(57)【要約】【課題】  対物レンズの収差を考慮して光ヘッドを組み立てることで、光ヘッドのチルト補正能力の低下を防止し、かかる光ヘッドを用いることにより、光記録媒体の「そり」による収差を補正し、より安定した再生及び／又は記録を行えるようにする。【解決手段】  光記録媒体８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１と、該光源１から出射された光を前記光記録媒体８に集光する対物レンズ７と、光記録媒体８が傾いたときに発生する収差を補正するために前記対物レンズ７を傾ける対物レンズ傾け手段１３とを有し、対物レンズ７そのものが有するコマ収差の方向と、前記対物レンズ傾け手段１３が対物レンズ７を傾ける方向とが、互いに直交するように組み立てられていることを特徴とする。【選択図】図１
2004281035.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、
前記光記録媒体が傾いたときに発生する収差を補正するために前記対物レンズを傾ける対物レンズ傾け手段と、を有し、
前記対物レンズそのものが有するコマ収差の方向と、前記対物レンズ傾け手段が前記対物レンズを傾ける方向とが、互いに直交するように組み立てられている、
ことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記対物レンズ傾け手段は、前記光記録媒体が傾いたときに発生する収差を補正するために前記対物レンズをラジアル方向に傾け、前記対物レンズのコマ収差の方向がタンジェンシャル方向を指向するように組み立てられていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記対物レンズ傾け手段は、前記光記録媒体が傾いたときに発生する収差を補正するために前記対物レンズをタンジェンシャル方向に傾け、前記対物レンズのコマ収差の方向がラジアル方向を指向するように組み立てられていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記対物レンズに当該対物レンズ自体のコマ収差を示す印が付けられていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項５】
前記対物レンズに付けられた印がタンジェンシャル方向に向けら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】
前記対物レンズに付けられた印がラジアル方向に向けら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７】
前記対物レンズ自体のコマ収差を示す印が、当該対物レンズの側面に設けら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８】
前記対物レンズ自体のコマ収差を示す印が、当該対物レンズの上面部の有効径よりも外側に設けら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９】
前記対物レンズに付けられた印が、当該対物レンズ自体のコマ収差の方向と大きさを示すことを特徴とする請求項４記載の光ヘッド。
【請求項１０】
前記対物レンズに付けられた印が、色の種類によりコマ収差の大きさを示すように、色分け表示されることを特徴とする請求項９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記載の光ヘッド。
【請求項１２】
前記光記録媒体の傾きに関する情報を検出する傾き検出手段を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項１３】
前記傾き検出手段が、
光源と
該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、
を備えていることを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
【請求項１４】
前記傾き検出手段は、前記対物レンズの任意の位置でのフォーカスサーチ電圧を検出し、前記フォーカスサーチ電圧に基づいて前記光記録媒体の傾きを検出する検出手段であることを特徴とする請求項１２記載の光ヘッド。
【請求項１５】
前記光記録媒体の基材厚が標準値からずれたことにより発生する収差を補正する基材厚起因収差補正手段を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項１６】
前記対物レンズが傾いたときに発生する球面収差を、前記基材厚起因収差補正手段により補正することを特徴とする請求項１５記載の光ヘッド。
【請求項１７】
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１６のいず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の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の約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、光記録媒体の傾き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、光記録媒体の傾きに応じて対物レンズを傾けることで、収差を小さくして再生および記録を行うことができる光ヘッドが提案されている。
【０００４】
ここで、図面を参照しながら、上述した従来の光ヘッドの一例について説明する。
【０００５】
図７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６１は光源、６２はコリメータレンズ、６３はビームスプリッタ、６４は立ち上げミラー、６５は対物レンズ、６６は光記録媒体、６７は検出光学系、６８はレンズ保持部材、６９は傾きセンサ、７０はフォーカスエラー信号検出回路、７１はトラッキングエラー信号検出回路、７２は再生信号検出回路、７３は傾き検出回路、７４はコントローラ、７５は傾き制御回路を、それぞれ示している。
【０００６】
光源６１は、半導体レーザで、光記録媒体６６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。コリメータレンズ６２は光源６１から出射された発散光を平行光に変換するレンズであり、ビームスプリッタ６３は光を分離するための光学素子である。また、立ち上げミラー６４は入射する光を反射して光記録媒体６６の方向に向かわせる光学素子であり、対物レンズ６５は光記録媒体６６の記録層に光を集光するレンズである。レンズ保持部材６８は、対物レンズ６６を保持し、当該対物レンズ６６を傾けることができる。また、傾きセンサ６９は光記録媒体６６の傾きを検出するものである。
【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６１から出射された直線偏光の光は、コリメータレンズ６２により平行光に変換される。平行光とされた光は、ビームスプリッタ６３を透過した後、立ち上げミラー６４で反射され、対物レンズ６５により光記録媒体６６上に集光される。次に、光記録媒体６６から反射された光は、対物レンズ６５を透過した後、ミラー６４で反射され、更にビームスプリッタ６３で反射され、検出光学系６７に導かれる。そして、ここで、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号と再生信号が検出される。フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号は周知の技術により、例えば非点収差法とプッシュプル法等により検出される。検出されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号は、必要であれば、コントローラ７４からオフセット量を加えられる。図示しないフォーカス制御手段は、フォーカスエラー信号に基づき、常に光が合焦状態で光記録媒体６６上に集光されるように、対物レンズ６５の位置をその光軸方向に移動させ、制御する。また、図示していないトラッキング制御手段は、トラッキングエラー信号に基づき、光が光記録媒体６６上の所望のトラックに集光されるように、対物レンズ６５の位置を移動させ、制御する。
【０００８】
ここで、対物レンズ６５の傾き制御は、光記録媒体６６と対物レンズ６５の傾きを検出する傾きセンサ６９により検出された傾き信号に基づいて行われる。上記傾きセンサ６９は、対物レンズ６５の側方に設けられており、傾きセンサ６９により検出された傾き信号が傾き制御回路７５に入力される。そして、この傾き制御回路７５より対物レンズ６５を傾ける信号が出力され、対物レンズ６５と光記録媒体６６との傾きをなくすように、レンズ保持部材６８が制御される。
【０００９】
このような構成にすれば、光記録媒体６６が傾いても、その傾き量を検出して対物レンズを傾けることで収差を小さくすることが可能となり、より安定した再生及び／又は記録を行うことができる。
【特許文献１】特開平１１−３１２３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のように構成された従来の光ヘッドでは、対物レンズ６５そのものがコマ収差を有していた場合、チルト補正（傾き補正）能力が低下する場合がある。このことについて詳細に述べる。例えば、光源の波長が４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡが０．８５である光ヘッドにより、基材厚が０．１ｍｍの光記録媒体を記録及び／又は再生することを考える。ここで、光記録媒体の「そり」は、周知のように、殆どラジアル方向に発生する（つまり、ラジアル方向に沿って変形するように「そり」が発生する）ので、ラジアル方向に沿ったチルト補正のみを行うものとする。対物レンズはＮＡが０．８５と非常に大きいため、製作時の公差（面間チルトや面のディセンター等）により大きなコマ収差が発生する。そこで、この対物レンズを光ヘッドに搭載して光ヘッドを組み立てる場合、対物レンズ自体が有するコマ収差を考慮せずに光ヘッドに搭載すると、対物レンズ自体のコマ収差の方向が、例えばラジアル方向と一致する場合がある。いま、対物レンズ自体のコマ収差が３０ｍλあるとすると、上記構成の光ヘッドを組み立てる場合、この３０ｍλのコマ収差を取り除くために、対物レンズを０．３度だけラジアル方向に傾けて（つまり、ラジアル方向に沿って傾斜するように）光ヘッドに搭載して光ヘッドを組み立てることになる。このような状態に組み立てられた光ヘッドで光記録媒体の「そり」を補正する場合、初期状態で対物レンズが傾いているので、ある方向の「そり」には有利になるが逆方向の「そり」にはレンズをより大きく傾ける必要がある。従って、光記録媒体のそり量が同じでもその方向が異なることで、レンズが傾くことにより発生するコマ収差以外の収差（球面収差等）が異なって発生することになり、チルト補正能力が低下するという課題が生じる。
【００１１】
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、対物レンズの収差を考慮して光ヘッドを組み立てることにより、チルト補正能力の低下を防止できる光ヘッドを提供することを第１の目的とする。また、かかる光ヘッドを用いることにより光記録媒体の「そり」による収差を補正し、より安定した再生及び／又は記録を行うことが可能な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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の光ヘッドは、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、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、前記光記録媒体が傾いたときに発生する収差を補正するために前記対物レンズを傾ける対物レンズ傾け手段とを有し、前記対物レンズそのものが有するコマ収差の方向と、前記対物レンズ傾け手段が前記対物レンズを傾ける方向とが、互いに直交するように組み立てられている、ことを特徴としたものである。
これにより、光記録媒体が傾いたときに発生するコマ収差を対物レンズを傾けて補正する補正能力が向上し、より安定した制御信号や再生信号を得ることができ、また、より安定した記録を行うことができる。
【００１３】
上記光ヘッドでは、前記対物レンズ傾け手段は、前記光記録媒体が傾いたときに発生する収差を補正するために前記対物レンズをラジアル方向に傾け、前記対物レンズのコマ収差の方向がタンジェンシャル方向を指向するように組み立てられていることが好ましい。
これにより、ラジアルチルト補正能力（ラジアル方向についてのチルト補正能力）が向上する。
【００１４】
また、上記光ヘッドでは、前記対物レンズ傾け手段は、前記光記録媒体が傾いたときに発生する収差を補正するために前記対物レンズをタンジェンシャル方向に傾け、前記対物レンズのコマ収差の方向がラジアル方向を指向するように組み立てられているようにしても良い。
この場合には、タンジェンシャルチルト補正能力（タンジェンシャル方向についてのチルト補正能力）が向上する。
【００１５】
更に、上記光ヘッドでは、前記対物レンズに当該対物レンズ自体のコマ収差を示す印が付けられていることが好ましい。
これにより、対物レンズのコマ収差の方向が特定の方向を指向するように、対物レンズを光ヘッドに搭載することが容易となる。
【００１６】
上記光ヘッドでは、前記対物レンズに付けられた印がタンジェンシャル方向に向けられていることが好ましい。
これにより、対物レンズのコマ収差の方向がタンジェンシャル方向を指向するように、対物レンズを光ヘッドに搭載することが容易となり、さらにラジアルチルト補正能力が向上する。
【００１７】
上記光ヘッドでは、前記対物レンズに付けられた印がラジアル方向に向けられているようにしても良い。
この場合には、対物レンズのコマ収差の方向がラジアル方向を指向するように、対物レンズを光ヘッドに搭載することが容易となり、さらにタンジェンシャルチルト補正能力が向上する。
【００１８】
上記光ヘッドでは、前記対物レンズ自体のコマ収差を示す印が、当該対物レンズの側面に設けられていることが好ましい。
これにより、印が付けられた後の対物レンズ表面の洗浄が容易となる。
【００１９】
上記光ヘッドでは、前記対物レンズ自体のコマ収差を示す印が、当該対物レンズの上面部の有効径よりも外側に設けられているようにしても良い。
この場合には、対物レンズのコマ収差の方向が特定の方向を指向するように、対物レンズを光ヘッドに搭載することが容易となる。
【００２０】
上記光ヘッドでは、前記対物レンズに付けられた印が、当該対物レンズ自体のコマ収差の方向と大きさを示すことがより好ましい。
これにより、対物レンズを搭載するときの傾け量まで分かるので、対物レンズの光ヘッドへの搭載がさらに容易となる。
【００２１】
上記光ヘッドでは、前記対物レンズに付けられた印が、色の種類によりコマ収差の大きさを示すように、色分け表示されることが更に好ましい。
これによりコマ収差の大きさが容易に認識でき、対物レンズの光ヘッドへの搭載が容易となる。
【００２２】
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。
この場合、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、光記録媒体の傾きに対する許容度を広げることが可能となる。従って、記録密度の更なる高密度化に寄与することができる。
【００２３】
上記光ヘッドでは、前記光記録媒体の傾きに関する情報を検出する傾き検出手段を更に備えていることが好ましい。
この場合、前記傾き検出手段で光記録媒体の傾きに関する情報を検出することにより、光記録媒体の傾き量が容易に検出できる。
【００２４】
上記光ヘッドでは、前記傾き検出手段が、光源と、該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、を備えていることが好ましい。
この場合、光記録媒体の傾き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傾きに起因する収差を検出できる。
【００２５】
上記光ヘッドでは、前記傾き検出手段が、前記対物レンズの任意の位置でのフォーカスサーチ電圧を検出し、前記フォーカスサーチ電圧に基づいて前記光記録媒体の傾きを検出する検出手段であることがより好ましい。
これにより、傾きを検出するための光学系を別途に設ける必要がないので、光ヘッドの小型化を図ることができる。
【００２６】
上記光ヘッドでは、前記光記録媒体の基材厚が標準値からずれたことにより発生する収差を補正する基材厚起因収差補正手段を更に備えていることが好ましい。
この場合には、前記基材厚起因収差補正手段により、前記対物レンズが傾いたときに発生する球面収差を補正でき、基材厚が異なる光記録媒体、例えば、多層光記録媒体の各記録層や異なる種類の光記録媒体や単層光記録媒体における基材厚のばらつきがあった場合でも、より安定した制御信号や再生信号を得ることができ、また、より安定した記録を行うことができる。
【００２７】
上記光ヘッドでは、前記対物レンズが傾いたときに発生する球面収差を、前記基材厚起因収差補正手段により補正することがより好ましい。
この場合には、更に収差を補正できるので、より安定した制御信号や再生信号を得ることができ、また、より安定した記録を行うことができる。
【００２８】
上記目的を達成するため、本発明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／又は再生を行う光ヘッドとして、請求項１から１６のいずれか一に記載の光ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、光記録媒体が傾いたことに起因する収差を正確に補正することができ、安定な制御信号や再生信号を得ることができ、また、安定な記録を行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、対物レンズ自体が有するコマ収差の方向を、光記録媒体が傾いたときに発生するコマ収差を対物レンズを傾けて補正するときの方向と直交する方向にすることで、光記録媒体が傾いたときに発生するコマ収差を対物レンズを傾けて補正する際に、コマ収差以外に発生する収差を光記録媒体の傾きに対し対称に発生させることが出来るので、良好な補正効果が得られる。また、コマ収差の方向を示す印を対物レンズに付けておき、この印により、コマ収差の量をも示すようにしておけば、光ヘッドの組み立てが非常に容易となる。
【００３０】
また、この光ヘッドを用いて光情報記録再生装置を構成することで、光記録媒体が傾いても安定な制御信号や再生信号を得ることができ、より安定した記録及び／又は再生を行うことが可能となる光記録再生装置を実現することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
（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。
【００３３】
図１は、実施形態１の光ヘッド１４の構成図である。
【００３４】
図１において、１は光源、２はコリメータレンズ、３はビームスプリッタ、４
は凹レンズ、５は凸レンズ、６はミラー、７は対物レンズ、８は光記録媒体、９は集光レンズ、１０は光検出器、１１は傾きセンサ、１２はメモリ、１３は対物レンズ傾け手段であり、凹レンズ４と凸レンズ５とこれら凹レンズ４と凸レンズ５の間隔を変えるレンズ位置可変手段（図示せず）とで基材厚起因収差補正手段を構成している。また、傾きセンサ１１が傾き検出手段を、対物レンズ傾け手段１３が傾き起因収差補正手段を、凹レンズ４が負レンズ群を、凸レンズ５が正レンズ群を、それぞれ構成している。
【００３５】
ここで、光源１は、例えばＧａＮ系の半導体レーザ素子（波長４０５ｎｍ）で構成され、光記録媒体８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。コリメータレンズ２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。ビームスプリッタ３は、ほぼ５０％の透過率及びほぼ５０％の反射率を有する光学素子である。凹レンズ４は、コリメータレンズ２で平行光にされた光を発散光にするレンズであり、凸レンズ５は、凹レンズ４で発散光にされた光を平行光にするレンズである。ミラー６は、入射する光を反射して光記録媒体８の方向に向かわせる光学素子である。対物レンズ７は、光記録媒体８の記録層に光を集光するレンズである。この対物レンズ７は、それ自体のコマ収差の方向が、円盤状の光記録媒体８のタンジェンシャル方向を指向するように搭載されている。また、この対物レンズ７のＮＡは、例えば０．８５である。集光レンズ９は、光記録媒体８で反射された光を光検出器１０に集光するレンズである。光検出器１０は、光を受光して光を電気信号に変換するものである。傾きセンサ１１は、光記録媒体８のラジアル方向の傾き量を検出するためのものであり、メモリ１２には、光記録媒体８の傾き量に対する対物レンズ７の傾け量が記憶されている。
【００３６】
このように構成された光ヘッドの動作について、図１を用いて説明する。光源１から出射された直線偏光の光は、コリメータレンズ２により平行光にされる。コリメータレンズ２を透過した光は、ビームスプリッタ３を透過し、凹レンズ４により発散光にされ、更に凸レンズ５により平行光にされる。そして、更に、ミラー６で反射されその進行方向から９０度曲げられた方向に進み、対物レンズ７により光記録媒体８上に集光される。
【００３７】
次に、光記録媒体８から反射された光は、対物レンズ７を透過した後、ミラー６で反射され、凸レンズ５、凹レンズ４を順次透過し、更に、ビームスプリッタ３で反射された後、集光レンズ９により光検出器１０に集光される。光検出器１０は、光記録媒体８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、たとえば非点収差法とプッシュプル法等により検出される。図示してい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８上に集光されるように対物レンズ７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８上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ７の位置を制御する。また、光検出器１０からは光記録媒体８に記録された情報をも得られる。
【００３８】
ここで、対物レンズ７の傾き制御について述べる。対物レンズ７の側方には、光記録媒体８の傾きを検出する傾きセンサ１１が配置され、この傾きセンサ１１は、光記録媒体８のラジアル方向の傾き量を検出する。この傾きセンサ１１で検出された信号はメモリ１２に入力され、該メモリ１２はこの光記録媒体８の傾き量に応じて対物レンズ７の必要傾け量に対応する信号を出力する。そして、この信号に応じて対物レンズ傾け手段１３は対物レンズ７を必要量だけ傾ける。
【００３９】
次に、光記録媒体８の傾きがラジアル方向で、この傾きにより発生するコマ収差を、対物レンズ７をラジアル方向に傾けて補正する光ヘッドに、対物レンズ自体のコマ収差の方向がタンジェンシャル方向を指向するように搭載されていることについて述べる。ここで、対物レンズ７の一例として、表１にレンズの第１面及び第２面の非球面係数を示す。ここで、レンズの面形状（サグ）は以下の式で表される。
【００４０】
Ｚ＝（Ｃ×ｒ２）／（１＋（１−（１＋ｋ）×Ｃ２×ｒ２）１／２）
＋ａ１×ｒ２＋ａ２×ｒ４＋…＋ａ８×ｒ１６
Ｃ（＝１／Ｒ）：曲率
Ｒ：曲率半径
ｋ：円錐定数
ｒ：半径位置
ｚ：サグ
ａ１〜ａ８：非球面係数（ａ１＝０）
【００４１】
【表１】
2004281035.tif 000003
【００４２】
ＮＡが０．８５と非常に大きいため、レンズの面間チルトやディセンターでコマ収差が大きく発生する。表１に示したレンズの場合は、面間チルト１分（１／６０度）でコマ収差が３５ｍλ、ディセンターが５μｍでコマ収差が３５ｍλも発生する。このようにレンズ作製において非常に大きいコマ収差が発生するので、光ヘッド組み立てにおいてこのコマ収差を補正する必要が生じる。また、この対物レンズ７のみが傾いた時のコマ収差、非点収差、球面収差を計算した結果を図２に示す。
【００４３】
このように、対物レンズ７の傾き量が大きくなるとコマ収差が大きく発生するが、このコマ収差を用いて、光記録媒体８が傾いたときに発生するコマ収差をキャンセルすることになる。また、対物レンズ７を傾けるとコマ収差以外に非点収差と球面収差が発生し、これが、対物レンズを傾けて光記録媒体が傾いたときに発生するコマ収差を補正した後に残る収差となる。ここで、対物レンズそのものにコマ収差が例えば３０ｍλあるとすると（上記したように３０ｍλのコマ収差はレンズ単体で十分に起こり得る値である）、図２に示したようにこの３０ｍλを補正するため、光ヘッド搭載時に０．３度傾けて光ヘッドに組み込むこととなる。この３０ｍλのコマ収差の方向がラジアル方向であった場合、対物レンズは０．３度ラジアル方向に傾けて搭載されている。ここで、このように組み立てられた光ヘッドで、例えば光記録媒体が０．７度傾いたときに発生するコマ収差（７０ｍλ）を補正する場合、対物レンズ７は、図２に示されているように０．７度傾けることとなるが、対物レンズとしては１．０度傾いたことになり、非点収差が２０ｍλ発生し、球面収差が５０ｍλ発生することになる。また、例えば光記録媒体が−０．７度傾いたときに発生するコマ収差（−７０ｍλ）を補正する場合、対物レンズ７は、図２に示されているように−０．７度傾けることとなるが、対物レンズとしては−０．４度傾いたことになり、非点収差が５ｍλ発生し、球面収差が５ｍλ発生することになる。
【００４４】
このように、対物レンズそのもののコマ収差を補正するため光ヘッド組み立て時に対物レンズを傾けて搭載しているため、光記録媒体８の傾き量が同じであってもその方向によりコマ収差以外の収差の量が異なることとなる。すなわち、コマ収差以外の収差が光記録媒体の傾きに対し非対称に発生することになる。このようになると、実質的に光記録媒体の傾き補正量が減少したことになるので補正能力が低下したのと同じになる。そこで、上記したように、対物レンズ７のコマ収差の方向を光記録媒体８のタンジェンシャル方向にすれば、対物レンズを光ヘッドに搭載する場合、タンジェンシャル方向に傾けて取り付けるため、光記録媒体８の傾きを補正するための実質的な対物レンズの傾き量は光記録媒体８の傾きの方向によらず同じになりコマ収差以外の収差の発生量が光記録媒体８の傾きに対し対称に発生するので、ラジアルチルト補正としては良好な能力を有することが可能となる。
【００４５】
次に、対物レンズ７のコマ収差の方向を光記録媒体８のタンジェンシャル方向に向ける方法について述べる。対物レンズ７の収差をあらかじめ収差測定しておき、コマ収差の方向に印を付けておく。アクチュエータに搭載するときに、この印をタンジェンシャル方向に向けて搭載する。ここで、この印は、図３（ａ）及び（ｂ）に示したように、対物レンズ７の側面７a（図３（ａ））や、上面の光が通過しない領域７ｂ（図３（ｂ））に付けることとなる。ここで、まず、側面７aに印Ｍａをつけた場合の利点について説明すれば、アクチュエータ搭載後、レンズ７の表面の汚れをふき取るために、エタノール等の有機溶剤をしみこませた布でレンズ７をふいた場合、上面７ｂにインクなどで付けた印があると、この印が有機溶剤により溶かされレンズ７の表面上を逆に汚すことになる。そこで、印Ｍａが側面７ａに付いていれば、アクチュエータ搭載後のレンズクリーニングが非常に容易となる。次に上面７ｂに印Ｍｂがある場合の利点について述べる。上面７ｂに印Ｍｂが付いていれば、対物レンズ７のコマ収差の方向が常に見えることとなり、タンジェンシャル方向に向けてアクチュエータに取り付けることが容易となる。
【００４６】
更に、本発明は、対物レンズ７のＮＡが０．６より大きくなるとより有利である。このことについて詳細に述べる。実際に、レンズ７を作成する許容量はＮＡに応じて難しくなる。レンズ７の第１面と第２面のディセンターは、成形を行う場合、５μｍは生じる。ここで、対物レンズ７のＮＡと第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の関係を示したグラフを図４に示す。この図４から良く分かるように、ＮＡが０．６より大きくなると、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より大きい対物レンズ７は、作成時の公差によりコマ収差がかなり発生することになる。そこで、ＮＡが０．６以上の場合、初期状態でレンズ７が傾いた状態となる頻度が多くなるため、本発明はより有効となるのである。
【００４７】
本実施の形態では、メモリ１２に光記録媒体の傾き量を補正するために必要な対物レンズの傾け量が各層に対して（単層光記録媒体や多層光記録媒体の各層に対して）記憶されている。
【００４８】
次に、基材厚起因収差補正手段（凹レンズ４，凸レンズ５及びこれらレンズ４，５の間隔を変えるレンズ位置可変手段）について述べる。光記録媒体８が上述のＤＶＤより高密度な光記録媒体の場合、０．０８ｍｍの基材厚で球面収差が２００ｍλ発生するため、記録及び／又は再生を行うことができなくなる。そこで、この球面収差を補正する必要があるが、特開２０００−１３１６０３号公報では、平行光中に２つのレンズ（正レンズ群と負レンズ群）を挿入し、光軸方向のレンズ間隔を変えて平行光を発散光もしくは収束光にして球面収差を補正する方式が提案されている。
【００４９】
この方式について詳しく述べる。負レンズ群と正レンズ群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、負レンズ群と正レンズ群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させることができる。ここで、対物レンズにパワー成分のある光が入射されると、対物レンズ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。従って、この球面収差を用いることで、光記録媒体の基材厚が最適基材厚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。
【００５０】
本実施の形態では凹レンズ４と凸レンズ５のレンズ間隔を各層に対して変えることで補正を行っている。また、メモリ１２には各層に対する凹レンズ４と凸レンズ５のレンズ間隔が記憶されており、ある層を再生もしくは記録する場合、メモリ１２に記憶されたレンズ間隔になるように凹レンズ４もしくは凸レンズ５が移動される。
【００５１】
ここで、対物レンズを傾けると球面収差が発生するので、この球面収差についても、基材厚起因収差補正手段を用いて補正することが可能である。この場合、対物レンズの傾け量に応じて発生する球面収差を予め検出しておき、この検出データをメモリ１２に格納しておけば、対物レンズの傾きに応じて発生する球面収差も補正することが可能になる。
【００５２】
次に、光記録媒体の傾きを検出する傾きセンサ１１について述べる。傾きセンサ１１は、前述の光源１とは別途に設けられたＬＥＤ等の光源（不図示）と、レンズと、前述の光検出器１０とは別途に設けられた光検出器（不図示）とで構成されている。傾きセンサ１１の動作については周知の技術であるため詳細には述べないが、簡単に説明する。ＬＥＤ等の光源から発射された光がレンズで光記録媒体８に集光され、光記録媒体８からの反射光を光検出器で受光する。光検出器は、例えば、２分割されており、各受光部からの信号の差が光記録媒体８が傾いていないときに０になるようにセットされている。次に、光記録媒体８が傾くと、各受光部からの信号の差が０ではなくなり、この値と符号に応じて、光記録媒体８がどの方向にどれくらい傾いたかを検出することができる。
【００５３】
次に、対物レンズ傾け手段について述べる。図５に対物レンズ傾け手段の一例を示す。
【００５４】
このような対物レンズ傾け手段は、従来公知のものと同様のもので、例えば、前述の特許文献１（特開平１１−３１２３２７号公報）に開示されたものと、類似した構成を有している。図５において、符号４０はサスペンション取付基板、４１ａから４１ｄはサスペンション、４３ａから４３ｄ磁石、４４ａから４４ｂは小基板、４５ａから４５ｂフォーカスコイル、４６はレンズ保持部材、４７はトラッキングコイル、４８はヨーク、７は図１で説明した対物レンズを、それぞれ示している。また、Ｚ軸方向はフォーカス方向、Ｙ軸方向はトラッキング方向、Ｘ軸方向はタンジェンシャル方向を、それぞれ示している。対物レンズ７は、そのコマ収差を示す印（不図示）がタンジェンシャル方向（Ｘ軸方向）に向くようにして搭載されている。このように構成された対物レンズ傾け手段について、その動作の概略を説明する。尚、かかる動作の詳細は、上記特許文献１に開示されている動作と基本的に同様である。フォーカスコイル４５ａ及び４５ｂに電流を流すと、磁石４３ａから４３ｄにより発生する磁束との関係でフォーカスコイル駆動力が発生し（フレミングの法則）、対物レンズ７を傾けることができる。また、フォーカスコイル４５ａと４５ｂに流す電流を変えることで、対物レンズ７を傾ける方向とその量を変えることができる。
【００５５】
以上述べたように、対物レンズ７のコマ収差の方向が、光記録媒体８のタンジェンシャル方向を指向するように光ヘッドを組み立てることにより、ラジアルチルト補正能力を対称にすることができ、光ヘッドのラジアルチルト補正能力が良好になり、より安定した再生及び／又は記録を行うことが可能となる。
【００５６】
このとき、対物レンズ７は、それ自体が有しているコマ収差の量に応じて、タンジェンシャル方向に傾けられることになるが、光記録媒体８に生じるそりは、一般に、中心から外周に向けて傘状に垂れ下がるようなそりが想定される。この場合には、タンジェンシャル方向のチルトは発生しにくいばかりでなく、発生したとしても無視できる程度のチルト量であるので、特に問題となることはない。
【００５７】
尚、上記傾き検出手段は傾きセンサ１１を用いているが、他の方式を用いても何ら問題はない。他の傾き検出手段が、例えば特開２０００−３４８３６２号公報に開示されている。詳細には説明しないが、この公知の傾き検出手段は、具体的には、光記録媒体の内周及び外周で対物レンズを光軸方向に動かし、フォーカスが最も良好に合焦される位置であるフォーカスゼロクロス位置を検出し、この位置を検出するためのフォーカスサーチ電圧の内周と外周とでの差に基づいて、光記録媒体の傾きと方向が求められる。この構成によると、傾きを検出するための光学系を別途に設けることがないので、光ヘッドの小型化に寄与することができる。一方、本実施の形態で述べた方法では、別途に光学系を用いているので、再生もしくは記録時に、同時に傾きを検出することができる。
【００５８】
尚、上述の第１の実施形態では、基材厚起因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採用しているが、かかる構成に限定されること無く、単一の凸レンズ５の代わりに正レンズ群を用い、単一の凹レンズ４の代わりに負レンズ群を用いる構成であっても良いし、更に別の方式であっても何ら問題はない。例えば、特開２００１−８４６３１号公報に開示されているように、凹レンズ４，凸レンズ５の代わりに液晶を用いて構成しても良い。詳細には述べないが、この公知の構成では、液晶が場所により屈折率を変えることにより、透過した光に球面収差そのものの位相分布を与えることが可能となり、この与えられた球面収差で、光記録媒体の厚さが標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。この場合、メモリ１２には、各層に対応する球面収差を補正するために必要な液晶に印加する電圧量のデータが格納されている。
【００５９】
本実施の形態で述べた方法では、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る。従って、よ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寄与することができる。
【００６０】
尚、本実施の形態では、光記録媒体８が傾くことで発生するコマ収差は、対物レンズ７を傾けてコマ収差を最小にするように補正されているが、対物レンズを傾けるとコマ収差以外の収差（例えば非点収差や高次収差）が発生するので、トータル収差を最小にする方法であっても良い。この場合でも、対物レンズ７の搭載時の傾きの方向が、光記録媒体８の傾きの方向と直交するようになっていれば、収差が光記録媒体８の傾き方向によらず対称に発生するので、光記録媒体８が傾いたときに発生するコマ収差が、より効果的に補正できる。
【００６１】
また、上記実施形態では、対物レンズ７は単レンズを用いているが、対物レンズが高いＮＡを有する組レンズであっても何ら問題はない。
【００６２】
更に、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。
【００６３】
また更に、上記実施形態では、無偏光光学系の光ヘッドを示したが、偏光光学系の光ヘッドであっても良い。
【００６４】
また更に、上記実施形態において、傾き制御手段の方向については、対物レンズ７を傾ける方向が光記録媒体８のラジアル方向を指向するようにしているが、タンジェンシャル方向に傾ける場合では、対物レンズのコマ収差の方向をラジアル方向に向ければ、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６５】
また更に、上記実施形態では、コマ収差の方向を示す印を付けるために対物レンズ７の収差はあらかじめ測定されている。従って、その量もわかっているので、印の付け方として、収差の大きさに応じて色分け表示とし、例えば、１０ｍλ単位で印の色を変えていけば、その方向と量が一目で分かる。これにより、対物レンズ７の光ヘッドへの取り付けが非常に容易となる。
【００６６】
また、上記実施形態では、基材厚起因収差補正手段が、凹レンズ４と凸レンズ５とれらレンズ４，５の間隔を変えるレンズ位置可変手段（図示せず）で構成されているが、凹レンズ４及び凸レンズ５がなくても、コリメータレンズ２の位置を可変させることだけで基材厚起因収差補正手段を構成することもできる。
【００６７】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１で説明した光ヘッドを用いた光記録再生装置の一例について説明する。実施の形態２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／又は再生を行う装置である。
【００６８】
図６に、実施の形態２に係る光記録再生装置５０の構成を模式的に示す。光記録再生装置５０は、光ヘッド５１と、モータ５２と、処理回路５３とを備える。光ヘッド５１は、実施形態１で説明したものである。
【００６９】
光ヘッド５１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。
【００７０】
次に、光記録再生装置５０の動作について説明する。まず、光記録再生装置５０に光記録媒体８がセットされると、処理回路５３は、モータ５２を回転させる信号を出力し、モータ５２を回転させる。次に、処理回路５３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８で反射され、光検出器１０に入射する。光検出器１０は、光記録媒体８上における光の合焦状態を示すフォーカスエラー信号と、光の照射位置を示すトラッキングエラー信号を処理回路５３に出力する。これらの信号に基づき、処理回路５３は対物レンズ７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８上の所望のトラック上に集光させる。また、処理回路５３は、光検出器１０から出力される信号に基づいて、光記録媒体８に記録されている情報を再生する。また、傾きセンサ１１は光記録媒体８の傾き量を検出し、検出信号は処理回路５３に入力される。処理回路５３は、光記録媒体８の傾き量を補正するのに必要な対物レンズ７の傾け量をメモリ１２より検索して、対物レンズ傾け手段１３に必要量だけ傾ける信号を出力し、対物レンズ傾け手段１３は対物レンズをラジアル方向に必要量だけ傾ける。
【００７１】
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、光記録媒体８が傾いたときに発生する収差を正確に補正することができ、さらに、補正後の収差が、傾き量が同じであれば方向によらず一定であるので、チルト補正能力が良好になり、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及び／又は再生を行うことができる。
【００７２】
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適用することができる。
【００７３】
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。
【００７４】
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】
【００７５】
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、対物レンズの収差を考慮して光ヘッドを組み立てることで、光ヘッドのチルト補正能力の低下を防止し、かかる光ヘッドを用いることにより、光記録媒体の「そり」による収差を補正し、より安定した再生及び／又は記録を行えるようにすることができる。
【００７６】
尚、本発明は、上記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、種々の変更や改良等が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【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】上記光ヘッドに搭載されている対物レンズの傾き量と発生する各収差の量を示すグラフである。
【図３】上記光ヘッドにコマ収差を示す印を取り付ける際の取付位置を示す説明図である。
【図４】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。
【図５】上記光ヘッドに用いられている傾き起因収差補正手段の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る光記録再生装置の一例を示す模式図である。
【図７】従来例に係る光ヘッドの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  光源
２  コリメータレンズ
３  ビームスプリッタ
４  凹レンズ
５  凸レンズ
６  ミラー
７  対物レンズ
８  光記録媒体
１０  光検出器
１１  傾きセンサ
１２  メモリ
１３  対物レンズ傾け手段
５２  モータ
５３  処理回路
【図１】
2004281035.tif 000004
【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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