(57)【要約】【課題】光学特性の変化に起因した収差を補正するための収差補正素子の可動レンズの位置を、簡易な構成によって測定可能な光ヘッド装置を提供する。【解決手段】ガラス板１２は、所定の傾き角を有し、リレーレンズ４を透過した光束の一部を反射して反射光束Ｂを生成する。反射光束Ｂは、光検出器１１上の４分割された受光素子群で受光され、その分割された各領域の光強度に基づいて。レンズ４Ｂの移動に伴う受光素子群１６上の光スポットの形状変化から、４つの受光素子の出力からリレーレンズ４の位置を検出する。前記位置検出の信号をもとに、レンズ４Ｂの移動を制御する。【選択図】  図１
2004158102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの出射光束を光ディスクに集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光束を前記出射光束から分離する第１の光学素子と、該第１の光学素子と前記対物レンズとの間に配置され、前記光ディスクの光学特性の変化に起因した収差を補正する第２の光学素子と、前記反射光束を受光する第１の受光素子とを備える光ヘッド装置において、
前記第２の光学素子を透過した前記出射光束の一部を分離する第３の光学素子と、該第３の光学素子で分離された分離光束を受光する第２の受光素子とを備えることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記第２の光学素子は、前記光ディスクの表面から記録面までの厚さの変化に起因した球面収差を補正することを特徴とする、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記第２の光学素子が、出射光の光軸方向に相互間の距離が調節可能な一対のレンズを含むリレーレンズとして構成されることを特徴とする、請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記第２の光学素子は、前記光ディスクの傾斜に起因したコマ収差を補正することを特徴とする、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記第２の光学素子が、出射光の光軸と直交する方向に相互の位置関係が調節可能な一対のレンズを有することを特徴とする、請求項４に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記第３の光学素子は、前記出射光束の一部を反射する光学素子であることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記第３の光学素子が、前記出射光束に対して所定角度傾けて配置されるガラス板又は１／４波長板であることを特徴とする、請求項６に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
前記第２の受光素子と前記第１の受光素子とが共通の光検出器として一体化されていることを特徴とする、請求項６又は７に記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記第１の光学素子が、前記反射光束及び前記第３の光学素子が反射した前記出射光束の一部のホログラムを形成する偏光性ホログラムであることを特徴とする、請求項６又は７に記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
前記第２の受光素子が、前記光源及び前記第１の受光素子と一体化されたモジュールとして形成されることを特徴とする、請求項９に記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記第３の光学素子は、前記出射光束の一部を透過する光学素子であることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】
前記第３の光学素子は、前記出射光束の一部を透過するミラーであることを特徴とする、請求項１１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１３】
前記第２の受光素子上に形成される光スポットが、前記第２の光学素子による収差の補正量に基づいて形状及び大きさの少なくとも一方が変化することを特徴とする、請求項１から１２に何れかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れかに記載の光ヘッド装置と、該光ヘッド装置を介して光ディスクからの信号を受信し、かつ該光ヘッドの動作を制御する制御装置とを備える光学的情報記録再生装置において、
前記制御装置は、前記第２の受光素子の出力信号に基づいて、前記第２の光学素子による収差補正量を制御することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記第２の受光素子の出力信号に基づいて前記第２の光学素子における現在の変位量を検出する変位検出部と、該変位検出部で検出された変位量が予め設定された設定値になるように前記第２の光学素子を動作させる変位制御部とを備えることを特徴とする、請求項１４に記載の光学的記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッド装置及びこれを使用した光学的記録再生装置に関し、更に詳しくは、光ディスクの光学特性の変化に起因した収差の補正手段を有する光ヘッド装置及びこれを使用した光学的記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量光ディスクが普及し、ＤＶＤ−ＲＷや、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭがＶＴＲの代替として市場を拡大しつつある。今後、地上波デジタル放送や、デジタルＨＤ（ｈｉｇｈ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）ＴＶの放送の開始が予定されており、光ディスクには、映像コンテンツの記録メディアとして、更なる大容量化が求められている。現在、青色半導体レーザ（ＬＤ）や高ＮＡ対物レンズを用いることで大容量化が進み、片面の容量が２０ＧＢを越える光ディスクの開発が活発に行われている。
【０００３】
上記の他に、記録面を多層化することによっても、光ディスクの記録容量を増やすことができる。記録面を多層化する場合には、光ディスク表面から各記録面までの厚みが異なることに起因する球面収差が発生するため、その球面収差の補正が必要となる。球面収差を補正する光ヘッド装置として、例えば特開２００１―３０７３７０号公報（特許文献１）には、リレーレンズを用いて球面収差を補正し、複数の記録面を有する多層光ディスクを記録再生できる技術が記載されている。図２５（ａ）は特許文献１に記載の光ヘッド装置の構成を示し、同図（ｂ）はその光ヘッド装置で読み書きする光ディスクの断面を示している。同図（ａ）に示すように、光ヘッド装置２００は、記録再生光学系の半導体レーザ２１２と、フォーカス・トラッキング光学系の半導体レーザ２４２とを備えている。
【０００４】
記録再生光学系の半導体レーザ２１２から出射された光束（波長６８０ｎｍ）は、Ｐ偏光（Ｚ軸方向の直線偏光）の光を透過させる偏光ビームスプリッタ２１４を透過し、コリメータレンズ２１６で平行光になり、１／４波長板２１８で円偏光となって、ミラー２２０で折り返され、収差補正部２２２を経て、ダイクロイックプリズム２３０へ入射する。ダイクロイックプリズム２３０は、波長が６８０ｎｍの光束を透過させ、波長７８０ｎｍの光束を反射させるように構成されており、ダイクロイックプリズム２３０を透過した光束は、対物レンズ２３４に到達し、図２５（ｂ）に示す光ディスク２７０の記録面２７４Ａ、２７４Ｂ、又は２７４Ｃに集光する。
【０００５】
光ディスク２７０の記録面で反射した光束は、対物レンズ２３４にて再び平行光となり、ダイクロイックプリズム２３０に入射する。ダイクロイックプリズム２３０を透過した光束は、収差補正部２２２、ミラー２２０を経て、１／４波長板２１８でＳ偏光（Ｙ軸方向の直線偏光）となる。Ｓ偏光となった光束は、コリメータレンズ２１６で集光された後に、偏光ビームスプリッタ２１４で反射して向きを変え、ピンホール２３８を透過後、光検出器２４０へ入射する。
【０００６】
一方、フォーカス・トラッキング用光学系の半導体レーザ２４２から出射された光束（波長７８０ｎｍ）は、Ｐ偏光の光束を透過させる偏光ビームスプリッタ２４４を透過し、コリメータレンズ２４６で平行光になり、１／４波長板２４８で円偏光となって、ダイクロイックプリズム２３０へ入射する。入射した光束はダイクロイックプリズム２３０で反射し、対物レンズ２３４に到達して、図２５（ｂ）に示すディスク２７０のガイド層２７２に集光する。
【０００７】
ガイド層２７２で反射した光束は、対物レンズ２３４で再び平行光となり、ダイクロイックプリズム２３０で反射して、１／４波長板２４８でＳ偏光となる。Ｓ偏光となった光束は、コリメータレンズ２４６で集光された後に、偏光ビームスプリッタ２４４で反射して向きを変え、円筒レンズ２５０を透過後、光検出器２５２へ入射する。
【０００８】
円筒レンズ２５０を透過して光検出器２５２へ入射した光束は非点収差を有するため、公知技術である非点収差法を用いて、フォーカス誤差信号が生成される。また、プッシュプル法などを用いて、トラッキング誤差信号が生成される。制御回路２６２は、得られた誤差信号を基づいて対物レンズ２３４のアクチュエータ２３６を駆動し、ガイド層２７２に集光する光スポットや、光ディスク２７０の記録面に集光する光スポットのフォーカス方向及びトラック方向の位置制御を行なう。
【０００９】
図２５（ｂ）に示すように、光ディスク２７０では、ディスク表面から各記録面２７４Ａ、２７４Ｂ、２７４Ｃまでの距離がそれぞれ異なっているため、各記録面に形成される集光スポットには異なる球面収差が発生する。収差補正部２２２は、リレーレンズとして構成されるレンズ２２４及びレンズ２２６間の距離を変えることで球面収差を補正する。具体的には、光ヘッド装置２００では、フォーカス制御回路２６４から収差補正回路２６６に焦点の移動量が伝達され、収差補正回路２６６が焦点位置の移動量に対応してあらかじめ設定された制御電圧を、収差補正部２２２のアクチュエータ２２８へ供給し、レンズ２２６を光軸方向に沿って移動させる。
【００１０】
レンズ２２６の移動には、レンズ２２６の移動を促進する電圧（キック電圧）と、移動しているレンズ２２６を所定の位置で止める電圧（ブレーキ電圧）とが用いられる。キック電圧及びブレーキ電圧の電圧値、並びに、これらの電圧の印加時間を制御することで、レンズ２２６の移動量が制御される。これにより、記録面２７４Ａ、２７４Ｂ、又は２７４Ｃに球面収差のない集光スポットが形成でき、良好な記録・再生が可能となる。
【００１１】
光ディスクの記録・再生に際しては、球面収差以外の要因として、光ディスクの傾斜（チルト）に伴うコマ収差によって集光ビームの形状に歪が生じ、記録再生特性に影響を及ぼすことが知られている。光ディスクの傾斜に起因したコマ収差を補正できる技術としては、例えば、特開平８−２０３１１０号公報（特許文献２）に記載の技術が知られている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１―３０７３７０号公報
【特許文献２】
特開平８−２０３１１０号公報
【００１３】
図２６（ａ）は、特許文献２に記載の光ヘッド装置の構成を示し、同図（ｂ）は、コマ収差を補正する光学素子の配置を示している。同図（ａ）に示すように、半導体レーザ２８０から出射された光束は、Ｐ偏光（Ｘ軸方向の直線偏光）の光を透過させる偏光ビームスプリッタ２８１を透過し、コリメータレンズ２８２で平行光になり、１／４波長板２８３で円偏光になって、コマ収差を補正するコマ収差補正素子２８４、２８５に入射する。コマ収差補正素子２８４、２８４を透過した光束は、対物レンズ２８６を透過し、光ディスク２８９の記録面に集光する。
【００１４】
光ディスク２８９で反射した光束は、対物レンズ２８６にて再び平行光となり、コマ収差補正素子２８５、２８４を経て、１／４波長板２８３でＳ偏光（Ｙ軸方向の直線偏光）となる。Ｓ偏光となった反射光束は、コリメータレンズ２８２で集光されながら、偏光ビームスプリッタ２８１で反射して向きを変え、マルチレンズ２８７を透過し、光検出器２８８へ入射する。光検出器２８８は、マルチレンズ２８７からの入射光を光電変換して電気信号を生成する。その電気信号に基づいてフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を求め、対物レンズ２８６を制御する。
【００１５】
図２６（ｂ）に示すように、コマ収差補正素子２８４、２８５は対向する面が凹面状、凸面状の非球面で形成されており、その形状はΔＺ＝±ａ（Ｘ２＋Ｙ２）２（ａ：定数）の式で表される。コマ収差補正素子２８５は、アクチュエータ２９７によってＸ軸方向に移動し、アクチュエータ２９８によってＹ軸方向に移動する。コマ収差補正素子２８５は、Ｘ軸方向へ移動することでＸ軸方向のコマ収差を発生し、コマ収差補正素子２８５のＺ軸からの移動量Ｓに依存したコマ収差で光ディスク２８９のラジアル方向（Ｘ軸方向）の傾斜に起因したコマ収差を補正する。
【００１６】
また、図２６（ｂ）において、コマ収差補正素子２８４、２８５の形状が定まると、コマ収差の補正に必要なコマ収差補正素子２８４、２８５の移動量（双方の補正素子中心間の差）Ｓを見積もることができる。コマ収差の補正では、光ディスク２８９のラジアル方向の傾斜を傾斜センサ２９０で検出し、その検出信号に基づいて移動量Ｓが算出される。具体的には、傾斜センサ２９０の検出信号は、増幅器２９１で所定倍増幅されて減算器２９４の一端側へ供給される。
【００１７】
一方、コマ収差補正素子２８５のＸ軸方向の移動量をミラー２９３とフォトインタラプタ２９２とで検出し、その検出信号を減算器２９４の他端側に供給する。減算器２９４は供給された２つの信号から差信号を位相補償回路２９５へ供給し、位相補償回路２９５は位相補償を行い、アンプ２９６に出力する。アンプ２９６は差信号を増幅した電圧信号をアクチュエータ２９７へ供給し、アクチュエータ２９７は、供給電圧に応じてコマ収差補正素子２８５をＸ軸方向へ移動させる。コマ収差補正素子２８５は、減算器２９４から出力される差信号が０となるまで、Ｘ軸方向に移動される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献２では、光ディスクの傾斜に伴うコマ収差の補正に際して、ミラー２９３及びフォトインタラプタ２９２を用いて、コマ収差補正素子２８５の移動量を把握している。コマ収差補正素子２８５の位置が把握できないと、コマ収差を正確に補正することができないからである。しかし、近年、光ヘッド装置は小型化しており、ミラー２９３及びフォトインタラプタ２９２を配置することは、光ヘッド装置の小型化に不利になるという問題が生じている。
【００１９】
また、特許文献１では、キック電圧やブレーキ電圧、それらの電圧印加時間の制御によってレンズ２２６を移動させているが、その制御では、レンズ２２６を正確に所定位置へ移動させることは困難である。レンズ２２６が、所定の位置とは異なる位置に移動すると、レンズ２２６の正確な位置が把握できなくなり、球面収差を精度よく補正することができなくなるという問題がある。この問題を解決するためには、レンズ２２６近傍に位置センサを配置し、レンズ２２６の絶対位置を検出すればよい。しかし、この場合には、光ヘッド装置の小型化に伴い、位置センサの設置が困難であるという別の問題が発生する。
【００２０】
本発明は、上記問題を解消し、光ディスクの光学特性の変化に起因した収差を補正する光学素子の位置を、位置センサを用いることなく検出でき、光学素子の位置を精度よく制御できる光ヘッド装置及び光学的記録再生装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光ヘッド装置は、光源と、該光源からの出射光束を光ディスクに集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光束を前記出射光束から分離する第１の光学素子と、該第１の光学素子と前記対物レンズとの間に配置され、前記光ディスクの光学特性の変化に起因した収差を補正する第２の光学素子と、前記反射光束を受光する第１の受光素子とを備える光ヘッド装置において、前記第２の光学素子を透過した前記出射光束の一部を分離する第３の光学素子と、該第３の光学素子で分離された分離光束を受光する第２の受光素子とを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の光ヘッド装置では、第２の光学素子は、例えば、レンズが移動することで光学特性の変化に起因した収差を補正するリレーレンズやコマ収差補正素子として構成される。第２の光学素子を透過した、光源からの出射光束は、例えば反射や透過によって、その一部が第３の光学素子で分離される。第２の光学素子の収差補正量が異なる２つの状態では、第３の光学素子に入射する第２の光学素子からの光束の状態が異なり、第３の光学素子で分離される分離光束を受光する第２の受光素子には、第２の光学素子による収差補正量に応じて、例えば形状やスポット径が異なる分離光束が入射される。このため、第２の光学素子の近傍に、第２の光学素子を構成するレンズの位置や、移動量を測定するためのセンサを配置しなくとも、第２の受光素子の出力に基づいて、第２の光学素子を構成するレンズの位置や、移動量を検出することができる。検出した位置や移動量に基づいて第２の光学素子を制御することで、光ディスクの光学的特性に起因した収差を精度よく制御できると共に、光ヘッド装置の小型化が可能となる。
【００２３】
本発明のヘッド装置では、前記第２の光学素子を、前記光ディスクの表面から記録面までの厚さの変化に起因した球面収差を補正する素子として構成することができ、例えば前記第２の光学素子を、出射光の光軸方向に相互間の距離が調節可能な一対のレンズを含むリレーレンズとして構成することができる。この場合、第２の光学素子を透過する光束は、第２の光学素子による収差補正量（相互間の距離）に応じて、平行光、発散光、又は収束光となり、第３の光学素子は、その平行光、発散光、又は収束光の一部を分離する。第２の受光素子の出力信号に基づいて、受光する分離光束が平行光であるか、発散光であるか、又は収束光であるかを検出すれば、その検出結果によって第２の光学素子の収差補正量を検出できる。このため、複数の記録面を有する光ディスクの記録面を切り替えた際に、光ディスク表面から記録面までの厚みが変化したことに伴う球面収差を、精度よく補正できる光ヘッド装置を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の光ヘッド装置では、前記第２の光学素子を、前記光ディスクの傾斜に起因したコマ収差を補正する素子として構成することができ、例えば前記第２の光学素子を、出射光の光軸と直交する方向に相互の位置関係が調節可能な一対のレンズを有する素子で構成することができる。この場合、第２の光学素子の周縁部を透過する光束は、その進行方向が、第２の光学素子による収差補正量（相互間の位置ズレ量）に応じて変化し、第３の光学素子は、第２の光学素子の周縁部で収差補正量に応じて進行方向が変化した光束の一部を分離する。第２の受光素子の出力信号に基づいて、受光する分離光束の変化した進行方向の向きや度合いを検出すれば、その検出結果によって第２の光学素子の収差補正量を検出できる。このため、光ディスクの傾斜に伴うコマ収差を、精度よく補正できる光ヘッド装置を得ることができる。
【００２５】
本発明の光ヘッド装置では、前記第３の光学素子を、前記出射光束の一部を反射する光学素子として構成することができ、例えば前記第３の光学素子を、前記出射光束に対して所定角度傾けて配置されるガラス板又は１／４波長板として構成することができる。この場合、分離光束は、第３の光学素子で反射した光束、例えばガラス板や１／４波長板によって反射した光束によって構成される。また、ガラス板や１／４波長板を光源側からの光束の光軸に対して所定角度傾けて配置すると、光ディスクからの反射光束と、カラス版や１／４波長板による反射光束とを、異なる位置で検出することができる。
【００２６】
本発明の光ヘッド装置では、前記第２の受光素子と前記第１の受光素子とが共通の光検出器として一体化されていることが好ましい。この場合、光ヘッド装置を構成する部品の点数を削減することができる。
【００２７】
本発明の光ヘッド装置では、前記第１の光学素子を、前記反射光束及び前記第３の光学素子が反射した前記出射光束の一部のホログラムを形成する偏光性ホログラムとして構成することができる。偏光性ホログラムは、光ディスクからの反射光束及び第３の光学素子で反射した光束を回折してホログラムを形成することで、光源からの出射光束と、光ディスクからの反射光束とを分離する。この場合、光源と、第１及び第２の受光素子とを、偏光性ホログラムから見て同じ方向に並べて配置することができる。
【００２８】
本発明の光ヘッド装置では、前記第２の受光素子が、前記光源及び前記第１の受光素子と一体化されたモジュールとして形成されることが好ましい。この場合、並べて配置される光源と、第１及び第２の受光素子とを１つの部品として構成することで、光ヘッド装置の部品点数を削減することができ、光ヘッド装置の更なる小型化が可能となる。
【００２９】
本発明の光ヘッド装置では、前記第３の光学素子を、前記出射光束の一部を透過する光学素子として構成することができ、例えば前記第３の光学素子を、前記出射光束の一部を透過するミラーとして構成することができる。この場合、分離光束は、第３の光学素子を透過した光束、例えば光源からの出射光束を対物レンズに向けた方向に変えるミラーの反射面を透過した光束によって構成される。
【００３０】
本発明の光ヘッド装置では、前記第２の受光素子上に形成される光スポットが、前記第２の光学素子による収差の補正量に基づいて形状及び大きさの少なくとも一方が変化することが好ましい。この場合、第２の受光素子は、光スポットの形状や大きさの変化を検出することで、第２の光学素子による収差補正量を検出することができる。
【００３１】
本発明の光学的情報記録再生装置は、上記本発明の光ヘッド装置と、該光ヘッド装置を介して光ディスクからの信号を受信し且つ該光ヘッドの動作を制御する制御装置とを備える光学的情報記録再生装置において、前記制御装置は、前記第２の受光素子の出力信号に基づいて、前記第２の光学素子による収差補正量を制御することを特徴とする。
【００３２】
本発明の光学的情報記録再生装置では、上記本発明の光ヘッド装置を搭載し、第２の受光素子の出力に基づいて、第２の光学素子による収差補正量を制御することで、複数の記録面を有する光ディスクや、傾斜が生じた光ディスクの記録面を記録・再生する際に生じる球面収差やコマ収差を精度よく補正して、良好な記録・再生が可能となる。
【００３３】
本発明の光学的情報記録再生装置では、前記制御装置は、前記第２の受光素子の出力信号に基づいて前記第２の光学素子における現在の変位量を検出する変位検出部と、該変位検出部で検出された変位量が予め設定された設定値になるように前記第２の光学素子を動作させる変位制御部とを備えることが好ましい。この場合、変位制御部は、変位検出部が検出した現在の第２の光学素子の位置や移動量（変位量）が、あらかじめ設定された設定値と等しくなるまで、第２の光学素子を動作させて、第２の光学素子の収差補正量を制御する。このため、第２の光学素子を、所定の位置へ精度よく安定に移動させることができ、光ディスクの良好な記録・再生が可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置を搭載する光学的情報記録再生装置の構成を示している。光ヘッド装置５０は、半導体レーザ１、コリメータレンズ２、偏光ビームスプリッタ（第１の光学素子）３、リレーレンズ（第２の光学素子）４、１／４波長板５、ミラー６、対物レンズ７、再集光レンズ９、円筒レンズ１０、光検出器１１、ガラス板（第３の光学素子）１２を備える。光学的情報記録再生装置は、光ヘッド５０、リレーレンズ制御回路１４１、コントローラ１４２、及び、対物レンズ制御回路１４４を備える。
【００３５】
半導体レーザ１は、光ディスクに照射するレーザ光を生成する。コリメータレンズ２は、半導体レーザ１からのレーザ光を平行光に変える。偏光ビームスプリッタ３は、Ｐ偏光（Ｚ軸方向）の光を透過させ、Ｓ偏光（Ｙ軸方向）の光を反射する。リレーレンズ４は、固定側レンズ４Ａ及び可動側レンズ４Ｂで構成され、可動側レンズ４Ｂは、アクチュエータ１４０によってＸ軸方向に移動する。リレーレンズ制御回路１４１は、アクチュエータ１４０に与える信号を出力し、可動側レンズ４Ｂの移動量を制御する。１／４波長板５は、半導体レーザ１側から入射されるＰ偏光の光束を円偏光に変えると共に、光ディスク８側から入射される円偏光の光束をＳ偏光に変える。
【００３６】
ミラー６は、半導体レーザ１からのレーザ光の向きを、光ディスク８に向けた方向に変える。対物レンズ７は、アクチュエータ１４３によって変位し、半導体レーザ１からのレーザ光を集光し、光ディスク８上に集光スポットを形成する。対物レンズ制御回路１４４は、アクチュエータ１４３に与える信号を出力し、対物レンズ７の移動量を制御する。再集光レンズ９は、偏光ビームスプリッタ３で反射した光ディスク８側からの光束を集光する。円筒レンズ１０は、集光レンズ９によって集光された光ディスク８側からの光束に非点収差を加える。光検出器１１は、入射した光の強度を検出し、その出力をリレーレンズ制御回路１４１及び対物レンズ制御回路１４３に与える。コントローラ１４２は、リレーレンズ制御回路１４１及び対物レンズ制御回路１４３を制御する。
【００３７】
ガラス板１２は、半導体レーザ１側からの入射光の一部を反射する。ガラス板１２は、その反射によって生成される光束（以下、反射光束Ｂと呼ぶ）が光検出器１１上に形成する光スポットの位置を所定位置にするために、半導体レーザ１からの入射光に対して所定角度傾けて取り付けられる。ガラス板１２の使用波長に対する反射率は、光ヘッド装置５０の光の効率（半導体レーザ１の出射パワーに対する対物レンズ７の出射パワーの比率）に与える影響を考慮して、例えば入射光に対して２％程度に設定される。ガラス板１２の傾き角は、光ディスク８の記録面上の集光スポットの特性に与える影響を考慮して、例えば０．３度程度に設定される。ガラス板１２の反射率及び傾き角は、光ディスク８への記録・再生動作が支障なく行なえる値に設定される。
【００３８】
半導体レーザ１から出射された直線偏光の光束は、コリメータレンズ２により平行光となって、偏光ビームスプリッタ３へ入射する。偏光ビームスプリッタ３を透過した光束は、レンズ４Ａ、４Ｂで構成されるリレーレンズ４を透過して、１／４波長板５で円偏光となり、ガラス板１２に入射する。ガラス板１２では、入射光の一部が反射光束Ｂとして反射される。ガラス板１２を透過した光束は、ミラー６でその方向を９０度曲げられて、対物レンズ７に入射し、光ディスク８の記録面上に集光スポットを形成する。
【００３９】
光ディスクの記録面に集光した光は、光ディスク８で反射し、その光束（以下、反射光束Ａと呼ぶ）は対物レンズ７で再び平行光束となり、ミラー６、ガラス板１２を経て、１／４波長板５で直線偏光となる。このとき、反射光束Ａの偏光方向は、半導体レーザ１側からの入射光の偏光方向に対して９０度回転し、Ｓ偏光（Ｙ軸方向）となる。光ディスク８からの反射光束Ａは、リレーレンズ４を透過後、偏光ビームスプリッタ３で反射して向きを変え、再集光レンズ９へ入射し、再集光レンズ９で集光され、円筒レンズ１０で非点収差を加えられて光検出器１１に入射する。
【００４０】
一方、ガラス板１２で半導体レーザ１からの入射光の一部が反射して生成された反射光束Ｂは、１／４波長板５を透過し、反射光束Ａと同様にＳ偏光（Ｙ軸方向）となる。Ｓ偏光となった反射光束Ｂは、リレーレンズ４を透過後、偏光ビームスプリッタ３で反射して向きを９０度変え、再集光レンズ９で集光され、円筒レンズ１０で非点収差を加えられて光検出器１１に入射する。
【００４１】
図２は、光検出器１１を、円筒レンズ１０側から見た平面図として示している。光検出器１１は、２つの受光素子群１５及び１６を有する。一方の受光素子群１５は、４つの受光素子２５、２６、２７、２８によって構成される。他方の受光素子群１６は、４つの受光素子２９、３０、３１、３２によって構成される。光検出器１１へ入射した光ディスク８からの反射光束Ａは、一方の受光素子群１５上に光スポット２０を形成する。また、ガラス板１２からの反射光束Ｂは、他方の受光素子群１６上に光スポット２１を形成する。ガラス板１２（図１）は、光スポット２１が他方の受光素子群１６上に形成されるように、その傾き角が設定される。受光素子群１５、１６の間隔は、反射光束Ａ及びＢが、互いに隣接する受光素子群に迷光として入射しないように、例えば２００μｍ程度に設定される。
【００４２】
ここで、光ディスク８からの反射光束Ａを入射する受光素子群１５を構成している各受光素子２５、２６、２７、２８の出力を、それぞれＩ２５、Ｉ２６、Ｉ２７、Ｉ２８とし、光ディスク装置の公知技術である非点収差法を用いて、（Ｉ２５＋Ｉ２７）―（Ｉ２６＋Ｉ２８）をフォーカス誤差信号とする。また、光ディスク８のラジアル方向が図２に示すＸ軸となるように光検出器１１を配置し、光ディスク装置の公知技術であるプッシュプル法を用いて、（Ｉ２５＋Ｉ２８）−（Ｉ２６＋Ｉ２７）をトラック誤差信号とする。
【００４３】
受光素子群１５から得られたフォーカス及びトラック誤差信号は、対物レンズ制御回路１４４（図１）へ伝送される。対物レンズ制御回路１４４は、受信したフォーカス信号及びトラック誤差信号に基づいて、対物レンズ７を駆動するアクチュエータ１４３を制御し、光ディスク８の記録面に形成される集光スポットを制御する。光ディスク８の再生信号は、受光素子群１５の各受光素子２５〜２８の出力の和、（Ｉ２５＋Ｉ２６＋Ｉ２７＋Ｉ２８）で得られる。
【００４４】
図３は、光ディスク８の断面を示し、図４（ａ）〜（ｃ）は、可動側レンズ４Ｂの移動に伴う反射光束Ｂの変化の様子を示している。また、図５は、可動側レンズ４Ｂが図４（ａ）〜（ｃ）の各位値ある場合の受光素子群１６上に形成される光スポットの変化の様子を示している。以下、球面収差を補正するリレーレンズ４の制御と、可動側レンズ４Ｂの位置検出とについて、図３から図５を参照して説明する。
【００４５】
光ディスク８は、図３に示すように、基板内に３つの記録面を８Ａ、８Ｂ、８Ｃを備える。例えば、リレーレンズ４の可動側レンズ４Ｂの基準位置を、対物レンズ７（図１）が記録面８Ｂに焦点を合わせた際に、光ディスク８の表面８Ｅから、記録面８Ｂまでの厚さｔｂに起因する球面収差を補正できる位置に設定する。図４（ｂ）に示すように、可動側レンズ４Ｂが基準位置にある場合には、可動側レンズ４Ｂから対物レンズ７へ向けて出射される光束は平行光となり、固定側レンズ４Ａから光検出器１１へ向けて出射されるガラス板１２からの反射光束Ｂも平行光となる。
【００４６】
可動側レンズ４Ｂが基準位置にあるとき、光ディスク８上に形成される集光スポットの焦点を、記録面８Ｂから記録面８Ａへ移動させると、光ディスク８の表面８Ｅから記録面８Ａまでの厚みｔａが厚みｔｂより厚くなるため、（ｔａ−ｔｂ）に起因した球面収差が生じる。この球面収差を補正するため、可動側レンズ４Ｂを、図４（ａ）に示すように固定側レンズ４Ａの方向へ移動させ、固定側レンズ４Ａと可動側レンズ４Ｂの間隔（以下、リレーレンズの間隔と呼ぶ）を調整する。このとき、可動側レンズ４Ｂから対物レンズ７へ向けて出射される光束は発散光となり、固定側レンズ４Ａから光検出器１１へ向けて出射される、図中点線で示すガラス板１２からの反射光束Ｂも発散光となる。
【００４７】
可動側レンズ４Ｂが基準位置にあるとき、光ディスク８上に形成される集光スポットの焦点を記録面８Ｂから記録面８Ｃへ移動させると、光ディスク８の表面８Ｅから記録面８Ｃまでの厚みｔｃは、厚みｔｂより薄くなるため、（ｔｃ−ｔｂ）に起因した球面収差が生じる。この収差を補正するため、可動側レンズ４Ｂを、図４（ｃ）に示すように１／４波長板５側へ移動させ、リレーレンズの間隔を調整する。これにより、可動側レンズ４Ｂから対物レンズ７へ向けて出射される光束は収束光となり、固定側レンズ４Ａから光検出器１１へ向けて出射される、図中点線で示すガラス板１２からの反射光束Ｂも収束光となる。
【００４８】
光検出器１１では、ガラス板１２からの反射光束Ｂに円筒レンズ１０（図１）で非点収差が加えられるため、固定側レンズ４Ａから光検出器１１に向けて出射される光束が収束光であるか、平行光であるか、或いは、発散光であるかによって、受光素子群１６上に形成される光スポットの形状が、図５に示すように変化する。言い換えると、受光素子群１６で検出する光スポットの形状によって、可動側レンズ４Ｂの位置を検出することができる。
【００４９】
記録面８Ｂに集光スポットの焦点位置を合わせた場合には、つまり、可動側レンズ４Ｂが基準位置にある場合には、固定側レンズ４Ａから光検出器１１へ向けて出射される反射光束Ｂは平行光となり、受光素子群１６上には、円状の光スポット２３（図５）が形成される。記録面４Ａに集光スポットの焦点位置を合わせた場合には、つまり、可動側レンズ４Ｂが基準位置よりも固定側レンズ４Ａ側にある場合には、反射光束Ｂは発散光となり、受光素子群１６上には、左上−右下方向を長軸方向とする楕円形状の光スポット２２が形成される。記録面４Ｃに集光スポットの焦点位置を合わせた場合には、つまり、可動側レンズ４Ｂが基準位置よりも１／４波長板５側にある場合には、反射光束Ｂは収束光となり、受光素子群１６上には、左下−右上方向を長軸方向とする楕円形状の光スポット２４が形成される。
【００５０】
ここで、受光素子群１６を構成している各受光素子２９、３０、３１、３２の出力を、それぞれＩ２９、Ｉ３０、Ｉ３１、Ｉ３２とし、光ディスク装置の公知技術である非点収差法を用いて、（Ｉ３０＋Ｉ３２）−（Ｉ２９＋Ｉ３１）をリレーレンズ位置検出信号とする。記録面８Ｂに集光スポットの焦点位置を合わせた場合には、光スポット２３による各受光素子２９〜３２の出力は同じになり、リレーレンズ位置検出信号は０となる。記録面８Ａに集光スポットの焦点位置を合わせた場合には、楕円形状の光スポット２２により、受光素子２９、３１の出力が受光素子３０、３２の出力よりも大きくなり、リレーレンズ位置検出信号は負の値となる。また、記録面８Ｃに集光スポットの焦点位置を合わせた場合には、楕円形状の光スポット２４により、受光素子３０、３２の出力が受光素子２９、３１よりも大きくなり、リレーレンズ位置検出信号は正の値となる。
【００５１】
ここで、図６は、光ディスク８の表面から記録面までの厚みと、その厚みに起因する球面収差を補正するリレーレンズの間隔との関係を示している。図７は、リレーレンズの間隔とリレーレンズ位置検出信号の関係を示している。なお、図７では、リレーレンズ位置検出信号は、受光素子群１６の出力の総和（Ｉ２９＋Ｉ３１＋Ｉ３０＋Ｉ３２）で規格化している。また、光ヘッド装置５０及び光ディスク８の仕様としては、以下の表に示す値を採用した。
【表１】
2004158102.tif 000003
ただし、厚みｔａ、ｔｂ、ｔｃは、それぞれ図３に示す基板表面８Ｅから各記録面までの厚みである。
【００５２】
図６に示すように、記録面から基板表面までの厚さと、リレーレンズの間隔との関係は線形となっている。同図に示すように、記録面Ａに集光スポットの焦点位置を合わせる際には、リレーレンズの間隔を１．５５ｍｍ程度にすればよい。また、記録面Ｂに集光スポットの焦点位置を合わせる際には、リレーレンズの間隔を２．４ｍｍ程度にすればよく、記録面Ｃに集光スポットの焦点位置を合わせる際には、リレーレンズの間隔を３．２ｍｍ程度にすればよい。
【００５３】
図７に示すように、リレーレンズ位置検出信号の値と、リレーレンズの間隔との関係も線形となっている。例えば、図６に示す記録面Ｂ（基板表面からの厚み０．１ｍｍ）に集光スポットの焦点位置を合わせたときのリレーレンズの間隔（２．４ｍｍ程度）を可動側レンズ４Ｂの基準位置とすると、その基準位置におけるリレーレンズ位置検出信号は「０」となる。リレーレンズの間隔が狭くなる、つまり、可動側レンズ４Ｂが基準位置よりも固定側レンズ４Ａ側に移動すると、リレーレンズ位置検出信号が負の値となる。また、リレーレンズの間隔が広くなる、つまり、可動側レンズ４Ｂが基準位置よりも１／４波長板５側に移動すると、リレーレンズ位置検出信号が正の値となる。光ヘッド装置５０では、リレーレンズ位置検出信号を使用することで、可動側レンズ４Ｂの位置を検出するセンサを用いない場合でも、可動側レンズ４Ｂの位置が把握できる。このため、可動側レンズ４Ｂを、精度よく移動させることができ、球面収差の補正を精度よく行なうことができる。
【００５４】
例えば、光ディスク上に形成される集光スポットの焦点を、記録面８Ａ（図３）に移動させる場合には、コントローラ１４２は、対物レンズ制御回路１４４へ集光スポットの焦点の位置を移動させるための信号を送信すると共に、あらかじめ設定された制御量に基づいて、リレーレンズ制御回路１４１へ球面収差の補正信号を送信する。対物レンズ制御回路１４４は、フォーカス誤差信号に基づいてアクチュエータ１４３を駆動し、集光スポットの焦点を記録面８Ａへ移動させる。リレーレンズ制御回路１４１は、光検出器１１から送信されるリレーレンズ位置検出信号をモニタしつつ、可動側レンズ４Ｂの位置が、球面収差を補正できる所定位置になるまでアクチュエータ１４０を駆動して可動側レンズ４Ｂを移動させる。記録面８Ｂ又は記録面８Ｃに焦点を移動させる場合についても、同様にリレーレンズ位置検出信号をモニタしつつアクチュエータ１４０を駆動し、可動側レンズ４Ｂの位置を所定位置に移動させ、球面収差を補正する。
【００５５】
本実施形態例では、入射光束の一部を反射するガラス板１２が、リレーレンズ４とミラー６（対物レンズ７）との間に配置され、ガラス板１２が生成した反射光束Ｂは、光検出器１１に入射する。光検出器１１は、２つの受光素子群１５、１６を備え、一方の受光素子群１５で光ディスク８からの反射光束Ａを受光し、他方の受光素子群１６でガラス板１２からの反射光束Ｂを受光する。受光素子群１６で受光される光スポットは、可動側レンズ４Ｂの位置によってその形状が変化し、可動側レンズ４Ｂの位置は、受光素子群１６を構成する４つの受光素子２９〜３１の出力に基づいて生成されるリレーレンズ位置検出信号によって把握できる。このため、光ヘッド装置５０は、リレーレンズ位置検出信号をモニタしつつ、可動側レンズ４Ｂを移動させることで、球面収差を精度よく補正して、複数の記録面を有する光ディスク８を良好に記録・再生することができる。
【００５６】
従来の光ヘッド装置においては、可動側レンズ４Ｂの位置を検出するためには、可動側レンズ４Ｂの近傍に位置センサを配置する必要があり、光ヘッド装置の小型化の妨げとなっていた。本実施形態例では、可動側レンズ４Ｂの近傍に位置センサを配置しなくても、可動側レンズ４Ｂの位置を精度よく検出することができ、光ヘッド装置の小型化が可能となる。ガラス板１２を配置することによる、光ヘッド装置の光効率や記録・再生動作に与える影響については、ガラス板１２の使用レーザ波長に対する反射率や傾き角、光検出器１１における受光素子群１５、１６間の間隔を適切に設定することで、ほとんど支障がない程度に軽減することができる。
【００５７】
図８は、本発明の第２実施形態例の光ヘッド装置５１の構成を示している。本実施形態例では、光ヘッド５１が、半導体レーザ及び光検出器を内蔵したモジュール４０を備え、図１に示す偏光ビームスプリッタ３に代えて、偏光性ホログラム４２（第１の光学素子）を備えている。なお、図８では、光学的情報記録再生装置を構成する図１の収差補正素子制御回路１４１、コントローラ１４２、及び、対物レンズ制御回路１４４を省略して図示している。
【００５８】
モジュール４０は、複数の記録面を有する光ディスク８の記録面に照射するレーザ光を生成すると共に、光ディスク８から反射光束Ａ、及び、ガラス板１２に入射した光束の一部が反射して生成された光束（以下、反射光束Ｃと呼ぶ）を入射する。偏光性ホログラム４２は、コリメータレンズ２と、リレーレンズ４との間に配置され、常光（Ｚ軸方向）を透過し、異常光（Ｙ軸方向）を回折する。モジュール４０から出射した光束は、コリメータレンズ２により平行光束となり、常光となって偏光性ホログラム４２へ入射する。偏光性ホログラム４２を透過した光束は、リレーレンズ４を透過し、１／４波長板５で円偏光となる。円偏光となった光束は、ガラス板１２を透過して、ミラー６でその方向を９０度曲げられ、対物レンズ７を介して光ディスク８の記録面上に集光スポットを形成する。
【００５９】
光ディスク８で反射した反射光束Ａは、対物レンズ７で再び平行光束となり、ミラー６、ガラス板１２を経て、１／４波長板５で直線偏光となる。この直線偏光の光束の偏光方向は、モジュール４０から出射された光束に対して９０度回転し、異常光となる。光ディスク８からの反射光束Ａは、リレーレンズ４を透過して、偏光性ホログラム４２へ入射する。反射光束Ａは異常光であるため、その光束は偏光性ホログラム４２で回折し、回折した反射光束Ａがコリメータレンズ２を介して、モジュール４０へ入射する。
【００６０】
ガラス板１２は、Ｙ軸を中心軸として所定角度傾けて取り付けられ、モジュール４０からの光束が透過する際に、その光束の一部を反射して反射光束Ｃを生成する。ガラス板１２からの反射光束Ｃは、光ディスク８からの反射光束Ａと同様に、１／４波長板５で直線偏光となり、その偏光方向は、モジュール４０から出射された光束に対して９０度回転して異常光となる。ガラス板からの反射光束Ｃは、反射光束Ａと同様に偏光性ホログラム４２で回折し、コリメータレンズ２を介してモジュール４０へ入射する。
【００６１】
図９（ａ）、（ｂ）は、モジュール４０の構成の一例を示している。同図（ａ）に示すように、モジュール４０は、レーザ部４５と、光検出部４６とで構成される。レーザ部４０は、同図（ｂ）に示すように、半導体レーザ４７、ヒートシンク４８、及び、ミラー４９で構成される。半導体レーザ４７は、ヒートシンク４８を介して光検出部４６上に設置され、レーザ光を出力する。ミラー４９は、半導体レーザ４７が出射するＺ軸方向のレーザ光の向きを、コリメータレンズ２に向けた方向（Ｘ軸方向）に変える。レーザ部４５から出射光束は、コリメータレンズ２（図８）へ入射し、常光となって偏光性ホログラム４２を透過する。
【００６２】
一方、光ディスク８から反射光束Ａ及びガラス板１２からの反射光束Ｃは、異常光であるため偏光性ホログラム４２で回折する。回折した反射光束Ａ及び反射光束Ｃは、コリメータレンズ２で再集光され、レーザ部４５のＺ軸方向の両側で光検出部４６へ入射する。光検出部４６は、光ディスク８からの反射光束Ａ及びガラス板１２からの反射光束Ｃを検出する。
【００６３】
図１０は、偏光性ホログラム４２の断面を示し、図１１は、コリメータレンズ２側から見た偏光性ホログラム４２の平面を示している。図１０に示すように、偏光性ホログラム４２は、複屈折性を持つニオブ酸リチウム基板６０上に、プロトン交換領域６１及び位相補償膜６２がパターンとして形成される。偏光性ホログラム４２は、図１１に示すように、分割線６８と分割線６９とで分けられた４つの領域６３、６４、６５、６６で構成される。分割線６８及び６９は、それらの交差点と、光ディスク８の反射光束Ａ６７の中心とが一致するように設定される。
【００６４】
偏光性ホログラム４２の各領域６３、６４、６５、６６は、それぞれ格子周期が異なる。偏光性ホログラム４２は、前述のように、入射された光束のうち、常光を透過させ、異常光を回折させる。偏光性ホログラム４２に入射した光ディスク８からの反射光束Ａ６７は、異常光であるため、各領域６３、６４、６５、６６で回折して、コリメータレンズ２を介して光検出部４６へ入射する。光検出部４６では、回折によって生じた、偏光性ホログラム４２の各領域につき２つ、計８つの光スポットが形成される。ガラス板１２からの反射光束Ｃも、反射光束Ａと同様に、光検出部４６に８つの光スポットを形成する。
【００６５】
図１２は、コリメータレンズ２側から見たモジュール４０の平面を示している。モジュール４０は、光検出部４６に、光検出素子として計１６個の受光素子９５〜１１２を備える。受光素子９５〜９８、及び、受光素子１０５〜１１２は、それぞれ対向する位置の受光素子と共に、例えば受光素子９５と受光素子９６とが２分割受光素子を構成する。光ディスク８の反射光束Ａは、偏光性ホログラム４２で回折し、光検出器４６上に８個の光スポット７５〜８２を形成する。図１１に示す領域６３で回折した光ディスク８からの反射光束Ａは、モジュール４０上で光スポット７５及び８２を形成する。同様に、領域６４での回折光束は光スポット７６、８１を形成し、領域６５での回折光束は光スポット７７、８０を形成し、領域６６での回折光束は光スポット７８、７９を形成する。
【００６６】
光スポット７５、７６は、２分割受光素子を構成する受光素子９５、９６の分割線上に形成され、光スポット７７、７８は、２分割受光素子を構成する受光素子９７、９８の分割線上に形成される。フォーカス誤差信号は、各受光素子９５〜９８の出力を、それぞれＩ９５、Ｉ９６、Ｉ９７、Ｉ９８とし、光ディスク装置の公知技術であるナイフエッジ法を用いて、（Ｉ９５＋Ｉ９７）−（Ｉ９６＋Ｉ９８）で検出される。残りの光スポット７９〜８２は、それぞれ受光素子９９〜１０２で受光される。トラック誤差信号は、各受光素子９９〜１０２の出力を、それぞれＩ９９、Ｉ１００、Ｉ１０１、Ｉ１０２とし、光ディスク装置の公知技術であるプッシュプル法を用いて、（Ｉ９９＋Ｉ１０１）−（Ｉ１００＋Ｉ１０２）で検出される。また、再生信号は、各受光素子９５〜１１２の出力の和（Ｉ９５＋Ｉ９６＋Ｉ９７＋Ｉ９８＋Ｉ９９＋Ｉ１００＋Ｉ１０１＋Ｉ１０２）で検出される。
【００６７】
ガラス板１２からの反射光束Ｃは、光ディスク８からの反射光束Ａと同様に偏光性ホログラム４２で回折し、光検出器４６上で計８つの光スポット８３〜９０を形成する。図１１に示す領域６３で回折したガラス板１２からの反射光束Ｃは、モジュール４０上で光スポット７５及び８２を形成する。同様に、領域６４での回折光束は光スポット７６、８１を形成し、領域６５での回折光束は光スポット７７、８０を形成し、領域６６での回折光束は光スポット７８、７９を形成する。
【００６８】
ガラス板１２の傾き角は、可動側レンズ４Ｂが基準位置にあるときに反射光束Ｃが形成する８個の光スポット８３〜９０が、受光素子１０５〜１１２の分割線上に配置される角度に設定される。つまり、光スポット８３、８４は、受光素子１０５、１０６の分割線上に形成され、光スポット８５、８６は、受光素子１０７、１０８の分割線上に形成される。また、光スポット８７、８８は、受光素子１０９、１１０の分割線上に形成され、光スポット８９、９０は、受光素子１１１、１１２の分割線上に形成される。ガラス板１２の傾き角及び反射率は、第１実施形態例と同様に、例えば傾き角が０．３度、反射率が２％程度に設定される。
【００６９】
図１３は、可動側レンズ４Ｂの移動に伴う光スポット８３〜８６の変化の様子を示している。なお、同図では、光検出部４６の受光素子１０５〜１０７を示しているが、受光素子１０９〜１１２にも、同図と同様な光スポットが形成される。また、可動側レンズ４Ｂは、光ディスク８の記録面８Ａ、８Ｂ、８Ｃ（図３）に集光スポットの焦点位置を移動する際に、図４（ａ）〜（ｃ）と同様に移動し、可動側レンズ４Ｂの基準位置は、例えば記録面４Ｂに集光スポットの焦点位置を合わせたとき球面収差を補正できる位置として設定される。
【００７０】
記録面８Ｂ（図３）に集光スポットの焦点位置を移動させた場合、つまり可動側レンズ４Ｂが基準位置にあるとき、光検出部４６では、図１３に示す光スポット８３Ｂ、８４Ｂ、８５Ｂ、８６Ｂが受光素子１０５〜１０８上に形成される。記録面８Ａに集光スポットの焦点位置を移動させた場合には、光スポット８３Ａ、８４Ａ、８５Ａ、８６Ａが受光素子１０５〜１０８上に形成され、記録面８Ｃに集光スポットの焦点位置を移動させた場合には、光スポット８３Ｃ、８４Ｃ、８５Ｃ、８６Ｃが受光素子１０５〜１０８上に形成される。つまり、可動側レンズ４Ｂの位置に応じて、受光素子１０５〜１１２上に形成される光スポットの形状及び位置が異なる。
【００７１】
リレーレンズ位置検出信号は、各受光素子１０５〜１１２の出力を、それぞれＩ１０５〜Ｉ１１２とし、光ディスク装置の公知技術であるナイフエッジ法を用いて、（Ｉ１０６＋Ｉ１０８＋Ｉ１０９＋Ｉ１１１）−（Ｉ１０５＋Ｉ１０７＋Ｉ１１０＋Ｉ１１２）で検出される。例えば、可動側レンズ４Ｂが基準位置にあるときには、２分割受光素子を構成する受光素子間の出力がバランスして、リレーレンズ位置検出信号は「０」となる。可動側レンズ４Ｂが基準位置より固定側レンズ４Ａ側に移動するとリレーレンズ位置検出信号は負の値となり、可動側レンズ４Ｂが基準位置より１／４波長板５側に移動するとリレーレンズ位置検出信号は正の値となる。
【００７２】
本実施形態例では、ガラス板１２からの反射光束Ｃを、偏光性ホログラム４２で回折させて受光素子１０５〜１１２で受光し、リレーレンズ位置検出信号を得る。このため、第１実施形態例と同様に、可動側レンズ４Ｂの近傍に位置センサを配置しなくても、可動側レンズ４Ｂの位置を精度よく検出でき、球面収差を精度よく補正して、複数の記録面を持つ光ディスク８を良好に記録・再生できる。本実施形態例では、半導体レーザと光検出器を一体化したモジュール４０を使用することで、第１実施形態例で使用した偏光ビームスプリッタ３、再集光レンズ９、及び円筒レンズ１０を不要とするため、第１実施形態例と比較して、光ヘッド装置の更なる小型化や、コスト低減を図ることができる。
【００７３】
図１４は、本発明の第３実施形態の光ヘッド５２の構成を示している。本実施形態では、ミラー１１９が入射光束の一部を透過し、ミラー１１９を透過した光束に基づいて、可動側レンズ４Ｂの位置を検出する点で、第１実施形態例と相違する。ミラー１１９は、半導体レーザ１からの光束の向きを、反射によって対物レンズ７に向けた向きを変えると共に、入射光束の一部を光検出器１２０側に透過する。ミラー１１９の透過率は、光ヘッド装置の光の効率に影響を考慮して、例えば２％程度に設定する。光ディスク８からの反射光束Ａを受光する光検出器１２１は、図２の受光素子群１５と同様な構成を有し、受光素子上に形成される反射光束Ａの光スポットに基づいて、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、及び、再生信号を生成する。
【００７４】
図１５（ａ）〜（ｃ）は、光ディスク８の各記録面８Ａ、８Ｂ、８Ｃへ集光スポットを焦点移動させた場合のミラー１１９へ入射する光束の様子を示している。図１６は、光検出器１２０上に形成される光スポットの形状を示している。以下、図１５及び１６を参照して、可動側レンズ４Ｂの位置検出について説明する。なお、光ディスク８の記録面８Ａ、８Ｂ、８Ｃ（図３）に集光スポットの焦点位置を移動する際の可動側レンズ４Ｂの移動は、図４と同様であり、可動側レンズ４Ｂの基準位置は、例えば記録面４Ｂに集光スポットの焦点位置を合わせたときに球面収差を補正できる位置に設定される。
【００７５】
図１５（ｂ）に示すように、記録面８Ｂに集光スポットの焦点位置が移動した場合には、ミラー１１９に入射する半導体レーザ１からの光束は平行光となる。ミラー１１９に入射した平行光は、ミラー１１９の斜面１１９Ｃで反射して向きを変えて対物レンズ７へ向かうと共に、その一部が斜面１１９Ｃを透過する。斜面１１９Ｃを透過した光束のうち、同図中に示す境界光線Ｘよりも紙面上の上側の光線は、屈折によって向きを変えて直接に側面１１９Ａに入射する。境界光線Ｘよりも紙面上の下側の光線は、側面１１９Ａへの入射角が臨界角を超えているため、屈折によって底面１１９Ｂに向かい、底面１１９Ｂで反射して側面１１９Ａに入射する。
【００７６】
光検出器１２０は、図１６に示すように、３つの受光素子１２１、１２２、１２３で構成される。側面１１９Ａに入射した光線は、光検出器１２０に入射し、光検出器１２０上に光スポットを形成する。このとき光検出器１２０では、図１６中に示す光スポット１３１のように、底面１１９Ｂを介して側面１１９Ａに入射した光線部分が、折り返された形状、つまり円形状の一部が折り返された形状で光スポットが形成される。
【００７７】
記録面８Ａに集光スポットの焦点位置が移動した場合には、図１５（ａ）に示すようにミラー１１９へ入射する光束は発散光となり、同図（ｂ）と同様に、臨界光線Ｘを境にして、臨界光線Ｘよりも紙面上側の光線は直接に側面１１９Ａへ入射し、臨界光線よりも紙面下側の光線は底面１１９Ｂを介して側面１１９Ａへ入射する。このとき光検出器１２０上には、図１６中に示すように、円形状の一部が折り返された、光スポット１３１よりも径が大きな光スポット１３０が形成される。記録面８Ｃに集光スポットの焦点位置が移動した場合には、図１５（ｃ）に示すようにミラー１１９へ入射する光束は収束光となり、同図（ｂ）と同様に、臨界光線Ｘを境にして、臨界光線Ｘよりも紙面上側の光線は直接に側面１１９Ａへ入射し、臨界光線よりも紙面下側の光線は底面１１９Ｂを介して側面１１９Ａへ入射する。このとき光検出器１２０上には、図１６中に示すように、円形状の一部が折り返された、光スポット１３１よりも径が小さな光スポット１３２が形成される。
【００７８】
ミラー１１９に入射する光束が、平行光であるか、発散光であるか、或いは、収束光であるかによって、光検出器１２０上に形成される光スポットは、図１６に示すように変化する。可動側レンズ４Ｂの位置が図１５（ａ）〜（ｃ）の各位置にあるときの光検出器１２０上のスポット径を相互に比較すると、光スポット１３０＞光スポット１３１＞光スポット１３２となる。つまり、可動側レンズ４Ｂの位置が、固定側レンズ４Ａ側に移動するとスポット径が大きくなり、１／４波長板５側に移動するとスポット径が小さくなる。このように、光検出器１２０上に形成される光スポットは、可動側レンズ４Ｂの位置に応じて、そのスポット径が変化するため、光検出器１２０上に形成される光スポットに基づいて、可動側レンズ４Ｂの位置を検出することができる。
【００７９】
リレーレンズ位置検出信号は、光検出器１２０を構成している各受光素子１２２〜１２４の各出力を、それぞれＩ１２２、Ｉ１２３、Ｉ１２４とし、光ディスクの公知技術であるスポットサイズ法を用いて、Ｉ１２３−（Ｉ１２２＋Ｉ１２４）で検出される。光検出器１２０では、可動側レンズ４Ｂが基準位置にあるときに、つまり光検出器１２０上に光スポット１３１が形成されるときに、リレーレンズ位置検出信号が「０」となるように、各受光素子１２２〜１２４のＹ軸方向の幅が決められる。この場合、可動側レンズ４Ｂが、基準位置よりも固定側レンズ４Ａ側へ移動すると、リレーレンズ位置検出信号は負の値となり、基準位置よりも１／４波長板５側に移動すると、リレーレンズ位置検出信号は正の値となる。
【００８０】
本実施形態例では、ミラー１１９を透過した光束を光検出器１２０で検出し、その検出値に基づいて、リレーレンズ位置検出信号を得る。このため、第１及び第２実施形態例と同様に、複数の記録面を持つ光ディスク８の記録・再生を良好に行うことができる。本実施形態例では、ミラー１１９の側面１１９Ａ側に光検出器１２０を配置しているため、第１及び第２実施形態例とは異なり、可動側レンズ４Ｂの位置を検出するための光束と、光ディスク８からの反射光束Ａとが同じ区間で重ならず、異なる位置に配置された光検出器に入射する。ミラー１１９では、光ディスク８から反射光束Ａの一部が透過した場合でも、その透過した光束は、光検出器１２０側へは向かわないため、光ディスク８の再生信号や、リレーレンズ位置検出信号のＳ／Ｎ比を向上することができる。また、本実施形態例ではガラス板１２を不要しており、第１及び第２実施形態例と比較して、構成部品を削減することができる。
【００８１】
図１７は、本発明の第４実施形態例の光ヘッド装置を搭載する光学的情報記録再生装置の構成を示している。本実施形態例では、光ディスク１４５の記録面が単層となり、図１のリレーレンズ４に関する構成を、コマ収差補正素子２８４、２８５に関する構成で置き換えている。光ヘッド５３は、コマ収差補正素子２８４、２８５と、傾斜センサ１７２とを備え、光学的情報記録再生装置は、光ヘッド５３、コントローラ１７０、及び、コマ収差補正素子制御回路１７１を備える。ここで、ガラス板１２は、Ｚ軸を回転の中心軸とし所定角度だけ傾けて取り付けられ、入射光束の一部を反射して反射光束Ｄを生成する。例えば、ガラス板１２の反射率は第１実施形態例と同様に２％程度に設定され、その傾き角は第１実施形態例と同様に０．３度程度に設定される。
【００８２】
図１８は、光検出器１１の配置の方向を示している。光ヘッド５３における光検出器１１は、図２に示す光ヘッド５０における光検出器１１と同様の構成を有し、同図に示すように、その配置がＺ軸を回転の中心軸として９０度回転され、受光素子群１６、１５がＹ軸方向に並ぶように配置される。一方の受光素子群１５は、光ディスク１４５からの反射光束Ａにより形成される光スポット２１を受光し、他方の受光素子群１６は、ガラス板１２からの反射光束Ｄにより形成される光スポット２１を受光する。このときトラック誤差信号は、光検出器１１が第１実施形態例の配置から９０度回転したことに伴って、各受光素子２５〜２８の出力をそれぞれ、Ｉ２５、Ｉ２６、Ｉ２７、Ｉ２８とすると、（Ｉ２５＋Ｉ２６）−（Ｉ２７＋Ｉ２８）により得られる。なお、フォーカス誤差信号及び再生信号は、第１実施形態例と同様の式で得られる。
【００８３】
コマ収差補正素子２８４、２８５は、その周縁部が非球面形状の曲率を持っており、記録面が単層の光ディスク１４５の傾きにより生じるコマ収差を、可動側のコマ収差補正素子２８５をＺ軸方向に変位させることで補正する。傾斜センサ１７２は、光ディスク１４５のラジアル方向（Ｘ軸方向）の傾きを検出する。コントローラ１７０は、コマ収差補正素子制御回路１７１を制御する。コマ収差素子制御回路１７１は、傾斜センサ１７２及びコントローラ１７０からの信号に基づいてアクチュエータ１４６を駆動し、可動側のコマ収差補正素子２８５を変位させる。
【００８４】
図１９（ａ）〜（ｃ）は、光ディスク１４５のラジアル方向の傾斜に起因したコマ収差を補正させる際の可動側のコマ収差補正素子２８５の変位の様子を示している。光ディスク１４５のラジアル方向の傾斜に伴うコマ収差は、可動側のコマ収差補正素子２８５をＺ軸方向に移動させることで補正される。光ディスク１４５に傾斜がない場合、つまり光ディスク１４５のラジアル方向がＸ軸方向と一致する場合には、図１９（ｂ）に示すように、コマ収差補正素子２８４、２８５は互いに正対する位置（基準位置）にある。光ディスク１４５が傾いている場合、つまり光ディスク１４５のラジアル方向がＹ軸を中心軸にＸ軸から傾斜している場合には、コマ収差補正素子制御回路１７１は、光ディスク１４５上に形成される集光スポットのコマ収差を補正するために、可動側のコマ収差補正素子２８５を、図１９（ａ）又は（ｃ）に示すようにＺ軸方向へ移動させる。
【００８５】
図１９（ｂ）に示すように、可動側のコマ収差補正素子２８５が基準位置にあるときには、半導体レーザ１からの光束は直進して光ディスク１４５側に向かい、ガラス板１２からの反射光束Ｄも直進して光検出器１１へ向かう。同図（ａ）、（ｃ）に示すように可動側のコマ収差補正素子２８５が、基準位置にないときには、半導体レーザ１からの光束のうち、コマ収差補正素子２８４、２８５の中心部を透過する光束は直進して光ディスク１４５へ向かい、その周縁部を透過する光束は、周縁部の非球面形状の影響で進行方向を変えて光ディスク１４５へ向かう。
【００８６】
コマ収差補正素子２８４、２８５の周縁部を透過する際に進行方向が変化した光束は、１／４波長板５を介してガラス板１２に入射し、その一部が反射光束Ｄとして再びコマ収差補正素子２８４、２８５を透過する。ガラス板１２からの反射光束Ｄのうち、コマ収差補正素子２８４、２８５の周縁部を透過する光束は、更に進行方向を変えて、図中点線で示すような光束として光検出器１１へ向かう。反射光束Ｄは、再集光レンズ９（図１７）で再集光され、円筒レンズ１０で非点収差が加えられて、光検出器１１の受光素子群１６上に光スポットを形成する。
【００８７】
図２０（ａ）〜（ｃ）は、光検出器１１の受光素子群１６で受光される光スポットの形状を示している。同図では、コリメータレンズ焦点距離、対物レンズ焦点距離、及び、開口数ＮＡが表１に示す値に設定された光ヘッド５３おいて、ΔＺ＝±ａ（Ｘ２＋Ｙ２）２で表されるコマ収差補正素子２８４、２８５の非球面の定数ａを、ａ＝８×１０−５としたときの、光線追跡によるスポットダイヤグラムとして示している。可動側のコマ収差補正素子２８５が図１９（ａ）〜（ｃ）の各位置にある場合には、受光素子群１６上には、図２０（ａ）〜（ｃ）に示すような形状の光スポットが形成される。
【００８８】
可動側のコマ収差補正素子２８５が図１９（ｂ）に示す位置にあるとき、つまりコマ収差補正素子２８５が基準位置にあるときには、ガラス板１２からの反射光束Ｄは直進するため、光検出器１１の受光素子群１６上には、図２０（ｂ）に示すような円形状の光スポット１４８が形成される。可動側のコマ収差補正素子２８５が図１９（ａ）に示す位置にあるとき、つまりコマ収差補正素子２８５が基準位置からＺ軸の＋方向へ移動したときには、ガラス板１２からの反射光束Ｄは、コマ収差補正素子２８５の紙面下側の周縁部において、図中点線で示す方向に進行方向を変える。この反射光束Ｄは、偏光ビームスプリッタ３、再集光レンズ９、円筒レンズ１０を透過して、受光素子群１６上へ収束する。このとき受光素子群１６上には、図２０（ａ）に示すような、受光素子２９、３２側に偏って存在するひずんだ光スポット１４９が形成される。
【００８９】
可動側のコマ収差補正素子２８５が図１９（ｃ）に示す位置にあるとき、つまりコマ収差補正素子２８５が基準位置からＺ軸方向の−方向へ移動したときには、ガラス板１２からの反射光束Ｄは、コマ収差補正素子２８５の紙面上側の周縁部において、図中点線で示す方向に進行方向を変える。この反射光束Ｄは、偏光ビームスプリッタ３、再集光レンズ９、円筒レンズ１０を透過して、受光素子群１６上へ収束する。このとき受光素子群１６上には、図２０（ｃ）に示すような、受光素子３０、３１側に偏って存在するひずんだ光スポット１４９が形成される。このように、受光素子群１６上に形成される光スポットは、可動側のコマ収差補正素子２８５の基準位置からの移動量に応じて、そのひずみの方向及び度合いが変化する。このため、受光素子群１６を用いて、可動側のコマ収差補正素子２８５の移動量を検出することができる。
【００９０】
コマ収差補正素子２８５の移動量検出信号は、受光素子群１６を構成している受光素子３０、３２の出力をそれぞれＩ３０、Ｉ３２として、（Ｉ３２−Ｉ３０）で検出される。図２１は、可動側のコマ収差補正素子２８５の基準位置からの移動量と、コマ収差補正素子移動量検出信号の関係を示している。なお、同図ではコマ収差補正素子移動量検出信号を（Ｉ３２＋Ｉ３０）で規格化している。
【００９１】
可動側のコマ収差補正素子２８５が基準位置にある場合には、受光素子群１６上に形成される光スポット１４８は円形状となって（図２０（ｂ））、コマ収差補正素子移動量検出信号は「０」となる。可動側のコマ収差補正素子２８５が基準位置よりもＺ軸方向の＋方向にある場合には、受光素子群１６上に形成される光スポット１４９は受光素子２９、３２側に偏って存在し（図２０（ａ））、コマ収差補正素子移動量検出信号は正の値となる。可動側のコマ収差補正素子２８５が基準位置よりもＺ軸方向の−方向にある場合には、受光素子群１６上に形成される光スポット１５０は受光素子２９、３２側に偏って存在し（図２０（ｃ））、コマ収差補正素子移動量検出信号は負の値となる。
【００９２】
例えば、光ディスク１４５がＹ軸を中心軸にＸ軸から傾斜している場合、つまりラジアル方向に傾斜している場合、光ヘッド５３では、傾斜センサ１７２（図１７）が光ディスク１４５の傾斜量を検出し、コントローラ１７０は、コマ収差補正素子制御回路１７１へコマ収差の補正を指示する。指示を受け取ったコマ収差補正素子制御回路１７１では、傾斜センサ１７２が検出した光ディスク１４５の傾きに基づいて、コマ収差の補正に必要なコマ収差補正素子２８５の移動量を、あらかじめ設定された計算式に基づいて計算する。コマ収差補正素子制御回路１７１は、アクチュエータ１４６を駆動し、光検出器１１から受信するコマ収差補正素子移動量検出信号をモニタしつつ、可動側のコマ収差補正素子２８５を、計算により求められた移動量だけＺ軸方向に移動させる。これより、光ディスク１４５上には、コマ収差の影響が除去された集光スポットを形成することができる。
【００９３】
本実施形態例では、ガラス板１２からの反射光束Ｄを光検出器１１の受光素子群１６で受光し、コマ収差補正素子２８５の移動量を、受光素子群１６を構成する受光素子２９〜３１の出力に基づいて生成されるコマ収差補正素子移動量検出信号によって把握する。コマ収差補正素子２８５が基準位置にない場合には、コマ収差補正素子２８４、２８５の周縁部を透過する光束が、その周縁部の局率によって進行方向を変え、各受光素子２９〜３１の出力にアンバランスが生じる。このアンバランスを検出することで、コマ収差補正素子２８５の移動量が把握できる。光ヘッド装置５３は、コマ収差補正素子移動量検出信号をモニタしつつ、コマ収差補正素子２８５を移動させることで、光ディスク１４５の傾斜に起因するコマ収差を精度よく補正して、光ディスク１４５を良好に記録・再生することができる。
【００９４】
本実施形態例では、可動側のコマ収差補正素子２８５をＹ方向に駆動するためのアクチュエータを配置することで、上記説明した光ディスク１４５のラジアル方向の傾斜により生じるコマ収差の補正と同様に、光ディスク１４５のタンジェンシャル方向の傾斜により生じるコマ収差を補正することもできる。この場合、光検出器１１は、形成されるガラス板１２からの反射光束Ｄの光スポットに基づいて可動側のコマ収差補正素子２８５のＹ軸方向の移動量を検出し、上記と同様な動作で、コマ収差補正素子移動量検出信号（Ｙ）を生成する。
【００９５】
図２０（ａ）〜（ｃ）は、可動側コマ収差補正素子２８５をＹ軸方向へ移動させたときに、光検出器１１の受光素子群１６で受光される光スポットの形状を示している。可動側のコマ収差補正素子２８５をＺ軸方向へ移動させた際の光スポットの形状の変化を示す図２０（ａ）、（ｃ）と、図２２（ａ）、（ｃ）とを比較すると、図２０（ａ）、（ｃ）では、光スポットのひずみの方向がＸ軸方向であるのに対し、図２２（ａ）、（ｃ）では、光スポットのひずみの方向がＹ軸方向になっているのが判る。受光素子３０、３２の出力をそれぞれＩ３０、Ｉ３２とすれば、上記したコマ収差補正素子移動量検出信号と同様に、（Ｉ３０−Ｉ３２）をコマ収差補正素子移動量検出信号（Ｙ）として、これを用いて可動側のコマ収差補正素子２８５のＹ軸方向の移動量を検出することができる。コマ収差補正素子制御回路１７１は、コマ収差補正素子移動量検出信号（Ｙ）をモニタしつつ、可動側のコマ収差補正素子２８５をＹ軸方向に移動させることで、光ディスク１４５のタンジェンシャル方向の傾斜によるコマ収差を精度よく補正することができる。
【００９６】
図２３は、本発明の第５実施形態例の光ヘッド装置５４の構成を示している。本実施形態例では、図１４のリレーレンズ４がコマ収差補正素子２８４、２８５に置き換わる点で第３実施形態例と相違し、ガラス板１２からの反射光束Ｄに代わり、ミラー１１９を透過した光束に基づいてコマ収差補正素子移動量検出信号を生成する点で、第４実施形態例と相違する。ミラー１１９は、半導体レーザ１からの光束の向きを対物レンズ７に向けた向きを変えると共に、入射光束の一部を透過する。ミラー１１９の透過率は、光ヘッド装置の光の効率に影響を考慮して、例えば２％に設定する。光検出器１２１は、図２の受光素子群１５と同様な構成を有し、光ディスク８からの反射光束Ａに基づいて、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、及び、再生信号を生成する。コマ収差を補正するする際のコマ収差補正素子２８５の移動は、図２０（ａ）〜（ｃ）と同様である。
【００９７】
図２４（ａ）〜（ｃ）は、光検出器１６０上に形成される光スポットの形状を示している。ミラー１１９の透過光を入射する光検出器１６０は、受光素子１６１、１６２により構成される。コマ収差補正素子２８４、２８５が互いに正対する位置（基準位置）にあるとき、半導体レーザ１からの光束は平行光としてミラー１１９に入射し、ミラー１１９の斜面１１９Ｃを透過した入射光束の一部は、図１５（ｂ）と同様に、臨界光線よりも下側の光線が底面１１９Ｂで反射して側面１１９Ａを透過し、光検出器１６０上に、円形状の一部が折り返された光スポット１６３を形成する（図２４（ｂ））。受光素子１６１、１６２の境界線は、可動側のコマ収差補正素子２８５が基準位置にあるときに形成される光スポット１６３の円形状の半径方向と重なる位置に形成される。
【００９８】
可動側のコマ収差補正素子２８５が、基準位置よりＺ軸の＋方向へ移動したときには、図２０（ａ）に示すように、半導体レーザ１からの光束のうち、コマ収差補正素子２８４、２８５の周縁部を透過する光束は進行方向が変化して、下側の光束が上側に向きを変えて進行し、ミラー１１９に入射する。つまり、可動側のコマ収差補正素子２８５が基準位置にある場合に比べて、図１５（ｂ）に示す臨界光線よりも下側の光線が少なくなる。このため、光検出器１６０では、図２４（ａ）に示すように、上側の受光素子１６１上では光スポット１６３と同じ形状で、下側の受光素子１６２上では点線で示す光スポット１６３よりの上下方向が短くなった楕円が折り返された形状の、実線で示す光スポット１６４が形成される。
【００９９】
可動側のコマ収差補正素子２８５が、基準位置よりＺ軸の−方向へ移動したときには、図２０（ｃ）に示すように、半導体レーザ１からの光束は、上側の光束が下側に向きを変えて進行し、光検出器１６０上には、図２４（ｃ）に示すように、上側の受光素子１６１上では点線で示す光スポット１６３よりの上下方向が短くなった楕円形状で、下側の受光素子１６２上では光スポット１６３と同じ円形の一部が折り返された形状の、実線で示す光スポット１６５が形成される。つまり、光検出器１６０上には、可動側のコマ収差補正素子２８５の位置に応じて、上側の受光素子１６１上、又は、下側の受光素子１６２上に、上下方向が短くなった楕円形状（又は折り返された楕円形状）の光スポットが形成される。
【０１００】
コマ収差補正素子２８５の移動量検出信号は、受光素子群１６０を構成している受光素子１６１、１６２の出力を、それぞれＩ１６１、Ｉ１６２とし、（Ｉ１６１−Ｉ１６２）で検出される。光検出器１６０では、コマ収差補正素子２８５が基準位置にあるときに、つまり光検出器１６０上に光スポット１６３が形成されるときに、コマ収差補正素子移動量検出信号が「０」となるように、受光素子１６１、１６２のＺ軸方向の幅を設定する。この場合には、可動側のコマ収差補正素子２８５が、基準位置よりもＺ軸の＋方向へ移動すると、コマ収差補正素子移動量検出信号は負の値となり、基準位置よりもＺ軸の−方向へ移動すると、リレーレンズ位置検出信号は正の値となる。
【０１０１】
本実施形態例では、ミラー１１９を透過した光束を光検出器１６０の受光素子１６１、１６２で受光し、コマ収差補正素子２８５の移動量を、受光素子１６１、１６２の出力に基づいて生成されるコマ収差補正素子移動量検出信号によって把握する。光検出器１６０上には、コマ収差補正素子２８４、２８５の周縁部を透過する光束が、その周縁部の局率によって進行方向を変えるため、コマ収差補正素子２８５の基準位置からの移動量に応じて、光検出器１６０上に形成される光スポットの上下方向にアンバランスが生じる。このアンバランスを検出することで、コマ収差補正素子２８５の移動量が把握できる。光ヘッド装置５３は、コマ収差補正素子移動量検出信号をモニタしつつ、コマ収差補正素子２８５を移動させることで、光ディスク１４５の傾斜に起因するコマ収差を精度よく補正して、光ディスク１４５を良好に記録・再生することができる。また、第４実施形態例と比較して、ガラス板１２が不要となるため、構成部品を削減することができる。
【０１０２】
本実施形態例では、可動側のコマ収差補正素子２８５をＹ方向に駆動するためのアクチュエータを配置することで、上記で説明した光ディスク１４５のラジアル方向の傾斜により生じるコマ収差の補正と同様にして、光ディスク１４５のタンジェンシャル方向の傾斜により生じるコマ収差を補正することもできる。この場合、光検出器１６０では、受光素子１６１、１６２をＹ軸方向に並べて配置し、受光素子１６１、１６２の出力差からコマ収差補正素子移動量検出信号（Ｙ）を生成する。コマ収差補正素子制御回路１７１は、コマ収差補正素子移動量検出信号（Ｙ）をモニタしつつ、可動側のコマ収差補正素子２８５をＹ軸方向に移動させることで、光ディスク１４５のタンジェンシャル方向の傾斜によるコマ収差を精度よく補正することができる。
【０１０３】
なお、第１〜第３実施形態例では、３つの記録面を持つ光ディスク８を例に挙げて説明したが、光ディスクの記録面は、３層に限定されず、複数の記録面を持つ光ディスクについても、同様に適用できる。また、記録層が１層の光ディスク１４５では、製造誤差等により、光ディスク表面から記録面までの厚さが均一とならない場合があり、ディスク表面から記録面までの厚みが変動する、或いは、光ディスク毎に異なる厚みとなることがある。このような場合についても、第１〜第３実施形態例を適用することで、精度よく球面収差を補正することができる。また、第１〜第３実施形態例では、リレーレンズ４として、ガリレイ型望遠鏡と同様のレンズ構成を採用した構成を例に挙げて説明したが、リレーレンズ４は、発散光又は収束光を出射して球面収差を補正できる構成であればよく、図２５に示す収差補正素子２２２と同様に、ケプラー型望遠鏡と同様のレンズ構成を採用してもよい。
【０１０４】
第１及び第２実施形態例では、可動側レンズ４Ｂの位置を検出するための反射光束Ｂをガラス板１２を用いて生成したが、反射光束Ｂは、例えば１／４波長板５のミラー６側の面の反射率を２％とし、１／４波長板５をＹ軸を回転軸として０．３度程度傾けて配置することで生成することができる。この場合、ガラス板１２が不要となり、光ヘッド装置の光学部品を削減できる。１／４波長板５を傾けて配置した場合の、１／４波長板５を透過する光束の透過光量及び偏光状態に与える影響については、１／４波長板５の傾き角が０．３度程度であれば、透過光量及び偏光状態に与える影響はほとんどなく、光ヘッド装置の光の効率の劣化は問題とならない。また、光ディスク上に形成する集光スポットの特性に与える影響も少なく、記録再生動作には支障が生じない。
【０１０５】
第４及び第５の実施形態では、光ディスク１４５の傾斜に起因するコマ収差を補正するために、一方のコマ収差補正素子２８５をＺＹ面内で移動させる例について説明したが、一方のコマ収差補正素子２８５に代えて、又は加えて、他方のコマ収差補正素子２８４をＺＹ面内で移動させても良い。その場合にも、上記実施形態例と同様に、光検出器に形成される光スポットに基づいて、コマ収差補正素子２８４、２８５間の移動量（位置ズレ）を検出することができる。また、第２実施形態例のリレーレンズ４に関する構成を、コマ収差補正素子２８４、２８５に関する構成で置き換えることもできる。球面収差とコマ収差の双方を補正するために、コリメータレンズ２と、１／４波長板５との間に、リレーレンズ４と、コマ収差補正素子２８４、２８５との双方の機能を有する光学素子を用いた場合についても、その光学素子の移動方向がＸＹＺ軸方向であれば、上記実施形態例と同様にして、その光学素子の移動量を検出することができる。
【０１０６】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の光ヘッド装置及び光学的情報記録再生装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した光ヘッド装置及び光学的情報記録再生装置も、本発明の範囲に含まれる。例えば、光ディスクとしては、相変化光ディスクや光磁気ディスクといった記録及び再生の双方が可能な光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭや、複数の再生面を持つタイプも含むＤＶＤ−ＲＯＭなどの再生専用光ディスク、或いは、ＣＤ−Ｒや、ＤＶＤ−Ｒなどの追記型光ディスクを使用することができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置は、第２の光学素子を透過した光源からの出射光束の一部を、第３の光学素子で分離し、第３の光学素子で分離された分離光束を受光する第２の受光素子を備えることにより、この光ヘッド装置を備える光学的情報記録再生装置では、第２の受光素子の出力に基づいて、第２の光学素子における収差の補正量が検出できる。このため、第２の光学素子の近傍に、センサを配置しなくとも、第２の光学素子を構成するレンズの位置や、移動量を検出することができる。検出した位置や移動量に基づいて第２の光学素子を制御することで、光ディスクの光学的特性に起因した収差を精度よく補正できると共に、光ヘッド装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１の光検出器１１の構成を示すブロック図。
【図３】３つの記録面を持つ光ディスク８の構造を示す断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、各記録面に集光スポットを形成する際のリレーレンズの調整の様子を示す模式図。
【図５】受光素子群１６上に形成されるとガラス板１２からの反射光束Ｂの光スポット形状を示す平面図。
【図６】リレーレンズの間隔と、ディスク表面から記録面までの厚さとの関係を示すグラフ。
【図７】リレーレンズの間隔と、リレーレンズ位置検出信号との関係を示すグラフ。
【図８】本発明の第２実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図９】図８のモジュール４０を示し、（ａ）はモジュール４０の構造を示す断面図、（ｂ）はレーザ部４５を拡大した断面図。
【図１０】図８の偏光性ホログラム４２の構造を示す断面図。
【図１１】図８の偏光性ホログラム４２の構造を示す平面図。
【図１２】図８のモジュール４０の構成を示す平面図。
【図１３】図１２の受光素子１０５〜１０８を拡大して示す平面図。
【図１４】本発明の第３実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、各記録面に集光スポットを形成する際のミラー１１９に入射する光束の様子を示す模式図。
【図１６】図１４の光検出器１６０上に形成される光スポットの形状を示す平面図。
【図１７】本発明の第４実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図１８】図１７の光検出器１１の配置を示す平面図。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、コマ収差を補正するコマ収差補正素子２８５の変位の様子を示す模式図。
【図２０】（ａ）〜（ｃ）は、受光素子群１６上に形成される光スポットの形状を示す平面図。
【図２１】コマ収差補正素子２８５の移動量と、コマ収差補正素子移動量検出信号との関係を示すグラフ。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は、受光素子群１６上に形成される光スポットの形状を示す平面図。
【図２３】本発明の第５実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図２４】（ａ）〜（ｃ）は、図２３の光検出器１６０上に形成される光スポットの形状を示す平面図。
【図２５】球面収差を補正する従来の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図２６】コマ収差を補正する従来の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１：半導体レーザ
２：コリメータレンズ
３：偏光ビームスプリッタ
４：リレーレンズ
５：１／４波長板
６：ミラー
７：対物レンズ
８、１４５：光ディスク
９：再集光レンズ
１０：円筒レンズ
１１、１２０、１６０：光検出器
１２：ガラス板
１５、１６：受光素子群
４０：モジュール
４２：偏光性ホログラム
６０：ニオブ酸リチウム基板
６１：プロトン交換領域
６２：位相補償膜
１１９：ミラー
１４１：リレーレンズ制御回路
１４２、１７０：コントローラ
１４４：対物レンズ制御回路
１７１：コマ収差補正素子制御回路
１７２：傾斜センサ
２２２：収差補正部
２２４、２２６：レンズ
２６６：収差補正回路
２８４、２８５：コマ収差補正素子
２９０：傾斜センサ
２９２：フォトインタラプタ−
２９３：ミラー
【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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