(57)【要約】【課題】複数種類の光記録媒体に対して、良好な記録や再生を行うことができる光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置を提供する。【解決手段】光学系１ｂ内の波長６５０ｎｍの半導体レーザからの出射光は、対物レンズ３ａによりＤＶＤ規格の光ディスク４ｂ上に集光され、光ディスク４ｂからの反射光は光学系１ｂ内の光検出器で受光される。また、光学系１ｃ内の波長７８０ｎｍの半導体レーザからの出射光は、対物レンズ３ａによりＣＤ規格の光ディスク４ｃ上に集光され、光ディスク４ｃからの反射光は光学系１ｃ内の光検出器で受光される。対物レンズ３ａは、面間のディセンタやチルトによるコマ収差発生方向が光ディスク４ｂ、４ｃの接線方向又は半径方向と一致するように設置されている。【選択図】    図１
2004171695.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を光記録媒体に集光する対物レンズを有し、複数種類の光記録媒体に対して記録又は再生を行う光ヘッド装置において、
前記対物レンズは、コマ収差発生方向が特定の方向とほぼ一致するように設置されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記光源は、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数の光源を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記特定の方向は、前記光記録媒体の接線方向であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記特定の方向は、前記光記録媒体の半径方向であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記特定の方向のコマ収差を変化させるコマ収差変化手段を更に有することを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記対物レンズには、前記コマ収差発生方向を示すマーキング部が形成されてい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】
光源と、該光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光源を発光させる光源駆動回路とを有し、複数種類の光記録媒体に対して記録又は再生を行う光学的情報記録・再生装置において、
前記対物レンズは、コマ収差発生方向が特定の方向とほぼ一致するように設置されていることを特徴とする光学的情報記録・再生装置。
【請求項８】
前記光源は、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数の光源を含み、前記光源駆動回路は、前記複数の光源に対応した複数の光源駆動回路を含むことを特徴とする、請求項７に記載の光学的情報記録・再生装置。
【請求項９】
前記特定の方向は、前記光記録媒体の接線方向であることを特徴とする、請求項７又は８に記載の光学的情報記録・再生装置。
【請求項１０】
前記特定の方向は、前記光記録媒体の半径方向であることを特徴とする、請求項７又は８に記載の光学的情報記録・再生装置。
【請求項１１】
前記特定の方向のコマ収差を変化させるコマ収差変化手段と、該コマ収差変化手段を駆動する駆動手段とを有することを特徴とする、請求項７から１０の何れかに記載の光学的情報記録・再生装置。
【請求項１２】
前記対物レンズには、前記コマ収差発生方向を示すマーキング部が形成されていることを特徴とする、請求項７から１１の何れかに記載の光学的情報記録・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、光学的情報記録・再生装置に関し、更に詳しくは、記録密度が相互に異なる複数の光記録媒体の記録・再生（記録及び再生、記録又は再生）を行う光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、光記録媒体にレーザ光を照射して情報を記録・再生する光学的情報記録・再生装置が広く普及し、使用される光記録媒体の種類（規格）も増えてきている。図６は、一般的な光学的情報記録・再生装置で使用される光ヘッド装置の構成を示している。半導体レーザ９からの出射光は、コリメータレンズ１０で平行光となって、Ｐ偏光を透過する偏光ビームスプリッタ１１に入射する。偏光ビームスプリッタ１１を透過した光束は、１／４波長板１２に入射し、直線偏光から円偏光に変換される。円偏光となった半導体レーザ９からの光束は、対物レンズ３によって集光され、光記録媒体である光ディスク４上に光スポットを形成する。
【０００３】
光ディスク４で反射した光束は、半導体レーザ９からの光束とは逆向きに対物レンズ３を透過し、１／４波長板１２によって円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光の偏光方向は、半導体レーザ９からの光束の偏光方向と直交した向き（Ｓ偏光）となる。Ｓ偏光となった光ディスク４からの反射光束は、偏光ビームスプリッタ１１で反射し、円筒レンズ１３、及び、レンズ１４を透過して光検出器１５上に光スポットを形成する。光検出器１５では、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、及び、ＲＦ信号（再生信号）が得られる。対物レンズ３は、図示しないアクチュエータによって駆動可能であり、光検出器１５からの誤差信号に基づいて、光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク４の半径方向（ラジアル方向）に駆動される。
【０００４】
図７（ａ）、（ｂ）は、一般的な対物レンズの断面形状を示し、同図（ａ）は面間のディセンタが生じた対物レンズ３の様子を示し、同図（ｂ）は面間のチルトが生じた対物レンズ３の様子を示している。また、同図（ｃ）は、面間のディセンタ又はチルトの量と、それにより生じるコマ収差との関係をグラフとして示している。一般に、対物レンズ３は、同図（ａ）、（ｂ）に示すように、光軸方向に対向する２つの面（第１面（１６）、及び、第２面（１７））を有し、対物レンズ３には、製造誤差等により、第１面（１６）及び第２面（１７）の中心が光軸と垂直な方向にずれるディセンタ（同図（ａ））や、第１面（１６）及び第２面（１７）の少なくとも一方の法線方向が光軸方向と異なる方向に傾くチルト（同図（ｂ））が生じる。
【０００５】
半導体レーザ９からの光束、又は、光ディスク４からの反射光束は、第１面（１６）及び第２面（１７）を光軸方向に通過する。このとき、図７（ａ）又は（ｂ）に示すように、対物レンズ３の第１面（１６）及び第２面（１７）の間にディセンタやチルトが生じていると、対物レンズ３を透過する光束には、ディセンタやチルトが生じている方向にコマ収差が発生する。コマ収差の発生量は、同図（ｃ）に示すように、第１面（１６）及び第２面（１７）の中心間の距離（面間ディセンタ量）や、光軸からの傾き角（面間チルト量）に比例して大きくなる。コマ収差が発生すると、光ディスク４上に形成される集光スポットの形状が乱れ、光ディスク４に対する記録・再生特性が悪化する。
【０００６】
ここで、図８（ａ）は、対物レンズ２０３の光軸方向と、光ディスク２０４の記録面に垂直な方向との傾きを示し、同図（ｂ）は、対物レンズ２０３の傾きの量とコマ収差との関係を示している。対物レンズ２０３に面間のディセンタやチルトが生じていなければ、対物レンズ２０３の光軸方向と、光ディスク２０４の記録面に垂直な方向との傾き（レンズチルト量）を「０」にするように対物レンズ２０３を配置した場合には、コマ収差は発生しない。対物レンズ２０３を、同図（ａ）に示すように光ディスク２０４の記録面に垂直な方向に対して傾けて配置すると、コマ収差が発生し、そのコマ収差は、同図（ｂ）に示すように、レンズチルト量に比例して大きくなる。
【０００７】
図９は、対物レンズ３の面間のディセンタ又はチルト量と、それに起因して発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルト量との関係を示している。対物レンズ３に、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、面間のディセンタやチルトが生じているときには、対物レンズ３全体をアクチュエータと一体に、面間のディセンタやチルトがある方向（コマ収差発生方向）へ所定角度だけ傾けて配置する。これにより、光学的情報記録・再生装置では、対物レンズ３の面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差が打ち消され、光ディスク４の良好な記録・再生が可能となる。図７（ｃ）に示すように、面間のディセンタ又はチルト量に比例して、それに起因して発生するコマ収差が大きくなり、図８（ｂ）に示すように、レンズチルト量に比例してコマ収差が大きくなる。このため、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差を打ち消すためのレンズチルト量は、図９に示すように、面間のディセンタ又はチルト量に比例して大きくなる。
【０００８】
図１０（ａ）は、光ディスク２０４の記録面と、対物レンズ２０３の光軸に垂直な方向との傾きを示し、同図（ｂ）は、光ディスク２０４の傾きの量とコマ収差との関係を示している。同図（ａ）に示すように、光ディスク２０４の記録面が、対物レンズ２０３の光軸に垂直な方向（基準面の方向）から傾くと、光ディスク２０４の傾き（ディスクチルト）に起因するコマ収差が発生する。ディスクチルトの量と、コマ収差との関係は、同図（ｂ）に示すように比例関係となる。ディスクチルト量が大きいと、それにより発生するコマ収差が大きくなり、光ディスク２０４の記録や再生に支障が生じる。光学的情報記録・再生装置では、対物レンズ２０３のレンズアクチュエータを駆動し、対物レンズ２０３の傾きを変化させる構成を採用することで、ディスクチルトに起因するコマ収差を補正することができる。
【０００９】
ところで、光学的情報記録・再生装置で記録・再生される光記録媒体としては、使用レーザ波長や記録容量が異なる複数種類の規格が提唱されている。一般に、光学的情報記録・再生装置における記録密度は、光ヘッド装置が光記録媒体上に形成する集光スポットの径の２乗に反比例する。言い換えれば、集光スポットの径が小さいほど記録密度は高くなる。集光スポットの径は光ヘッド装置における光源の波長に比例し、対物レンズの開口数に反比例する。つまり、光源の波長が短く対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの径は小さくなり、密度の高い記録が可能となる。
【００１０】
一方、光記録媒体の傾きにより発生するコマ収差は光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の３乗、及び、光記録媒体の保護層の厚さに比例する。このため、光記録媒体の保護層の厚さが同じ場合には、光源の波長が短く、対物レンズの開口数が高いほど記録・再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンは狭くなる。記録密度を高めるために光源の波長を短くし、対物レンズの開口数を高くした光学的情報記録・再生装置では、記録・再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンを確保するために、光記録媒体の保護層の厚さを薄くしている。
【００１１】
例えば、容量６５０ＭＢのＣＤ（コンパクトディスク）規格では、光源の波長は７８０ｎｍ、対物レンズの開口数は０．４５、ディスクの保護層の厚さは１．２ｍｍであるが、容量４．７ＧＢのＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）規格では、光源の波長は６５０ｎｍ、対物レンズの開口数は０．６、ディスクの保護層の厚さは０．６ｍｍであり、保護層の厚さが半分になっている。更に、最近提案された容量２３．３ＧＢのＢｒＤ（ブルーレイディスク）規格では、光源の波長は４０５ｎｍ、対物レンズの開口数は０．８５、ディスクの保護層の厚さは０．１ｍｍであり、保護層の厚さが更に薄くなる。
【００１２】
近年、ＢｒＤ規格や、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格など、使用レーザ波長や記録密度が異なる複数種類の光記録媒体を、同じ光学的情報記録・再生装置を用いて記録・再生する技術が提案されている。このような光学的情報記録・再生装置で、同じ対物レンズを用いて、記録密度が異なる複数種類の光記録媒体の記録・再生を行う場合には、何れの記録媒体の記録・再生についても、コマ収差が精度よく補正されている必要がある。
【００１３】
複数種類の光記録媒体の記録・再生を同じ装置で行う技術として、特開２００１−２４３６５１号公報には、波長が短い方の光源を対物レンズの中心軸に合わせて配置し、波長が長い方の光源に対して対物レンズのコマ収差を補正することで、何れの光記録媒体についても良好な記録・再生が可能となる技術が記載されている。この技術では、波長が長い方の光源が対物レンズの中心軸の外に配置されることになり、それに起因して非点収差が発生するが、その非点収差は、記録密度が低い、長波長光源で記録・再生される光記録媒体に対しては大きな問題とならないため、記録密度が異なる複数種類の光記録媒体の良好な記録・再生が可能となる。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−２４３６５１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光学的情報記録・再生装置が複数種類の光記録媒体の記録・再生を行う場合についても、対物レンズの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差を補正する必要がある。この場合、対物レンズを面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差の発生方向に傾けることで、コマ収差が補正できるものの、その傾きの量は、以下に示すように、使用光源波長や、対物レンズの開口数、保護層の厚さによって異なる。
【００１６】
図１１は、対物レンズの面間のディセンタ又はチルトと、それにより発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルトとの関係を示している。グラフ（ａ）はＢｒＤ規格の光記録媒体を使用する場合についての、面間のディセンタやチルトにより生じるコマ収差を補正するためのレンズチルト量を示している。また、グラフ（ｂ）はＤＶＤ規格の光記録媒体を使用する場合についてのレンズチルト量を示し、グラフ（ｃ）はＣＤ規格の光記録媒体を使用する場合についてのレンズチルト量を示している。対物レンズの面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差は、光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の３乗に比例する。また、レンズチルトにより変化するコマ収差は光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の３乗及び光記録媒体の保護層の厚さに比例する。
【００１７】
図１１に示すように、対物レンズの面間のディセンタ又はチルトの量が同じ場合には、それに起因して発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルトの量は、光記録媒体の保護層の厚さが厚いほど小さくなる。このことは、特定種類の光記録媒体に対し、対物レンズの面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差を打ち消すように対物レンズを傾けると、別の種類の光記録媒体に対しては、面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差が打ち消されずに残留することを意味する。残留するコマ収差は、光記録媒体の傾きにより発生するコマ収差に加算されるため、記録・再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンはその分だけ狭くなり、記録や再生を正しく行うことができなくなる恐れがある。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決し、特定種類の光記録媒体に対し、対物レンズの面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差を打ち消すように対物レンズを傾けた場合であっても、複数種類の光記録媒体に対して記録や再生を良好に行うことができる光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【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を光記録媒体に集光する対物レンズを有し、複数種類の光記録媒体に対して記録又は再生を行う光ヘッド装置において、前記対物レンズは、コマ収差発生方向が特定の方向とほぼ一致するように設置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光学的情報記録・再生装置は、光源と、該光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光源を発光させる光源駆動回路とを有し、複数種類の光記録媒体に対して記録又は再生を行う光学的情報記録・再生装置において、前記対物レンズは、コマ収差発生方向が特定の方向とほぼ一致するように設置されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の光ヘッド装置では、記録特性や再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンに余裕がある特定の方向と、対物レンズのコマ収差発生方向とが一致するように、対物レンズを配置する。このため、対物レンズの面間にディセンタやチルトが生じており、それにより発生するコマ収差が、光記録媒体の傾きに起因するコマ収差に加えられても、光記録媒体の記録特性や再生特性に与える影響が低く抑えられる。このため、上記本発明の光ヘッド装置を搭載する光学的情報記録・再生装置では、複数種類の何れの光記録媒体についても、良好な記録や再生が可能となる。
【００２２】
本発明の光ヘッド装置では、前記光源を、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数の光源で構成することができ、本発明の光学的情報記録・再生装置では、前記光源を、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数の光源として構成し、前記光源駆動回路を、前記複数の光源に対応した複数の光源駆動回路として構成することができる。光ヘッド装置は、異なる記録密度の光記録媒体に対応して、波長が異なる複数の光源を備えることができ、光学的情報記録・再生装置は、光源を駆動するための光源駆動回路を、複数の光源のそれぞれに対応して備えることができる。
【００２３】
本発明の光ヘッド装置では、前記特定の方向のコマ収差を変化させるコマ収差変化手段を更に有することが好ましく、本発明の光学的情報記録・再生装置では、前記特定の方向のコマ収差を変化させるコマ収差変化手段と、該コマ収差変化手段を駆動する駆動手段とを更に有することが好ましい。この場合、コマ収差変化手段は、その駆動手段によって、光記録媒体の種類に応じて、残留する対物レンズのコマ収差を打ち消すように、光記録媒体の接線方向又は半径方向における対物レンズの傾きを変化させる。これにより、何れの種類の光記録媒体についても、残留するコマ収差を動的に打ち消すことができる。
【００２４】
本発明の光ヘッド装置及び光学的情報記録・再生装置では、前記特定の方向を、前記光記録媒体の接線方向とすることができる。複数種類の光記録媒体のうち、何れか一の光記録媒体に対して、対物レンズのコマ収差が打ち消されるように対物レンズを傾けて配置した場合には、その他の種類の光記録媒体では、使用光源波長や保護層の厚さの違いにより、光記録媒体の接線方向（タンジェンシャル方向）にコマ収差が残留する。しかし、光記録媒体の接線方向では、光記録媒体の傾きの変動が少ないため、傾きに対するマージンが大きく、他の種類の光記録媒体に対して残留するコマ収差は問題とならない。このため、複数種類の何れの光記録媒体についても、良好な記録や再生が可能となる。
【００２５】
本発明の光ヘッド装置及び光学的情報記録・再生装置では、上記に代えて、前記特定の方向を、前記光記録媒体の半径方向とすることができる。複数種類の光記録媒体のうち、何れか一の光記録媒体に対して対物レンズのコマ収差が打ち消されるように対物レンズを傾けて配置した場合には、その他の種類の光記録媒体では、使用光源波長や保護層の厚さの違いにより、光記録媒体の半径方向（ラジアル方向）にコマ収差が残留する。しかし、例えば、光学的情報記録・再生装置が、光記録媒体の傾きを検出して対物レンズのラジアル方向の傾きを制御するラジアルチルト機構によって、光記録媒体の傾きの影響を低減するときには、光記録媒体の半径方向の傾きに対するマージンが広がり、他の種類の光記録媒体に対して残留するコマ収差は問題とならない。このため、複数種類の何れの光記録媒体についても、良好な記録や再生が可能となる。
【００２６】
本発明の光ヘッド装置及び光学的情報記録・再生装置では、前記対物レンズには、前記コマ収差発生方向を示すマーキング部が形成されていることが好ましい。この場合には、対物レンズのコマ収差発生方向が容易に視認でき、光ヘッド装置への搭載が容易となる。
【００２７】
【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の構成を示している。この光ヘッド装置１００Ａは、記録密度が相互に異なる光ディスク４ｂ、４ｃを記録・再生（記録及び再生、記録又は再生）し、一方の光ディスク４ｂを記録・再生するための光学系１ｂ、他方の光ディスク４ｃを記録・再生するための光学系１ｃ、光学系１ｂと光学系１ｃとを分離するための干渉フィルタ２ｂ、及び、光学系１ｂ、１ｃの双方に共通の対物レンズ３ａを備える。一方の光ディスク４ｂは、記録密度が高い光ディスクとして構成され、例えば、保護層の厚さが０．６ｍｍのＤＶＤ規格の光ディスクとして構成される。他方の光ディスク４ｃは、記録密度が低い光ディスクとして構成され、例えば、保護層の厚さが１．２ｍｍのＣＤ規格の光ディスクとして構成される。
【００２８】
光ヘッド装置１００Ａは、記録・再生の対象となる光ディスクの種類に応じて、光学系１ｂ、１ｃの何れか一方を活性化する。光学系１ｂ、１ｃは、それぞれ、図６に示す一般的な光学系１と同様であり、対象とする光ディスク４ｂ、４ｃの記録・再生に使用する波長の半導体レーザ９、コリメータレンズ１０、偏光ビームスプリッタ１１、１／４波長板１２、円筒レンズ１３、レンズ１４、及び、光ディスクからの反射光を受光する光検出器１５を備える。例えば、一方の光ディスク４ｂがＤＶＤ規格の光ディスクであれば、一方の光学系１ｂは、波長が６５０ｎｍの半導体レーザを備え、他方の光ディスク４ｃがＣＤ規格の光ディスクであれば、他方の光学系１ｃは、波長が７８０ｎｍの半導体レーザを備える。
【００２９】
各光学系１ｂ、１ｃの半導体レーザ９から出射した光束は、それぞれ、コリメータレンズ１０で平行光化され、偏光ビームスプリッタ１１にＰ偏光として入射してほぼ完全に透過し、１／４波長板１２を透過して直線偏光から円偏光に変換されて、干渉フィルタ２ｂに入射する。干渉フィルタ２ｂは、一方の光学系１ｂの半導体レーザからの光束、例えば波長６５０ｎｍの光束を透過し、他方の光学系１ｃの半導体レーザからの光束、例えば波長７８０ｎｍの光束を反射する。
【００３０】
一方の光学系１ｂ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ｂを透過し、対物レンズ３ａにより一方の光ディスク４ｂ上に集光スポットを形成する。一方の光ディスク４ｂからの反射光は、対物レンズ３ａを半導体レーザからの出射光に対して逆向きに透過し、干渉フィルタ２ｂを透過して、一方の光学系１ｂに入射する。他方の光学系１ｃ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ｂで反射して向きを変え、対物レンズ３ａにより他方の光ディスク４ｃ上に集光スポットを形成する。他方の光ディスク４ｃからの反射光は、対物レンズ３ａを半導体レーザからの出射光に対して逆向きに透過し、干渉フィルタ２ｂで反射して向きを変え、他方の光学系１ｃに入射する。
【００３１】
光学系１ｂ、１ｃに入射した光ディスク４ｂ又は４ｃからの反射光は、それぞれ、１／４波長板１２を透過して円偏光から、半導体レーザからの出射光の偏光方向とは直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１１にＳ偏光として入射してほぼ完全に反射し、円筒レンズ１３、レンズ１４を透過して光検出器１５で受光される。各光学系１ｂ、１ｃ内の光検出器１５では、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号及びＲＦ信号が得られる。対物レンズ３ａは、フォーカス誤差信号や、トラック誤差信号に基づいて、図示しないアクチュエータにより、光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向（ラジアル方向）に駆動される。
【００３２】
対物レンズ３ａとしては、例えば「オプティカル・デザイン・アンド・ファブリケーション２０００プロシーディングズ」の第９３頁〜第９６頁に記載されているような、回折・屈折複合レンズが用いられる。対物レンズ３ａは、光ディスク４ｂ、４ｃの双方に対してバランス良く設計され、例えば対物レンズ３ａの波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光に対する開口数は、それぞれ０．６、０．４５となるように設計される。
【００３３】
図２は、対物レンズ３ａを光ディスク側から見た平面図として示している。対物レンズ３ａの面間にディセンタやチルトが生じている場合、対物レンズ３ａの収差を干渉計で測定すると、同図（ａ）、（ｂ）中に示すような、Ｓ字状の干渉縞が観測される。例えば、観測されるＳ字状の干渉縞が、同図（ａ）に示すように、上下方向に見てＳ字状になっているときには、面間のディセンタやチルトが生じている方向（コマ収差発生方向）は、同図（ａ）中に矢印で示す上下方向となる。対物レンズ３ａには、コマ収差発生方向が視認できるように、コマ収差発生方向の一方にマーキング部５を形成することができる。
【００３４】
対物レンズ３ａは、図２（ａ）に示すように、光ディスク４ｂ、４ｃの接線方向（タンジェンシャル方向）と、コマ収差発生方向とが平行になる向きで、アクチュエータに搭載される、或いは、同図（ｂ）に示すように、光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向（ラジアル方向）と、コマ収差発生方向とが平行になる向きでアクチュエータに搭載される。このとき、対物レンズ３ａにマーキング部５が形成されていると、アクチュエータへの搭載が容易となる。
【００３５】
一般に、光ディスクは、その断面が上に凸又は下に凸の形状に反っている。このため、光ディスクの半径方向の傾きは、光ディスクの内周部と外周部とで変動が大きいが、光ディスクの接線方向の傾きの変動は比較的小さい。一方、記録・再生特性に対する光ディスクの傾きのマージンは、対物レンズにコマ収差が残留していない場合には、光ディスクの半径方向と接線方向とで同程度である。従って、光ディスクの傾きのマージンは、半径方向には光ディスクが傾く分だけ余裕がないが、接線方向には余裕があるといえる。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、コマ収差発生方向と光ディスクの接線方向とが平行になるように対物レンズ３ａを搭載する場合には、光ディスクの半径方向にはコマ収差が生じないため、記録密度が相互に異なる光ディスク４ｂ、４ｃの何れについても、半径方向にはコマ収差が残留しない。このため、光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向の傾きの変動が大きく、傾きに対するマージンに余裕がない場合であっても、光ディスクの半径方向では、残留するコマ収差によって更にマージンが狭まることがなく、記録・再生特性に支障が生じない。このとき、対物レンズ３ａを、アクチュエータと一体に、記録密度が高い方の光ディスク４ｂを記録・再生する際に、面間のディセンタやチルトに起因して発生するコマ収差が打ち消されるように、光ディスクの接線方向に傾けて、光ヘッド装置１００Ａに搭載する。
【００３７】
光ディスクの接線方向では、記録密度が高い方の光ディスク４ｂに対してコマ収差が発生しないように対物レンズ３ａが傾けて搭載されるため、記録密度が低い方の光ディスク４ｃに対しては、使用レーザ波長や保護層の厚さの違いにより、コマ収差が打ち消されずに残留する。この残留するコマ収差は、光ディスク４ｃの傾きに起因して発生するコマ収差に加算されるため、光ディスク４ｃの接線方向の傾きのマージンはその分だけ狭くなる。しかしながら、光ディスクの接線方向では傾きの変動が小さく元のマージンに余裕があるため、光ディスク４ｃの記録・再生には支障が生じない。
【００３８】
上記とは逆に、対物レンズ３ａを、記録密度が低い方の光ディスク４ｃを記録・再生する際に、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差が打ち消されるように、光ディスクの接線方向に傾けて配置することもできる。この場合、記録密度が高い方の光ディスク４ｂに対しては、接線方向にコマ収差が残留するが、上記と同様な理由により、光ディスクの接線方向では傾きの変動が小さく元のマージンに余裕があるため、光ディスク４ｂの記録・再生には支障が生じない。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、コマ収差発生方向と光ディスクの半径方向とが平行になるように対物レンズ３ａを搭載するときには、光ディスクの接線方向にはコマ収差が生じないため、記録密度が相互に異なる光ディスク４ｂ、４ｃの何れについても、接線方向にはコマ収差が残留しない。このとき、対物レンズ３ａを、アクチュエータと一体に、記録密度が高い方の光ディスク４ｂを記録・再生する際に、面間のディセンタやチルトに起因して発生するコマ収差が打ち消されるように、光ディスクの半径方向に傾けて、光ヘッド装置１００Ａに搭載する。
【００４０】
光ディスクの半径方向では、記録密度が高い方の光ディスク４ｂに対してコマ収差が発生しないように対物レンズ３ａが傾けて搭載されるため、記録密度が低い方の光ディスク４ｃに対しては、使用レーザ波長や保護層の厚さの違いにより、コマ収差が打ち消されずに残留する。この残留するコマ収差は、光ディスク４ｃの傾きに起因して発生するコマ収差に加算されるため、光ディスク４ｃの半径方向の傾きのマージンはその分だけ更に狭くなる。
【００４１】
ここで、例えば、光ヘッド装置１００Ａが、光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向の傾きに基づいて対物レンズ３ａを光ディスクの半径方向に傾けるラジアルチルト制御を行う場合には、光ディスクの傾きに起因するコマ収差が減少して、半径方向の傾きのマージンが大きくなる。ラジアルチルト制御では、チルトセンサ等により検出した光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向の傾きに応じて、アクチュエータが、対物レンズ３ａを光ディスクの半径方向に傾け、光ディスクの傾きに起因するコマ収差を補正して、半径方向の傾きのマージンに余裕を持たせる。
【００４２】
ラジアルチルト制御により、光ディスクの傾きに伴うコマ収差を補正すると共に、対象とする光ディスクの種類（使用レーザ波長や、対物レンズ開口数、保護層の厚さ）に応じた補正量で対物レンズ３ａの傾き角を更に制御して、複数種類の光ディスクについて、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差をそれぞれ補正することができる。この場合には、記録密度が相互に異なる光ディスク４ｂ、４ｃの何れについてもコマ収差を動的に打ち消すことができ、残留するコマ収差によって、光ディスク４ｃの記録・再生には支障が生じない。
【００４３】
上記とは逆に、対物レンズ３ａを、記録密度が低い方の光ディスク４ｃを記録・再生する際に、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差が打ち消されるように、光ディスクの半径方向に傾けて配置することもできる。この場合、記録密度が高い方の光ディスク４ｂに対しては、半径方向にコマ収差が残留するが、上記と同様な理由により、光ディスクの半径方向のマージンを広げることができ、光ディスク４ｂの記録・再生には支障が生じない。
【００４４】
図３は、図１の光ヘッド装置１００Ａ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。光学的情報記録・再生装置１０１Ａは、光ヘッド装置１００Ａと、光学系１ｂ、１ｃをそれぞれ駆動する光学系駆動回路７ｂ、７ｃと、対物レンズ駆動回路８とを備える。一方の光学系駆動回路７ｂは、光ディスク４ｂの記録・再生に際して一方の光学系１ｂを駆動し、光学系１ｂ内の半導体レーザを発光させる。他方の光学系駆動回路７ｃは、光ディスク４ｃの記録・再生に際して他方の光学系１ｃを駆動し、光学系１ｃ内の半導体レーザを発光させる。光学系駆動回路７ｂ、７ｃは、記録・再生の対象となる光ディスクに応じて何れか１つが活性化される。
【００４５】
対物レンズ駆動回路８は、対物レンズ３ａを駆動するための図示しないアクチュエータを駆動し、フォーカス誤差信号やトラック誤差信号に基づいて、対物レンズ３ａを、光軸方向及び光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向に移動させる。また、光ヘッド装置１００Ａがラジアルチルト制御を行う場合には、更に、光ディスク４ｂ、４ｃの傾きを検出する図示しないチルトセンサの傾き検出値に基づいて、対物レンズ３ａの光ディスク半径方向の傾きを制御する。ラジアルチルト制御により対物レンズ３ａの光ディスク半径方向の傾きを制御し、対物レンズ３ａをコマ収差発生方向と光ディスクの半径方向とが平行になるように搭載する場合には、光ディスクの種類に応じた補正量で、対物レンズ３ａの光ディスク半径方向の傾きを更に制御し、対物レンズ３ａの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差を補正することができる。
【００４６】
本実施形態例では、対物レンズ３ａを、コマ収差発生方向が光ディスクの接線方向と平行になるように、或いは、光ディスクの半径方向と平行となるように、アクチュエータ上に搭載する。対物レンズ３ａをこのように搭載することで、面間のディセンタやチルトに起因して発生するコマ収差の発生方向を、特定の方向に限定することができる。このとき、一の種類の光ディスクに対してコマ収差を打ち消すように対物レンズを傾けると、その他の種類の光ディスクに対してはコマ収差が残留し、光ディスクの特定方向の傾きのマージンが、残留するコマ収差の分だけ狭くなるが、特定の方向に関しては、元のマージンに余裕がある、或いは、マージンを広げることができるため、対物レンズ３ａの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差の残留は問題とならない。
【００４７】
例えば、コマ収差発生方向と光ディスクの接線方向とが平行となるように対物レンズ３ａを搭載するときには、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差は、光ディスクの接線方向で発生する。このとき、光ディスク４ｂ、４ｃの一方に対してコマ収差を補正するように、対物レンズ３ａを光ディスクの接線方向に傾けて搭載すれば、他方の光ディスクではコマ収差が残留するが、光ディスクの接線方向の傾きに対するマージンには余裕があるため、光ディスク４ｂ、４ｃの何れについても、記録・再生には支障が生じない。
【００４８】
また、コマ収差発生方向と光ディスクの半径方向とが平行となるように対物レンズ３ａを搭載するときには、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差は、光ディスクの半径方向で発生する。このとき、光ディスク４ｂ、４ｃの一方に対してコマ収差を補正するように、対物レンズ３ａを光ディスクの半径方向に傾けて搭載すれば、他方の光ディスクではコマ収差が残留するが、例えばラジアルチルト制御により、光ディスクの傾きに起因するコマ収差を減少することで、光ディスクの半径方向の傾きマージンを広げることができ、光ディスク４ｂ、４ｃの何れについても、記録・再生には支障が生じない。また、対物レンズ３ａの傾きを、記録・再生の対象とする光ディスクの種類に応じて、異なる量に制御する場合には、何れの光ディスク４ｂ、４ｃについても、残留するコマ収差を動的に打ち消すことができ、記録・再生に支障が生じない。
【００４９】
図４は、本発明の第２実施形態例の光ヘッド装置の構成を示している。本実施形態例の光ヘッド装置１００Ｂは、光ディスク４ａに対応する光学系１ａを備え、記録密度が相互に異なる光ディスク４ａ、４ｂ、４ｃの記録・再生を行う点で、第１実施形態例と相違する。対物レンズ３ｂは、図２に示す対物レンズ３ａと同様に、コマ収差発生方向が光ディスクの接線方向又は半径方向と平行になるように搭載される。光ディスク４ａは、例えば保護層の厚さが０．１ｍｍのＢｒＤ規格の光ディスクとして構成される。光学系１ａは、波長４０５ｎｍのレーザ光を光ディスク４ａに向けて出射し、光ディスク４ａからの反射光を受光する。
【００５０】
第１の干渉フィルタ２ａは、光学系１ａ、１ｂのレーザ光を分離し、例えば波長４０５ｎｍのレーザ光を透過し、波長６５０ｎｍのレーザ光を反射する。第２の干渉フィルタ２ｂは、光学系１ａ、１ｂと、光学系１ｃのレーザ光を分離し、例えば波長が４０５ｎｍ及び６５０ｎｍのレーザ光を透過し、波長７８０ｎｍの光を反射する。波長選択開口６は、入射するレーザ光の波長により、実効的な開口数を変化させる。
【００５１】
波長選択開口６としては、例えば「ジョイント・インターナショナル・シンポジウム・オン・オプティカル・メモリー・アンド・オプティカル・データ・ストレージ２００２テクニカルダイジェスト」の第１６８頁〜第１７０頁に記載されているような、同心円状の干渉フィルタパタンを有する素子が用いられる。波長選択開口６では、例えば、波長４０５ｎｍのレーザ光に対する対物レンズ３ｂの開口数を０．８５とし、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍのレーザ光に対する実効的な開口数を、それぞれ０．６、０．４５に制限する。
【００５２】
対物レンズ３ｂとしては、例えば「インターナショナル・シンポジウム・オン・オプティカル・メモリー２００１テクニカルダイジェスト」の第２６頁〜第２７頁に記載されているような、両面非球面単レンズが用いられる。対物レンズ３ｂは、例えば平行光として入射した波長４０５ｎｍのレーザ光が光ディスク４ａの保護層（厚さ０．１ｍｍ）を透過する際に球面収差が発生しないように設計される。このとき、対物レンズ３ｂに、波長６５０ｎｍのレーザ光を平行光として入射すると、光ディスク４ｂの保護層（厚さ０．６ｍｍ）を透過する際に球面収差が残留するが、発散光として入射すると、残留する球面収差が低減される。同様に、対物レンズ３ｂに、波長７８０ｎｍの光を平行光として入射すると、光ディスク４ｃの保護層（厚さ１．２ｍｍ）を透過する際に球面収差が残留するが、発散光として入射すると残留する球面収差が低減される。
【００５３】
光学系１ａ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ａ、干渉フィルタ２ｂを透過して、波長選択開口６に入射する。波長選択開口６を透過した光束は、平行光として対物レンズ３ｂに入射し、対物レンズ３ｂにより光ディスク４ａ上に集光スポットを形成する。光ディスク４ａからの反射光束は、対物レンズ３ｂ、波長選択開口６を、半導体レーザからの出射光とは逆の向きに透過し、干渉フィルタ２ｂ、干渉フィルタ２ａを透過して、光学系１ａ内の光検出器で受光される。
【００５４】
光学系１ｂ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ａで反射し、干渉フィルタ２ｂを透過して、波長選択開口６に入射する。波長選択開口６を透過した光束は、発散光として対物レンズ３ｂに入射し、対物レンズ３ｂにより光ディスク４ｂ上に集光スポットを形成する。光ディスク４ｂからの反射光束は、対物レンズ３ｂ、波長選択開口６を半導体レーザからの出射光とは逆の向きに透過し、干渉フィルタ２ｂを透過し、干渉フィルタ２ａで反射して、光学系１ｂ内の光検出器で受光される。
【００５５】
光学系１ｃ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ｂで反射し、波長選択開口６に入射する。波長選択開口６を透過した光束は、発散光として対物レンズ３ｂに入射し、対物レンズ３ｂにより光ディスク４ｃ上に集光スポットを形成する。光ディスク４ｃからの反射光束は、対物レンズ３ｂ、波長選択開口６を半導体レーザからの出射光とは逆の向きに透過し、干渉フィルタ２ｂで反射して、光学系１ｃ内の光検出器で受光される。各光学系１ａ、１ｂ、１ｃ内の光検出器では、光ディスクからの反射光に基づいて、フォーカス誤差信号や、トラッキング誤差信号、再生信号が生成される。
【００５６】
図５は、図４の光ヘッド装置１００Ｂ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。光学的情報記録・再生装置１０１Ｂは、光学系１ａ、１ｂ、１ｃをそれぞれ駆動する光学系駆動回路７ａ、７ｂ、７ｃと、対物レンズ駆動回路８とを備える。第１の光学系駆動回路７ａは、光ディスク４ａの記録・再生に際して第１の光学系１ａを駆動し、光学系１ａ内の半導体レーザを発光させる。第２の光学系駆動回路７ｂは、光ディスク４ｂの記録・再生に際して第２の光学系１ｂを駆動し、光学系１ｂ内の半導体レーザを発光させる。第３の駆動回路７ｃは、光ディスク４ｃの記録・再生に際して第３の光学系１ｃを駆動し、光学系１ｃ内の半導体レーザを発光させる。光学系駆動回路７ａ、７ｂ、７ｃは、記録・再生の対象となる光ディスクに応じて、何れか１つが活性化される。
【００５７】
対物レンズ駆動回路８は、対物レンズ３ｂを駆動するための図示しないアクチュエータを駆動し、フォーカス誤差信号やトラック誤差信号に基づいて、対物レンズ３ｂを、光軸方向及び光ディスク４ａ、４ｂ、４ｃの半径方向に移動させる。また、光ヘッド装置１００Ｂがラジアルチルト制御を行う場合には、更に、光ディスク４ａ、４ｂ、４ｃの傾きを検出する図示しないチルトセンサの傾き検出値に基づいて、対物レンズ３ｂの光ディスク半径方向の傾きを制御する。ラジアルチルト制御により対物レンズ３ｂの光ディスク半径方向の傾きを制御し、対物レンズ３ｂをコマ収差発生方向と光ディスクの半径方向とが平行になるように搭載する場合には、光ディスクの種類に応じた補正量で、対物レンズ３ｂの光ディスク半径方向の傾きを更に制御し、対物レンズ３ｂの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差を補正することができる。
【００５８】
本実施形態例では、第１実施形態例と同様に、対物レンズ３ｂを、コマ収差発生方向が光ディスクの接線方向又は半径方向と平行になるように、アクチュエータ上に搭載する。このため、一の種類の光ディスクに対してコマ収差を打ち消すように対物レンズを傾けると、その他の種類の光ディスクに対してはコマ収差が残留し、光ディスクの特定方向の傾きのマージンが、残留するコマ収差の分だけ狭くなるが、上記実施形態例と同様に、特定方向に関しては、元のマージンに余裕がある、或いは、マージンを広げることができるため、対物レンズ３ｂの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差の残留は問題とならない。このため、相互に記録密度が異なる光ディスクの何れについても、記録・再生を良好に行うことができる。
【００５９】
なお、上記実施形態例では、光ヘッド装置がラジアルチルト制御を行う場合には、対物レンズを光ディスクの半径方向に傾けることで、光ディスクの傾きに起因するコマ収差を補正する例について説明したが、これに代えて、半導体レーザから対物レンズまでの光学系中に液晶光学素子を設け、光ディスクの傾きに起因するコマ収差を、その液晶光学素子に電圧を印加することで補正する構成を採用することもできる。また、対物レンズは、フォーカス方向やラジアル方向に加えて、タンジェンシャル方向に駆動可能に構成してもよく、その場合には、対物レンズのコマ収差発生方向を光ディスクの接線方向と平行にした場合についても、光ディスクの種類で異なる発生量のコマ収差を、動的に打ち消すことができる。
【００６０】
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。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置では、対物レンズが、そのコマ収差発生方向と、特定の方向、例えば光記録媒体の接線方向又は半径方向とが一致するように配置される。特定の方向を、記録特性や再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンに余裕がある方向と一致させることで、対物レンズのコマ収差が、光記録媒体の傾きに起因するコマ収差に加えられても、光記録媒体の記録特性や再生特性に与える影響が少なく、複数種類の何れの光記録媒体についても、良好な記録や再生が可能となる。
【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】対物レンズ３ａを光ディスク側から見た平面図。
【図３】図１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すブロック図。
【図４】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５】図４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すブロック図。
【図６】一般的な光学的情報記録・再生装置で使用される光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図７】（ａ）は、面間のディセンタが生じた対物レンズの様子を示す断面図、（ｂ）は、面間のチルトが生じた対物レンズの様子を示す断面図、（ｃ）は、面間のディセンタ又はチルトの量と、それにより生じるコマ収差との関係を示すグラフ。
【図８】（ａ）は、対物レンズ２０３の光軸方向と、光ディスク２０４の記録面に垂直な方向との傾きを示す断面図、（ｂ）は、対物レンズ２０３の傾きの量とコマ収差との関係を示すグラフ。
【図９】対物レンズの面間のディセンタ又はチルト量と、それに起因して発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルト量との関係を示すグラフ。
【図１０】（ａ）は、光ディスク２０４の記録面と、対物レンズ２０３の光軸に垂直な方向との傾きを示す断面図、（ｂ）は、光ディスク２０４の傾きの量とコマ収差との関係を示すグラフ。
【図１１】対物レンズの面間のディセンタ又はチルト量と、それに起因して発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルト量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１：光学系
２：干渉フィルタ
３：対物レンズ
４：光ディスク（光記録媒体）
５：マーキング部
６：波長選択開口
７：光学系駆動回路
８：対物レンズ駆動回路
１００：光ヘッド装置
１０１：光学的情報記録・再生装置
【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】
2004171695.tif 000009
【図８】
2004171695.tif 000010
【図９】
2004171695.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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