(57)【要約】      （修正有）【課題】光記録媒体の基材厚さが基準値とは異なったときに生じる球面収差を補正した状態でも、光源光量制御用光検出器から出力される信号が光源から出射される光量のみに依存する光ヘッドを提供する。【解決手段】光記録媒体１０に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドであって、対物レンズ９の開口を決定する対物レンズ用開口１６Ｈと、光記録媒体の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正する球面収差補正手段５，６と、光分離手段７で分離された光を開口制限する光源光量制御用開口１７Ｈと、その開口制限された光を受光する光検出器１５と、光記録媒体で反射された光を受光する光検出器１３とを有し、前記両開口の球面収差補正手段までの光学的な光路長が実質的に等しく、且つ、前記両開口の開口サイズが実質的に等しく設定する。【選択図】図１
2004327012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドであって、
光源と、
前記光源から出射された光を前記光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの開口を決定する対物レンズ用開口と、
前記光記録媒体の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記球面収差補正手段から前記光記録媒体へ至る光路中に配置された光分離手段と、
前記光分離手段で分離された光を開口制限する光源光量制御用開口と、
前記光源光量制御用開口で開口制限された光を受光する第１の光検出器と、
前記光記録媒体で反射された光を受光する第２の光検出器と、
を有し、前記球面収差補正手段から前記対物レンズ用開口までの光学的な光路長と前記球面収差補正手段から前記光源光量制御用開口までの光学的な光路長が実質的に等しく、且つ、前記光源光量制御用開口の開口サイズが前記対物レンズ用開口の開口サイズに実質的に等しく設定されている、
ことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
光記録媒体に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドであって、
光源と、
前記光源から出射された光を前記光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光記録媒体の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記球面収差補正手段から前記光記録媒体へ至る光路中に配置された光分離手段と、
前記光分離手段で分離された光を収束するレンズと、
前記レンズで収束された光を開口制限する光源光量制御用開口と、
前記光源光量制御用開口で開口制限された光を受光する第１の光検出器と、
前記光記録媒体で反射された光を受光する第２の光検出器と、
を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項３】
光記録媒体に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドであって、
光源と、
前記光源から出射された光を前記光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光記録媒体の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記光源から前記球面収差補正手段へ至る光路中に配置された光分離手段と、
前記光分離手段で分離された光を受光する第１の光検出器と、
前記光記録媒体で反射された光を受光する第２の光検出器と、
を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項４】
前記球面収差補正手段は、収束光および発散光の少なくとも何れか一方を発生させることで、前記球面収差を補正することを特徴とする請求項１から３の何れか一に記載の光ヘッド。
【請求項５】
前記球面収差補正手段が正レンズ群と負レンズ群とで構成されていることを特徴とする請求項４記載の光ヘッド。
【請求項６】
前記球面収差補正手段が、透明な導電性薄膜を有する一対の基板間に配置された位相変化層を含む光学素子であることを特徴とする請求項１から３の何れか一に記載の光ヘッド。
【請求項７】
前記位相変化層により入射された光を、発散光もしくは収束光に変換することを特徴とする請求項６に記載の光ヘッド。
【請求項８】
前記光ヘッドは、前記光記録媒体の基材厚を検出する基材厚検出手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項１から３の何れか一に記載の光ヘッド。
【請求項９】
前記基材厚検出手段が、
光源と、
前記光源から出射される光を前記光記録媒体に集光するレンズと、
前記光記録媒体で反射された光を検出する光検出器と、
を有することを特徴とする請求項８記載の光ヘッド。
【請求項１０】
前記基材厚検出手段が、光の光軸に近い側の第１の光と、前記第１の光よりも外側の第２の光との２つの焦点に基づいて前記基材厚に関する情報を検出するものであることを特徴とする請求項８記載の光ヘッド。
【請求項１１】
前記対物レンズのＮＡが０．６以上であることを特徴とする請求項１から３の何れか一に記載の光ヘッド。
【請求項１２】
前記光源の波長が４５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３の何れか一に記載の光ヘッド。
【請求項１３】
光記録媒体に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドとして、請求項１から１２の何れか一に記載の光ヘッドを備えることを特徴とする光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報処理や光通信等の分野で用いられる光ヘッド、及びかかる光ヘッドを備えた光記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）に対して約６倍の記録密度でディジタル情報を記録できることから、大容量の光記録媒体として注目されている。しかしながら、情報の更なる大容量化に伴い更に高密度な光記録媒体が要望されている。ここで、ＤＶＤ（波長６６０ｎｍ、開口数（ＮＡ）０．６）よりも高密度化を達成するには、光源の波長をより短く、対物レンズのＮＡをより大きくすることが必要となる。例えば、４０５ｎｍの青色レーザを使用し、ＮＡ０．８５の対物レンズを使用すると、ＤＶＤの５倍の記録密度が達成される。
【０００３】
しかしながら、上述の青色レーザを用いた高密度の光記録媒体装置では、再生及び／又は記録マージンが非常に厳しいため、つまり、再生または記録を行う際の特性変化に対する許容度が非常に狭いため、光記録媒体の基材厚変化（基材の厚さの変化）による収差発生が問題となる。尚、本明細書においては、「再生及び／又は記録」とは「再生及び記録の少なくとも何れか一方」の意であり、これを簡略化して記載したものである。
上記の問題に関連して、特許文献１には、光記録媒体の基材厚変化による収差を補正して再生および記録を行うことを企図した光ヘッドが提案されている。ここで図面を参照しながら、この従来の光ヘッドの一例について説明する。
【０００４】
図９は、従来の光ヘッドの構成を概略的に示す模式図である。ここで、符号９１は光源、９２は回折格子、９３はコリメータレンズ、９４は偏光ビームスプリッタ、９５は１／４波長板、９６は収差補正レンズ群、９７は対物レンズ、９８は光記録媒体、９９はフォーカシングレンズ、１００はマルチレンズ、１０１は光検出器を、それぞれ示している。
【０００５】
光源９１は、半導体レーザーで、光記録媒体９８の記録層に対し記録再生用のコヒーレント光を出力する光源である。回折格子９２は、ガラス基板の表面に凹凸のパターンが形成されたもので、入射するビームを３ビームに分割し、いわゆる３ビーム法によるトラッキング誤差信号の検出を可能とする光学素子である。コリメータレンズ９３は、光源９１から出射された発散光を平行光に変換するレンズである。偏光ビームスプリッタ９４は、光を分離するための光学素子であり、入射偏光によって透過率及び反射率が異なる。また、１／４波長板９５は、直線偏光を円偏光に変換する光学素子であり、複屈折材料で形成されている。
【０００６】
収差補正レンズ群９６は、後で詳細に述べるが、光記録媒体９８の基材厚が予め設定された基準値とは異なったときに生じる球面収差を補正するためのもので、凹レンズ群９６ａと凸レンズ群９６ｂと図示しない一軸アクチュエータで構成されている。尚、上記基準値は、より好ましくは、当該光記録媒体９８の基材の厚さとして最適の設計基材厚さに基づいて設定されている。
そして、上記凹レンズ群９６ａと凸レンズ群９６ｂの間隔を変えることで、上記球面収差を補正することができる。また、対物レンズ９７は、光記録媒体９８の記録層に光を集光するレンズである。フォーカシングレンズ９９は、光記録媒体の記録層で反射された光を光検出器１０１に集光するレンズである。マルチレンズ１００は、入射面が円筒面で、出射面がレンズ光軸に対し回転対称面になっており、入射光に対していわゆる非点収差法によるフォーカス誤差信号の検出を可能とするための非点収差を与えるものである。更に、光検出器１０１は、光記録媒体９８の記録層で反射された光を受光して、光を電気信号に変換するものである。
【０００７】
このように構成された光ヘッドの動作について説明する。光源９１から出射された直線偏光の光は、回折格子９２により３ビームに分割され、この３ビームに分割された光はコリメータレンズ９３により平行光に変換される。平行光にされた光は、偏光ビームスプリッタ９４を透過し、１／４波長板９５に入射され、直線偏光が円偏光に変換される。次に１／４波長板９５を透過した円偏光の光は収差補正レンズ群９６に入射される。ここで、光記録媒体９８の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正するために、入射された平行光は収差補正レンズ群９６を構成する凹レンズ群９６ａと凸レンズ群９６ｂの間隔を変えることで、発散光や収束光に変換され、この変換された光は対物レンズ９７に入射され、入射される光の発散度合いもしくは収束度合いに応じて球面収差を発生し、光記録媒体９８上に集光される。
【０００８】
ここで、光記録媒体９８の基材厚さが基準値からずれた時に生じる波面収差を補正する波面収差を有する光が対物レンズ９７で集光されるので光記録媒体９８上では収差のない、すなわち回折限界まで絞られた光スポットが形成される。次に、光記録媒体９８から反射された円偏光の光は、収差補正レンズ群９６を透過した後、１／４波長板９５に入力され、光源９１から出射された直線偏光と直交する方向の直線偏光に変換される。１／４波長板９５により変換された直線偏光の光は、偏光ビームスプリッタ９４により反射されて光源９１には戻らずにフォーカシングレンズ９９により収束され、マルチレンズ１００により入射された光に非点収差が与えられて光検出器１０１に集光される。光検出器１０１は、光記録媒体９８上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。
【０００９】
ここで、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号は周知の技術により、例えば非点収差法と３ビーム法により検出される。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体９８上に集光されるように対物レンズ９７の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を光記録媒体９８上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ９７の位置を制御する。さらに光検出器１０１からは光記録媒体９８に記録された情報も得ている。
【００１０】
ここで、収差補正レンズ群９６を用いて球面収差補正が可能となることについて詳しく述べる。収差補正レンズ群９６を構成する凹レンズ群９６ａと凸レンズ群９６ｂの間隔を狭くすると平行光が発散光に変換され、間隔を大きくすると収束光に変換される。すなわち凹レンズ群９６ａと凸レンズ群９６ｂの間隔を変えることで符号の異なるパワー成分を有する光を発生することができる。ここで、対物レンズ９７にパワー成分のある光が入射されると、対物レンズ９７で絞られた光には球面収差が発生し、その符号は入射されるパワー成分の符号に依存することになるので、この球面収差を用いることで光記録媒体９８の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正することが可能となる。
【００１１】
以上のような構成にすれば、光記録媒体９８の基材厚に起因する球面収差を収差補正レンズ群９６を用いて補正することができるので、より安定した再生や記録を行うことができる。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１３１６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の光ヘッドでは、光源９１から出射された光の光量を制御するために必要な光量検出手段については開示されておらず、この光量検出手段の位置による課題が生じる。このことについて、図１０を用いて詳細に述べる。ここで、図１０で示した光ヘッドが図９で示した光ヘッドと異なるのは、図１０の光ヘッドがミラーと光量検出手段をさらに有しており、１／４波長板がミラーと対物レンズの間に配置されているという点のみであり、それ以外は、図９で示した光ヘッドと同様である。従って、図１０において、特に説明のないものについては図９で示した光ヘッドの場合と同じとし、同一符号を付した構成部材については、特に説明のない限り、図９の光ヘッドの場合と同様の機能を持つものとする。
【００１４】
図１０において、２０１はミラー、２０２は集光レンズ、２０３は光源光量制御用光検出器である。ここで、光量検出手段は、集光レンズ２０２と光源光量制御用光検出器２０３で構成されている。
【００１５】
ミラー２０１は、入射する光を反射して光記録媒体９８の方向に向かわせる光学素子であり、ある直線偏光に対しては５％透過させ９５％反射させる一方、前記直線偏光に対して直交する直線偏光に対しては１００％反射する特性を有している。
【００１６】
このように構成された光ヘッドの動作について説明する。光源９１から出射された直線偏光の光は、回折格子９２により３ビームに分割され、この３ビームに分割された光はコリメータレンズ９３により平行光に変換される。平行光にされた光は偏光ビームスプリッタ９４を透過し収差補正レンズ群９６に入射される。ここで、基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正するために、入射された平行光は、収差補正レンズ群９６を構成する凹レンズ群９６ａと凸レンズ群９６ｂの間隔を変えることで、発散光や収束光に変換される。この変換された光は、ミラー２０１に入射され、その一部（５％）が透過し、ほとんど（９５％）が反射され、光記録媒体９８の方向に進行方向を変えられる。この反射された光は、１／４波長板９５に入射され直線偏光が円偏光に変換され、この円偏光の光は対物レンズ９７に入射され、入射される光の発散度合いもしくは収束度合いに応じて球面収差を発生し、光記録媒体９８上に集光される。ここで、光記録媒体９８が基準値からずれた時に生じる波面収差を補正する波面収差を有する光が、対物レンズ９７で集光されるので、光記録媒体９８上では収差のない、すなわち回折限界まで絞られた光スポットが形成される。
【００１７】
次に、光記録媒体９８から反射された円偏光の光は、１／４波長板９５に入力され、光源９１から出射された直線偏光と直交する方向の直線偏光に変換される。１／４波長板９５により変換された直線偏光の光は、ミラー２０１によりすべて反射され、収差補正レンズ群９６を透過し、偏光ビームスプリッタ９４により反射されて光源９１には戻らずにフォーカシングレンズ９９により収束され、マルチレンズ１００により入射された光に非点収差を与えて光検出器１０１に集光される。
【００１８】
光検出器１０１は、光記録媒体９８上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。ここで、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号は周知の技術により、例えば非点収差法と３ビーム法により検出される。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体９８上に集光されるように対物レンズ９７の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を光記録媒体９８上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ９７の位置を制御する。
【００１９】
更に、光検出器１０１からは光記録媒体９８に記録された情報も得ている。また、ミラー２０１を透過した光は、集光レンズ２０２により光源光量制御用光検出器２０３に集光され、光源光量制御用光検出器２０３は、光源１から出射された光の光量に応じた電気信号を出力する。
【００２０】
上述の光量検出手段が必要となることについて述べる。光源９１は半導体レーザで構成されているため、光源９１が光を出射し続けると温度が上昇し、これにより、光源９１を制御する電流が一定であっても光源９１から出射される光の光量は変化してしまう。そこで、光源９１から出射された光の一部を検出することで、光源９１から出射された光の光量を制御することが可能となる。
【００２１】
しかしながら、光量検出手段で検出される信号が光源９１の光量と関係なく変動すると大きな問題が生じる。例えば、光源９１の光量が一定であっても光量検出手段から出力される信号が小さくなると、出射される光の光量が多くなるように光源９１が制御され、光記録媒体９８を再生中に光量が多く出射され、光記録媒体９８に記録されている情報を誤って消去する事が生じる。また、逆に光源９１の光量が一定であっても光量検出手段から出力される信号が大きくなると、出射される光の光量が小さくなるように光源９１が制御され、光記録媒体９８に情報を記録中に記録に必要となる光量に達せず、記録が不十分となる。すなわち、光源９１から出射される光量に対応して光量検出手段から検出される信号が変化しないと、大きな問題が生じることとなる。
【００２２】
ここで、収差補正レンズ群９６が駆動されて球面収差を補正しているときに対物レンズ９７に入射される光を模式的に示した図を図１１に示す。図１１において、光記録媒体９８の基材厚が基準値よりも厚い場合、凹レンズ群９６ａと凸レンズ群９６ｂの間隔が広くなり、対物レンズ９７に収束光で入射する。この状態が実線で示されている。また、光記録媒体９８の基材厚が基準値よりも薄い場合には、凹レンズ群９６ａと凸レンズ群９６ｂの間隔が狭くなり、対物レンズ９７に発散光で入射する。この状態が２点鎖線で示されている。ここに、光量検出手段に用いられる光は、図１１に示されているＡの位置であるとする。
【００２３】
図１０において、ミラー２０１と集光レンズ２０２との間には通過する光量を制限するための開口（図示せず）が設けられており、これを模式的に示したものが、図１１の開口１１０Ｈである。尚、この開口１１０Ｈは、開口形成部材１１０に穴（開口）を形成することによって設けられている。この場合、凸レンズ群９６ｂを保持する部材で開口形成部材１１０を兼用させることもできる。
このとき、図１１から判るように、凹レンズ群９６ａが移動して球面収差を補正しているときに、対物レンズ９７に入射する光の量が凹レンズ群９６ａの場所によらず一定になるように、収差補正レンズ群が設計されているが、光源光量制御用光検出器２０３に入射する光の量は、凹レンズ群９６ａの位置によっては、外周付近の光が開口形成部材１１０によって遮られ、これにより光源光量制御用光検出器２０３にて検出される光量が変化することになる。
【００２４】
すなわち、上述のように、光源９１の光量が変化していないにも拘らず、光源光量制御用光検出器２０３に入射する光の量が変化してしまい、あたかも光源の光量が変化したかのような信号が出力され、再生時に記録されている情報を消去したり、記録時に必要光量が出力できず記録が不十分となるという課題が生じる。
【００２５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、球面収差を補正した状態でも、光源光量制御用光検出器から出力される信号が光源から出射される光量のみに依存する光ヘッドを提供することを第１の目的とする。
【００２６】
また、光記録媒体の基材厚さに基準値からのずれがあり、これに起因する球面収差を補正した状態でも、光源から出射される光量を正確に検出することができ、より安定した再生や記録を行うことができる光記録再生装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するため、本願発明に係る光ヘッドは、光記録媒体に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドであって、光源と、該光源から出射された光を前記光記録媒体に集光する対物レンズと、該対物レンズの開口を決定する対物レンズ用開口と、前記光記録媒体の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、該球面収差補正手段から前記光記録媒体へ至る光路中に配置された光分離手段と、該光分離手段で分離された光を開口制限する光源光量制御用開口と、該光源光量制御用開口で開口制限された光を受光する第１の光検出器と、前記光記録媒体で反射された光を受光する第２の光検出器とを有し、前記球面収差補正手段から前記対物レンズ用開口までの光学的な光路長と前記球面収差補正手段から前記光源光量制御用開口までの光学的な光路長とが略等しく、且つ、前記光源光量制御用開口の開口サイズが前記対物レンズ用開口の開口サイズに略等しいことを特徴とする。
この場合には、球面収差補正手段が駆動されたときでも、光源光量制御用開口で開口制限された光を受光する第１の光検出器から出力される信号が、光源から出射される光の光量のみに対応した信号になるので、この信号を用いて光源を制御することが可能となり、より安定した再生や記録が行えるようになる。
【００２８】
また、上記目的を達成するため、本願の他の発明に係る光ヘッドは、光記録媒体に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドであって、光源と、該光源から出射された光を前記光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光記録媒体の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、該球面収差補正手段から前記光記録媒体へ至る光路中に配置された光分離手段と、該光分離手段で分離された光を収束するレンズと、該レンズで収束された光を開口制限する光源光量制御用開口と、前記光源光量制御用開口で開口制限された光を受光する第１の光検出器と、前記光記録媒体で反射された光を受光する第２の光検出器とを有することを特徴とする。
この場合には、球面収差補正手段が駆動されたときでも、第１の光検出器（光源光量制御用開口で開口制限された光を受光する光検出器）から出力される信号が、光源から出射される光の光量のみに対応した信号になるので、この信号を用いて光源を制御することが可能となり、より安定した再生や記録が行えるようになる。さらに、球面収差制御手段から前記第１の光検出器までの距離を短くすることが可能であるので光ヘッドの小型化に有利である。
【００２９】
更に、上記目的を達成するため、本願の更に他の発明に係る光ヘッドは、光記録媒体に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドであって、光源と、該光源から出射された光を前記光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光記録媒体の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、前記光源から前記球面収差補正手段へ至る光路中に配置された光分離手段と、該光分離手段で分離された光を受光する第１の光検出器と、前記光記録媒体で反射された光を受光する第２の光検出器とを有することを特徴とする。
この場合には、球面収差補正手段が駆動されたときでも、第１の光検出器（光分離手段で分離された光を受光する光検出器）から出力される信号が、光源から出射される光の光量のみに対応した信号になるので、この信号を用いて光源を制御することが可能となり、より安定した再生や記録が行えるようになる。
【００３０】
上記光ヘッドでは、前記球面収差補正手段が、収束光および発散光の少なくとも何れか一方を発生させることで前記球面収差を補正することが好ましく、具体的には、前記球面収差補正手段が正レンズ群と負レンズ群で構成されていることが好ましい。これにより、光記録媒体の基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を、光ヘッドの往路及び復路ともに補正することが可能となり、より安定した制御信号や再生信号を得ることができるようになる。
【００３１】
また、上記光ヘッドでは、前記球面収差補正手段が透明な導電性薄膜を有する一対の基板間に配置された位相変化層を含む光学素子であることが好ましい。これにより、球面収差補正手段が小さくなるので、光ヘッドの小型化に有利である。
【００３２】
特に、上記光ヘッドでは、前記位相変化層により入射された光を発散光もしくは収束光に変換することが好ましい。これにより、レンズシフトしたときでも球面収差補正性能が劣化しない。
【００３３】
また、上記光ヘッドでは、前記光ヘッドは前記光記録媒体の基材厚を検出する基材厚検出手段をさらに含んでいることが好ましい。これにより、光記録媒体のすべての位置で最適基材厚からのずれを検出できるので、より精度の高い球面収差補正が可能となり安定した制御信号や再生信号を得ることができるようになる。
【００３４】
更に、上記光ヘッドでは、前記基材厚検出手段が、光源と、前記光源から出射される光を前記光記録媒体に集光するレンズと、前記光記録媒体で反射された光を検出する光検出器とを有することが好ましい。これにより、光記録媒体の基材厚に起因する収差を別光学系で検出するため、再生もしくは記録時に、同時に光記録媒体の基材厚に起因する収差を検出できる。
【００３５】
また更に、上記光ヘッドでは、前記基材厚検出手段が、光の光軸に近い側の第１の光と、前記第１の光よりも外側の第２の光との２つの焦点に基づいて、前記基材厚に関する情報を検出するものであることが好ましい。これにより、光ヘッドのより小型化を図ることができる。
【００３６】
また更に、上記光ヘッドでは、前記対物レンズのＮＡが０．６以上であることが好ましい。これにより、記録や再生に対する収差マージンの少ない高密度化に対して、光記録媒体の基材厚の基準値からのずれに対する許容度を広げることが可能となる。従って記録密度の高密度化に寄与することができる。
【００３７】
また更に、上記光ヘッドでは、前記光源の波長が４５０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、記録や再生に対する収差マージンの少ない高密度化に対して、光記録媒体の基材厚の最適基材厚からのずれに対する許容度を広げることが可能となる。従って記録密度の高密度化に寄与することができる。
【００３８】
また更に、上記目的を達成するため、本願発明に係る光記録再生装置は、光記録媒体に対して信号の記録及び／又は再生を行う光ヘッドとして、上述の光ヘッドを備えることを特徴とする。これにより、球面収差補正手段が駆動されたときでも光源から出射される光量に対応した信号を検出することができるので、この信号を用いて光源を制御することが可能となり、より安定した再生や記録を行えるようになる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、光量検出手段を球面収差補正手段と光源の間に配置したり、光量検出手段を球面収差補正手段と光記録媒体の間に配置する場合は光量検出手段を構成する光源光量制御開口の位置を球面収差補正手段から対物レンズ用開口までの光学的な光路長に相当する位置に配置するか、若しくは光量検出手段の集束光中の所望の位置に配置することで、球面収差補正手段を駆動したときでも、光量検出手段から出力される信号が光源から出射される光の光量のみに対応する信号となり、この信号を用いて光源を制御することで対物レンズから出力される光の光量を常に所望の値にすることが可能となるので、より安定した再生や記録が行えるようになる。
【００４０】
また、この光ヘッドを用いることで、球面収差補正手段が駆動されも、安定した制御信号や再生信号を得ることができ、より安定した記録を行うことができる光記録再生装置を実現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】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
実施形態１では、本発明の光ヘッドの一例について説明する。
【００４２】
図１は、実施形態１の光ヘッドの構成図である。図１において、符号１は光源、２は回折格子、３はコリメータレンズ、４は偏光ビームスプリッタ、５は凹レンズ、６は凸レンズ、７はミラー、８は１／４波長板、９は対物レンズ、１０は光記録媒体、１１は集光レンズ、１２はシリンドリカルレンズ、１３は光検出器（第２の光検出器）、１４はレンズ、１５は光源光量制御用光検出器（第１の光検出器）、１６は対物レンズ用開口１６Ｈを形成した開口形成部材、１７は光源光量制御用開口１７Ｈを形成した開口形成部材を、それぞれ示している。
前記凹レンズ５と凸レンズ６と図示しない１軸アクチュエータとで球面収差補正手段が構成され、前記レンズ１４と光源光量制御用光検出器１５と光源光量制御用開口１７Ｈとで光量検出手段が構成され、また、前記凹レンズ５が負レンズ群を、凸レンズ６が正レンズ群を、ミラー７が光分離手段を、それぞれ構成している。すなわち、この場合、負レンズ群は１個の凹レンズ５で構成され、正レンズ群は１個の凸レンズで構成されている。
【００４３】
ここで、光源１は、光記録媒体１０の記録層に対し、記録再生用のコヒーレント光を出力する光源であり、例えば、ＧａＮ系の半導体レーザ素子（波長４０５ｎｍ）で構成されている。回折格子２は、入射するビームを３ビームに分割し、いわゆる３ビーム法によるトラッキング誤差信号の検出を可能とするための光学素子であり、ガラス基板の表面に凹凸のパターンが形成されている。また、コリメータレンズ３は、光源１から出射された発散光を平行光に変換するレンズである。偏光ビームスプリッタ４は、光を分離するための光学素子であり、入射する光の偏光方向により透過率及び反射率が異なる。球面収差補正手段は、従来技術に関連して詳細に述べたように、光記録媒体１０の基材厚が基準値とは異なったときに生じる球面収差を補正するためのものであり、凹レンズ５と凸レンズ６と図示しない一軸アクチュエータ（レンズ位置可変手段）で構成され、凹レンズ５と凸レンズ６の間隔を変えることで上記球面収差を補正することができる。
【００４４】
ミラー７は、入射する光を反射して光記録媒体１０の方向に向かわせる光学素子であり、ある直線偏光に対しては５％透過し９５％反射する一方、前記直線偏光に対して直交する直線偏光に対しては１００％反射する特性を有している。１／４波長板８は、直線偏光を円偏光に変換する光学素子であり、複屈折材料で形成されている。対物レンズ９は、光記録媒体１０の記録層に光を集光するレンズであり、開口数（ＮＡ）が０．８５である。集光レンズ１１は、光記録媒体１０の記録層で反射された光を光検出器１３（第２の光検出器）に集光するレンズである。また、シリンドリカルレンズ１２は、入射面が円筒面で、出射面がレンズ光軸に対し回転対称面になっており、入射光に対していわゆる非点収差法によるフォーカス誤差信号の検出を可能とするための非点収差を与えるものである。光検出器１３は、光記録媒体１０の記録層で反射された光を受光して光を電気信号に変換するものである。
【００４５】
レンズ１４は、ミラー７を透過した光を光源光量制御用光検出器１５（第１の光検出器）に集光するものである。また、対物レンズ用開口１６Ｈは、対物レンズに入射する光の大きさを制限するもので、対物レンズのＮＡを決めるためのものである。この場合、対物レンズ９を保持する部材が、前記開口形成部材１６を兼ねている。一方、光源光量制御用開口１７Ｈは、光源の光量を制御するために使われる光の光量を制限するために用いられるもので、この場合、レンズ１４を保持する部材が開口形成部材１７を兼ねている。
本実施形態では、光源光量制御用開口１７Ｈは、球面収差補正手段からの光学的な光路長が、球面収差補正手段から対物レンズ用開口１６Ｈまでの光路長と実質的に等しくなるように位置設定されており、且つ、その開口の大きさ（開口サイズ）は対物レンズ用開口１６Ｈと実質的に同じ大きさに設定されている。
【００４６】
このように構成された光ヘッドの動作について説明する。
光源１から出射された直線偏光の光は、回折格子２によって３ビームに分割され、この３ビームに分割された光は、コリメータレンズ３により平行光に変換される。平行光にされた光は、偏光ビームスプリッタ４を透過し球面収差補正手段に入射される。ここで、基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正するために、入射された平行光は球面収差補正手段を構成する凹レンズ５と凸レンズ６の間隔を変えることで発散光や収束光に変換され、この変換された光はミラー７に入射され、その一部が透過し、ほとんどが反射され、光記録媒体１０に向うように進行方向を変えられる。
【００４７】
この反射された光は、１／４波長板８に入射され直線偏光が円偏光に変換され、この円偏光の光は、対物レンズ用開口１６Ｈにより開口制限された上で対物レンズ９に入射され、入射される光の発散度合いもしくは収束度合いに応じて球面収差を発生し、光記録媒体１０上に集光される。ここで、光記録媒体１０の基材厚が基準値からずれた時に生じる波面収差を補正する波面収差を有する光が対物レンズ９で集光されるので、光記録媒体１０上では収差のない、すなわち回折限界まで絞られた光スポットが形成される。
次に、光記録媒体１０から反射された円偏光の光は、１／４波長板８に入力され、光源１から出射された直線偏光と直交する方向の直線偏光に変換される。１／４波長板８により変換された直線偏光の光は、ミラー７によりすべて反射され、球面収差補正手段を透過し、偏光ビームスプリッタ４により反射されて光源１には戻らずに集光レンズ１１により収束され、シリンドリカルレンズ１２により非点収差が与えられて光検出器１３に集光される。光検出器１３は、光記録媒体１０上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。
【００４８】
ここで、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号は周知の技術により、たとえば非点収差法と３ビーム法により検出される。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体１０上に集光されるように対物レンズ９の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を光記録媒体１０上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ９の位置を制御する。さらに光検出器１３からは、光記録媒体１０に記録された情報も得ている。また、ミラー７を透過した光は、レンズ１４により光源光量制御用光検出器１５に集光され、光源光量制御用光検出器１５は、光源１から出射された光の光量に応じた電気信号を出力する。
【００４９】
ここで、光量検出手段について詳しく述べる。
前述のように、光源１から出射される光量は、光源１を駆動する電流が一定であっても温度等により出射される光量が変化してしまうので、光源１から出射される光量を検出し、この検出信号に基づいて光源１を制御する必要がある。しかしながら、この検出した信号が、光源１から出射される光量以外の原因により変動すると、光源１から出射される光の光量が変化していないにも拘らず、前述のように、光源１から出射された光の光量が変動したこととなり、大きな問題が生じる。このようなことが発散光や収束光を形成して球面収差を補正する球面収差補正手段を用いた光ヘッドでは起こりうることは、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べた通りである。
【００５０】
この原因は、球面収差補正手段から対物レンズ用開口１６までの距離と球面収差補正手段から光源光量制御用開口１７までの距離が異なること、及び対物レンズ用開口１６Ｈと光源光量制御用開口１７Ｈとの開口の大きさが異なることにある。
【００５１】
そこで、本実施形態では、光源光量制御用開口１７Ｈを、球面収差補正手段から対物レンズ用開口１６Ｈまでの距離と略同じ距離となる位置に配置し、さらに、光源光量制御用開口１７Ｈの開口サイズが対物レンズ用開口１６Ｈの開口の大きさと略同じになるように設定している。これにより、球面収差補正手段が駆動されても、光量検出手段で検出される信号は光源１から出射される光量の変動のみに対応するので、光源１をより適切に制御することができる信号を検出することが可能になる。
【００５２】
また、本実施形態では、球面収差補正手段の構成により、光源１から出射される光量が一定であっても、球面収差補正手段を構成するレンズの間隔が変わることに起因して、対物レンズから出射される光の光量が変動する場合に対しても、光量検出手段から出射される信号も全く同じ変化になるので、光量検出手段から出射される信号が一定になるように制御すれば、対物レンズ９から出射される光の光量は一定になるので、非常に有利である。
【００５３】
以上述べたように、光分離手段を球面収差補正手段とレンズ１４の間に配置し、光分離手段で分離された光を開口制限する光源光量制御用開口１７Ｈを、その球面収差補正手段からの距離が、球面収差補正手段から対物レンズ用開口１６Ｈまでの距離と略同じとなるように位置設定し、さらに、開口サイズを対物レンズ用開口１６Ｈの開口サイズと実質的に同じに設定することにより、対物レンズから出射される光の光量を温度等の環境変化にもよらず、また、球面収差補正手段を駆動しているときでも所望の値にすることが可能となる。従って、再生時に誤って光記録媒体に記録された情報を消去することがなく、また、逆に対物レンズから出射される信号が少なくなりすぎて再生信号や制御信号が小さくなり、再生できなくなったり制御が不安定になることがない。また、記録時に必要な光量が少なくなって記録できなくなるという課題も生じない。
【００５４】
なお、本実施形態では、光量検出手段は、レンズ１４と光源光量制御用光検出器１５と光源光量制御用開口１７Ｈとで構成されているが、前記レンズ１４は必ずしも無くても特に問題はない。
【００５５】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について、図面を参照しながら説明する。この実施形態２が上述の実施形態１と異なるのは、光源光量制御用開口１７Ｈの位置及び開口の大きさが異なることに関する点のみであり、それ以外は、実施形態１と同様である。従って、本実施形態において、特に説明のないものについては実施形態１における場合と同じとし、実施形態１と同一符号を付した構成部材については、特に説明のない限り、実施形態１と同様の機能を持つものとする。
【００５６】
図２は、本発明の実施形態２における光ヘッドの構成図である。ここで、レンズ１４は球面収差補正手段からの距離が、球面収差補正手段から対物レンズ用開口１６Ｈまでの距離よりも短い位置に配置されている。また、光源光量制御用開口１７Ｈはレンズ１４と光源光量制御用光検出器１５の間に配置されている。光ヘッドの動作については実施形態１で述べたのと同じであるのでここでは省略する。
【００５７】
ここで、図３を参照しながら、収束光中に開口を用いた場合に、光量が一定になることを説明する。図３は、球面収差補正手段に入射された光が、どのような光路を通って光源光量制御用光検出器１５に入射されるのかを示した図である。この図において、実線が、光記録媒体の基材厚が（基準値よりも）厚い場合に生じる球面収差を球面収差補正手段で補正したときの光路を示している。また、２点鎖線が、光記録媒体の基材厚が（基準値よりも）薄い場合に生じる球面収差を球面収差補正手段で補正したときの光路を示している。図３から判るように、レンズ１４と球面収差補正手段の間に光源光量制御用開口１７Ｈを配置すると、光源光量制御用光検出器１５に入射される光の光量が、凹レンズ５と凸レンズ６の距離に応じて変化してしまう。しかし、レンズ１４と光源光量制御用光検出器１５の間の収束光中の実線と２点鎖線が交差する位置（Ｂ）に光源光量制御用開口１７Ｈを配置すると、どのような球面収差を補正しても、同じ光量の光が光源光量制御用光検出器１５に入射することになる。すなわち、光源光量制御用開口１７Ｈを収束光中に配置することで、球面収差補正手段から対物レンズ用開口１６Ｈまでと等価な距離に、光源光量制御用開口１７Ｈを配置したことになる。
【００５８】
これにより、実施形態１で述べたのと同様に、球面収差補正手段が駆動されても、光量検出手段で検出される信号は光源１から出射される光量の変動のみに対応するので、光源１をより適切に制御することができる信号を検出することが可能になる。また、本実施形態では、球面収差補正手段の構成により、対物レンズから出射される光の光量が、光源１から出射される光量が一定であっても球面収差補正手段を構成するレンズの間隔が変わることに起因して変動する場合に対しても、光量検出手段から出射される信号も全く同じ変化になる。従って、光量検出手段から出射される信号が一定になるように制御すれば、対物レンズから出射される光の光量は一定になるので、非常に有利である。また、さらに本実施形態では、収束光中に光源光量制御用開口１７Ｈを配置するので、球面収差補正手段から光源光量制御用開口１７Ｈまでの距離を短くすることが可能となるので、光ヘッドの小型化にとって有利である。
【００５９】
以上述べたように、光源光量制御用開口１７Ｈを光量検出手段の収束光中に配置することにより、対物レンズから出射される光の光量を温度等の環境変化にもよらず、また、球面収差補正手段を駆動しているときでも所望の値にすることが可能となる。従って、再生時に誤って記録した信号を消去することがなく、また、逆に対物レンズから出射される信号が少なくなり過ぎて再生信号や制御信号が小さくなり、再生できなくなったり制御が不安定になることがない。また、記録時に必要な光量が少なくなって記録できなくなるという課題も生じない。さらに、球面収差補正手段から光源光量制御用開口１７Ｈまでの距離を短くできるので、光ヘッドの小型化に有利である。
【００６０】
なお、実施形態１及び２では光源光量制御用開口１７Ｈを形成した開口形成部材１７は、レンズ１４を保持する部材で兼用されているが、別部材を設けても何ら問題はない。
【００６１】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態が上記した実施形態１及び２と異なるのは、レンズ１４と光源光量制御用光検出器１５で構成される光量検出手段に入射する光を分離する光分離手段が、光源と球面収差補正手段との間に配置されており、偏光ビームスプリッタ及びミラーの特性が異なることに関する点のみであり、それ以外は、実施形態１と同様である。従って、本実施形態において、特に説明のないものについては実施形態１と同じとし、実施形態１と同一符号を付した構成部材については、特に説明のない限り、実施形態１と同様の機能を持つものとする。
【００６２】
図４は、本発明の実施形態３における光ヘッドの構成図である。ここで、符号４１は偏光ビームスプリッタ、４２はミラーである。前記偏光ビームスプリッタ４１は、ある偏光方向の直線偏光に対しては９５％透過し５％反射する一方、前記偏光方向に直交する方向の偏光に対しては１００％反射する特性を有している。また、ミラー４２は、偏光の方向によらず１００％反射する特性を有している。更に、レンズ１４と光源光量制御用光検出器１５で構成される光量検出手段が、偏光ビームスプリッタ４１の往路の光の反射光を用いるように構成されている。この場合、光分離手段は偏光ビームスプリッタ４１で構成されている。
【００６３】
このように構成された光ヘッドの動作について説明する。
光源１から出射された直線偏光の光は、回折格子２によって３ビームに分割され、この３ビームに分割された光は、コリメータレンズ３により平行光に変換される。平行光にされた光は、偏光ビームスプリッタ４１により一部は反射するが、ほとんどが透過する。この透過した光は球面収差補正手段に入射される。ここで、基材厚が基準値からずれたときに発生する球面収差を補正するために、入射された平行光は、球面収差補正手段を構成する凹レンズ５と凸レンズ６の間隔を変えることで発散光や収束光に変換され、この変換された光は、ミラー４２に入射され、このミラー４２ですべて反射され、その進行方向が光記録媒体１０の方向に変えられる。
【００６４】
この反射された光は、１／４波長板８に入射されて直線偏光が円偏光に変換され、この円偏光の光は、対物レンズ用開口１６Ｈにより開口制限された上で、対物レンズ９に入射され、入射される光の発散度合い若しくは収束度合いに応じて球面収差を発生し、光記録媒体１０上に集光される。ここで、光記録媒体１０の基材厚さが基準値からずれた時に生じる波面収差を補正する波面収差を有する光が対物レンズ９で集光されるので、光記録媒体１０上では収差のない、すなわち回折限界まで絞られた光スポットが形成される。
【００６５】
次に、光記録媒体１０から反射された円偏光の光は、１／４波長板８に入力され、光源１から出射された直線偏光と直交する方向の直線偏光に変換される。１／４波長板８により変換された直線偏光の光は、ミラー４２によりすべて反射され、球面収差補正手段を透過し、偏光ビームスプリッタ４１により反射されて、光源１には戻らずに集光レンズ１１により収束され、シリンドリカルレンズ１２により非点収差が与えられて光検出器１３に集光される。光検出器１３は、光記録媒体１０上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。
【００６６】
ここで、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号は周知の技術により、例えば非点収差法と３ビーム法により検出される。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体１０上に集光されるように対物レンズ９の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を光記録媒体１０上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ９の位置を制御する。さらに、光検出器１３からは光記録媒体１０に記録された情報も得ている。また、偏光ビームスプリッタ４１で往路の光のうち反射された光は、レンズ１４により光源光量制御用光検出器１５に集光され、光源光量制御用光検出器１５は光源１から出射された光の光量に応じた電気信号を出力する。
【００６７】
本実施形態のように、光量検出手段（レンズ１４と光源光量制御用光検出器１５で構成）に入射する光分離手段が、球面収差補正手段（凹レンズ５と凸レンズ６で構成）と光源の間に配置されていれば、光量検出手段に用いられる光が球面収差補正手段を駆動しても変動することがない。従って、光源１から出射される光の光量に対応する信号を確実に検出することができ、この信号を用いて光源１を制御すれば、対物レンズから出射される光の光量を一定にすることが可能である。
【００６８】
以上述べたように、光量検出手段を球面収差補正手段と光源の間に配置することにより、対物レンズから出射される光の光量を、温度等の環境変化にもよらず、また、球面収差補正手段を駆動しているときでも所望の値にすることが可能となる。従って、再生時に誤って記録した信号を消去することがなく、また、逆に対物レンズから出射される信号が少なくなりすぎて再生信号や制御信号が小さくなり、再生できなくなったり制御が不安定になることがない。また、記録時に必要な光量が少なくなって記録できなくなるという課題も生じない。
【００６９】
なお、本実施形態では、光量検出手段が、レンズ１４と光源光量制御用光検出器１５とで構成されているが、レンズ１４は無くても特に問題はない。
【００７０】
また、実施形態１及び２では、球面収差補正手段として凹レンズと凸レンズを用いた方式を用いているが、この代わりに、正レンズ群と負レンズ群を用いた方式であっても良い。図５に、負のパワーを持つ負レンズ群５１と正のパワーを持つ正レンズ群５２で構成された球面収差補正手段（１軸アクチュエータは図示しない）の構成図を示す。各レンズ群がアッベ数の異なる硝材で構成されているので、光ヘッドを構成するレンズ、特に対物レンズで発生する色収差を補正することが可能な球面収差補正手段が構成できる。さらに、レンズを用いた方式では、往路及び復路ともに球面収差を補正することが可能であるので、安定した再生信号及び制御信号を得ることができる。
【００７１】
また、球面収差補正手段としては、レンズを用いない方式であっても良い。例えば、特開２００２−１０９７７６号公報（特願２００１−２２１９２７号）に開示されている位相変化層を用いた方式であっても良い。
以下に、この位相変化層を用いた方式に使われる光学素子について簡単に述べる。図６は位相変化層として液晶を用いた光学素子６０の断面図であり、図７は光学素子６０に用いられているパターン図である。図６において、符号６１は第１の基板、６２は第１の基板６１に略平行に配置された第２の基板、６３は第１の基板６１と液晶６７との間に配置された電圧印加電極、６４は電圧印加電極６３と略平行で対向するように配置された対向電極、６５は電圧印加電極６３を覆うように形成された透光性樹脂膜、６６は対向電極６４を覆うように形成された透光性樹脂膜、６７は透光性樹脂膜６５及び６６の間（電圧印加電極６３と対向電極６４との間）に配置された液晶、６８は液晶６７を囲むように透光性樹脂膜６５及び６６の間に配置された封止樹脂を、それぞれ示している。
【００７２】
ここで、第１の基板６１及び第２の基板６２は、例えばガラスからなり、透光性である。また、電圧印加電極６３は、液晶６７に所望の電圧を印加するための電極である。この電圧印加電極６３は、第１の基板６１の内側（液晶６７側）の主面上に形成されている。また、対向電極６４は、電圧印加電極６３とともに、液晶６７に所望の電圧を印加するための電極である。対向電極６４は、第２の基板６２の内側（液晶６７側）の主面上に形成されている。対向電極６４は、透光性であり、たとえばＩＴＯからなる。なお、対向電極６４は、第２の基板６２の内側の主面のうち、少なくともセグメント電極に対向する部分に略均一に形成される。
【００７３】
また、透光性樹脂膜６５及び６６は、液晶６７を所定の方向に配向させるための配向膜であり、例えばポリビニルアルコール膜からなる。透光性樹脂膜６５または６６をラビング処理することによって、液晶６７を所定の方向に配向させることができる。また、液晶６７は、入射した光の位相を変化させる位相変化層として機能する。液晶６７は、例えばネマチック液晶からなる。電圧印加電極６３と対向電極６４との間の電圧差を変化させることによって液晶６７の屈折率を変化させることができ、これによって入射した光の位相を変化させることができる。また、封止樹脂６８は、液晶６７を封止するためのものであり、例えばエポキシ樹脂からなる。また、電圧印加電極６３は、図７に示したように、同心円状のセグメント電極で構成されている。このセグメント電極は透光性であり、たとえばＩＴＯからなる。
【００７４】
以上のように構成された光学素子６０の動作について説明する。
外部から制御電圧が光学素子６０の電圧印加電極６３のセグメント電極のそれぞれに印加され、本発明の光学素子６０に入射される光にパワー成分の位相を与えるようにする。このように入射された平面波を球面波に変換することが可能となり、この球面波が対物レンズに入射することで球面収差が発生する。この球面収差により、光記録媒体１０の厚さが設計基材厚（基準値）からずれたときに生じる球面収差を補正することとなる。ここで、位相変化層として、電圧に応じて屈折率が変化する液晶を用いたが、電圧に応じて厚さ（体積）が変化するＰＬＺＴ（酸化鉛、ランタン、酸化ジルコニウム、酸化チタンを含むペロブスカイト構造の透明結晶体）を用いてもよい。
【００７５】
上記ＰＬＺＴは、固体であるので、液晶のように基板や封止樹脂は必要ではないため、光学素子を薄くすることが可能である。実施形態１及び２で述べた方法では、レンズで構成されているため、往路は当然として復路においても光記録媒体の基材厚に起因する収差を補正することが可能であり、安定した制御信号を得ることができる。また、ここで述べた方式では、位相変化層を用いた光学素子で光記録媒体の基材厚に起因する収差を補正しているので、光ヘッドの小型化に向いている。また、レンズ方式及び上記位相変化層を用いた方式のどちらも、収束光及び発散光を用いて球面収差を補正するので、対物レンズがレンズシフトしても球面収差補正性能が劣化することはない。
【００７６】
尚、上述の実施形態では、球面収差補正手段は、凹レンズと凸レンズと両レンズの間隔を変化させるレンズ位置可変手段（図示せず）で構成されていたが、このような凹レンズ及び凸レンズが無くても、コリメータレンズの位置を可変させるようにするだけで、球面収差補正手段を構成することができる。
【００７７】
また、上記実施形態では、対物レンズとして単レンズを用いているが、高いＮＡを有する組レンズであっても何ら問題はない。
【００７８】
また、上記実施形態では、無限系の光ヘッドを示したが、コリメータレンズを用いない有限系の光ヘッドであっても良い。
【００７９】
また、上記実施形態では、偏光光学系の光ヘッドを示したが、無偏光光学系の光ヘッドであっても良い。
【００８０】
また、上記実施形態においては、光記録媒体１０の基材厚の基準値からのずれを検出する方法については述べていないが、光記録媒体１０の記録もしくは再生前にあらかじめ学習方法で検出することができる。また、他の方式が特開２０００−１７１３４６号公報で述べられている。この方式は、光記録媒体からの反射光の光軸に近い側の第１の光ビームと、第１の光ビームよりも外側の第２の光ビームとの２つの焦点位置に基づいて、球面収差を検出する方式である。また、特開平１０−３３４５７５号公報には、別の方式が述べられている。この方式は、具体的には、光源と、光源から出射された光を光記録媒体（測定対象物）に照射する第１の光学系と、光記録媒体からの反射光を受光素子に導く第２の光学系からなる。ここで、光源はレーザ，ＬＥＤあるいはランプからなり、第１及び第２の光学系は、凸レンズあるいは凸レンズと凹レンズの組み合わせにより構成される。この構成によると、基材厚に応じて受光素子から出力される信号が異なり、基材厚に関する信号が得られる。
【００８１】
本発明は、対物レンズ９のＮＡが０．６以上になる場合には、より有効である。
周知のように、実際にレンズを製作する場合の精度許容量はＮＡに応じて難しくなる。レンズの第１面と第２面のディセンターは、成形を行う場合、５μｍ程度は生じる。ここで、対物レンズ９のＮＡと前記第１面と第２面のディセンターが５μｍ発生したときのコマ収差発生量との関係を示したグラフを図１２に示す。この図１２から良く分かるように、ＮＡが０．６よりも大きくなると、ディセンターによるコマ収差が発生することになる。更に、他の公差を考えると、ＮＡが０．６よりも大きい対物レンズ９は、レンズ作成時の公差によりかなりの収差が発生することになる。
これに応じて、光記録媒体の基材厚の基準値からのずれに対する収差発生量は、対物レンズ９のＮＡが０．６以上になると非常に大きく発生する。従って、対物レンズ９のＮＡが０．６以上になると、記録に対する収差マージンが厳しくなるので、球面収差補正手段が必要となり、本発明が特に有効である。
また、同様に、波長が４５０ｎｍ以下という非常に短い波長になると、基材厚ずれに対する収差発生量が大きくなるので、記録に対する収差マージンが厳しくなる。従って、球面収差補正手段が必要となり、本発明が特に有効である。
【００８２】
（実施形態４）
実施形態４では、本発明の光記録再生装置の一例について説明する。尚、この光記録再生装置は、光記録媒体に対して信号の記録及び再生を行う装置である。
【００８３】
図８に、実施形態４に係る光記録再生装置８０の構成を模式的に示す。光記録再生装置８０は、光ヘッド８１と、モータ８２と、処理回路８３とを備えている。光ヘッド８１は、例えば実施形態１で説明したものと同様のものである。
【００８４】
光ヘッド８１については、実施形態１で説明したものと同様であるため、重複する説明は省略する。
【００８５】
次に、光記録再生装置８０の動作について説明する。まず、光記録再生装置８０に光記録媒体１０がセットされると、処理回路８３は、モータ８２を回転させる信号を出力し、モータ８２を回転させる。次に、処理回路８３は、光源１を駆動し光を出射させる。光源１から出射された光は、光記録媒体１０で反射され、光検出器１３に入射する。光検出器１３は、光記録媒体１０上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号と、光の照射位置を示すトラッキング誤差信号とを処理回路８３に出力する。これらの信号に基づき、処理回路８３は対物レンズ９を制御する信号を出力し、これによって光源１から出射された光を、光記録媒体１０上の所望のトラック上に集光させる。また、処理回路８３は、光検出器１３から出力される信号に基づいて、光記録媒体１０に記録されている情報を再生する。また、光源光量制御用光検出器１５から出力される信号は処理回路８３に入力され、処理回路８３はこの信号が所望の値になるように光源１を制御することで対物レンズ９から出射される光の光量を所望の値にする。
【００８６】
以上のように、光ヘッドとして実施形態１の光ヘッドを用いているため、球面収差補正手段が駆動しても所望の光量の光が対物レンズから出力されるので、安定した制御信号や再生信号を得ることができ、さらに安定した記録を行うことができる。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく他の実施形態にも有効に適用することができる。
【００８８】
また、上記実施形態では、光のみによって情報を記録する光記録媒体について述べたが、光および磁気によって情報を記録する光記録媒体についても、同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００８９】
また、上記実施形態では、光記録媒体が光ディスクである場合について説明したが、カード状の光記録媒体など、類似の機能を実現する光学的情報記録再生装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、光情報処理や光通信等の分野で用いられる光ヘッド、及びかかる光ヘッドを備えた光記録再生装置に適用され、光記録媒体の基材厚さが基準値とは異なったときに生じる球面収差を補正した状態でも、光源光量制御用光検出器から出力される信号が光源から出射される光量のみに依存する光ヘッドを提供し、また、光記録媒体の基材厚さに基準値からのずれがあり、これに起因する球面収差を補正した状態でも、光源から出射される光量を正確に検出し、より安定した再生や記録を行うことができる光記録再生装置を提供することができる。
【００９１】
尚、本発明は、以上の実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更や改良を加え得るものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態１に係る光ヘッドの一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る光ヘッドの一例を示す模式図である。
【図３】球面収差補正手段が駆動したときの光の光路を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る光ヘッドの一例を示す模式図である。
【図５】球面収差補正手段の他の一例を示す模式図である。
【図６】位相変化層を有する球面収差補正手段の一例を示す断面説明図である。
【図７】位相変化層を有する球面収差補正手段の電極パターンの一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態４に係る光記録再生装置の一例を示す模式図である。
【図９】従来例に係る光ヘッドの一例を示す模式図である。
【図１０】他の従来例に係る光ヘッドの一例を示す模式図である。
【図１１】光ヘッドにおいて球面収差補正手段が駆動したときの対物レンズまでの光の光路を示す説明図である。
【図１２】対物レンズのＮＡと収差発生量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９３】
１  光源
４，４１  偏光ビームスプリッタ
５  凹レンズ
６  凸レンズ
９  対物レンズ
１０  光記録媒体
１３  光検出器
１４  レンズ
１５  光源光量制御用光検出器
１６Ｈ  対物レンズ用開口
１７Ｈ  光源光量制御用開口
５１  負レンズ群
５２  正レンズ群
６０  光学素子
６１  第１の基板
６２  第２の基板
６５，６６  透光性樹脂膜
６７  液晶
８０  光記録再生装置
８１  光ヘッド
【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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