(57)【要約】【課題】複雑な機構によらずに球面収差の補償を行い、かつ小型化を可能とする光ピックアップに関する。また、前記光ピックアップを利用及び制御するための記録再生装置に関する。【解決手段】光路長変更素子２の配置角度を変えることで、レーザ光の光路長を変化させ、球面収差を補正する。レーザ光が第１の角度（例えば４５度）で入射したとき、レーザ光は角度選択性コート２０２で反射する。レーザ光が第２の角度（例えば５５度）で入射したとき、レーザ光は角度選択性コート２０２を透過し、ガラス２０３を通り、ミラー膜２０４で反射し、再びガラス２０３を、角度選択性コ−トを透過する。入射角度変更部３０は、光路長変更素子２に対するレーザ光の入射角度を、第１の媒体を使用する場合と、第２の媒体を使用する場合とで変更させる。【選択図】        図１
2004288287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レ−ザ光を発するレ−ザ素子と、
前記レ−ザ光を媒体上に集光させる光収束手段と、
前記レ−ザ素子と前記光収束手段の間に配置された、球面収差補正手段とを有し、
前記球面収差補正手段は、入射角度に応じて光路長を変更させる光路長変更手段と、
前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を変更させる入射角度変更手段とを含むことを特徴とした光ピックアップ。
【請求項２】
少なくとも第１の記録面と第２の記録面とを有する媒体への記録、及び／若しくは、前記媒体の再生が可能な光ピックアップにおいて、
レ−ザ光を発するレ−ザ素子と、
前記レ−ザ光を媒体上に集光させる光収束手段と、
前記レ−ザ素子と前記光収束手段の間に配置された、球面収差補正手段とを有し、
前記球面収差補正手段は、入射角度に応じて光路長を変更させる光路長変更手段と、
前記第１の記録面を使用する旨の信号を受信したときは、前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を第１の角度に設定し、前記第２の記録面を使用する旨の信号を受信したときは、前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を第２の角度に設定する入射角度変更手段とを含むことを特徴とした光ピックアップ。
【請求項３】
第１の基板厚を有する第１の媒体及び前記第１の基板厚とは異なる第２の基板厚を有する第２の媒体への記録、及び／若しくは、前記第１の媒体及び前記第２の媒体の再生が可能な光ピックアップにおいて、
レ−ザ光を発するレ−ザ素子と、
前記レ−ザ光を媒体上に集光させる光収束手段と、
前記レ−ザ素子と前記光収束手段の間に配置された、球面収差補正手段とを有し、
前記球面収差補正手段は、入射角度に応じて光路長を変更させる光路長変更手段と、
前記第１の媒体を使用する旨の信号を受信したときは、前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を第１の角度に設定し、前記第２の媒体を使用する旨の信号を受信したときは、前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を第２の角度に設定する入射角度変更手段とを含むことを特徴とした光ピックアップ。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の光ピックアップであって、
球面収差を検出する球面収差検出手段を更に含み、
前記入射角度変更手段は、前記球面収差検出手段で検出された球面収差に基づいて駆動されることを特徴とした光ピックアップ。
【請求項５】
前記球面収差補正手段は、少なくとも第１の面と第２の面からなり、
前記第１の面は、前記レーザ素子に対向し、
前記レーザ素子からのレーザ光が前記第１の面に対し第１の角度にて入射したとき、前記レーザ光は前記第１の面で反射し、
前記レーザ素子からのレーザ光が前記第１の面に対し第２の角度にて入射したとき、前記レーザ光は前記第１の面を透過し、前記第２の面で反射し、再び前記第１の面を透過することを特徴とした請求項１乃至４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記第２の面は、前記第１の面に対して、傾斜していることを特徴とした請求項５に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
少なくとも基板と、前記レーザ素子と、前記球面収差補正手段とを含むレーザパッケージを有し、
前記基板上に前記レーザ素子と、前記球面収差補正手段とが固定されていることを特徴とした、請求項１乃至６に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記入射角度変更手段はマイクロミラーで構成されていることを特徴とした請求項１乃至７に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記入射角度変更手段は少なくとも第１の電極と第２の電極と第３の電極を含み、
前記第１の電極と前記第２の電極及び前記第１の電極と前記第３の電極は対向しており、
前記第１の電極と前記第２の電極間に電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第２の電極間で静電気力が発生し、前記静電気力により前記第１の電極は第１の方向に回転し、
前記第１の電極と前記第３の電極間に電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第３の電極間で静電気力が発生し、前記静電気力により前記第１の電極は前記第１の方向とは異なる第２の方向に回転し、
前記球面収差補正手段は、前記第１の電極上に固定されていることを特徴とした、請求項１乃至８に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記入射角度変更手段は少なくとも第１の電極と第２の電極と第３の電極を含み、
前記第１の電極と前記第２の電極及び前記第１の電極と前記第３の電極は対向しており、
前記第１の電極と前記第２の電極間に電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第２の電極間で静電気力が発生し、前記静電気力により前記第１の電極は第１の方向に回転し、
前記第１の電極と前記第３の電極間に電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第３の電極間で静電気力が発生し、前記静電気力により前記第１の電極は前記第１の方向とは異なる第２の方向に回転することを特徴とし、
前記球面収差補正手段は、入射角度に応じて反射率が異なることを特徴とした面と、
光透過層とを有し、
前記光透過層は、前記第１の電極上に固定されていることを特徴とした請求項１乃至４に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
少なくとも第１の記録面と第２の記録面を有する媒体の前記第１の記録面に記録する場合、若しくは前記第１の記録面を再生する場合、前記球面収差補正手段に対し、第１の角度にてレーザ光を入射させ、
前記媒体の前記第２の記録面に記録する場合、若しくは前記第２の記録面を再生する場合、前記球面収差補正手段に対し、第２の角度にてレーザ光を入射させるよう、前記入射角度変更手段を制御することを特徴とした請求項１乃至１０に記載の記録再生装置。
【請求項１２】
第１の基板厚を有する第１の媒体に記録する場合、若しくは前記第１の媒体を再生する場合、前記球面収差補正手段に対し、第１の角度にてレーザ光を入射させ、
前記第１の基板厚とは異なる第２の基板厚を有する第２の媒体に記録する場合、若しくは前記第２の媒体を再生する場合、前記球面収差補正手段に対し、第２の角度にてレーザ光を入射させるよう、前記入射角度変更手段を制御することを特徴とした請求項１乃至１０に記載の記録再生装置。
【請求項１３】
請求項４乃至１０に記載の光ピックアップを用いて、記録及び／若しくは再生を行う記録再生装置であって、前記球面収差検出手段で検出された球面収差に基づいて前記入射角度変更手段を駆動することを特徴とした記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、球面収差の補正を行い得る光ピックアップ及び前記光ピックアップを含む記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップの対物レンズは、対象とするディスクの基板の厚さとレ−ザビ−ム波長とを考慮して設計されており、記録／再生の対象となる基板の厚さが設計時と異なる場合は、球面収差が発生する。
【０００３】
図１７は基板厚０．６  ｍｍの媒体用に設計された、現行ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）の光学系（波長６３５  ｎｍ、Ｎ．Ａ．  ０．６）使用時における、ディスク厚誤差と球面収差の関係を示す図である。上記光学系の対物レンズは、基板厚０．６ｍｍのディスクの再生に適合するよう、設計されている。この場合、ＭａｒｅｃｈａｌのＣｒｉｔｅｒｉｏｎ（＝レンズが回折限界性能を有するとされる基準であり、波面収差の射出瞳面上での標準偏差が０．０７×波長以下であればよいとするもの）を満たす基板厚は、およそ０．６±０．０７  ｍｍである。
【０００４】
図１８は基板厚０．１ｍｍの媒体用に設計された、光源波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系使用時における、ディスク厚誤差と球面収差の関係を示す図である。上記光学系の対物レンズは、基板厚０．１ｍｍのディスクの再生に適合するよう、設計されている。この場合、ＭａｒｅｃｈａｌのＣｒｉｔｅｒｉｏｎを満たす基板厚は、およそ０．１±０．００８  ｍｍであり、ＤＶＤ光学系の場合と比較して許容される基板厚誤差は、およそ１／１０程度しかない。
【０００５】
上記のように基板厚が設計値からずれた場合だけではなく、複数の記録層で構成される媒体を再生する場合においても球面収差が発生する。
【０００６】
図１９（ａ）は、記録層が１層である媒体２２を再生する場合の模式図である。ガラス層２２４は厚さが０．１ｍｍである。すなわち、膜面２２３から記録層２２２までの距離は０．１ｍｍである。対物レンズ１３は、ガラス基板厚が０．１ｍｍの媒体の再生に適合するように設計されている。
【０００７】
図１９（ｂ）は、記録層が２層である媒体２３を再生する場合の模式図である。ガラス層２３６の厚さは０．０７５ｍｍであり、ガラス層２３５の厚さは０．０２５ｍｍである。即ち、膜面２３４から第２記録層２３３までの距離は０．０７５ｍｍであり、膜面２３４から第１記録層２３２までの距離は０．１ｍｍである。したがって、媒体２３の第１記録層２３２の再生に、上記対物レンズ１３を用いた場合は、理想的には球面収差が発生しないが、媒体２３の第２記録層２３３の再生に、上記対物レンズ１３を用いた場合は、球面収差が発生する。
球面収差は対物レンズの開口数の４乗に比例して増大する。したがって、ＤＶＤ光学系（Ｎ．Ａ．が０．６）により記録層が２層の媒体を再生する場合よりも、Ｎ．Ａ．が０．８５の光学系により記録層が２層の媒体を再生するときの方が球面収差が発生しやすい。
【０００８】
球面収差を補正する光ピックアップとしては、特許文献１では光ディスクからの反射光に基づいて球面収差エラ−信号を生成する信号処理部と、前記球面収差エラ−信号に基づいて球面収差を補正する液晶パネルとを備えたものが開示されている。
【０００９】
また、特許文献２では、球面収差を補正するため、エキスパンダレンズをなす対物レンズに近い側の第２レンズ群の焦点位置に対物レンズの開口絞りを位置させる光学ピックアップが開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−５７６１６公報
【００１１】
【特許文献２】特開２００２−１５０５９８公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１で開示されているような液晶パネルを備えた光ピックアップは使用環境の温度によって特性が異なるという問題を有する。また、分割ディテクタを用いた信号処理部から生成された球面収差エラ−信号に基づいて液晶パネルにおいて球面収差を補正するので、機構が複雑になるという問題も有している。
【００１３】
また特許文献２で開示されているような、エキスパンダレンズを用いた光学ピックアップは、光路内に２群のレンズを配置する必要があるので、小型化が困難であるという欠点を有する。
【００１４】
本発明の光ピックアップは、複雑な機構によらずに球面収差の補正を行い、かつ小型化が可能である。また、本発明の記録再生装置は、前記光ピックアップを利用及び制御するためのものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る光ピックアップは、レ−ザ素子と、光収束手段と、球面収差補正手段とを有する。前記レ−ザ素子は、レ−ザ光を発する。前記光収束手段は、レ−ザ光を媒体上に集光させる。前記球面収差補正手段は、前記レ−ザ素子と前記光収束手段の間に配置され、光路長変更手段と、入射角度変更手段とを含む。前記光路長変更手段は、入射角度に応じて光路長を変更させる。前記入射角度変更手段は、前記光路長変更手段に入射する前記レーザ光の入射角度を変更させる。
【００１６】
請求項２に係る光ピックアップは、少なくとも第１の記録面と第２の記録面とを有する媒体への記録、及び／若しくは、前記媒体の再生が可能である。該光ピックアップは、レ−ザ素子と、光収束手段と、球面収差補正手段とを有する。前記レ−ザ素子は、レ−ザ光を発する。前記光収束手段は、レ−ザ光を媒体上に集光させる。前記球面収差補正手段は、前記レ−ザ素子と前記光収束手段の間に配置され、光路長変更手段と、入射角度変更手段とを含む。前記光路長変更手段は、入射角度に応じて光路長を変更させる。前記入射角度変更手段は、前記第１の記録面を使用する旨の信号を受信したときは、前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を第１の角度に設定し、前記第２の記録面を使用する旨の信号を受信したときは、前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を第２の角度に設定する。
【００１７】
請求項３に係る光ピックアップは、第１の基板厚を有する第１の媒体及び前記第１の基板厚とは異なる第２の基板厚を有する第２の媒体への記録、及び／若しくは、前記第１の媒体及び前記第２の媒体での再生が可能である。該光ピックアップは、レ−ザ素子と、光収束手段と、球面収差補正手段とを有する。前記レ−ザ素子は、レ−ザ光を発する。前記光収束手段は、レ−ザ光を媒体上に集光させる。前記球面収差補正手段は、前記レ−ザ素子と前記光収束手段の間に配置され、光路長変更手段と、入射角度変更手段とを含む。前記光路長変更手段は、入射角度に応じて光路長を変更させる。前記入射角度変更手段は、前記第１の媒体を使用する旨の信号を受信したときは、前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を第１の角度に設定し、前記第２の媒体を使用する旨の信号を受信したときは、前記光路長変更手段に対する前記レーザ光の入射角度を第２の角度に設定する。
【００１８】
請求項４に係る光ピックアップは、請求項１乃至３に記載の光ピックアップであって、球面収差を検出する球面収差検出手段を更に含む。また、前記入射角度変更手段は、前記球面収差検出手段で検出された球面収差に基づいて駆動されることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に係る光ピックアップは、請求項１乃至４に記載の光ピックアップであり、更に以下４点の特徴を有する。（１）前記球面収差補正手段は、少なくとも第１の面と第２の面からなる。（２）前記第１の面は、前記レーザ素子に対向する。（３）前記レーザ素子からのレーザ光が前記第１の面に対し第１の角度にて入射したとき、前記レーザ光は前記第１の面で反射する。（４）前記レーザ素子からのレーザ光が前記第１の面に対し第２の角度にて入射したとき、前記レーザ光は前記第１の面を透過し、前記第２の面で反射し、再び前記第１の面を透過する。
【００２０】
請求項６に係る光ピックアップは、請求項５に記載の光ピックアップの構成を有し、更に、前記第２の面は、前記第１の面に対して、傾斜している。
【００２１】
請求項７に係る光ピックアップは、請求項１乃至６に記載の光ピックアップであり、少なくとも基板と、前記レーザ素子と、前記球面収差補正手段とを含むレーザパッケージを有し、前記基板上に前記レーザ素子と、前記球面収差補正手段とが固定されていることを特徴とする。請求項７の発明は、光ピックアップの小型化を可能とするものである。
【００２２】
請求項８に係る光ピックアップは、請求項１乃至７に記載の光ピックアップであり、更に前記入射角度変更手段は、マイクロミラーで構成されていることを特徴とする。マイクロミラーとは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術により実現された小型のミラーであり、レーザパッケージ内に搭載することが可能な大きさである。例えば、公知のＤＭＤ（Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ  ＝  撓み可能な鏡装置）や櫛歯型電極を有した静電駆動型の小型ミラーは、マイクロミラーに含まれる。
【００２３】
請求項９に係る光ピックアップは、請求項１乃至８に記載の光ピックアップであり、更に前記入射角度変更手段は以下５点の特徴を有する。（１）少なくとも第１の電極と第２の電極と第３の電極とからなる。（２）前記第１の電極と前記第２の電極及び前記第１の電極と前記第３の電極は対向している。（３）前記第１の電極と前記第２の電極間に電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第２の電極間で静電気力が発生し、前記静電気力により前記第１の電極は第１の方向に回転する。（４）前記第１の電極と前記第３の電極間に電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第３の電極間で静電気力が発生し、前記静電気力により前記第１の電極は前記第１の方向とは異なる第２の方向に回転する。（５）前記球面収差補正手段は、前記第１の電極に固定されている。
【００２４】
請求項１０に係る光ピックアップは、請求項１乃至４に記載の光ピックアップであり、更に前記入射角度変更手段は以下６点の特徴を有する。（１）少なくとも第１の電極と第２の電極と第３の電極とからなる。（２）前記第１の電極と前記第２の電極及び前記第１の電極と前記第３の電極は対向している。（３）前記第１の電極と前記第２の電極間に電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第２の電極間で静電気力が発生し、前記静電気力により前記第１の電極は第１の方向に回転する。（４）前記第１の電極と前記第３の電極間に電圧を印加すると、前記第１の電極と前記第３の電極間で静電気力が発生し、前記静電気力により前記第１の電極は前記第１の方向とは異なる第２の方向に回転する。（５）前記球面収差補正手段は、入射角度に応じて反射率が異なることを特徴とした面と光透過層とを有する。（６）前記光透過層は、前記第１の電極上に固定されている。
【００２５】
請求項１１に係る記録再生装置は、請求項１乃至１０に記載の光ピックアップを用いるものであり、以下２点の特徴を有する。（１）少なくとも第１の記録面と第２の記録面を有する媒体の前記第１の記録面に記録する場合、若しくは前記第１の記録面を再生する場合、前記球面収差補正手段に対し、第１の角度にてレーザ光を入射させるよう、前記入射角度変更手段を制御する。（２）更に、前記媒体の前記第２の記録面に記録する場合、若しくは前記第２の記録面を再生する場合、前記球面収差補正手段に対し、第２の角度にてレーザ光を入射させるよう、前記入射角度変更手段を制御する。
【００２６】
請求項１２に係る記録再生装置は、請求項１乃至１０に記載の光ピックアップを用いるものであり、以下２点の特徴を有する。（１）第１の基板厚を有する第１の媒体に記録する場合、若しくは前記第１の媒体を再生する場合、前記球面収差補正手段に対し、第１の角度にてレーザ光を入射させるよう、前記入射角度変更手段を制御する。（２）前記第１の基板厚とは異なる第２の基板厚を有する第２の媒体に記録する場合、若しくは前記第２の媒体を再生する場合、前記球面収差補正手段に対し、第２の角度にてレーザ光を入射させるよう、前記入射角度変更手段を制御する。
【００２７】
請求項１３に係る記録再生装置は、請求項４乃至１０に記載の光ピックアップを用いて、記録及び／若しくは再生を行う記録再生装置であって、記録層の位置に応じて前記入射角度変更手段を駆動することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は光ピックアップ１の一実施形態である光ピックアップ４を示す図である。光ピックアップ４は、レーザ素子１１、コリメータレンズ１２、対物レンズ１３、ビームスプリッタ１５、コリメータレンズ１６、シリンドリカルレンズ１７、４分割ディテクタ１８、光路長変更素子２、入射角度変更部３０からなる。レーザ光はコリメータレンズ１２、対物レンズ１３からなる光収束手段により媒体上に集光される。光ピックアップ４におけるフォーカス制御は、コリメータレンズ１６、シリンドリカルレンズ１７、４分割ディテクタ１８で構成される非点収差光学系により実現される。光路長変更素子２は、レーザ素子１１とコリメータレンズ１２の間に設置される。レーザ素子１１からの入射角度に応じてレーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の光路長を変化させる光路長変更手段である。入射角度変更部３０は、球面収差補正手段２に対する前記レーザ光の入射角度を変更させる入射角度変更手段である。上記光ピックアップ４を以って、請求項１の発明の一実施例とすることができる。
【００２９】
図２は本発明の光路長変更素子２の一実施形態である光路長変更素子２０を示す図である。光路長変更素子２０は、基板２０１、角度選択性コ−ト２０２、ガラス２０３、ミラー膜２０４とからなる。角度選択性コート２０２は、レーザ光の入射角度に応じて反射率が異なる。ガラス２０３は所定の厚さを有し、レーザ光の光路長を調整する。レーザ素子１１からのレーザ光が第１の角度（例えば４５度）で角度選択性コート２０２に入射したとき、レーザ光は角度選択性コート２０２で反射する。レーザ素子１１からのレーザ光が第２の角度（例えば５５度）で角度選択性コート２０２に入射したとき、レーザ光は角度選択性コート２０２を透過し、ガラス２０３を通り、ミラー膜２０４で反射して、再び角度選択性コート２０２を透過し、そしてコリメータレンズ１２へ向かう。ゆえに、入射角が第１の角度である場合は、入射角が第２の角度である場合よりもガラスの厚さの２倍分（ガラスの屈折率約１．５を考慮すると、３倍程度）、光路が長くなる。したがって、レーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の距離を長くしたのと同等の効果をもたらす。また、基板２０１はシリコンで構成されている。ミラー膜２０４は基板２０１上にアルミニウムを蒸着したものである。ガラス２０３はミラー膜２０４と貼り合わせたものである。角度選択性コ−ト２０２はガラス２０３上にＴｉＯ２、ＳｉＯ２を積層した多層膜からなっている（後述するように本発明では、２０層程度である）。
【００３０】
ガラス２０３のミラー膜２０４側の面は、角度選択性コート２０２側の面に対し僅かに傾斜させている（後述するように本発明では５度程度である）。ガラス２０３の厚さは０．１ｍｍ程度であり（厚さの根拠も後述する）、レーザ光１０をガラス２０３を往復させることで光路長を０．３ｍｍ程度長くすることができる。角度選択性コート２０２の各層の厚さは１０ｎｍ〜１μｍの範囲で適宜設定される。
【００３１】
再び、図２を参照して、光ピックアップ１を用いて、記録層が単層である媒体２２の記録層２２２を再生する場合、または記録層が２層である媒体２３の第１記録層２３２を再生する場合における、レーザ光１０の光路長変更素子２０における光路を示す。
【００３２】
本実施の形態においては、媒体２２の膜面２２３と記録層２２２との距離は０．１ｍｍである。媒体２３の膜面２３４と第１記録層２３２との距離は０．１ｍｍであり、媒体２３の膜面２３４と第２記録層２３３との距離は０．０７５ｍｍである。また対物レンズ１３は、光路長変更素子２０を用いない場合において、基板厚０．１ｍｍの媒体の再生に適するように設計されている。
【００３３】
記録層が単層である媒体２２、或いは、記録層が２層である媒体２３の第１記録層２３２を再生する場合、基板２０１の底面２０５への垂線に対して、入射するレーザ光１０が図２中に示すα１の角度となるよう、光路長変更素子２０が配置される。このとき、レーザ光１０は、ガラス２０３内を通過することなく、角度選択性コ−ト２０２で反射する。例えば本実施の形態ではα１は４５度とする。
【００３４】
図３を参照して、光ピックアップ１を用いて、記録層が２層である媒体２３の第２記録層２３３を再生する場合における、レーザ光１０の光路長変更素子２０における光路を示す。このとき、基板２０１の底面２０５への垂線に対して、入射するレーザ光１０が図３中に示すα２の角度となるよう、光路長変更素子２０が配置される。レーザ光１０は角度選択性コ−ト２０２を透過し、ガラス２０３内を通過し、ミラー膜２０４で反射する。また、ミラー膜２０４は角度選択性コート２０２の反射面と、図３中に示すβの角度になるよう配置されている。換言すれば、ガラス２０３と基板２０１との接合面は、角度選択性コート２０２の反射面と上記角度βとなるよう形成されている。
【００３５】
光路長変更素子２０の方位角が変化すると、レーザ光１０の角度選択性コート２０２への入射角が変わる。角度選択性コート２０２は、光の入射角によって反射率が異なる。角度選択性コート２０２を透過した光は、ガラス２０３を透過し、ミラー膜２０４で反射し、再びガラス２０３を透過する。したがって、角度選択性コート２０２を透過した光は、角度選択性コート２０２で反射した光よりも、およそガラス２０３の厚さの２倍程度、光路が長くなる。したがって、光路長変更素子２０の方位角が変化させると、レーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の光路長を変化させることが可能となる。本実施の形態ではα２は５５度とである。このときβは式１により約５．３度であると導かれる。
【００３６】
【式１】
ｎ２  ｓｉｎ（２β＋ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２＊ｓｉｎα２））＝ｎ１ｃｏｓα２
本実施形態では、角度選択性コート２０２とミラー膜２０４の間にガラス２０３を設けるものであるとしたが、ガラス２０３に限定される必要はなく、透光性の材料であればよい。例えばガラス２０３に変えてプラスチックを配置すれば、光路長変更素子２０を軽量化することができる。
【００３７】
次に、光路長変更素子２０を駆動する手段について説明する。光路長変更素子２０は、例えば特開平７−１７５００５号で開示されている、公知のガルバノミラー駆動手段を用いることで駆動できる。図４は、光路長変更素子２０及び入射角度変更部３０の構成図である。図５は、図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。入射角度変更部３０は、可動板３０６、トーションバー３０５、永久磁石３０１Ａ乃至Ｄ、電極３０２及び３０３、平面コイル３０４からなる。光路長変更素子２０は、可動板３０６の上に蒸着等の方法により固定されている。前記公知のガルバノミラー駆動手段においては、可動板３０６の上にガルバノミラーが蒸着されているが、入射角度変更部３０では光路長変更素子２０が可動板３０６の上に固定されている点のみが異なる。図５の矢印３１０Ａ、３１０Ｂで示すように、永久磁石３０１Ａと３０１Ｃの間、及び永久磁石３０１Ｂと３０１Ｄの間で、可動板３０６の平面に沿って平面コイル３０４を横切るような方向に磁界が形成されている。電極３０２、３０３間に電圧を印加すると平面コイル３０４に電流が流れる。すると、平面コイル３０４の電流密度と磁束密度に応じて可動板３０６の両側に、フレミングの法則に従った方向に磁気力が作用する。この磁気力によって、可動板３０６及びその上に蒸着されている光路長変更素子２０が回転する。
【００３８】
上記の図２乃至図３の光路長変更素子２０を以って、請求項５乃至６の発明の一実施例とすることができる。
【００３９】
図６は本発明の光ピックアップ１の他の実施形態である光ピックアップ６を示す図である。光ピックアップ６は、コリメータレンズ１２、対物レンズ１３、レーザパッケージ１４、ビームスプリッタ１５、コリメータレンズ１６、シリンドリカルレンズ１７、４分割ディテクタ１８からなる。レーザパッケージ１４は、レーザ素子１１、光路長変更素子２、入射角度変更部４０及び基板１４１等からなる。レーザ素子１１、光路長変更素子２及び入射角度変更部４０は、基板１４１上に搭載されている。光ピックアップ６におけるフォーカス制御は、コリメータレンズ１６、シリンドリカルレンズ１７、４分割ディテクタ１８で構成される非点収差光学系により実現される。上記の光ピックアップ６を以って、請求項７の発明の一実施例とすることができる。
【００４０】
光路長変更素子２は、レーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の光路長を変化させるものである。光路長変更素子２の一実施例である光路長変更素子２０を駆動する、入射角度変更部４０の構成図を図７に示す。図７（ａ）は入射角度変更部４０を三次元的に図示したものであり、図７（ｂ）及び（ｃ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【００４１】
入射角度変更部４０は、ＭＥＭＳ技術により実現されたマイクロミラーの一種として特公平７−８２１５５号に開示されている、公知のＤＭＤの構成部品により構成されている。
【００４２】
入射角度変更部４０は、弾性変形可能な梁４３、ポスト４８、基板４５、アドレス電極４２、ランディング電極４４、スペーサ４８等からなる。梁４３は、ジョイント４３１、梁４３２、４３３からなる。アドレス電極４２は、電極４２１、４２２からなる。ランディング電極４４は、電極４４１、４４２からなる。ジョイント４３１のうち、梁４３２に覆われていない部分は、捩れジョイントを形成する。梁４３、アドレス電極４２及びランディング電極４４は、アルミニウム、チタン及びシリコン合金からなる。梁４３とランディング電極４４は、常に等電位に保たれている（共に接地されている）。基板４５はシリコンからなる。スペーサ４８は、絶縁体であるポジのレジストからなる。
【００４３】
入射角度変更部４０の各構成部のサイズを示す。梁４３のうち、光路長変更素子２０が固定される梁４３２の対角線の長さ（図７（ａ）中のＬ１）はおよそ１５０μｍである。スペーサ４８の厚さは４０μｍ程度である。ジョイント４３１は厚さが１μｍ程度であり、梁４３２、４３３は厚さが４μｍ程度である。前記捩れジョイント部の長さ（図７（ａ）中のＬ２）は５０μｍであり、幅は２０μｍである。
【００４４】
アドレス電極４２とランディング電極４４とが等電位である場合、すなわちアドレス電極４２と梁４３とが等電位である場合、図７（ｂ）を参照して光路長変更素子２０は基板４５に対して水平になっている。
【００４５】
アドレス電極４２のうちの一方に電圧を印加したとき、例えばアドレス電極４２１とランディング電極４４１間に電圧を印加したとき、ランディング電極４４と梁４３は共に接地されているので、アドレス電極４２１と梁４３間に電位差が発生する。これにより、静電気による引力が発生し、図７（ｃ）に示すように、梁４３は反時計回りに回転する。アドレス電極４２１と梁４３間の電位差を増大させると、梁４３の変位（回転量）は大きくなる。また、アドレス電極４２２とランディング電極４４２間に電圧を印加したとき、梁４３は時計回りに回転する。ランディング電極４４は、梁４３とアドレス電極４２が接触して、梁４３が破壊されるのを防ぐ。
【００４６】
光路長変更素子２０は、梁４３２の上に蒸着等の方法により固定される。前述のように、光路長変更素子２０は、入射角が４５度のときレーザ光１０は角度選択性コート２０２によりほぼ全反射され、入射角が５５度のときレーザ光１０は角度選択性コート２０２をほぼ全透過するように設計されている。光路長変更素子２０は、アドレス電極４２のうちのいずれか一方にのみ電圧を印加した場合は入射角が４５度に、他方にのみ電圧を印加した場合は入射角が５５度に、いずれにも電圧を印加しない場合は入射角が５０度となるように、設置されるのが望ましい。再び図６を参照して、入射角度変更部４０はレーザパッケージ１４中の基板１４１上に搭載される。基板１４１のうち、入射角度変更部４０を搭載する部分は所定角度γだけ傾斜させているが、この場合γは５０度とするのがよい。
【００４７】
また、レーザパッケージ１４の大きさは直径数ｍｍ程度である。光路長変更素子２０とレーザ素子１１の距離を３００μｍ、レーザ素子１１から出射されるレーザ光の広がり角を１０度としたとき、光路長変更素子２０に入射するスポットの直径は５０μｍ程度である。ゆえに、光路長変更素子２０のレーザ入射面（角度選択性コート２０２側）の大きさは１００μｍ四方程度とするのが適当である。上記の光路長変更素子２０及び入射角度変更部４０を以って、請求項８乃至９の発明の一実施例とすることができる。
【００４８】
本発明の光路長変更素子２は、図２及び図３の光路長変更素子２０に限定されない。図８の光路長変更素子２４であっても良い。図８（ａ）を参照して、光路長変更素子２４は、角度選択性コ−ト２０２、ガラス２０３からなる。図８（ｂ）を参照して、光路長変更素子２４は、入射角度変更部４０のはり４３２の上に固定される。前述したように、光路長変更素子２４のガラス２０３の上面は下面に対し５度程度傾いている。再び図６を参照して、基板１４１のうち、入射角度変更部４０を搭載する部分は所定角度γだけ傾斜させているが、この場合、γを４５度とするのがよい。上記の光路長変更素子２４及び入射角度変更部４０を以って、請求項１０の発明の一実施例とすることができる。
【００４９】
図９は本発明の光路長変更素子２の構成を示すものである。角度選択性コ−ト２０２はガラス２０３の上に設けられている。角度選択性コート２０２はＴｉＯ２とＳｉＯ２の積層構造からなり、計２０層となっている。
【００５０】
図１０は角度選択性コート２０２の反射率の入射角依存性を示すグラフであり、図１１は角度選択性コート２０２の膜構造及び各層の膜厚を示すものである。図１０、図１１の角度選択性コート２０２は、以下の（１）から（４）の全ての条件を満たすものを、薄膜自動設計プログラムにより算出した結果、得られたものである。（１）空気３から角度選択性コート２０２への入射角が４５度のとき、空気３から角度選択性コート２０２への入射光の反射率がほぼ１００％である。（２）空気３から角度選択性コート２０２への入射角が５５度のとき空気３から角度選択性コート２０２への入射光の反射率がほぼ０％である。（３）空気３から角度選択性コート２０２への入射角が５５度のとき、ガラス２０３から角度選択性コート２０２への入射光の反射率がほぼ０％である。（４）角度選択性コート２０２は、ＴｉＯ２とＳｉＯ２を交互に積層した構造であり、計２０層である。
【００５１】
図１０（ａ）を参照して、入射角度を４５度とした場合は、反射率がほぼ１００％であり、図１１の角度選択性コート２０２は上記条件（１）を満たしていることがわかる。このとき、レーザ光１０はガラス２０３上の角度選択性コートで反射する。入射角度を５５度とした場合、反射率はほぼ０％であり、図１１の角度選択性コート２０２は上記条件（２）を満たしていることがわかる。このとき、レーザ光１０は角度選択性コート２０２及びガラス２０３を透過し、ミラー膜２０４で反射し、再びガラス２０３内を透過して角度選択性コート２０２へ向かう。ガラス２０３から角度選択性コート２０２への入射角γは、式２より２２．５度となる。
【００５２】
図１０（ｂ）を参照して、入射角度を５５度とした場合、反射率はほぼ０％であり、図１１の角度選択性コート２０２は上記条件（３）を満たしていることがわかる。ガラス２０３内を透過したレーザ光１０の殆どは角度選択性コート２０２を透過する。式２において、αは空気側からのレーザ光１０の角度選択性コート２０２への入射角であり、βはミラー面２０４の角度選択性コート２０２面に対する傾斜角である。ここでは、αは５５度であり、βは前述の式１から導かれたように５．３度である。
【００５３】
【式２】
γ＝２  ＊（９０−α＋β）＋ａｒｃｓｉｎ  （（ｓｉｎ  α）  ／  ｎ）
角度選択性コート２０２は２０層としたが、更に層数を増やすと、より急峻な反射率の入射度依存性を得ることが可能である。逆に２０層以下にすると、角度選択性コートの膜作製は容易になるが、急峻な反射率の入射度依存性を得ることができなくなる。上記事情を考慮し、ここでは角度選択性コート２０２は２０層が適当であるとしたが、本発明の実施においては、上記層数に限定されるべきものではない。
【００５４】
図１２は、本発明の光ピックアップ１を用いた記録再生装置の一実施例である記録再生装置１００の構成を示す図である。記録再生装置１００は、光ピックアップ４、角度指示部１００１、送り機構部１００３、検出信号処理部１００４、モータ１００５、制御部１００６、再生回路１００７、レーザ駆動回路１００８、記録回路１００９からなる。光ピックアップ４は、図１で示したものと同じである。アクチュエータ１３１は対物レンズ１３を駆動するためのものである。なお、アクチュエータ１３１は、図１では図示省略していたものである。
【００５５】
上記の記録再生装置１００を用いて、記録層が２層からなる媒体２３を再生する場合のフォーカス制御の手順を図１３のフローチャートを用いて説明する。
記録再生装置１００の制御部１００６からの媒体再生要求が入ると、図１３のフローチャートに記載の一連の処理が開始される（ステップＳ１１０１）。
【００５６】
続くステップＳ１１０２においては、光路長変更素子２０の方位角が４５度に設定される。具体的には、まず制御部１００６は、媒体２３の第１記録層２３２の再生に適合するよう光路長変更素子２０を回転駆動させるための信号を角度指示部１００１に送る。これを受けて、角度指示部１００１は、レーザ光１０の入射角が４５度となるよう光路長変更素子２０を回転駆動させるための信号を入射角度変更部３０へ送る。具体的には、図７（ｃ）のように、アドレス電極４２１に所定電圧を印加することで光路長変更素子２０を反時計方向に回転させる。
【００５７】
続くステップＳ１１０３では、レーザ光１０が媒体２３の第１記録層２３２に合焦するよう対物レンズ１３を制御する動作が行われる。具体的には、まずモータ１００５が、媒体２３を所定の回転速度で回転させる。次に、レーザ駆動回路１００８がレーザ素子１１をオンにし、再生に適したパワーに設定する。具体的には、制御部１００６は、検出信号処理部１００４からのフォーカスエラー信号に基づいて、レーザ光１０が媒体２３の第１記録層２３２に合焦するよう対物レンズを上下動させるための信号をアクチュエータ１３１に送る。
【００５８】
続くステップＳ１１０４では、媒体２３の第１記録層２３２の内周部に設けられた第１記録層のＴＯＣ（Ｔａｂｌｅ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）領域を再生する。具体的には、制御部１００６はまず光ピックアップ１を媒体２３の内周部に移動させるよう、送り機構部１００３へ指示を送る。次に、制御部１００６は、ＴＯＣ領域のトラックにトラッキングがかかるよう、処理部１００４からのトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズを内外周方向へ移動させるための信号をアクチュエータ１３１に送る。そして、４分割ディテクタ４８からの和信号またはＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）信号を、検出信号処理部１００４で量子化及びサンプリングすることでＴＯＣ領域の信号が復調される。ＴＯＣ領域の信号が凹凸を有するピットではなく、光磁気信号で設けられている場合は、前記４分割ディテクタの代わりに偏光成分を検出するための差動光学系が用いられる。
【００５９】
続くステップＳ１１０５では、前記第１記録層のＴＯＣ領域が正しく再生されたかどうかが判断される。第１記録層２３２のＴＯＣ領域には、現在再生しているのが第１記録層２３２であることを示すための所定のパターンが記録されている。前記所定のパターンが、凹凸のピットで形成されている場合、まず４分割ディテクタ１８で、和信号が検出される。次に、検出信号処理部１００４において、増幅等の信号処理が施される。そして、再生回路１００７において二値化される。二値化された信号と、制御部１００６に予め記憶されている、第１記録層２３２であることを示すための所定のパターンとが比較される。前記二値化された信号と、前記制御部の記憶パターンが一致した場合、前記第１記録層のＴＯＣ領域が正しく再生されたものとみなされる。
【００６０】
前記所定の信号が正しく再生できなかった場合は、ステップＳ１１０６へ進む。媒体２３のフォーカス制御は失敗したものと見なされ、異常終了となる。
前記所定の信号が正しく再生できた場合は、ステップＳ１１０７へ進む。ステップＳ１１０７では、記録再生装置１００の制御部１００６からの要求が、第１記録層２３２の再生を要求しているものなのか、第２記録層２３３の再生を要求しているものなのかが判断される。
【００６１】
記録再生装置１００が第１記録層２３２の再生を要求する信号Ｌ１を発していた場合、第１記録層２３２のデータ領域の再生が開始される。具体的には、制御部１００６は送り機構部１００３に対し、最内周部にあった光ピックアップを、所定のデータトラックへ移動させるよう指示を送る。
【００６２】
記録再生装置１００が第２記録層２３３の再生を要求する信号Ｌ２を発していた場合、ステップＳ１１０９へ進む。ステップＳ１１０９では、光路長変更素子２０の方位角が５５度にセットされる。具体的には、光路長変更素子２０の方位角を４５度にセットするステップＳ１１０２と同様の処理が行われる。但し、ステップＳ１１０２とは異なり、図７（ｂ）のように、電源４６１をオンにすることで光路長変更素子２０を時計方向に回転させる。
【００６３】
続くステップＳ１１１１では、媒体２３の第２記録層２３３の内周部に設けられた第２記録層のＴＯＣ（Ｔａｂｌｅ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）領域を再生する。ここではステップＳ１１０４と同様の処理が行われる。
【００６４】
続くステップＳ１１１２では、前記第２記録層のＴＯＣ領域が正しく再生されたかどうかが判断される。第２記録層２３３の最内周部にあるＴＯＣ領域には、現在再生しているのが第２記録層２３３であることを示すための所定の信号が記録されている。
【００６５】
前記所定の信号が正しく再生できなかった場合は、ステップＳ１１１３へ進む。失敗したものと見なされ、異常終了となる。前記所定の信号が正しく再生できた場合は、第２記録層２３３のデータ領域の再生を行うステップＳ１１１４へ進む。
【００６６】
上記実施例では、第１記録層２３２と第２記録層２３３間のフォーカス切換制御は、ステップＳ１１１０においてフォーカスオフセット値を変化させることで行うが、光路長変更素子の方位角を５５度にセットするステップＳ１１０９の前に一旦フォーカスサーボをオフにする図示しないステップＳ１１０８５を設けておき、ステップＳ１１１０ではフォーカスサーボをオンにすることで第２記録層２３３に合焦させるようにしても良い。
【００６７】
また、ＴＯＣ領域は、第１記録層２３２、第２記録層２３３の最内周部にあるとしたが、必ずしも最内周部に設けられるものに限定される訳ではない。例えばＴＯＣ領域は最外周部に設けられるものであっても良い。
【００６８】
図１３の実施例は、記録再生装置１００の制御部１００６からの媒体再生要求が入ると、フローチャートに記載の一連の処理が開始されものであった。１層目の再生要求であれば、ステップＳ１１０８において、第１記録層のデータが再生される。２層目の再生要求であれば、ステップＳ１１１４において、第２記録層のデータが再生される。
【００６９】
しかし、記録再生装置１００の制御部１００６からの媒体記録要求が入った場合においても、図１３のフローチャートと同様の処理が行われる。例えば、要求が第１層目に記録することであった場合、ステップＳ１１０１からステップＳ１１０７までと同様の処理が順に行われる。そして、ステップＳ１１０８に相当する部分において、第１記録層２３２への記録動作が行われる。例えば、制御部１００６に予め記憶されていたパターンを媒体２３へ記録する場合であれば、制御部１００６は記録回路１００９に記録すべきパターン信号を送信する。そしてレーザ駆動回路１００８は、媒体に適した記録パワーとなるよう、レーザ素子１１を制御する。また、記録再生装置１００がパソコンの周辺機器であって、パソコンから転送された記録信号１０１０を媒体２３へ記録する場合であれば、記録回路１００９において、所定の信号処理が施されてから、同様の処理により媒体２３に信号が記録される。上記の実施例は、請求項１１の発明の一実施例とすることができる。
【００７０】
上記実施例は、第１の記録面と第２の記録面を有する媒体での記録及び／若しくは再生に対応する記録再生装置に関するものであった。異なる基板厚を有する異なる媒体での記録及び／若しくは再生においても、図１２の記録再生装置の構成、及び図１３のフローチャートと同様の処理手順により対応することができる。これを請求項１２の発明の一実施例とすることができる。
【００７１】
上記実施例では、角度指示部１００１は記録再生装置１００内に設けられるものであるとしたが、光ピックアップ４内に角度指示部１００１を設けるものであってもよい。これを請求項２乃至３の発明の一実施例とすることができる。
上記図１３のフローチャートで示した実施例は、図１で示した光ピックアップ４を用いた記録再生装置１００での動作を説明したものであった。しかし、図６で示した光ピックアップ６を用いた他の記録再生装置１１０における動作も、図１３のフローチャートと同様である。
【００７２】
図１４は、球面収差を最小とするための光ピックアップ１のレーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の光路長を示したものである。光ピックアップ１の対物レンズ１３はカバーガラス厚が０．１ｍｍの媒体用に設計されている。カバーガラス厚とは、媒体２２においてはガラス２２４の厚さであり、媒体２３の第２記録再生層２３３においてはガラス２３６の厚さであり、媒体２３の第１記録再生層２３２においてはガラス２３６と２３５の合計の厚さのことである。なお、図１４で示す球面収差は光線追跡により求めたものである。
【００７３】
図１５は、上記角度選択性コ−ト２０２を施した光路長変更素子２を有する光ピックアップ１を用いて、媒体２２または媒体２３を再生した場合の球面収差を示したものである。
【００７４】
図１５の太実線で示される収差曲線は、レーザ光１０の角度選択性コート２０２に対する入射角（図２の角度α１）が４５度の場合、即ちレーザ光１０が角度選択性コート２０２にて反射する場合に発生する球面収差を光線追跡により求めたものである。カバーガラス厚が０．１ｍｍの媒体再生時であり、図１４を参照して、光ピックアップ１のレーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の光路長はおよそ７．９ｍｍに固定されている。対物レンズ１３と媒体２３間の作動距離は、球面収差が最小となるように前記カバーガラス厚ごとに最適化されているものと仮定して収差を計算している。
【００７５】
図１５の太破線で示される収差曲線は、レーザ光１０の角度選択性コート２０２に対する入射角（図３の角度α２）が５５度の場合、即ちレーザ光１０が角度選択性コート２０２を透過する場合に発生する球面収差を光線追跡により求めたものである。カバーガラス厚が０．０７５ｍｍの媒体再生時であり、図１４を参照して、光ピックアップ１のレーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の光路長はおよそ８．２５ｍｍに固定されている。対物レンズ１３と媒体２３間の作動距離は、球面収差が最小となるように前記カバーガラス厚ごとに最適化されているものと仮定して収差を計算している。
【００７６】
細破線は前記カバーガラス厚ごとにレーザ光１０の角度選択肢コート２０２の入射角を最適化したと仮定した場合に発生する球面収差を光線追跡により求めたものである。即ちカバーガラス厚ごとにレーザ光１０の角度選択性コート２０２に対する入射角を最適化させ、かつ対物レンズ１３と媒体２３間の作動距離も、前記カバーガラス厚ごとに最適化させた場合に得られる球面収差である。換言すれば、前記カバーガラス厚が０．１ｍｍの媒体用に設計されている対物レンズ１３を用いた場合に得ることができる最小の収差を示す曲線である。
【００７７】
上記説明より、カバーガラス厚が０．１ｍｍの場合、レーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の光路長は７．９ｍｍとし、カバーガラス厚が０．０７５ｍｍの場合は、前記光路長を８．２５ｍｍとすればよい。したがって、基板厚が０．１ｍｍの媒体を再生する場合と、基板厚が０．０７５ｍｍの媒体を再生する場合とで、０．３５ｍｍの光路長差を、光路長変更素子２により、与えることができれば良い。
【００７８】
また、光路長変更素子２のガラス２０３は、光路長差を与える手段として機能する。光路長差をｄｌ、ガラス２０３の厚さをｄｇ、ガラス２０３への入射光線が角度選択性コート２０２側の境界面となす角度をθｉ、前記境界面での屈折光線が前記境界面となす角度をθｔ、ガラス２０３の屈折率をｎとしたとき、ガラス２０３の厚さｄｇは下記式３及び式４に、ｎ＝１．５、θｉ  ＝５５ｄｅｇを代入して、約０．１０８ｍｍとなる。なお、ガラス２０３の厚さｄｇは、図３中で規定されている長さであり、レーザ光１０がミラー面２０４で反射する位置でのガラス２０３の厚さである。
【００７９】
【式３】
ｄｇ  ＝  ｄｌ  ／  （２ｎ）  ｃｏｓ  θｔ
【００８０】
【式４】
ｓｉｎ  θｉ  ＝  ｎ  ｓｉｎθｔ
上記実施の形態においては、ガラス２０３の厚さは約０．１ｍｍであるが、コリメータレンズ１２をレーザ素子１１に、より接近させて配置すると、ガラス２０３の厚さをより薄くすることができる。
【００８１】
上記実施の形態においては、レーザパッケージ１４に設けられた光路長変更素子２の方位角を変化させることで、光ピックアップ１のレーザ素子１１とコリメータレンズ１２間の光路長を変化させていたが、図１２の関係を満たすような光学系であれば、上記実施の形態に限定される必要はない。
【００８２】
また、図１３のフローチャートに代表されるような上記の実施形態は、記録層が２層である媒体２３に記録／再生する際に、第１記録層２３２に記録／再生する場合と、第２記録層２３３に記録／再生する場合とで、光路長変更素子２の角度を切り換えることで球面収差を補正するものであった。
【００８３】
本発明の光ピックアップは、記録層が１層である媒体２３の記録／再生中に発生する球面収差を連続的に補正することもできる。ガラス２２４の厚さが媒体２２の周方向で不均一であるとき、対物レンズ１３の上下動のみでは球面収差の補正が難しい。
【００８４】
一方、光路長変更素子４０によれば、光路長変更素子２を、キロヘルツのオーダーで駆動することが可能である。したがって、記録再生時に光路長変更素子２を連続的に動かすことで球面収差の補正を行うことが可能である。
【００８５】
例えば、図１６で示すような球面収差検出光学系１５０で球面収差を検出し、検出された球面収差値に基づいて、補正素子の角度を記録／再生時に連続的に変化させることで球面収差を補正することができる。ハーフミラー１５１は、図６の光ピックアップ６中のビームスプリッタ１５とコリメータレンズ１６の間に配置される。ハーフミラー１５１を透過する光は、４分割ディテクタ１８へ向かい、対物レンズ１３等によるフォーカスサーボ、トラッキングサーボに利用される。ハーフミラー１５１で反射する光は、球面収差検出に利用される。回折格子１５２で中心部の光と周辺部の光とに分離され、中心部の光はディテクタ１５４へ向かい、周辺部の光はディテクタ１５３へ向かう。そして、ディテクタ１５３、１５４で検出された光量に基づいて球面収差が検出される。
【００８６】
以下に具体的な球面収差の検出手順を述べる。ディテクタ１５３は、１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃ、１５３ｄの４つの部分からなる。ディテクタ１５４は、１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５４ｄの４つの部分からなる。１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃ、１５３ｄで各部で検出される光量をそれぞれ、Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄとし、１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５４ｄで各部で検出される光量をそれぞれ、Ｉｅ，Ｉｆ，Ｉｇ，Ｉｈとすると、球面収差ＳＰＨは、式５、式６を演算することで求められる。
【００８７】
【式５】
ＳＰＨ＝｛（Ｉａ＋Ｉｄ）−（Ｉｂ＋Ｉｃ）｝−γ｛（Ｉｅ＋Ｉｈ）−（Ｉｆ＋Ｉｇ）｝
【００８８】
【式６】
γ＝｛（Ｉａ＋Ｉｄ）＋（Ｉｂ＋Ｉｃ）｝÷｛（Ｉｅ＋Ｉｈ）＋（Ｉｆ＋Ｉｇ）｝
図１２を参照して、記録再生装置１００の検出信号処理部１００４は、上記式５及び６に基づいた電気的な演算を行う。その結果に基づき、制御部１００６は現在の球面収差の大きさを判断する。球面収差が検出された場合、球面収差を低減するよう、次に動かすべき光路長変更素子２０の方位角を決定する。そして角度指示部１００１へ、その決定した方位角を伝達する。角度指示部１００１は、光路長変更素子２が制御部１００６からの指示どおりに回転するよう、適切な信号を入射角度変更部４０へ伝達する。
【００８９】
上記処理により光路長変更素子２０が回転すると、再び球面収差検出光学系１５０により、球面収差が検出される。球面収差がなければ、光路長変更素子２０は回転されないが、球面収差があれば、球面収差が低減するよう、光路長変更素子２０が回転される。上記の実施例は、請求項１３の発明の一実施例とすることができる。
【００９０】
また、上記実施例では、記録再生装置１００内にある検出信号処理部１００４、制御部１００６、角度指示部１００１等により、球面収差補正を行うものであるとしたが、検出信号処理部１００４、制御部１００６、角度指示部１００１は、光ピックアップ４に含まれるものであっても良く、これらにより球面収差補正を行うものであっても良い。これを請求項４の発明の一実施例とすることができる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明の光ピックアップは、液晶を用いないので温度依存性の問題がない。また、ＬＤチップマウント上に小型の光路長変更素子を配するので小型化に適す。また、応答が高速であるので、記録／再生中に球面収差を連続的に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ピックアップ１の一実施例である光ピックアップ４の図である。
【図２】光路長変更素子２の一実施例である光路長変更素子２０の角度選択性コート２０２で反射する場合のレーザ光１０の光路を示す図である。
【図３】光路長変更素子２の一実施例である光路長変更素子２０の角度選択性コート２０２を透過する場合のレーザ光１０の光路を示す図である。
【図４】入射角度変更部の一実施例である入射角度変更部３０の図である。
【図５】図４の断面図である。
【図６】光ピックアップ１の他の実施例である光ピックアップ６の図である。
【図７】入射角度変更部の他の実施例である入射角度変更部４０の構成を示す図である。
【図８】光路長変更素子２の他の実施例である光路長変更素子２４と、入射角度変更部の他の実施例である入射角度変更部４０の構成を示す図である。
【図９】光路長変更素子２の膜構造を示す図である。
【図１０】光路長変更素子２の反射率の入射角依存性を示す図である。
【図１１】光路長変更素子２の各層の膜厚を示す図である。
【図１２】記録再生装置の一実施例である記録再生装置１００の構成を示すブロック図である。
【図１３】記録再生装置の一実施例である記録再生装置１００によるフォーカス制御の手順を示すフローチャートである。
【図１４】光ピックアップ１において発生する球面収差を最小とする光学系の光路長。
【図１５】光ピックアップ１における球面収差のカバ−ガラス厚さ誤差に対する依存性を示す図である。
【図１６】球面収差検出光学系１５０を示す図である。
【図１７】現行ＤＶＤの光学系使用時における、ディスク厚誤差と球面収差の関係を示す図である。
【図１８】Ｎ．Ａ．０．８５、波長４０５ｎｍの光学系使用時における、ディスク厚誤差と球面収差の関係を示す図である。
【図１９】記録層が単層の媒体２２、および記録層が２層の媒体２３を再生したときの光学系を示す図である。
【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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