(57)【要約】【課題】  オフセットがない集光光学系の焦点ずれ検出を行い、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を正確に合わせることのできる焦点位置ずれ検出方法を提供する。【解決手段】  ２要素対物レンズ９を通過した光ビームの光軸ＯＺを中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域としての領域２ｂを通過する光ビームに基づいて、上記２要素対物レンズ９の焦点位置ずれを検出する。【選択図】  図１
2004213892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体の情報記録層から反射され、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームを、
上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の７０％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の７０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれ、かつ、光ビーム有効径の７０％以上の領域のほうが光ビーム有効径の７０％以下の領域よりも占める割合が大きい領域の光ビームを分離し、
この分離した光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成し、この第１焦点誤差信号を集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることを特徴とする焦点位置ずれ検出方法。
【請求項２】
上記第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点誤差信号をＦ２、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、
上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、
ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１    （Ｋ１は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２    （Ｋ２は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ２×Ｋ３    （Ｋ３は係数）
で示される式で求められることを特徴とする請求項１記載の焦点位置ずれ検出方法。
【請求項３】
光源と、
上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、
上記光記録媒体の情報記録層から反射され、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の７０％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の７０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれ、かつ、光ビーム有効径の７０％以上の領域のほうが光ビーム有効径の７０％以下の領域よりも占める割合が大きい領域の光ビームを分離する光ビーム分離手段と、
上記光ビーム分離手段により分離された光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成する第１信号生成手段とを備え、
上記第１焦点誤差信号を、上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点誤差信号とすることを特徴とする光ピックアップ装置
【請求項４】
上記光ビーム分離手段の、上記第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して第２焦点誤差信号を生成する第２信号生成手段と、
上記光ビーム分離手段の、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して第３焦点誤差信号を生成する第３信号生成手段とを有し、
上記第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、
上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳを、
ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１    （Ｋ１は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２    （Ｋ２は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ２×Ｋ３    （Ｋ３は係数）
で示される式により求める球面収差検出手段が設けられていることを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
上記光記録媒体の情報記録層が複数である場合、
上記焦点位置ずれ検出手段は、各情報記録層での焦点位置ずれを検出することを特徴とする請求項３または４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
上記焦点位置ずれ検出手段により検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを補正する焦点位置ずれ補正手段と、
上記球面収差検出手段により検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系に発生した球面収差を補正する球面収差補正手段とが設けられ、
上記球面収差補正手段は、上記焦点位置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれが補正された状態の該集光光学系の球面収差を補正することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
上記光ビーム分離手段はホログラムであることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光光学系において発生する焦点位置のずれを検出する焦点位置ずれ検出方法およびこの焦点位置ずれ検出方法を適用した光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報量の増大と共に光ディスクの記録密度を高くすることが求められている。光ディスクの高記録密度化は、光ディスクの情報記録層における線記録密度を高めることやトラックの狭ピッチ化により行われてきた。この光ディスクの高記録密度化に対応するためには、該光ディスクの情報記録層上に集光される光ビームのビーム径を小さくすることが必要である。
【０００３】
光ビームのビーム径を小さくする方法として、光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置の集光光学系としての対物レンズから照射される光ビームの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を大きくすることと、光ビームの短波長化が考えられる。
【０００４】
光ビームの短波長化に関しては、光源を赤色半導体レーザから、本格的に商品化の道が開かれてきた青紫色半導体レーザへ変更することにより実現可能と考えられる。
【０００５】
一方、高開口数の対物レンズを実現する手法としては、対物レンズに半球レンズを組み合わせて、２枚のレンズ（２群レンズ）で対物レンズを構成することで高開口数を実現する手法が提案されている。
【０００６】
一般に、光ディスクでは、埃や傷から情報記録層を保護するために、情報記録層がカバーガラスで覆われている。したがって、光ピックアップ装置の対物レンズを透過した光ビームは、カバーガラスを通過して、その下にある情報記録層上で集光されて焦点を結ぶことになる。
【０００７】
光ビームがカバーガラスを通過すると、球面収差（ＳＡ：Spherical Aberration）が発生する。球面収差ＳＡは、
ＳＡ  ∝  ｄ・ＮＡ4             ・・・・・・・・・・（１）
で示され、カバーガラスの厚さｄおよび対物レンズのＮＡの４乗に比例する。通常、対物レンズは、この球面収差を相殺するように設計されているので、対物レンズとカバーガラスを通過した光ビームの球面収差は十分に小さくなっている。
【０００８】
しかしながら、カバーガラスの厚さが、予め定められた値からずれると、情報記録層に集光された光ビームには、球面収差が発生し、ビーム径が大きくなってしまい、情報を正しく読み書きすることができなくなるという問題が生じる。
【０００９】
また、上記の式（１）より、カバーガラスの厚さ誤差Δｄが大きくなればなるほど、球面収差の誤差ΔＳＡが大きくなり、情報を正しく読み書きすることができなくなることが分かる。
【００１０】
また、光ディスクの厚さ方向へ記録情報の高密度化を進めることができるように、情報記録層を積層化して形成された多層光ディスクとしては、例えば情報記録層が２層のＤＶＤ（Digital Veratile Disc ）が既に商品化されている。このような多層光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置は、光ディスクの各情報記録層毎に光ビームを十分小さく集光させることが必要である。
【００１１】
上記のような情報記録層が多層光ディスクでは、該光ディスクの表面（カバーガラス表面）から各情報記録層までの厚みがそれぞれ異なるので、光ビームが光ディスクのカバーガラスを通過する際に発生する球面収差が、各情報記録層ごとに異なる。この場合、例えば、隣接する情報記録層で発生する球面収差の差異（誤差ΔＳＡ）は、式（１）より、隣接する情報記録層の層間距離ｔ（ｄに相当）に比例する。
【００１２】
情報記録層が２層のＤＶＤでは、光ピックアップ装置の対物レンズのＮＡが０．６程度と小さいので、上記式（１）より、カバーガラス厚さ誤差Δｄが多少大きくなっても、球面収差の誤差ΔＳＡに与える影響は小さいことが分かる。
【００１３】
したがって、従来の開口数ＮＡが０．６程度の光ピックアップ装置を使用するＤＶＤ装置では、ＤＶＤのカバーガラスの厚さ誤差Δｄによって発生する球面収差の誤差ΔＳＡが小さく、各情報記録層毎に集光される光ビームを十分小さく集光させることができる。
【００１４】
ところが、カバーガラスの厚さ誤差Δｄが等しくても、ＮＡが大きくなるほど大きな球面収差ＳＡが発生する。例えば、ＮＡ＝０．６に比べて、ＮＡ＝０．８５では、約４倍の球面収差ＳＡが発生する。したがって、上記式（１）より、ＮＡ＝０．８５のように高ＮＡになればなるほど、カバーガラスの厚さ誤差によって発生する球面収差が大きくなることが分かる。
【００１５】
同様に、多層光ディスクの場合、隣接する情報記録層の層間距離ｔが等しくても、光ピックアップ装置の対物レンズのＮＡが大きくなるほど大きな球面収差の差異（誤差ΔＳＡ）が発生する。例えば、ＮＡ＝０．６に比べて、ＮＡ＝０．８５では、約４倍の球面収差の差異が発生する。したがって、上記式（１）より、ＮＡ＝０．８５のように高ＮＡになればなるほど、各情報記録層毎の球面収差の差異が大きくなることが分かる。
【００１６】
よって、高ＮＡの対物レンズでは、球面収差の誤差の影響が無視できず、情報の読み取り精度の低下を招くという問題が生じる。そこで、高ＮＡの対物レンズを用いて高記録密度化を実現するためには球面収差を補正する必要がある。
【００１７】
そこで、球面収差を検出し補正する方法として例えば、特開２０００−１７１３４６号公報には、上述の球面収差を検出し補正する光ピックアップ装置が開示されている。この光ピックアップ装置では、光ディスクの情報記録層に光ビームを集光させたとき、球面収差によって光ビームの光軸付近のビームと光軸付近より外側のビームで光ビームの集光位置が異なるのを利用している。
【００１８】
上記公報に開示された光ピックアップ装置によれば、検出する光ビームをホログラム等の光学素子で光ビームの光軸付近の光ビームと光軸付近より外側の光ビームに分離し、球面収差発生時にどちらか一方の光ビームにおける情報記録層からの集光位置のずれを検出して、その検出結果に基づき球面収差を補正し光ディスクの各情報記録層ごとに集光される光ビームの径を十分小さくすることができる。
【００１９】
また、上記の光ピックアップ装置において、光学系の焦点位置調節は、例えば光ビームの半分をホログラム等で分離し２分割光検出器に集光させる。そして、２分割光検出器の差分を焦点位置ずれの信号として検出しその信号に基づいて焦点位置ずれを補正する。この方法は、一般的にビームサイズ法と呼ばれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところが、上記公報に開示された光ピックアップ装置では、高記録密度化を実現するために高開口数レンズや短波長の光源を使用した光記録再生装置に適応した場合、球面収差のために上記のようにして検出した焦点位置ずれ信号にオフセットが生じてしまう。そのため、光記録媒体の情報記録層上で光ビームの径を十分に小さくすることができずに、光記録媒体からの情報の再生や光記録媒体への情報の記録を行うことができなくなるという問題が生じる。
【００２１】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、オフセットがない集光光学系の焦点ずれ検出を行い、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を正確に合わせることのできる焦点位置ずれ検出方法およびこの焦点位置ずれ検出方法を適用した光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の焦点位置検出方法は、上記の課題を解決するために、光記録媒体の情報記録層から反射され、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームを、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の７０％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の７０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれ、かつ、光ビーム有効径の７０％以上の領域のほうが光ビーム有効径の７０％以下の領域よりも占める割合が大きい領域の光ビームを分離し、この分離した光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成し、この第１焦点誤差信号を集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることを特徴としている。
【００２３】
本発明の焦点位置検出方法は、上記の課題を解決するために、上記第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点誤差信号をＦ２、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、
ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１    （Ｋ１は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２    （Ｋ２は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ２×Ｋ３    （Ｋ３は係数）で示される式で求められることを特徴としている。
【００２４】
本発明の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、光源と、上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、上記光記録媒体の情報記録層から反射され、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の７０％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の７０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれ、かつ、光ビーム有効径の７０％以上の領域のほうが光ビーム有効径の７０％以下の領域よりも占める割合が大きい領域の光ビームを分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段により分離された光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成する第１信号生成手段とを備え、上記第１焦点誤差信号を、上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点誤差信号とすることを特徴としている。
【００２５】
本発明の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、上記光ビーム分離手段の、上記第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して第２焦点誤差信号を生成する第２信号生成手段と、上記光ビーム分離手段の、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して第３焦点誤差信号を生成する第３信号生成手段とを有し、上記第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳを、
ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１    （Ｋ１は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２    （Ｋ２は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ２×Ｋ３    （Ｋ３は係数）で示される式により求める球面収差検出手段が設けられていることを特徴としている。
【００２６】
本発明の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、上記光記録媒体の情報記録層が複数である場合、上記焦点位置ずれ検出手段は、各情報記録層での焦点位置ずれを検出することを特徴としている。
【００２７】
本発明の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、上記焦点位置ずれ検出手段により検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを補正する焦点位置ずれ補正手段と、上記球面収差検出手段により検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系に発生した球面収差を補正する球面収差補正手段とが設けられ、上記球面収差補正手段は、上記焦点位置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれが補正された状態の該集光光学系の球面収差を補正することを特徴としている。
【００２８】
本発明の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、上記光ビーム分離手段はホログラムであることを特徴としている。
【００２９】
本発明の焦点位置検出方法は、上記の課題を解決するために、集光光学系を通過した光ビームのうち、該集光光学系を最良像点に調整した状態の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域を含む光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出することを特徴としている。
【００３０】
ここで、該集光光学系を最良像点に調整した状態の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値における接線は、球面収差のない理想波面を表わす曲線の接線にほぼ平行になる。このことは、光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を表わす曲線の極値を通過する光ビームが収束する収束点（焦点）と、上記最良像点とがほぼ一致することを示している。
【００３１】
したがって、上記構成のように、集光光学系を通過した光ビームのうち、該集光光学系を最良像点に調整した状態の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発生していても、該球面収差の影響を殆ど受けずに焦点位置ずれを正確に検出することができる。
【００３２】
これにより、オフセットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することができるので、該集光光学系の焦点位置ずれを適切に補正することができ、この結果、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を正確に合わせることができる。
【００３３】
また、本発明の他の焦点位置検出方法は、上記の課題を解決するために、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出することを特徴としている。
【００３４】
ここで、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームが収束する収束点（焦点）と、上記集光光学系を通過した光ビームの最良像点とがほぼ一致する。
【００３５】
したがって、上記の構成のように、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発生していても、該球面収差の影響を殆ど受けずに焦点位置ずれを正確に検出することができる。
【００３６】
これにより、オフセットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することができるので、該集光光学系の焦点位置ずれを適切に補正することができ、この結果、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を正確に合わせることができる。
【００３７】
上記集光光学系を通過した光ビームから、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームを分離し、この分離した光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成し、この第１焦点誤差信号を集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号としてもよい。
【００３８】
この場合、集光光学系を通過した光ビームから分離した光ビームを、電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成し、この第１信号を集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることで、集光光学系の焦点位置ずれを電気信号で検出することができる。
【００３９】
これにより、得られた電気信号を、集光光学系の駆動制御を行う駆動回路にそのまま使用することができるので、集光光学系を適切な位置に駆動させることで焦点位置ずれを容易に補正することができる。
【００４０】
上記分離された光ビームを、上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分離手段の該領域を、上記集光光学系を通過した光ビームが通過することにより得てもよい。
【００４１】
この場合、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分離手段を使用することで、集光光学系の焦点位置ずれに必要な光ビームを簡単に分離して得ることができる。
【００４２】
上記光ビーム分離手段における、上記第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第３焦点誤差信号との少なくとも一方の焦点誤差信号に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出してもよい。
【００４３】
この場合、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を通過する光ビームは、上述のように、球面収差の影響を受けることなく最良像点に一致する。
【００４４】
したがって、上記の領域以外の領域である、第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第３焦点誤差信号とは、球面収差の影響を受ける。
【００４５】
これにより、上記の第２焦点誤差信号または第３焦点誤差信号の何れか一方の焦点誤差信号を利用すれば、集光光学系の球面収差を精度よく検出することができる。
【００４６】
上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号を上記第１焦点誤差信号とし、この第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、
上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、
ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１    （Ｋ１は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２    （Ｋ２は係数）
で示される式で求めてもよい。
【００４７】
この場合、集光光学系の球面収差を検出するために使用される第２焦点誤差信号Ｆ２および第３使用点誤差信号Ｆ３ に、集光光学系の焦点位置ずれを検出するための第１信号誤差信号が考慮されるようになるので、焦点位置ずれの影響を抑えて球面収差を検出することができる。
【００４８】
本発明の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、光源と、上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光させる集光光学系と、上記集光光学系を通過した光ビームのうち、該光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出する焦点位置ずれ検出手段とを備えていることを特徴としている。
【００４９】
ここで、光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値における接線は、球面収差のない理想波面を表わす曲線の接線にほぼ平行になる。このことは、光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を表わす曲線の極値を通過する光ビームが収束する収束点（焦点）と、上記最良像点とがほぼ一致することを示している。
【００５０】
したがって、上記構成のように、集光光学系を通過した光ビームのうち、該光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することができる。
【００５１】
これにより、集光光学系の焦点位置ずれを、球面収差の影響なく適切に補正することが可能となるので、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を正確に合わせることができ、この結果、光記録媒体への情報の記録再生を常に良好に行うことができる。
【００５２】
本発明の他の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、光源と、上記光源から照射される光ビームを記録媒体に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出する焦点位置ずれ検出手段とを備えていることを特徴としている。
【００５３】
ここで、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームが収束する収束点（焦点）と、上記集光光学系を通過した光ビームの最良像点とがほぼ一致する。
【００５４】
したがって、上記の構成のように、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することができる。
【００５５】
これにより、集光光学系の焦点位置ずれを、球面収差の影響なく適切に補正することが可能となるので、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を正確に合わせることができ、この結果、光記録媒体への情報の記録再生を常に良好に行うことができる。
【００５６】
上記焦点位置ずれ検出手段は、上記集光光学系を通過した光ビームから、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームを分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段により分離された光ビームに基づいて第１焦点誤差信号を生成する第１信号生成手段とを備え、上記第１焦点誤差信号を、上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点誤差信号としてもよい。
【００５７】
この場合、集光光学系を通過した光ビームから分離した光ビームを、電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成し、この第１信号を集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることで、集光光学系の焦点位置ずれを電気信号で検出することができる。
【００５８】
これにより、得られた電気信号を、集光光学系の駆動制御を行う駆動回路にそのまま使用することができるので、集光光学系を適切な位置に駆動させることで焦点位置ずれを容易に補正することができる。
【００５９】
上記光ビーム分離手段は、上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた第１の領域を有し、上記第１信号生成手段は、上記光ビーム分離手段の第１の領域を通過する光ビームに基づいて第１焦点誤差信号を生成してもよい。
【００６０】
この場合、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分離手段を使用することで、集光光学系の焦点位置ずれに必要な光ビームを簡単に分離して得ることができる。
【００６１】
さらに、上記第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して第２焦点誤差信号を生成する第２信号生成手段ないし、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して第３焦点誤差信号を生成する第３信号生成手段の少なくとも何れか一方の信号生成手段を有し、上記第２焦点誤差信号および第３焦点誤差信号の少なくとも一方の焦点誤差信号に基づいて上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段が設けられていてもよい。
【００６２】
この場合、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を通過する光ビームは、上述のように、球面収差の影響を受けることなく最良像点に一致する。
【００６３】
したがって、上記の領域以外の領域である、第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第３焦点誤差信号とは、球面収差の影響を受ける。
【００６４】
これにより、上記の第２焦点誤差信号または第３焦点誤差信号の何れか一方の焦点誤差信号を利用すれば、集光光学系の球面収差を精度よく検出することができる。
【００６５】
上記球面収差検出手段は、上記集光光学系で生じる焦点誤差信号を上記第１焦点誤差信号とし、この第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、
ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１    （Ｋ１は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２    （Ｋ２は係数）
で示される式により求めてもよい。
【００６６】
この場合、集光光学系の球面収差を検出するために使用される第２焦点誤差信号Ｆ２および第３使用点誤差信号Ｆ３ に、集光光学系の焦点位置ずれを検出するための第１信号誤差信号が考慮されるようになるので、焦点位置ずれの影響を抑えて球面収差を検出することができる。
【００６７】
上記光記録媒体の情報記録層が複数である場合、上記焦点位置ずれ検出手段は、各情報記録層での焦点位置ずれを検出するようにしてもよい。
【００６８】
この場合、光記録媒体の光入射側表面から各情報記録層までの距離の相違によって集光光学系に球面収差が発生しても、これら球面収差の影響を受けることなく各情報記録層での焦点位置ずれを正確に検出することができる。
【００６９】
さらに、上記焦点位置ずれ検出手段により検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを補正する焦点位置ずれ補正手段と、上記球面収差検出手段により検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系に発生した球面収差を補正する球面収差補正手段とを設け、上記球面収差補正手段は、上記焦点位置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれを補正した状態で、集光光学系の球面収差を補正してもよい。
【００７０】
この場合、球面収差補正手段によって、焦点位置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれを補正した状態で、集光光学系の球面収差を補正することで、光記録媒体の情報記録層上で光ビーム径を最良な状態で維持したまま球面収差の補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００７１】
本発明の焦点位置検出方法は、以上のように、集光光学系を通過した光ビームのうち、該集光光学系を最良像点に調整した状態の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出する構成である。
【００７２】
それゆえ、集光光学系を通過した光ビームのうち、該集光光学系を最良像点に調整した状態の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することができる。
【００７３】
よって、集光光学系の焦点位置ずれを適切に補正することができるので、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を正確に合わせることができるという効果を奏する。
【００７４】
また、本発明の他の焦点位置検出方法は、以上のように、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出する構成である。
【００７５】
それゆえ、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することができる。
【００７６】
よって、集光光学系の焦点位置ずれを適切に補正することができるので、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を正確に合わせることができるという効果を奏する。
【００７７】
上記集光光学系を通過した光ビームから、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームを分離し、この分離した光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成し、この第１焦点誤差信号を集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号としてもよい。
【００７８】
この場合、集光光学系を通過した光ビームから分離した光ビームを、電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成し、この第１信号を集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることで、集光光学系の焦点位置ずれを電気信号で検出することができる。
【００７９】
これにより、得られた電気信号を、集光光学系の駆動制御を行う駆動回路にそのまま使用することができるので、集光光学系を適切な位置に駆動させることで焦点位置ずれを容易に補正することができるという効果を奏する。
【００８０】
上記分離された光ビームを、上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分離手段の該領域を、上記集光光学系を通過した光ビームが通過することにより得てもよい。
【００８１】
この場合、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分離手段を使用することで、集光光学系の焦点位置ずれに必要な光ビームを簡単に分離して得ることができるという効果を奏する。
【００８２】
上記光ビーム分離手段における、上記第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第３焦点誤差信号との少なくとも一方の焦点誤差信号に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出してもよい。
【００８３】
この場合、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を通過する光ビームは、上述のように、球面収差の影響を受けることなく最良像点に一致する。
【００８４】
したがって、上記の領域以外の領域である、第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第３焦点誤差信号とは、球面収差の影響を受ける。
【００８５】
これにより、上記の第２焦点誤差信号または第３焦点誤差信号の何れか一方の焦点誤差信号を利用すれば、集光光学系の球面収差を精度よく検出することができるという効果を奏する。
【００８６】
上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号を上記第１焦点誤差信号とし、この第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、
上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、
ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１    （Ｋ１は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２    （Ｋ２は係数）
で示される式で求めてもよい。
【００８７】
この場合、集光光学系の球面収差を検出するために使用される第２焦点誤差信号Ｆ２および第３使用点誤差信号Ｆ３に、集光光学系の焦点位置ずれを検出するための第１信号誤差信号が考慮されるようになるので、焦点位置ずれの影響を抑えて球面収差を検出することができるという効果を奏する。
【００８８】
本発明の光ピックアップ装置は、以上のように、光源と、上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光させる集光光学系と、上記集光光学系を通過した光ビームのうち、該光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出する焦点位置ずれ検出手段とを備えている構成である。
【００８９】
それゆえ、集光光学系を通過した光ビームのうち、該光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することができる。
【００９０】
これにより、集光光学系の焦点位置ずれを、球面収差の影響なく適切に補正することが可能となるので、光記録媒体への情報の記録再生を常に良好に行うことができるという効果を奏する。
【００９１】
本発明の他の光ピックアップ装置は、以上のように、光源と、上記光源から照射される光ビームを記録媒体に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出する焦点位置ずれ検出手段とを備えている構成である。
【００９２】
それゆえ、対物レンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することができる。
【００９３】
これにより、集光光学系の焦点位置ずれを、球面収差の影響なく適切に補正することが可能となるので、光記録媒体への情報の記録再生を常に良好に行うことができるという効果を奏する。
【００９４】
上記焦点位置ずれ検出手段は、上記集光光学系を通過した光ビームから、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームを分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段により分離された光ビームに基づいて第１焦点誤差信号を生成する第１信号生成手段とを備え、上記第１焦点誤差信号を、上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点誤差信号としてもよい。
【００９５】
この場合、集光光学系を通過した光ビームから分離した光ビームを、電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成し、この第１信号を集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることで、集光光学系の焦点位置ずれを電気信号で検出することができる。
【００９６】
これにより、得られた電気信号を、集光光学系の駆動制御を行う駆動回路にそのまま使用することができるので、集光光学系を適切な位置に駆動させることで焦点位置ずれを容易に補正することができるという効果を奏する。
【００９７】
上記光ビーム分離手段は、上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた第１の領域を有し、上記第１信号生成手段は、上記光ビーム分離手段の第１の領域を通過する光ビームに基づいて第１焦点誤差信号を生成してもよい。
【００９８】
この場合、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分離手段を使用することで、集光光学系の焦点位置ずれに必要な光ビームを簡単に分離して得ることができるという効果を奏する。
【００９９】
さらに、上記第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して第２焦点誤差信号を生成する第２信号生成手段ないし、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して第３焦点誤差信号を生成する第３信号生成手段の少なくとも何れか一方の信号生成手段を有し、上記第２焦点誤差信号および第３焦点誤差信号の少なくとも一方の焦点誤差信号に基づいて上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段が設けられていてもよい。
【０１００】
この場合、集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域を通過する光ビームは、上述のように、球面収差の影響を受けることなく最良像点に一致する。
【０１０１】
したがって、上記の領域以外の領域である、第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第３焦点誤差信号とは、球面収差の影響を受ける。
【０１０２】
これにより、上記の第２焦点誤差信号または第３焦点誤差信号の何れか一方の焦点誤差信号を利用すれば、集光光学系の球面収差を精度よく検出することができるという効果を奏する。
【０１０３】
上記球面収差検出手段は、上記集光光学系で生じる焦点誤差信号を上記第１焦点誤差信号とし、この第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、
ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１    （Ｋ１は係数）
または、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２    （Ｋ２は係数）
で示される式により求めてもよい。
【０１０４】
この場合、集光光学系の球面収差を検出するために使用される第２焦点誤差信号Ｆ２および第３使用点誤差信号Ｆ３ に、集光光学系の焦点位置ずれを検出するための第１信号誤差信号が考慮されるようになるので、焦点位置ずれの影響を抑えて球面収差を検出することができるという効果を奏する。
【０１０５】
上記光記録媒体の情報記録層が複数である場合、上記焦点位置ずれ検出手段は、各情報記録層での焦点位置ずれを検出するようにしてもよい。
【０１０６】
この場合、光記録媒体の光入射側表面から各情報記録層までの距離の相違によって集光光学系に球面収差が発生しても、これら球面収差の影響を受けることなく各情報記録層での焦点位置ずれを正確に検出することができるという効果を奏する。
【０１０７】
さらに、上記焦点位置ずれ検出手段により検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを補正する焦点位置ずれ補正手段と、上記球面収差検出手段により検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系に発生した球面収差を補正する球面収差補正手段とを設け、上記球面収差補正手段は、上記焦点位置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれを補正した状態で、集光光学系の球面収差を補正してもよい。
【０１０８】
この場合、球面収差補正手段によって、焦点位置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれを補正した状態で、集光光学系の球面収差を補正することで、光記録媒体の情報記録層上で光ビーム径を最良な状態で維持したまま球面収差の補正を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０９】
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本発明の焦点位置ずれ検出方法を、光記録媒体としての光ディスクに対して光学的に情報の記録・再生を行う光記録再生装置に備られた光ピックアップ装置に適用した例について説明する。
【０１１０】
本実施の形態に係る光記録再生装置は、図２に示すように、光記録媒体である光ディスク６を回転駆動するスピンドルモータ６２、光ディスク６に情報を記録再生する光ピックアップ装置１０、上記スピンドルモータ６２および光ピックアップ装置１０を駆動制御するための駆動制御部５１を備えている。
【０１１１】
上記光ピックアップ装置１０は、光ディスク６に光ビームを照射するための光源としての半導体レーザ１、ホログラム２、コリメートレンズ３、集光光学系としての２要素対物レンズ９および検出装置７、８を有している。
【０１１２】
また、上記２要素対物レンズ９とコリメートレンズ３との間には、２要素対物レンズ９からの光ビームあるいはコリメートレンズ３からの光ビームの光路を約９０°屈折させるミラー６３が設置されている。
【０１１３】
さらに、上記２要素対物レンズ９は、半導体レーザ１からの光ビーム照射側からレンズ第１要素４、レンズ第２要素５の順で配置された構造となっている。
【０１１４】
上記レンズ第１要素４は、周縁部においてホルダ５２により保持されている。このホルダ５２の外周部には、フォーカス・アクチュエータ５３およびトラッキング・アクチュエータ６４が設けられている。
【０１１５】
上記フォーカス・アクチュエータ５３によって、２要素対物レンズ９を光軸方向の適切な位置に移動させて合焦制御が行われる。また、トラッキング・アクチュエータ６４によって、２要素対物レンズ９をラジアル方向（光ディスク６上に形成されたトラックの方向および光軸方向とに互いに直交する方向）に移動させてトラッキング制御が行われる。
【０１１６】
上記のトラッキング・アクチュエータ６４を正確に駆動制御することで、光ビームを光ディスク６の情報トラック上に正確に追跡させるようになっている。
【０１１７】
また、上記レンズ第２要素５は、周縁部においてホルダ５４に保持されている。このホルダ５４の外周部に対向するホルダ５２の内周面には、上記レンズ第２要素５を光軸方向に移動させる第２要素アクチュエータ５５が設けられている。この第２要素アクチュエータ５５を駆動制御することで、レンズ第１要素４とレンズ第２要素５との間隔を調整し、光ピックアップ装置１０の光学系で生じる球面収差を補正するようになっている。
【０１１８】
上記駆動制御部５１は、上記スピンドルモータ６２の駆動制御を行うスピンドルモータ駆動回路５６、上記フォーカス・アクチュエータ５３の駆動制御を行うフォーカス駆動回路５７、上記トラッキング・アクチュエータ６４の駆動制御を行うトラッキング駆動回路６１、上記第２要素アクチュエータ５５の駆動制御を行う第２要素駆動回路５８を有すると共に、上記検出装置７、８から得られた信号から上記の各制御回路への制御信号を生成するための制御信号生成回路５９、上記検出装置７、８から得られた信号から光ディスク６に記録されている情報を再生し、再生信号を生成するための情報再生回路６０を有している。
【０１１９】
上記制御信号生成回路５９は、上記検出装置７、８から得られた信号に基づいて、トラッキングエラー信号、焦点誤差信号ＦＥＳ、球面収差誤差信号ＳＡＥＳを生成し、トラックエラー信号はトラッキング駆動回路６１へ、焦点誤差信号ＦＥＳはフォーカス駆動回路５７へ、球面収差誤差信号ＳＡＥＳは第２要素駆動回路５８へ出力するようになっている。そして、各駆動回路では、各エラー信号に基づいて各部材の駆動制御を行う。
【０１２０】
例えばフォーカス駆動回路５７では、焦点誤差信号ＦＥＳが入力されれば、このＦＥＳの値に基づいて、２要素対物レンズ９を光軸方向に移動させて、該２要素対物レンズ９の焦点位置ずれを補正するようにフォーカス・アクチュエータ５３を駆動制御する。
【０１２１】
また、第２要素駆動回路５８では、球面収差誤差信号ＳＡＥＳが入力されれば、このＳＡＥＳの値に基づいて、レンズ第２要素５を光軸方向に移動させて、光ピックアップ装置１０の光学系で発生した球面収差を補正するように第２要素アクチュエータ５５を駆動制御する。但し、球面収差補正機構で球面収差を補正する場合には、２要素対物レンズ９のレンズ第１要素４とレンズ第２要素５との間隔は固定し、該球面収差補正機構に入力された球面収差誤差信号ＳＡＥＳの値に応じて、球面収差を補正する。
【０１２２】
ここで、上記光ピックアップ装置１０の詳細について図１を参照しながら以下に説明する。なお、説明の便宜上、図１に示す光ピックアップ装置１０では、図２で示したミラー６３については省略している。
【０１２３】
上記光ピックアップ装置１０において、ホログラム２、コリメートレンズ３、２要素対物レンズ９を構成するレンズ第１要素４、レンズ第２要素５は、半導体レーザ１の光ビーム照射面と光ディスクの光ビーム反射面との間に形成される光軸ＯＺ上に配置され、検出装置７、８は、上記ホログラム２の回折光の焦点位置に配置されている。
【０１２４】
すなわち、上記構成の光ピックアップ装置１０において、半導体レーザ１から照射された光ビームは、ホログラム２で０次回折光として通過し、コリメートレンズ３によって平行光に変換された後、２枚のレンズ第１要素４およびレンズ第２要素５から構成される２要素対物レンズ９を通過して、光ディスク６上の情報記録層６ｃまたは６ｄに集光される。
【０１２５】
一方、光ディスク６の情報記録層６ｃまたは６ｄから反射された光ビームは、２要素対物レンズ９のレンズ第２要素５、レンズ第１要素４、コリメートレンズ３の順に各部材を通過してホログラム２に入射され、ホログラム２にて回折されて検出装置７、８上に集光される。
【０１２６】
上記検出装置７は、第１受光部７ａ、第２受光部７ｂ、第３受光部７ｃを、検出装置８は、第４受光部８ａ、第５受光部８ｂを備えており、集光された光ビームはこれら検出装置７、８によって電気信号に変換される。
【０１２７】
上記光ディスク６は、カバーガラス６ａ、基板６ｂ、およびカバーガラス６ａと基板６ｂとの間に形成された２つの情報記録層６ｃ、６ｄから構成されている。つまり、光ディスク６は２層ディスクであって、本光ピックアップ装置１０は情報記録層６ｃまたは６ｄに光ビームを集光させることで、各情報記録層から情報を再生し、各情報記録層へ情報を記録するようになっている。
【０１２８】
したがって、以下の説明において、光ディスク６の情報記録層は情報記録層６ｃまたは６ｄのいずれかを表し、光ピックアップ装置１０は、どちらの情報記録層にも光ビームを集光させ、情報を記録または再生できるものとする。
【０１２９】
上記ホログラム２は、５つの領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを有している。
【０１３０】
第１の領域２ａは、光軸ＯＺに直交する第１の直線ＣＬ１と、光軸ＯＺを中心とする第１の円Ｅ１と第２の円弧Ｅ２で囲まれた領域である。
【０１３１】
第２の領域２ｂは、上記第１の直線ＣＬ１と上記第２の円弧Ｅ２と、光軸ＯＺを中心とする第３の円弧Ｅ３で囲まれた領域である。
【０１３２】
第３の領域２ｃは、上記第１の直線ＣＬ１と、上記第３の円弧Ｅ３で囲まれた領域である。
【０１３３】
第４の領域２ｄは、上記第１の直線ＣＬ１と、上記第１の円Ｅ１と、光軸ＯＺと上記第１の直線ＣＬ１に直交する第２の直線ＣＬ２とで囲まれた領域である。
【０１３４】
第５の領域２ｅは、上記第４の領域２ｄと同様に、上記第１の直線ＣＬ１と、上記第２の直線ＣＬ２と、上記第１の円Ｅ１で囲まれた領域である。
【０１３５】
上記ホログラム２は、半導体レーザ１側からの射出光を０次回折光として光ディスク６側に透過させ、光ディスク６側からの反射光を回折して検出装置７、８に導くようになっている。
【０１３６】
そして、ホログラム２は、光ディスク６側から該ホログラム２を通過する光ビームを回折し、各領域で異なる点に集光させるように形成されている。すなわち、光ディスク６の記録情報像で反射された光ビームのうち、ホログラム２の第１の領域２ａで回折された第１の光ビームは第１受光部７ａで集光スポットを形成し、ホログラム２の第２の領域２ｂで回折された第２の光ビームは第２受光部７ｂで集光スポットを形成し、ホログラム２の第３の領域２ｃで回折された第３の光ビームは第３受光部７ｃで集光スポットを形成し、ホログラム２の第４の領域２ｄで回折された第４の光ビームは第４受光部８ａで集光スポットを形成し、ホログラム２の第５の領域２ｅで回折された第５の光ビームは第５受光部８ｂで集光スポットを形成する。
【０１３７】
ここで、上記検出装置７、８の詳細について図３を参照しながら以下に説明する。
【０１３８】
図３に示すように、検出装置７は、上記の３つの受光部（第１受光部７ａ、第２受光部７ｂ、第３受光部７ｃ）を並置して形成され、検出装置８は、上記の２つの受光部（第４受光部８ａ、第５受光部８ｂ）を並置して形成されている。
【０１３９】
第１受光部７ａ、第２受光部７ｂ、第３受光部７ｃは、それぞれ２分割された光検出器１１ａ、１１ｂと１２ａ、１２ｂと１３ａ、１３ｂを備えている。そして、各受光部は、各光検出器の分割線上に第１、第２、第３の光ビームの集光スポットが形成されるように配置され、光ビームを電気信号に変換する。
【０１４０】
第４受光部８ａと第５受光部８ｂは、各１つずつ光検出器１４、１５を備えており、第４と第５の光ビームを電気信号に変換する。
【０１４１】
上記の各光検出器で得られた電気信号は、駆動制御部５１（図２）にて２要素対物レンズ９の焦点位置ずれや光ディスク６からの情報再生に使用される。例えば、上記電気信号は、情報再生回路６０（図２）に出力され再生信号ＲＦに変換される。この時、光ディスク６に記録されている再生信号ＲＦは、各光検出器から出力された電気信号の総和で与えられる。
【０１４２】
上記構成の光記録再生装置では、２要素対物レンズ９から射出された光ビームを、光ディスク上に形成されたトラック上に集光させるために、トラッキング駆動制御が行われる。すなわち、トラッキング・アクチュエータ６４（図２）を駆動して、２要素対物レンズ９を光ディスク６のラジアル方向（半径方向）に移動させて、光ビームをトラック上に集光させる。
【０１４３】
ここで、集光ビームがトラックからラジアル方向にずれている量を示すトラッキングずれ信号ＴＥＳは、光検出器１４、１５から出力される電気信号１４Ｓ、１５Ｓを用いて
ＴＥＳ＝１４Ｓ−１５Ｓ      ・・・・・・・・・・・・・（２）
で表される。
【０１４４】
この上記式（２）によってトラッキングずれ信号ＴＥＳを求めて、トラッキングずれを計測方法は、トラックと集光スポットとの位置関係により、ラジアル方向に反射回折光パターンのアンバランスが生じる現象を利用したものであり、いわゆるプッシュプル方式と呼ばれている。従って、このアンバランス量を計測するためには、ホログラム２が有する第４の領域２ｄと第５の領域２ｅとを分割する第２の直線ＣＬ２は、ラジアル方向と直交することが望ましい。
【０１４５】
上記各光検出器からの電気信号を用いて２要素対物レンズ９の焦点ずれ補正は以下のようにして行う。
【０１４６】
情報記録層に焦点が一致していないと、検出装置７の第１受光部７ａ、第２受光部７ｂ、第３受光部７ｃにおいて光ビームはどちらか一方の光検出器にかたよる。そこで、ホログラム２の第１の領域２ａからの回折光を電気信号に変換する光検出器１１ａ、１１ｂからの電気信号を１１ａＳ、１１ｂＳとして、第１焦点誤差信号Ｆ１を、
Ｆ１＝１１ａＳ−１１ｂＳ            ・・・・・・・・・・・・・（３）
で与え、ホログラム２の第２の領域２ｂからの回折光を電気信号に変換する光検出器１２ａ、１２ｂからの電気信号を１２ａＳ、１２ｂＳとして、第２焦点誤差信号Ｆ２を、
Ｆ２＝１２ａＳ−１２ｂＳ            ・・・・・・・・・・・・・（４）
で与え、ホログラム２の第３の領域２ｃからの回折光を電気信号に変換する光検出器１３ａ、１３ｂからの電気信号を１３ａＳ、１３ｂＳとして、第３焦点誤差信号Ｆ３を、
Ｆ３＝１３ａＳ−１３ｂＳ            ・・・・・・・・・・・・・（５）
で与えると、情報記録層に焦点が一致していない場合は、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の各焦点誤差信号の出力値は焦点位置ずれの量に相当する。
【０１４７】
よって、常に焦点位置を情報記録層と一致させておくためには第１焦点誤差信号Ｆ１ないしＦ２、Ｆ３の出力を常に０となるように２要素対物レンズ９を光軸ＯＺ方向に移動させればよい。
【０１４８】
上記で示したような方法で焦点ずれを検出するやり方は、一般にナイフエッジ法と呼ばれる。ここで、焦点位置ずれは、半導体レーザ１側から２要素対物レンズ９を通過する光ビームが集光している焦点と、光ディスク６の情報記録層の位置との離反量を表している。
【０１４９】
通常、焦点位置ずれ信号ＦＥＳの検出には、光ビームの有効径全域を使用して行うので、本実施の形態において、ＦＥＳは、
ＦＥＳ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３            ・・・・・・・・・・・・・・（６）により生成される。
となる。しかし、その場合には以下に述べるような問題が生じる。
【０１５０】
上記集光光学系である２要素対物レンズ９では、光ディスク６のカバーガラス６ａの厚さが変化することなどが原因で球面収差が発生する。この時の焦点位置ずれ検出を考えると、焦点位置ずれの信号ＦＥＳには図４で示したようなオフセットＡが発生する。そのため、検出した焦点位置ずれ信号ＦＥＳが０を出力していても情報記録層上で光ビームが最良像点Ｏと一致してなく、情報の記録再生ができなくなる虞がある。ここで、上記最良像点Ｏとは、光ビームのビーム径が最小となる像点の位置のことである。
【０１５１】
ここで、光ピックアップ装置１０の光学系に球面収差が発生している場合の光ビームの内周部と外周部とでの焦点位置ずれについて以下に説明する。
【０１５２】
まず、光ビームに球面収差が発生しない時は、図５（ａ）に示すように、光軸ＯＺ上の一点（焦点）に光ビームが集光される。
【０１５３】
一方、光ビームに球面収差が発生した時は、図５（ｂ）に示すように、レンズ外周部では光軸ＯＺ上の最良像点Ｏよりも遠い位置に焦点Ａが形成され、レンズ内周部の光軸ＯＺに近い側では上記最良像点Ｏよりも近い位置に焦点Ｂが形成される。
【０１５４】
したがって、図５（ｂ）に示すように、光ビームに球面収差が発生した場合の焦点位置ずれ量は、最良像点Ｏから焦点Ａまでの距離ａ、あるいは最良像点Ｏから焦点Ｂまでの距離ｂで示される。
【０１５５】
よって、光ビームに球面収差が発生した場合、オフセットが発生しないで焦点位置ずれを精度よく検出するには、分離した光ビームを最良像点Ｏに集光させる必要がある。
【０１５６】
そこで、オフセットが発生しない焦点ずれの検出を光ビームの波面から考える。図６は、図５（ｂ）に示すように、球面収差が発生した時の波面収差を表している。また、球面収差発生時に、光ビームが光ディスク６の情報記録層上で最良像点であるときの波面１７は、光軸ＯＺを中心として対称な曲線で示されている。
【０１５７】
ここで、領域１８ａ、１８ｂの波面の傾きは、理想波面１６の傾きとほぼ一致している。そのため領域１８ａ、１８ｂに含まれる光ビームは、理想波面１６と同じ方向を進み、球面収差が無い時とほとんど等しい位置で焦点を結ぶ。よって、領域１８ａ、１８ｂに含まれる光ビームを用いると球面収差の影響を小さく抑えた焦点位置ずれの検出を行うことができる。
【０１５８】
つまり、図７に示すように、球面収差のない理想波面１６における焦点位置と、球面収差が発生した波面１７の境界線となる領域１８ａ、１８ｂ上の極値の焦点位置とは一致している。したがって、球面収差が発生した波面１７の極値およびこの極値近傍の領域である領域１８ａ、１８ｂに相当する光ビームにより焦点位置を検出すれば、光ピックアップ装置１０における焦点位置（最良像点Ｏ）がずれた場合、該極値の焦点位置も同じようにずれるので、球面収差の影響を小さく抑えた焦点位置ずれの検出を行うことができる。
【０１５９】
次に、領域１８ａ、１８ｂの位置を探すことにするが、領域１８ａ、１８ｂは波面１７の極値とその周辺の領域である。一般的に、波面の収差解析には、波面の形をゼルニケ多項式に最小自乗近似でフィットし、多項式の係数から３次収差を求める。図６の波面１７をゼルニケ多項式を用いて最小自乗近似でフィットすると、６ｑ4 −６ｑ2 ＋１（ｑはビーム有効径で正規化されたビーム中心からの距離）の項が支配的となる。それから波面１７の極値を求めると領域１８ａ、１８ｂの位置が分かり、図６において光軸ＯＺからの波面１７の極値までの距離ｒ１は光ビーム有効径ｒとおよそ以下の式（７）で示すような関係となる。
【０１６０】
ｒ１＝０．７ｒ      ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
すなわち、ビーム有効径のおよそ７０％の位置が波面１７の極値となる。
【０１６１】
図８に光ディスク６のカバーガラス６ａの厚さが変化して球面収差が発生した時に、光ビーム有効径の６０〜８５％の領域で焦点ずれを検出した時の焦点位置ずれ信号のオフセット量と、上述した式（６）のように光ビーム有効径全域を使って検出された焦点位置ずれ信号のオフセット量を計算した結果を示す。
【０１６２】
ここで、球面収差量が大きくなると最良像点は光ビーム外周部の焦点位置へ偏るので、計算で設定した領域は光ビーム有効径の７０％以上の領域のほうが光ビーム有効径の７０％以下の領域よりも占める割合が大きい。
【０１６３】
また、多く２要素対物レンズ９の開口数は、０．８５として計算しカバーガラス厚を１００μｍから±２０μｍ変化させて球面収差を発生させても、光ビーム有効径の７０％付近の領域で焦点ずれを検出したら焦点位置ずれ信号ＦＥＳにはほとんどオフセットが発生しないことが分かる。
【０１６４】
光ピックアップ装置１０において、光ビーム有効径７０％付近の光ビームでの焦点位置ずれの検出は、ホログラム２の第２の円弧Ｅ２の径を光ビーム有効径の７０％より大きくし、第３の円弧Ｅ３を光ビーム有効径の７０％より小さくする事によって第２の領域２ｂを光ビーム有効径の７０％付近の領域に設計し、第２の領域２ｂから導かれる第２の光ビームを用いて行えばよい。この時、電気信号Ｆ２が２要素対物レンズ９の焦点ずれ信号ＦＥＳとなる。
【０１６５】
残りの第１焦点誤差信号Ｆ１、第３焦点誤差信号Ｆ３は球面収差の検出に用いることができる。第１焦点誤差信号Ｆ１、第３焦点誤差信号には、球面収差の大きさに相当したオフセットが発生するのでその値から球面収差を検出することができる。そこで、球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、
ＳＡＥＳ＝Ｆ１              ・・・・・・・・・・・・・・・・（８）
ないし、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３              ・・・・・・・・・・・・・・・・（９）
で生成される。
【０１６６】
ところで、焦点位置ずれが発生すると球面収差誤差信号ＳＡＥＳは変化してしまうので、球面収差を正確に検出できない。但し、フォーカスサーボがかかっている時はＳＡＥＳの生成式として式（８）（９）でもよいが、焦点位置ずれの影響を極力抑えて球面収差を検出するのならば球面収差誤差信号ＳＡＥＳを、
ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ２×Ｋ１      （Ｋ１は係数）  ・・・・・・（１０）
あるいは、
ＳＡＥＳ＝Ｆ１−Ｆ２×Ｋ２      （Ｋ２は係数）  ・・・・・・（１１）
で与えてやればよい。この時、係数Ｋ１、Ｋ２は、焦点位置ずれが生じてもＳＡＥＳの変化が小さくなるように決定する。フォーカスサーボを考慮した場合、焦点位置ずれが小さい範囲でＳＡＥＳの値が安定するように係数Ｋ１、Ｋ２を決定すればよい。
【０１６７】
さらに、球面収差誤差信号ＳＡＥＳを
ＳＡＥＳ＝Ｆ１−Ｆ３×Ｋ３      （Ｋ３は係数）  ・・・・・・（１２）
で求めてもよい。ここで、係数Ｋ３は、第２焦点誤差信号Ｆ２、第３焦点誤差信号Ｆ３の出力差を補正するための係数である。
【０１６８】
なお、本実施の形態では、光ディスク６の情報記録層から反射した光ビームを検出装置７に導くための手段としてホログラム２を使用したがこれに限定されるものではない。しかしながら、装置の小型化を図る点からはホログラムを使用するのが好ましい。
【０１６９】
また、本実施の形態では、焦点位置ずれの検出としてナイフエッジ法を利用したが、図１に示すホログラム２の代わりに、図９に示すような分割パターンのホログラム２０を使用し、該ホログラム２０の領域２０ａで回折される±１次光のビームサイズの変化を検出して焦点位置ずれを検出するビームサイズ法でも同様に、オフセットが発生しない焦点位置ずれの検出を行うことができる。
【０１７０】
図９に示す光ピックアップ装置において、焦点位置ずれ信号ＦＥＳは、検出装置３０を構成する光検出器３０ａ〜３０ｃ、検出装置３１を構成する３１ａ〜３１ｃからの出力３０ａＳ〜３０ｃＳ、３１ａＳ〜３１ｃＳを用いて、以下の式（１３）を用いて生成される。
ＦＥＳ＝｛３０ｂＳ−（３０ａＳ＋３０ｃＳ）｝−｛３１ｂＳ―（３１ａＳ＋３          １ｃＳ）｝            ・・・・・・・・・・・・・・（１３）
さらに、ホログラム２０の領域２０ａの外周部にある領域２０ｂ、領域２０ａの内周部にある領域２０ｃからの回折光を、領域２０ａからの回折光から焦点位置ずれを検出した方法と同様な方法で焦点位置ずれを検出し球面収差の検出に利用できるがここでは省略する。
【０１７１】
本実施の形態において、図１に示すように、ホログラム２は円または円弧によって分割されている。
【０１７２】
しかしながら、実際の光ピックアップ装置では、光ディスク６の記録情報層上に形成されたトラック上に集光させるために、２要素対物レンズ９を光ディスク６のラジアル方向（半径方向）に移動させて常にトラック上に集光させるための制御、いわゆるトラッキング制御が行われている。
【０１７３】
ホログラム２と２要素対物レンズ９が一体で製作されている場合には、問題とならないが、各部材が分離して光ピックアップ装置に装備される場合には、トラッキング制御によって光ビームの中心はホログラムの中心と一致しない状況が生じる。
【０１７４】
このとき、図１に示すようなホログラム２の形状だと、本来ホログラム２の各領域で回折されるはずの光ビームの一部がでそれぞれ別の領域で回折されてしまい、光ビームの中心とホログラム２の中心とにずれがある場合と無い場合とで各光検出器からの電気信号が変化する。そのため、光ピックアップ装置の制御のために生成される各エラー信号が変化する。
【０１７５】
そこで、図１に示すホログラム２の代わりに、図１０に示すようなホログラム２１を使用することが考えられる。このホログラム２１では、ラジアル方向に平行な直線で分割された領域２１ａ、２１ｂを有し、これら領域２１ａ、２１ｂからの±１次光をそれぞれ同一地点に集光させてビームサイズの変化を検出し集光光学系としての２要素対物レンズの焦点位置ずれを検出するようになっている。
【０１７６】
この場合、上記領域２１ａ、２１ｂは、光ビーム有効径の７０％とその付近の領域の光ビームを回折させるように設計する。このときの焦点位置ずれ信号ＦＥＳは検出装置３２を構成する光検出器３２ａ〜３２ｃ、検出装置３３を構成する３３ａ〜３３ｃからの出力信号３２ａＳ〜３２ｃＳ、３３ａＳ〜３３ｃＳを用いて、以下の式（１４）で表わされる。
ＦＥＳ＝｛３２ｂＳ−（３２ａＳ＋３２ｃＳ）｝−｛３３ｂＳ―（３３ａＳ＋３３ｃＳ）｝                                ・・・・・・・・・・（１４）
ホログラム２１における領域分割のための分割線を、図１０のようにすると、２要素対物レンズ９がトラッキング制御のため光ディスク６のラジアル方向に移動することによって、光ビームの回折される領域に変化がないので、常に光ビーム内の等しい領域の光が同一受光部で焦点を結ぶことになる。よって、トラッキング制御によって焦点位置ずれ等の信号が変化することはない。
【０１７７】
また、本実施の形態の光ピックアップ装置を用いると、光ディスク６のカバーガラス６ａの厚さが広範囲に変化しても焦点ずれを正確に検出する事ができるので、複数の情報記録層を有する記録媒体において各情報記録層に焦点を一致させることが可能である。
【０１７８】
また、本実施の形態において、対物レンズは、レンズ第１要素４とレンズ第２要素５の２枚レンズからなる２要素対物レンズを用いたが、装置の組み立てを簡略化するために１枚のレンズで対物レンズ９を構成してもよい。
【０１７９】
さらに、本実施の形態において、焦点位置ずれの補正は、上述した検出方法で検出した焦点位置ずれ信号ＦＥＳに基づいて２要素対物レンズ９と光ディスク６の間隔を変化させて行う。球面収差は、２要素対物レンズ９を構成するレンズ第１要素４とレンズ第２要素５との間隔を変化させる事によって補正する事が出来るが、これに限定されたものではない。例えば、コリメートレンズ３を移動させて、半導体レーザ１とコリメートレンズ３との間隔を調整させてもよい。
【０１８０】
また、２要素対物レンズ９とコリメートレンズ３との間に、球面収差補正機構を挿入してもよい。球面収差補正機構は、光ビームが球面収差補正機構を通過する際に、球面収差を発生させる光学系を構成している。
【０１８１】
例えば、球面収差補正機構として、正のパワーを持つ凸レンズと負のパワーを持つ凹レンズを組み合わせたアフォーカル光学系を用いればよい。２枚のレンズ間隔を調節することで、球面収差を発生させることができる。さらに、球面収差補正機構の別の構成として、正のパワーを持つ２枚の凸レンズを組み合わせたアフォーカル光学系でもよい。さらに球面収差を発生させて球面収差補正機構として液晶パネルも考えられる。
【０１８２】
上記の球面収差補正方法では、集光光学系で発生した球面収差を打ち消すような球面収差を発生する事により球面収差を補正する。だが、例えば２枚レンズの補正機構、最適な球面収差補正レンズの位置を見つけ出す時に球面収差を大きくする方向にレンズが動くなどして球面収差を大きくする場合も考えられる。その時、光ビームの有効径全域の光ビームを利用して焦点位置ずれを検出する方法では焦点位置ずれ信号にオフセットが生じてしまい記録層上で光ビームの径が最小にならずに、記録ないし再生信号が劣化してしまう。
【０１８３】
しかしながら、上記で述べたような検出方法で焦点位置ずれを検出すれば、球面収差量が多少大きく変動しても焦点位置ずれ信号ＦＥＳにオフセットが発生しないので、常に光ビームの最良像点と複数の情報記録層を有する光ディスク６の各情報記録層とを一致させる事ができ、記録ないし再生信号が劣化することはない。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す光ピックアップ装置を備えた光記録再生装置の概略構成図である。
【図３】図１に示す光ピックアップ装置の検出装置の詳細を示す説明図である。
【図４】集光光学系に球面収差が発生した場合の焦点誤差信号ＦＥＳと焦点位置ずれ量との関係を示すグラフである。
【図５】（ａ）は球面収差のない状態のレンズにおける光ビームの焦点位置を示す説明図であり、（ｂ）は球面収差の発生しているレンズにおける光ビームの焦点位置を示す説明図である。
【図６】球面収差が発生したときの波面収差を示した概念図である。
【図７】球面収差の無い場合の焦点位置と球面収差の有る場合の波面の極値での焦点位置との状態を示す説明図である。
【図８】光ビームの有効径を変更して焦点誤差信号ＦＥＳを検出した場合のオフセット量とカバーガラス厚さ誤差との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の他の光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図１０】本発明のさらに他の光ピックアップ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１８５】
１      半導体レーザ
２      ホログラム（光ビーム分離手段）
２ａ    領域
２ｂ    領域
２ｃ    領域
２ｄ    領域
２ｅ    領域
４      レンズ第１要素（対物レンズ）
５      レンズ第２要素（対物レンズ）
６      光ディスク（光記録媒体）
７      検出装置
８      検出装置
９      ２要素対物レンズ（集光光学系）
１６      理想波面
１７      波面（曲線）
１８ａ    領域（極値近傍）
１８ｂ    領域（極値近傍）
２０      ホログラム（光ビーム分離手段）
２０ａ    領域
２０ｂ    領域
２０ｃ    領域
２１      ホログラム（光ビーム分離手段）
２１ａ    領域
２１ｂ    領域
ＣＬ１    第１の直線
ＣＬ２    第２の直線
Ｅ２      第２の円弧
Ｅ３      第３の円弧
Ｆ１      第１焦点誤差信号
Ｆ２      第２焦点誤差信号
Ｆ３      第３焦点誤差信号
Ｏ        最良像点
ＯＺ      光軸
ＳＡＥＳ  球面収差誤差信号
ｒ        光ビーム有効径
【図１】
2004213892.tif 000003
【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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