子制御回路とが第２の抵抗体を挟んで導電接続されている、位相補正素子を得てこの素子を光源と対物レンズとの間に設置した光ヘッド装置とする。」と記載がある。
【０００３】
また、本技術分野の背景技術としては、例えば特開平８−１１５５２８号公報がある。本公報には目的として「光ヘッドの光軸を光ディスク面に対して常に垂直方向とする制御が容易なこと。」と記載があり、構成として「チルトアクチュエータ９に取付けられた光ピックアップ１０により、光ディスク２０の情報読み取りを行う光ヘッドのチルト制御装置において、前記光ピックアップの出力のうち特定の周波数領域を検出し、その検出値が最大値になるように、前記チルトアクチュエータ９を制御する。」と記載がある。
【０００４】
また、本技術分野の背景技術としては、例えば特開平１１−２８３２５８号公報がある。本公報には課題として「チルトサーボが可能で、対物レンズのピッチング振動やタンジェンシャルチルトを起し難く、安定して動作させることができる光ヘッドアクチュエータを提供する。」と記載があり、解決手段として「ＸＹＺ直交座標系において、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に相互に所定の間隔を隔てて、それぞれ支持部材1A側からＸ軸方向を向いてほぼ平行に延在する４本のばね部材31L,31R.32L,32R を介して懸架支持した対物レンズ５を保持するレンズホルダ４と、支持部材1A側に配設され、磁化の向きがＸ軸と平行な永久磁石22と、レンズホルダ４側に、Ｙ軸と平行な軸線上で隣接してＺＸ平面と平行な軸周りに個別に巻回して配設され、それぞれＹ軸と平行な一方の辺が永久磁石22の磁極面に対向する、ラジアルチルト補正用、もしくはラジアルチルト補正とフォーカシング駆動との兼用の一対のコイル70Ｌ, 70Ｒとを有する。」と記載がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２３３０４号公報
【特許文献２】特開平８−１１５５２８号公報
【特許文献３】特開平１１−２８３２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）等の光ディスク装置は、非接触、大容量、高速アクセス、低コストメディアを特徴とする情報記録再生装置として広く普及している。また、近年では更なる大量の情報を記録保存するために、波長：４０５ｎｍ帯のレーザを用いたＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）やＨＤ  ＤＶＤなどの高密度光ディスク装置が開発されている。
【０００７】
高密度光ディスク装置では、最短ピット長が短い、狭トラックピッチ、再生時に光ディスク上に照射するレーザパワーを大きくすることができない等の理由により、再生信号のＳ/Ｎの確保が非常に重要である。したがって、光ヘッドにおいては、光ディスク上に絞り込まれる光スポットは、その収差を十分に低減することが必須となる。
【０００８】
情報の記録又は再生の際、光ディスクの記録面と光ピックアップに設けられた対物レンズの光軸とが垂直に交差しない場合、コマ収差が発生し、記録信号品質あるいは再生信号品質が低下する。光ディスク装置の組み立て工程において、光ヘッド、スピンドルモ−タ等の取り付けを十分高い精度で行ったとしても、光ディスクにある半径方向の反りにより、光ディスクの半径方向のコマ収差（以下、Ｒａｄ-コマ収差と表記）が発生してしまう。
【０００９】
そこで、特許文献１では、Ｒａｄ-コマ収差を補正することのできる液晶素子を光ヘッドに搭載し、これを駆動することによりＲａｄ-コマ収差を低減可能にしている。
また、特許文献２では、光ヘッド全体をディスクの半径方向に傾けるチルト機構を搭載し、その機構を使用してチルト誤差を低減している。また、特許文献３では、光ヘッド全体を傾ける機構ではなく、対物レンズのみをディスクの半径方向に傾けるチルトアクチュエータ機構を搭載している。
【００１０】
特許文献１に示す方法は、例えば、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換光ヘッドのように、複数のメディアに対応する光ヘッドにおいては、メディア毎に対物レンズの有効径が異なるために、１個の液晶素子で各々のＲａｄ-コマ収差を十分に低減することができない。したがって、例えば、ＢＤ用の液晶素子を搭載すると共に、ＤＶＤ/ＣＤ用の液晶素子を搭載するという具合に、複数の液晶素子を搭載することが必要となる。このため、文献１の方法ではコストアップが著しい。また、液晶素子は応答速度が遅いため、光ディスクの回転に追従したダイナミックなＲａｄ-コマ収差の補正ができない。
特許文献２に示す方法は、光ヘッド全体を傾ける規模の大きいチルト機構が必要であることから、必然的に光ヘッドが大型化し、且つ、コストアップも大きい。また、光ヘッド全体を高速に傾けることができないため、特許文献１の構成と同様、光ディスクの回転に追従したダイナミックなＲａｄ-コマ収差の補正ができない。
【００１１】
それに対して、特許文献３に示す方法は、通常の２次元アクチュエータにチルト用のコイル等を加えるだけで済むため、光ヘッドを小型化することが容易であり、且つ、コストアップもごく僅かである。また、光ディスクの回転に追従したダイナミックなＲａｄ-コマ収差の補正ができる等、大きな利点がある。しかし、対物レンズのみを傾ける方法では、対物レンズのレンズチルト特性により、コマ収差だけでなく、非点収差も発生してしまうという問題点がある。
【００１２】
図１２は、波長：４０５ｎｍにおける対物レンズのレンズチルト特性の１例を示したものである。対物レンズをチルトさせた場合、大きなコマ収差が発生する。このコマ収差を用いて、光ディスクの記録面が傾いた場合に発生するコマ収差を補正する。しかし、図１２に示すとおり、対物レンズをチルトさせた場合に発生するのはコマ収差だけではなく、非点収差も発生する。このため、対物レンズをチルトさせて、光ディスクの記録面が傾いた場合に発生するコマ収差を補正した場合、対物レンズをチルトさせたことにより発生する非点収差が残留することとなる。前述したとおり、残留する収差が及ぼす悪影響は高密度光ディスク装置において顕著である。したがって、高密度光ディスク装置において、高品質な記録/再生特性を得るためには、対物レンズをチルトさせてＲａｄ-コマ収差を補正するだけでは不十分であり、さらに非点収差を低減することが必要となる。
【００１３】
そこで本発明では、対物レンズをチルトさせる機能を有するアクチュエータ（以下、チルトアクチュエータと表記）および非点収差を低減することのできる非点収差補正素子を光ヘッドに搭載し、対物レンズのチルト量に対応させて非点収差補正素子の駆動電圧を、その最適値に変えるように構成する。これにより、光ディスク上に絞り込まれた光スポットのＲａｄ-コマ収差並びに非点収差を常に低減し、高品質な記録/再生特性を有する高性能な光ディスク装置を実現する。
【００１４】
本発明は、収差を低減し、高品質な記録/再生を可能とする光ヘッドと光ディスク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】
【００１５】
上記目的は、その一例として、特許請求の範囲に記載の構成により達成できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、収差を低減し、高品質な記録/再生を可能とする光ヘッドと光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための具体的構成として、実施例１を用いて以下説明をする。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明による実施形態について、図を用いて詳細に説明する。ここでは、実施形態の一例として、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換光ヘッドおよびこれを搭載した光ディスク装置について説明を行う。図１は、本発明光ヘッドの構成を示したものである。
【００１９】
まず、ＢＤの光学系について説明する。
【００２０】
半導体レーザ2から出射される、波長約405ｎｍで、偏光方向が紙面に平行な向きの発散光は、ビーム整形素子3に入射し、強度分布がほぼ等方な円形光束に変換される。ビーム整形素子3を出射した光束は、回折格子4に入射し、ディファレンシャルプッシュプル方式（以下、ＤＰＰ方式と表記）を用いたトラックエラー信号（以下、ＴＥ信号と表記）の検出を行うために、0次光および±１次光の3つの光束に分割される。回折格子4を出射した光束は、偏光性ビームスプリッタ（以下ＰＢＳと表記）5をほぼ100％透過し、コリメートレンズ6により略平行光束に変換された後、非点収差補正素子19に入射する。非点収差補正素子19の機能については後述する。非点収差補正素子19を出射した光束は、凸レンズ9a（正レンズ）と凹レンズ9b（負レンズ）により構成されたビームエキスパンダ9に入射する。本ビームエキスパンダ9は、光ディスク15に基板厚誤差がある場合に発生する球面収差を補正することを主たる目的として搭載している。
【００２１】
ビームエキスパンダ9を構成する２枚のレンズの内、一方のレンズ9aはモ−タ18と接続されており、本モ−タ18を駆動することにより、レンズ9aを光軸方向に移動させる。レンズ9aの位置を変えると、ビームエキスパンダ9に入射する略平行光を、弱発散光、あるいは弱収束光に変換することができるため、対物レンズ14に弱発散光、あるいは弱収束光を入射することができる。この時、対物レンズ14を出射する光束には球面収差が発生することから、本球面収差により、光ディスク15に基板厚誤差がある場合に発生する球面収差を補正するのである。
【００２２】
ビームエキスパンダ9を出射した光束は、その大部分が合成ミラー10を反射した後、立ち上げミラー11により、紙面垂直方向に反射される（図中では、簡略のため2次元で表記）。合成ミラー10は、波長405ｎｍの光束をほぼ100％反射するのに対し、波長655ｎｍおよび785ｎｍの光束をほぼ100％透過する特性を有している。なお、図1において、紙面に垂直な方向がフォーカシング方向23であり、紙面内に光ディスク15の半径方向（トラッキング方向）21、光ディスク15の接線方向22となっている。
【００２３】
また、合成ミラー10の上側を通過する光束の一部は集光レンズ7により集光され、フロントモニタ8に入射する。本フロントモニタ8は、半導体レーザ2から出射されるレーザ光強度の変化を検出するために設けられており、フロントモニタ8の出力を光ディスク装置におけるレーザ制御回路にフィードバックすることにより、半導体レーザ2からの出射光強度を一定にしている。
【００２４】
立ち上げミラー11により反射された光束は、チルトアクチュエータ13に搭載された１／４波長板12により円偏光に変換された後、対物レンズ14に入射し、光ディスク15の信号記録層に絞り込まれる。１／４波長板は、波長405ｎｍ、波長655ｎｍおよび785ｎｍのいずれの光束に対しても１／４波長板として機能する特殊な１／４波長板であり、対物レンズ14は波長405ｎｍの光束に対してはＮＡが0.85、波長655ｎｍの光束に対してはＮＡが0.65、波長785ｎｍの光束に対してはＮＡが0.53となる３波長互換対物レンズである。また、チルトアクチュエータ13は、対物レンズ14をフォーカシング方向23およびトラッキング方向21に駆動すると共に、対物レンズ14を光ディスク15の半径方向21に傾けることができる。
【００２５】
光ディスク15からの反射光は、再び対物レンズ14を通過し、１／４波長板12により、往路系における偏光方向と略直交する向きの偏光方向を有する直線偏光に変換される。そして、立ち上げミラー11および合成ミラー10で反射され、ビームエキスパンダ9、液晶非点収差補正素子19、およびコリメートレンズ6を通過した後、ＰＢＳ5に入射し、ほぼ100％の光束が反射される。ＰＢＳ5を出射した光束は検出レンズ16を通過した後、光検出器17に導かれる。
【００２６】
光検出器17に導かれた光束は、電気信号に変換され、光ディスク装置における信号処理回路においてフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号と表記）およびＴＥ信号といったサーボ信号、およびＲＦ信号の検出等に使用される。
【００２７】
ここでは、ＦＥ信号を検出するのに、非点収差方式を、ＴＥ信号を検出するのにリライタブルディスクおよびライトワンスディスクの記録/再生にはＤＰＰ方式を、リードオンリーディスクの再生にはディファレンシャルフェイズディテクション方式を使用している。
次に、ＤＶＤの光学系について説明する。
レーザ光源2aからは、波長約６５５ｎｍで、偏光方向が紙面にほぼ平行な向きの発散光が出射される。本発散光は、回折格子4aにより3つの光束に分割され、合成プリズム20において大部分が反射され、プリズム5aを透過した後、コリメートレンズ6aで略平行光に変換される。また、合成プリズム20に入射した光束の内、一部は透過し、フロントモニタ8aに入射する。コリメートレンズ6aを出射した光束は、合成ミラー10をほぼ１００％透過し、立ち上げミラー11で反射され、１／４波長板12により円偏光に変換された後、対物レンズ14により、光ディスク15の信号記録層に絞り込まれる。
【００２８】
光ディスク15からの反射光は、再び対物レンズ14を通過し、１／４波長板12により、往路系における偏光方向と略直角な向きの偏光方向を有する直線偏光に変換される。そして、１／４波長板12を出射した光束は、立ち上げミラー11で反射され、合成ミラー10を透過し、コリメートレンズ6aに入射する。コリメートレンズ6aを出射した光束は、プリズム5aで反射され、検出レンズ16aを通過した後、光検出器17aに導かれる。
次に、ＣＤの光学系について説明する。
レーザ光源2bからは、波長約785ｎｍで、偏光方向が紙面にほぼ平行な向きの発散光が出射される。本発散光は、回折格子4bにより3つの光束に分割され、合成プリズム20、およびプリズム5aを大部分が透過した後、コリメートレンズ6aで略平行光に変換される。また、合成プリズム20に入射した光束の内、一部は反射し、フロントモニタ8aに入射する。コリメートレンズ6aを出射した光束は、合成ミラー10をほぼ１００％透過し、立ち上げミラー11で反射され、１／４波長板12により円偏光に変換された後、対物レンズ14により、光ディスク15の信号記録層に絞り込まれる。光ディスク15からの反射光は、ＤＶＤ系と同様、再び対物レンズ14を通過し、１／４波長板12により、往路系における偏光方向と略直角な向きの偏光方向を有する直線偏光に変換される。そして、１／４波長板12を出射した光束は、立ち上げミラー11で反射され、合成ミラー10を透過し、コリメートレンズ6aに入射する。コリメートレンズ6aを出射した光束は、プリズム5aで反射され、検出レンズ16aを通過した後、光検出器17aに導かれる。
【００２９】
次に、ＢＤの光学系に配置した非点収差補正素子19について説明する。
【００３０】
本発明光ヘッドでは、ＢＤ系で発生する非点収差を補正するために、液晶素子を用いている。図２は、本発明光ヘッドに搭載された非点収差補正素子19の断面図である。非点収差補正素子19は、液晶層31を挟み込むように、配向膜32が配置されている。液晶層31には液晶分子が含まれており、配向膜32は、液晶層31に所定の分子配向性を与えることを目的として配置している。配向膜31の外側には、透明電極33が配置されており、透明電極33の外側には、保護層としてのガラス基板34が配置されている。
【００３１】
次に、図３を用いて、液晶素子により光束に位相差をつける原理を説明する。ここでは一例として、液晶素子を３分割し、各々のセル35a、35b、35cに異なる電圧を印加する場合を示している。液晶層31に含まれる液晶分子は複屈折効果を有し、液晶分子の光学軸方向とこれに垂直な方向とでは屈折率が異なっている。
【００３２】
液晶セルに印加する電圧の大きさを変えると、液晶層31内の液晶分子の向きを水平方向から垂直方向まで変化させることができ、これにより液晶層31の屈折率を変化させることができる。図３では、液晶層の屈折率は、セル35a＞セル35b＞セル35cとなるため、位相の揃った光束36を本液晶素子に入射した場合、液晶素子からは位相差をもった光束37が出射されることになる。このように、液晶素子では、セル毎に印加する電圧を変えることで、入射光束の位相を変化させることができるため、透明電極33のパターンを補正したい収差のパターンに対応する形に形成することにより、収差の補正が可能となるのである。
【００３３】
図４は、本発明光ヘッドに用いられる非点収差補正素子19の透明電極33の平面図である。
【００３４】
透明電極33は、略円形の中心部Ｆと、中心部Ｆを取り囲む外周部とから構成されている。この外周部は、中心部Ｆを中心に略等角度に８分割された外周分割部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ'、Ｂ'、Ｃ’、Ｄ'から構成されている。但し、上記８分割された外周分割部の内、対角の関係となるＡとＡ'、ＢとＢ’、ＣとＣ'、ＤとＤ’は各々結線されているため、外周分割部には４種類の異なる電圧を独立に印加することが可能となっている。
【００３５】
図４における点線は、対物レンズ14の瞳径に対応しており、対物レンズ14には点線内を通過する光束が入射することになる。本発明光ヘッドに用いた対物レンズの瞳半径：Ｒ1は1.5ｍｍであり、中央部Ｆの半径：Ｒ2は0.9ｍｍに設定している。
図５は、光ヘッドの光学系で生じる非点収差の波面収差分布を模式的に示した図である。
【００３６】
ここでは、非点収差の方向（ＡＳ角度）が０°となる場合を例にとり説明する。図５の縦方向では、中心から周辺部分にいくに従って対称的に波面収差が負の方向に大きくなる分布になっており、横方向では、中心から周辺部分にいくに従って対称的に波面収差が正の方向に大きくなる分布となっている。そこで、この非点収差を補正するためには、図４における上側の外周分割部Ｂ、Ｃ及び下側の外周分割部Ｂ'、Ｃ'に正の位相差を与えると共に、左側の外周分割部Ａ、Ｄ'及び右側の外周分割部Ａ'、Ｄに負の位相差を与えてやれば良い。具体的には、中心部Ｆに基準電圧Ｖ０を印加するとともに、外周分割部Ｂ、Ｂ'、Ｃ、Ｃ'に基準電圧Ｖ０より大きな電圧Ｖ＋を印加し、外周分割部Ａ、Ａ’、Ｄ、Ｄ'に基準電圧Ｖ０より小さな電圧Ｖ−を印加してやれば良い。このように各分割領域に電圧を印加することで、非点収差の補正が行われる。
【００３７】
なお、外周分割部に印加する電圧と、中心部Ｆに印加する基準電圧との差である、｛（Ｖ+）-（Ｖ０）｝および｛（Ｖ０）-（Ｖ-）｝の大きさを変化させることで、補正する非点収差の大きさを変えることができる。また、２２．５°刻みで最も非点収差の存在する方向に近い角度の外周分割部を駆動することで、どのような方向に非点収差があっても、低減することができる。
【００３８】
以上が、本発明光ヘッドに搭載した非点収差補正素子19の構成および機能である。本発明光ヘッドでは、チルトアクチュエータ13に加え、非点収差補正素子19を搭載することにより、Ｒａｄ-コマ収差および非点収差を低減可能な構成にしている。
【００３９】
次に、本発明光ディスク装置について説明を行う。  
図６は、本発明光ディスク装置の構成を示した概略図である（図は簡略のため、2次元で表記すると共に、光ヘッドの部品はＢＤ系の主たる部品のみを表示）。本発明光ディスク装置では、前述した本発明光ヘッド1が搭載されている。ここでは重複を避けるため光ヘッドの説明を簡略にする。
【００４０】
光ヘッド１は、図１に示した構成をしており、波長405nmの半導体レーザ2から出射された光束は、コリメートレンズ4により略平行光束に変換され、非点収差補正素子19に入射する。非点収差補正素子19を出射した光束は、ビームエキスパンダ9を通過した後、合成ミラー10で反射され、対物レンズ14により光ディスク15上に絞り込まれる。
【００４１】
光ディスク15からの反射光は、対物レンズ14を通過した後、合成ミラー10で反射され、ビームエキスパンダ9、非点収差補正素子19およびＣＰレンズ6を通過する。そして、ＰＢＳ5で反射した後、検出レンズ16を通過し、光検出器20に導かれ、電気信号に変換された後、信号処理回路40においてサーボ信号、およびＲＦ信号等が検出される。
【００４２】
信号処理回路40において生成されたFE信号はフォーカス制御回路43に供給される。このフォーカス制御回路43において、チルトアクチュエータ13の駆動信号を生成し、出力することにより、対物レンズ14はフォーカシング方向23に制御され、フィードバックループのフォーカス制御を実現して、常に光ディスク15の記録層に対して合焦点にいる状態を保つ。
【００４３】
一方、前記信号処理回路40において生成されたTE信号は、トラッキング制御回路44に供給される。このトラッキング制御回路44において、チルトアクチュエータ13の駆動信号を生成し、出力することにより、対物レンズ14はトラッキング方向21に制御され、フィードバックループのトラッキング制御を実現して、常に光ディスク15の記録層におけるトラック上にいる状態を保つ。
【００４４】
また、トラッキング制御回路44から出力された駆動信号は図示せぬスレッド制御回路にも供給される。そして、スレッド制御回路において、対物レンズ14のトラッキング方向へのずれ量に応じて図示せぬスレッドモ−タを制御する駆動信号が生成され、スレッドモ−タに出力される。これによって、スレッドモ−タを動かし、光ヘッド1全体を光ディスクの半径方向21に移動させる。
【００４５】
また、信号処理回路40では、光ディスク15から読み取った回転周期情報をスピンドル制御回路47に供給する。そして、スピンドル制御回路47において、上記回転周期情報に基づいてスピンドルモ−タ48を駆動する信号を生成し、これをスピンドルモ−タ48に出力する。
また、フロントモニタ8の出力をレーザ制御回路42にフィードバックすることにより、半導体レーザ2からの出射光強度を一定にしている。
【００４６】
マイクロコンピュータ（以下、マイコンと表記）46は、回路の初期化等を行うと共に、レーザ制御回路42に対してレーザ点灯/消灯およびレーザパワーの指示を行う。また、ビームエキスパンダレンズ駆動モ−タ18の駆動回路41に対して、駆動信号の生成／非生成の指示、フォーカス制御回路43に対して、フォーカスサーボループのオープン/クローズの指示、トラッキング制御回路44に対して、トラッキングサーボループのオープン/クローズの指示、スピンドル制御回路47に対してスピンドルの回転/停止および回転速度の指示等を行う。
【００４７】
また、マイコン46は、チルトアクチュエータ制御回路45に出力電圧を指示すると共に、非点収差補正素子制御回路49に出力電圧を指示する。チルトアクチュエータ制御回路45は、マイコン46の出した設定値からチルトアクチュエータ13の駆動信号を生成し、出力することにより、対物レンズ14は光ディスクの半径方向21について傾いた姿勢をとることができる。非点収差補正素子制御回路49は、非点収差補正素子19が有する各々の透明電極33に、マイコン46の出した設定値から駆動信号を生成し、出力することにより、非点収差を補正する。
【００４８】
また、マイコン46は、チルトアクチュエータ13に印加する電圧の設定値と非点収差補正素子19に印加する電圧の設定値とを対応付けたパラメータテーブルを格納したパラメータテーブル格納部を有している。
【００４９】
【表１】
2008097766.tif 000003
表１は、パラメータテーブルの一例である。本パラメータテーブルの値は、光ヘッドにおけるレンズチルト量と発生する非点収差との関係を測定した後、各々のレンズチルトに対して、最も非点収差を低減することができる非点収差補正素子19の設定値を求めたものである。
【００５０】
表１の列61は、アドレス１への出力値を示しており、マイコン46がアドレス１に値を出力することにより、チルトアクチュエータ13が駆動される。本発明光ディスク装置では、アドレス１に88を出力すると、チルトアクチュエータ13に電圧が印加されない、即ち、対物レンズ14は傾かない状態となる。また、アドレス１に80を出力すると、チルトアクチュエータ13に電圧が印加され、対物レンズ14が＋０．１°傾く。本パラメータテーブルでは、チルトアクチュエータ13をー０．５°から＋０．５°まで、傾ける場合の設定値が、０．１°刻みで記録してある。
【００５１】
一方、列62〜66は、アドレス２〜６への出力値を示しており、マイコン46がアドレス２〜６に値を出力することにより、非点収差補正素子19が駆動される。アドレス２に所定値を出力すると、図４に示した中心部Ｆに電圧が印加され、アドレス３〜６に所定値を出力すると、図４に示した外周分割部Ａ/Ａ'、Ｂ/Ｂ'、Ｃ/Ｃ’、Ｄ/Ｄ'に電圧が印加される。本発明光ディスク装置では、アドレス２〜６に88を出力すると、非点収差補正素子19に電圧が印加されない、即ち、非点収差補正素子19が駆動されない状態となる。本パラメータテーブルでは、レンズチルト＝０°の初期状態においても、非点収差補正素子19を駆動する設定となっている。これは、光ヘッド実機においては、レンズチルト＝０°の初期状態においても、非点収差が残留しているためであり、この非点収差を低減するように設定しているのである。したがって、レンズチルト＝０°の初期状態における設定値は光ヘッド毎に異なっている。
【００５２】
本発明光ディスク装置では、アドレス１に出力する値とパラメータテーブルとから、アドレス２〜６に出力する値を決定し、これを出力して非点収差補正素子を駆動する。
【００５３】
図７は、光ヘッドにおけるレンズチルト量と非点収差との関係を示した１例であり、点線は非点収差補正素子を駆動しない場合（非点収差補正素子を搭載していない場合に対応）、実線は表１に示したパラメータテーブルに従い、対物レンズ14の傾き量に対応して非点収差補正素子を駆動した場合を示している。ここに示すとおり、レンズチルト＝０°の初期状態において非点収差補正素子19を駆動することにより、初期状態における非点収差を低減する。また、レンズチルトに対応して非点収差補正素子19を最適値に駆動することにより、レンズチルト量に拘わらず、常に非点収差を低減した状態を実現している。
【００５４】
図８は、本発明光ディスク装置において再生を行う場合の概略手順を示したものである。以下、パラメータテーブルとして表１に示す値を格納している場合を例にとり、詳細に説明する。
【００５５】
図８のステップ101において、光ディスク装置に電源を入れた後、光ディスク15を挿入し、レーザを点灯する、或いは、光ディスク15が挿入された光ディスク再生装置に電源を入れ、レーザを点灯する。次に、ステップ102において、チルトアクチュエータ13を駆動しない状態で、非点収差補正素子19に初期設定を出力し、光ヘッドに残留する非点収差を補正する。具体的には、表１のパラメータテーブルを参照し、アドレス1に88を、アドレス２〜６に、それぞれ88、97、79、79、97を出力する。次に、ステップ103において、フォーカスサーボループをクローズした後、トラッキングサーボループをクローズする。
【００５６】
以下では、レンズチルトを−０．５°から＋０．５°まで、０．１°刻みで変え、その度に、ＲＦ信号振幅を取得する。そして、その結果から、ＲＦ信号振幅が最大となるレンズチルト量および非点収差補正素子19の設定を求める。
ステップ104において、パラメータテーブルを参照し、チルトアクチュエータ13に所定の値を出力し、対物レンズ14を傾ける。まず初めは、対物レンズを−０．５°傾けるために、アドレス１にＢ０を出力する。
【００５７】
次に、ステップ105において、パラメータテーブルを参照し、アドレス１の設定値に対応する、非点収差補正素子19の設定値を出力する。ここでは、アドレス２〜６に、それぞれ、88、79、96、96、79を出力する。これにより、対物レンズが−０．５°傾くと共に、（光ヘッドに残留する非点収差＋対物レンズ14が傾くことにより発生した非点収差）を低減した状態が実現される。次に、ステップ106において、ＲＦ信号の振幅を測定し、マイコン46に測定値を格納する。なお、ＢＤではＲＦ信号として、２Ｔ信号から８Ｔ信号までが含まれるが、ここでは測定精度を高めるために、最も振幅の大きい８Ｔ振幅を測定している。
【００５８】
次に、ステップ107において、レンズチルト量：−０．５°から＋０．５°までのＲＦ信号振幅を測り終えたか否かの判定を行い、否の場合には、ステップ108において、レンズチルト量の目標値を０．１°増やす。前回、−０．５°の測定をしている場合には、次に−０．４°の測定を行う。そして、ステップ104からステップ106を繰り返し、−０．５°から＋０．５°までのＲＦ信号振幅を取得する。
【００５９】
次に、ステップ109において、上記測定結果から、ＲＦ信号振幅が最大となるチルトアクチュエータ13の設定値と非点収差補正素子19の設定値の組み合わせを選び出す。
【００６０】
なお、上記測定結果で得られた値を補完することにより、チルトアクチュエータ13の設定値と非点収差補正素子19の設定値としてパラメータテーブルに書かれた値の中間値に設定してもよい。
【００６１】
次に、ステップ110において、上記設定値をチルトアクチュエータ13および非点収差補正素子19に出力する。これにより、コマ収差および非点収差が低減され、ＲＦ信号振幅が最大となる状態が実現される。本発明光ディスク装置では、以上の調整を行った後、ステップ111において、再生を開始するように構成している。
【００６２】
以上が、本発明光ディスク装置において再生を行う場合の概略手順であり、ＢＤ系におけるコマ収差並びに非点収差を低減することができ、高品質な記録/再生特性を得ることができる。
【００６３】
一方、光ディスクに信号が記録されていない場合にも適用可能な調整方法として、ＴＥ信号振幅を最大化するように、チルトアクチュエータ13の設定値と非点収差補正素子19の設定値を定めてもよい。
【００６４】
図９は、ＴＥ信号振幅を最大化する場合に概略手順を示したものである。  
ステップ123では、フォーカスサーボループのみクローズする。そして、ステップ124から126を繰り返し、レンズチルトを−０．５°から＋０．５°まで変えた場合におけるＴＥ信号振幅、即ち、ＤＰＰ信号振幅を測定する。
【００６５】
次に、ステップ129において、ＴＥ信号振幅が最大となるチルトアクチュエータ13の設定値と非点収差補正素子19の設定を決定する。
【００６６】
次に、ステップ130において、上記設定値をチルトアクチュエータ13および非点収差補正素子19に出力した後、ステップ131において、トラッキングサーボループをクローズする。そして、ステップ132において、再生を開始する。以上の手順により、光ディスクに信号が記録されている、記録されていないに拘わらず適用可能であり、Ｒ−コマ収差および非点収差を低減することができる。
【００６７】
なお、ここではＴＥ信号振幅としてＤＰＰ信号振幅を測定し、最大化しているが、メインプッシュプル信号振幅を測定し最大化してもよい。
【００６８】
通常、光ヘッドに大きな非点収差が残留している場合には、ＴＥ信号振幅が最大となるレンズチルト量が、再生信号に対しては最適とならない、という現象が生じるが、本発明光ディスク装置では非点収差を常に低減するため、このような現象は生じない。
【００６９】
以上に示したように、チルトアクチュエータ13を駆動し、対物レンズ14をチルトさせると共に、非点収差補正素子19をチルト量に対応させて最適に駆動することにより、非点収差およびＲａｄ-コマ収差が低減でき、高品質な記録/再生特性が得られる。
【００７０】
なお、光ディスク15の内周側を記録または再生する場合と、外周側を記録または再生する場合とでレンズチルト量を変えるような制御を行う場合には、レンズチルト量を変えた時に非点収差補正素子19の駆動電圧を変えてやればよい。
【００７１】
以上は、再生中、レンズチルトの設定を変えない、あるいは、内外周で段階的に変える、という制御を行う場合について説明したが、以下にチルトサーボをかけ、光ディスク15の回転に追従し、ダイナミックにレンズチルト量を変える場合について説明する。
【００７２】
チルトサーボをかける場合、信号処理回路40においてチルトエラー信号を生成する。チルトエラー信号を生成する手段として、検出器17にコマ収差を検出する受光部を設けてもよいし、光ディスク15の傾きを直接測定するチルトセンサーを別に設けてもよい。本発明光ヘッドでは、チルトエラー信号が零になるようにチルトアクチュエータ13を駆動するようなフィードバック制御を行うことにより、光ディスク15の回転に追従したダイナミックなＲａｄ-コマ収差の補正が可能である。
【００７３】
図１０は、本発明光ディスク装置においてチルトサーボをかける場合の手順を示している。
【００７４】
ステップ143で、フォーカスサーボループおよびトラッキングサーボループをクローズした後、ステップ144で、チルトサーボループをクローズする。これにより、チルトアクチュエータ13は、光ディスク15の回転に追従し、常にコマ収差が低減された状態を実現する。チルトサーボがかかった状態では、対物レンズ14は常に傾きが変化している、即ち、チルトアクチュエータ13への出力電圧を常に変えている状態となる。
【００７５】
そこで、ステップ145では、マイコン46が、光ディスクが１周する間におけるチルトアクチュエータ13への出力電圧の設定値の変化を記憶する。そして、ステップ146において、ステップ145で記憶した設定値の中間の設定値を算出する。
【００７６】
次に、ステップ147では、ステップ146で算出したチルトアクチュエータ13の設定値とパラメータテーブルとから、最も非点収差を低減することのできる非点収差補正素子19の設定値を決定する。
【００７７】
そして、ステップ148においてステップ147で決定した設定値で非点収差補正素子19を駆動した後、ステップ149において再生を開始する。
【００７８】
ここでは、チルトアクチュエータ13はダイナミックに傾きを変えているが、本発明光ディスクでは、例えば、光ディスク１周におけるチルトアクチュエータ13の傾きの変化が、最大：＋０．４°から最小：＋０．２°までであったとした場合、その中間値：＋０．３°に対応する非点収差補正素子19の設定値を求め、これを出力するという方法をとっている。上記中間値は光ディスク15を変える毎に変わるため、光ディスク15を変える度に、中間値を求め、それに対応した非点収差補正素子の設定値を導き出すことが必要である。
【００７９】
なお、非点収差補正素子19の駆動電圧をチルトアクチュエータ13同様、ダイナミックに変化させていないのは、非点収差補正素子19の応答速度が不十分なためである。しかし、光ディスクの面ぶれ量を考慮すると、Ｒ−コマ収差のみダイナミックに補正できれば十分高い記録/再生特性が得られる。
【００８０】
以上が、チルトサーボをかける場合における非点収差補正素子の駆動方法である。
【００８１】
図１では、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズを搭載した例をあげたが、例えば、チルトアクチュエータ13に、ＢＤ専用レンズおよびＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズの２つを搭載するような場合でも同様の効果が得られる。
【００８２】
【表２】
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表２は、本発明光ヘッドと従来光ヘッドとの構成を比較したものである。前述したとおり、特許文献１の構成では、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤの各々のＲａｄ-コマ収差を低減するために複数の液晶素子が必要となり、コストが非常に高くなる。また、光ディスクの回転に追従したダイナミックなＲａｄ-コマ収差の補正ができない。特許文献２では、ＰＵ全体をチルトさせる機構が必要となるため、ＰＵが大型化し、コストも高い。また、ダイナミックなＲａｄ-コマ収差の補正ができない。特許文献３では、レンズチルトさせた場合に非点収差が発生し、記録/再生特性が劣化する。これに対して、本発明光ヘッドでは、チルトアクチュエータおよび非点収差補正用素子を搭載する。そして、レンズチルト量に対応して非点収差が最も低減できるように非点収差補正素子の駆動信号を変化させることにより、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤのＲａｄ-コマ収差および非点収差を低減し、高品質な記録／再生特性を実現している。また、本構成では、光ディスクの回転に追従したダイナミックなＲａｄ-コマ収差の補正が可能である。
【００８３】
なお、文献１および文献２の構成に、さらに非点収差補正素子を追加すれば、本発明と同様に、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤのＲａｄ-コマ収差および非点収差を低減することができる構成となる。しかし、（文献１+非点収差補正素子）あるいは（文献２+非点収差補正素子）の構成は、コスト等の面で本発明より劣っており、光ディスクの回転に追従したダイナミックなＲａｄ-コマ収差の補正ができないという点は変わらない。
【００８４】
次に、本発明による別の実施形態として、ＢＤ用光ヘッドについて説明を行う。図１１は、本発明光ヘッドの構成を示したものである。
【００８５】
半導体レーザ2から出射される、波長約405ｎｍで、偏光方向が紙面に平行な向きの発散光は、ビーム整形素子3に入射し、強度分布がほぼ等方な円形光束に変換される。ビーム整形素子3を出射した光束は、回折格子4に入射し、ＤＰＰ方式を用いたＴＥ信号の検出を行うために、0次光および±１次光の3つの光束に分割される。回折格子4を出射した光束は、ＰＢＳ5をほぼ100％透過し、コリメートレンズ6により略平行光束に変換された後、凸レンズ9a（正レンズ）と凹レンズ9b（負レンズ）により構成されたビームエキスパンダ9に入射する。
【００８６】
ビームエキスパンダ9を出射した光束は、その大部分が反射ミラー10aを反射した後、立ち上げミラー11により、紙面垂直方向に反射される（図中では、簡略のため2次元で表記）。
【００８７】
また、反射ミラー10aの上側を通過する光束の一部は集光レンズ7により集光され、フロントモニタ8に入射する。
【００８８】
立ち上げミラー11により反射された光束は、アクチュエータ13に搭載された非点収差補正素子19に入射する。本非点収差補正素子19の機能については、前述したとおりである。ここでは、非点収差補正素子19をアクチュエータ13に搭載している。本構成は、図１に示した非点収差補正素子19を光ヘッドの固定部分に配置する構成と比較すると、アクチュエータ13をトラッキング方向21に駆動した場合でも、非点収差の補正量が劣化しないという長所があるが、光ヘッドの可動部が重くなるため、アクチュエータ13の特性が劣化するという短所がある。
【００８９】
非点収差補正素子19を出射した光束は、１／４波長板12により円偏光に変換された後、対物レンズ14に入射し、光ディスク15の信号記録層に絞り込まれる。なお、本対物レンズ14のＮＡは0.85、光ディスク15のカバー層厚さは0.1ｍｍである。
【００９０】
光ディスク15からの反射光は、再び対物レンズ14を通過し、１／４波長板12により、往路系における偏光方向と略直交する向きの偏光方向を有する直線偏光に変換される。そして、非点収差補正素子19を通過し、立ち上げミラー11および反射ミラー10aで反射され、ビームエキスパンダ9およびコリメートレンズ6を通過した後、ＰＢＳ5に入射し、ほぼ100％の光束が反射される。ＰＢＳ5を出射した光束は検出レンズ16を通過した後、光検出器17に導かれる。
【００９１】
光検出器17に導かれた光束は、電気信号に変換され、光ディスク装置における信号処理回路において、ＦＥ信号およびＴＥ信号といったサーボ信号、およびＲＦ信号の検出等に使用される。
【００９２】
本光ヘッドを搭載した本発明光ディスク装置の構成およびチルトアクチュエータおよび非点収差補正素子の駆動方法は前述したとおりである。
【００９３】
以上のように、波長405ｎｍ帯の半導体レーザを用いる高密度光ヘッドにチルトアクチュエータおよび非点収差補正素子し、光ディスク装置においてレンズチルト量に対応して非点収差補正素子を最適に駆動することにより、光品質な記録／再生特性を有する光ディスク装置を実現することができる。
【００９４】
以上に示した実施例では、非点収差補正素子として液晶素子を用いているが、液晶素子以外を用いてもよく、例えば、シリンドリカルレンズを搭載し、それを動かすことより非点収差量を変えるような構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明光ヘッドにおける光学系の構成を示した概略平面図である。
【図２】本発明光ヘッドに搭載した非点収差補正素子の断面を示した概略平面図である。
【図３】非点収差補正素子による位相シフトを説明した概略平面図である。
【図４】本発明光ヘッドに搭載した非点収差補正素子の透明電極の形状を示した概略平面図である。
【図５】光ヘッドにおける非点収差の波面収差分布を模式的に示した図である。
【図６】本発明光ディスク装置の構成を示した概略平面図である。
【図７】非点収差補正素子を駆動する場合と駆動しない場合の非点収差を比較したグラフである。
【図８】本発明光ディスク装置における光ディスクの再生手順を示した図である。
【図９】本発明光ディスク装置における光ディスクの再生手順を示した図である。
【図１０】本発明光ディスク装置における光ディスクの再生手順を示した図である。
【図１１】本発明光ヘッドにおける光学系の構成を示した概略平面図である。
【図１２】対物レンズをチルトさせた場合に発生する収差を示したグラフである。
【符号の説明】
【００９６】
1…光ヘッド、2…半導体レーザ、3…ビーム整形素子、4…回折格子、5…ＰＢＳ、6…コリメートレンズ、7…集光レンズ、8…フロントモニタ、9…ビームエキスパンダ、9a…正レンズ、9b…負レンズ、10…合成ミラー、11…立ち上げミラー、12…１／４波長板、13…アクチュエータ、14…対物レンズ、15…光ディスク、16…検出レンズ、17…光検出器、18…モ−タ、19…非点収差補正素子、20…合成プリズム、21…光ディスクの半径方向（トラッキング方向）、22…光ディスクの接線方向、23…フォーカシング方向、31…液晶層、32…配向膜、33…透明電極、34…ガラス基板、35…液晶セル、36…入射波面、37…出射波面、40…信号処理回路、41…モ−タ駆動回路、42…レーザ制御回路、43…フォーカス制御回路、44…トラッキング制御回路、45…チルトアクチュエータ制御回路、46…マイコン、47…スピンドル制御回路、48…スピンドルモ−タ、49…非点収差補正素子制御回路
【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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