(57)【要約】【課題】より簡易な構成でありながら、光ディスクのカバー層の厚さに起因して生ずる対物レンズの球面収差を的確に検出することのできる光ピックアップを提供する。【解決手段】光ピックアップ１１において、レーザ光源１２から照射されるレーザ光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ１４に入射されると、偏光反射面１４ａにてその一部が反射され、その後、１／４波長板１５、エキスパンダ１６、および第１の対物レンズ１７を順に透過する。そして、光ディスク１８に集光されたレーザ光Ｌ５は、光ディスク１８の反射層１８ｂにて反射されて、その後、光検出器２０を構成する受光素子２１上に集光される。このような光ピックアップ１１として、上記受光素子２１を同心円状の複数の受光領域に分割するとともに、これら受光領域の出力に基づいて球面収差を検出する球面収差検出回路を備えることとした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データが記録される反射層が透光性のカバー層によって覆われてなる光ディスクの反射層上にレーザ光源から照射されるレーザ光を前記カバー層を介して集光するための対物レンズと、前記光ディスクの反射層からの反射光を受光してこれを電気信号に変換する受光素子とを備える光ピックアップにおいて、
前記受光素子は、素子中央部から素子外縁に向けて分割された複数の受光領域を有してそれら各受光領域の別に各々の受光量に応じた電気信号を出力するものであり、該受光素子には、それら各受光領域から出力される電気信号の大小に基づいて前記カバー層の厚さに応じた前記対物レンズの球面収差を検出する球面収差検出回路が設けられてなる
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記受光素子は、前記分割された複数の受光領域が同心円状に設けられてなる
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記球面収差検出回路は、前記受光素子の中央部にあたる受光領域を通じて出力される電気信号からその外側にあたる受光領域を通じて出力される電気信号を減算し、該減算値に基づいて前記球面収差を検出するものである
請求項１または２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、
前記球面収差検出回路を通じて検出される球面収差の度合いに応じて、この球面収差が許容できる所定の範囲に収まるように前記対物レンズによる集光態様を補正する補正手段をさらに備える
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
前記補正手段は、前記検出される球面収差が許容値を超えるとき、前記対物レンズによる集光態様を第１の方向に補正し、この補正によって前記球面収差が拡大されるとき、前記対物レンズによる集光態様を前記第１の方向とは逆の第２の方向に補正する
請求項４に記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置にあって光ディスクの再生、もしくは記録再生に使用される光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの大容量化、且つ高密度化を実現するための方法の１つとして光ディスクの記録面上にデータを記録し、また再生するために照射するレーザ光スポット径を小さくするという方法がある。ちなみに、光スポット径は、レーザ光の波長λ、対物レンズの開口率ＮＡから計算される「λ／ＮＡ」に比例することから、光ディスクの大容量化、高密度化のためには、波長λをより短く、対物レンズの開口率ＮＡをより大きくすることが有効である。そして近年は、従来の再生型ＤＶＤ系光ディスクの光学系に用いられている対物レンズの開口率ＮＡ＝０．６に対して、開口率ＮＡ＝０．８５といった大きな開口率を持つ対物レンズを使用して光ディスクとの間でのデータの読み書きを行う技術も開発され、商品化されつつある。
【０００３】
ただし、このように対物レンズの開口率ＮＡを大きくする場合には、同レンズの光軸から遠い周辺部を透過する光線が集光する位置と、光軸に近い中央部を透過する光線が集光する位置とが光軸方向にずれることに起因する焦点・スポットのゆがみ、いわゆる球面収差が無視できないものとなる。すなわち、こうした球面収差は、光ディスクのカバー層の厚さｔと、対物レンズの開口率ＮＡとから計算される「ｔ×ＮＡ４」に比例することから、上記カバー層の厚さｔが多少でも異なると、こうした球面収差も大きく変動することとなる。したがって、上記開口率ＮＡの大きい対物レンズを使用する場合には、上記カバー層の厚さｔに起因する球面収差の変動を厳密に管理しつつ、対象となる光ディスクとの間でのデータの読み書きを行う必要がある。通常、上記カバー層の厚さｔ等は規格によって定められてはいるものの、ディスクメーカーごとに、あるいは生産ロットごとに、こうしたカバー層の厚さも微妙に異なっているものが実情である。
【０００４】
そこで従来は、例えば特許文献１にみられるように、ホログラム素子を用いて上記球面収差の検出を行うようにした光ピックアップなども提案されている。ちなみにこの光ピックアップでは、上記ホログラム素子を利用して対物レンズの光軸から遠い周辺部を透過する光と、光軸に近い中央部を透過する光とを分離し、その分離した光量の差分を得ることで球面収差の検出を行っている。
【特許文献１】特開２００２−３６７１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、対物レンズの光軸から遠い周辺部を透過する光と、光軸に近い中央部を透過する光とを分離することができれば、その分離した光量の差分を得ることで、上記カバー層の厚さの違いに起因する対物レンズの球面収差を検出することはできる。しかし、こうした光の分離を行うためのホログラム素子は、その構造上、精密加工が必要であり、該精密加工に伴う製造コストの増加が新たな問題となっている。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡易な構成でありながら、光ディスクのカバー層の厚さ誤差に起因して生ずる対物レンズの球面収差を的確に検出することのできる光ピックアップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、データが記録される反射層が透光性のカバー層によって覆われてなる光ディスクの反射層上にレーザ光源から照射されるレーザ光を前記カバー層を介して集光するための対物レンズと、前記光ディスクの反射層からの反射光を受光してこれを電気信号に変換する受光素子とを備える光ピックアップにおいて、前記受光素子は、素子中央部から素子外縁に向けて分割された複数の受光領域を有してそれら各受光領域の別に各々の受光量に応じた電気信号を出力するものであり、該受光素子には、それら各受光領域から出力される電気信号の大小に基づいて前記カバー層の厚さに応じた前記対物レンズの球面収差を検出する球面収差検出回路が設けられてなることをその要旨とする。
【０００８】
上記球面収差がないか、もしくは少ないとき、上記光ディスクの反射層からの反射光は、受光素子に対し、その中央部に集中して受光されるようになる。他方、上記球面収差が生じているときには、上記反射光のスポット径が拡大され、受光素子のより広い領域に亘って同反射光が受光されるようになる。この点、素子中央部から素子外縁に向けて分割された複数の受光領域を有してそれら各受光領域の別に各々の受光量に応じた電気信号を出力する受光素子、並びにそれら各受光領域から出力される電気信号の大小に基づいて上記カバー層の厚さに応じた対物レンズの球面収差を検出する球面収差検出回路を備える上記構成によれば、基本的には受光素子の受光領域を上記態様で分割するといった極めて簡素な受光構造を通じて上記球面収差の有無、もしくはその発生度合いを的確に検出することができるようになる。
【０００９】
なお、受光素子における上記受光領域の分割態様としては、
（イ）素子中央部から素子外縁に向けて、受光領域をいわば放射状に分割する態様。
（ロ）長尺状の受光領域を、素子中央部から素子外縁に向けて、縦方向もしくは横方向に配列分割する態様。
等々、種々の態様を含む。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の光ピックアップにおいて、前記受光素子は、前記分割された複数の受光領域が同心円状に設けられてなることをその要旨とする。
【００１１】
この構成は、上記（イ）の放射状に分割する態様の一種となるが、受光素子上での上記反射光の受光形状が略円形となることに鑑みると、複数の受光領域を上記同心円状とすることが、上記球面収差の検出精度を高める上でも望ましい。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の光ピックアップにおいて、前記球面収差検出回路は、前記受光素子の中央部にあたる受光領域を通じて出力される電気信号からその外側にあたる受光領域を通じて出力される電気信号を減算し、該減算値に基づいて前記球面収差を検出するものであることをその要旨とする。
【００１３】
上述のように、球面収差がないか、もしくは少ないとき、上記光ディスクの反射層からの反射光は、受光素子に対し、その中央部に集中して受光され、他方、上記球面収差が生じているときには、上記反射光のスポット径が拡大され、受光素子のより広い領域に亘って同反射光が受光される。このため、上記態様にて球面収差を検出する同構成によれば、反射光のこうした性質を利用した効率のよい球面収差の検出が可能となる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、前記球面収差検出回路を通じて検出される球面収差の度合いに応じて、この球面収差が許容できる所定の範囲に収まるように前記対物レンズによる集光態様を補正
する補正手段をさらに備えることをその要旨とする。
【００１５】
光ピックアップとしてのこうした構成によれば、当該光ピックアップ自体で球面収差を自動補正することができるようになり、特に前述したような開口率ＮＡ＝０．８５といった大きな開口率をもつ対物レンズを用いる光ピックアップにとっては、こうした機能追加が有益である。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、上記請求項４に記載の光ピックアップにおいて、前記補正手段は、前記検出される球面収差が許容値を超えるとき、前記対物レンズによる集光態様を第１の方向に補正し、この補正によって前記球面収差が拡大されるとき、前記対物レンズによる集光態様を前記第１の方向とは逆の第２の方向に補正することをその要旨とする。
【００１７】
例えば上記検出される球面収差が許容値を超えるとき、これが上記光ディスクのカバー層の厚さが規定値よりも厚いことに起因したものか、あるいは薄いことに起因したものかは不明である。この点、上記構成によれば、対物レンズによる集光態様を上記態様で補正することとしたことで、上記いずれの要因による球面収差についても、これを的確に補正することができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、対物レンズとして開口率の大きいレンズが用いられ、光ディスクのカバー層の厚さ誤差に起因する球面収差が無視できない光ピックアップにあっても、簡易な構成をもって、こうした球面収差を的確に検出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】
【００１９】
以下、この発明にかかる光ピックアップの実施の形態について、図１〜図７を参照して詳細に説明する。この実施の形態の光ピックアップは、いわゆる青色半導体レーザを用いる光ディスク装置に適用される光ピックアップを想定しており、図１に、この光ピックアップの全体構成を示す。
【００２０】
同図１に示されるように、光ピックアップ１１は、レーザ光源１２と、同光源１２から拡散光として照射されるレーザ光Ｌ１を平行光とするコリメターレンズ１３とを備えている。
【００２１】
ここで、上記レーザ光源１２は、上述のように、光ディスクの大容量化、且つ高密度化を実現すべく、短波長化された青色半導体レーザ（４０５ｎｍ）を照射する光源として設けられている。そして、上記コリメターレンズ１３を透過したレーザ光Ｌ２は、ほぼ直線偏光として偏光ビームスプリッタ１４に入射することとなる。
【００２２】
この偏光ビームスプリッタ１４は、入射光を、同入射光およびその入射法線を含む平面（入射面）に平行なＰ方位成分と、同入射面に垂直なＳ方位成分とに分光するとともに、このうちＰ方位成分についてはこれを透過させる一方、Ｓ方位成分についてはこれを偏光反射面１４ａにて９０度反射させるように機能するものである。そして、この光ピックアップ１１において、上記スプリッタ１４にて反射されたレーザ光Ｌ３（レーザ光Ｌ２のＳ波方位成分）は、１／４波長板１５を透過することで直線偏光から円偏光のレーザ光Ｌ４となり、さらにエキスパンダ１６、および第１の対物レンズ１７を透過することで平行光から収束光のレーザ光Ｌ５となる。
【００２３】
ここで、上記エキスパンダ１６は、上記第１の対物レンズ１７の光軸から遠い周辺部を透過する光が集光する位置と、光軸に近い中央部を透過する光が集光する位置とが光軸方
向にずれることに起因する焦点・スポットのゆがみ、いわゆる球面収差を補正する周知のものである。具体的には、エキスパンダ１６を構成する２枚のレンズ（凹レンズおよび凸レンズ）の配置される間隔（距離）を調整することで、上記球面収差を補正する。また、上記第１の対物レンズ１７は、この光ピックアップ１１において、上記レーザ光Ｌ５を、光ディスク１８の透孔性を有するカバー層１８ａを介して同光ディスク１８の反射層１８ｂ上に集光するためのレンズである。ちなみに、この実施の形態では、光ピックアップ１１として、光ディスク１８の大容量化、且つ高密度化を実現すべく、上記第１の対物レンズ１７として、従来の再生型ＤＶＤ系光ディスクの光学系に用いられている対物レンズの開口率ＮＡ＝０．６に対して、開口率ＮＡ＝０．８５といった大きな開口率を持つ対物レンズを用いている。
【００２４】
一方、この光ピックアップ１１において、上記レーザ光Ｌ５は、上記反射層１８ｂにて反射された反射光としてのレーザ光Ｌ６となり、第１の対物レンズ１７、エキスパンダ１６、１／４波長板１５を順に透過した後、直線偏光のＰ波を含むレーザ光Ｌ７として上記偏光ビームスプリッタ１４に入射することとなる。これにより、レーザ光Ｌ７は、そのうちＰ波方位成分のみが上記スプリッタ１４を透過してレーザ光Ｌ８となり、この光ピックアップ１１において、さらに第２の対物レンズ１９を透過することで平行光から収束光のレーザ光Ｌ９となり、光検出器２０に集光される。
【００２５】
なお、この光ピックアップ１１において、このように光検出器２０上に集光された上記反射光（レーザ光Ｌ９）は、光検出器２０を構成する受光素子２１により電気信号に変換された後に演算回路２２に入力されて演算される。そして、例えばＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：無線周波数）信号などとして取り出され、復調処理などの各種の処理に供されることとなる。
【００２６】
ところで前述のように、このように第１の対物レンズ１７の開口率ＮＡを大きく設定する場合には、同レンズ１７の光軸から遠い周辺部を透過する光線が集光する位置と、光軸に近い中央部を透過する光線が集光する位置とが光軸方向にずれることに起因する焦点・スポットのゆがみ、いわゆる球面収差が無視できないものとなる。すなわち、こうした球面収差は、光ディスク１８のカバー層１８ａの厚さｔと、第１の対物レンズ１７の開口率ＮＡとから計算される「ｔ×ＮＡ４」に比例することから、上記カバー層１８ａの厚さｔが多少でも異なると、こうした球面収差も大きく変動することとなる。
【００２７】
例えば、図２に示されるように、光ディスク１８のカバー層１８ａの厚さｔが、規格によって定められた光ディスクのカバー層の厚さよりも厚く設けられている場合、このカバー層１８ａの厚さ誤差に起因して球面収差が生じることとなる。そしてこの場合、第１の対物レンズ１７を透過したレーザ光Ｌ５のうち、上記第１の対物レンズ１７の光軸から遠い周辺部を透過する光は、上記光ディスク１８の反射層１８ｂの手前で結像することとなる。この結果、光ディスク１８の反射層１８ｂにて反射されたレーザ光Ｌ６は、入射光であるレーザ光Ｌ５に対して広がった光となり、ひいては受光素子２１上に受光される上記反射光（レーザ光Ｌ９）のスポット径が拡大されることとなる。
【００２８】
また逆に、光ディスク１８のカバー層１８ａの厚さｔが、規格によって定められた光ディスクのカバー層の厚さよりも薄く設けられている場合であれ、このカバー層１８ａの厚さ誤差に起因する球面収差が生じる。ちなみにこの場合、第１の対物レンズ１７を透過したレーザ光Ｌ５のうち、上記第１の対物レンズ１７の光軸から遠い周辺部を透過する光が上記光ディスク１８の反射層１８ｂの奥で結像することとなる。このため、光ディスク１８の反射層１８ｂにて反射されたレーザ光Ｌ６は、入射光であるレーザ光Ｌ５に対して狭まった光になるものの、上記第２の対物レンズ１９を透過したレーザ光Ｌ９は、上記光検出器２０の手前で結像することとなるため、結局は、受光素子２１上に受光される上記反
射光（レーザ光Ｌ９）のスポット径が拡大されることとなる。いずれにしろ、レーザ光Ｌ９のスポット径が拡大される場合には、上記受光素子２１により変換された電気信号（例えばＲＦ信号など）の信頼性が低くなり、ひいてはこれらの信号に基づいて行われる各種処理の信頼性も低下することとなる。
【００２９】
そこで、この実施の形態にかかる光ピックアップ１１では、上記受光素子２１を、図３に示す態様で配置した上で、これら受光素子２１から出力される電気信号の大小に基づいて上記カバー層１８ａの厚さ誤差に起因する球面収差を検出する球面収差検出回路を備えることとしている。
【００３０】
同図３に示されるように、上記受光素子２１は、大きくは、素子中央部から素子外縁に向けて分割された複数の受光領域、すなわち第１の受光領域１２１、第２の受光領域２２１、および第３の受光領域３２１を備え、それら各受光領域１２１、２２１、３２１の別に各々の受光量に応じた電気信号を出力するものとして構成されている。
【００３１】
すなわち、上記球面収差がないか、もしくは少ないとき、上記光ディスク１８の反射層１８ｂからの反射光は、受光素子２１に対してその中央部に集中して受光されるのに対し、上述のように、上記カバー層１８ａの厚さ誤差に起因する球面収差が生じた場合には、受光素子２１上に受光される反射光（レーザ光Ｌ９）のスポット径が拡大される。この点、受光素子２１としてのこのような構造によれば、基本的には受光素子２１の受光領域を上記態様で分割するといった極めて簡素な受光構造を通じて上記球面収差の有無、もしくはその発生度合いを的確に検出することができるようになる。
【００３２】
しかも、この実施の形態では、上記受光素子２１における上記受光領域の分割態様として、素子中央部から素子外縁に向けて、受光領域をいわば放射状に分割する態様とすることとし、具体的には、上記受光素子２１として、上記分割された複数の受光領域１２１、２２１、３２１を同心円状に設ける構成としている。したがって、受光素子２１上で略円形となって受光される上記反射光（レーザ光Ｌ９）に対して、このように複数の受光領域１２１、２２１、３２１を同心円状として設けることで、上記球面収差の検出精度が高められるようになる。
【００３３】
ちなみに、この実施の形態では、同図３に示されるように、上記分割された各受光領域１２１、２２１、３２１の各々が、さらに図３に示す態様で４分割された分割領域１２１ａ〜ｄ、２２１ａ〜ｄ、３２１ａ〜ｄとして構成されている。このため、便宜上、図示しないが、光ピックアップ１１として、上記複数の受光領域１２１、２２１、３２１の少なくともいずれかを用いて、その用いた受光領域を構成する分割領域のうち、対角に配置される分割領域の出力をそれぞれ加算し、この２つの加算値の差分を演算することにより、フォーカスエラーの検出を行うことも可能である。なお、これら演算については、上記演算回路２２（図１）により行うことができる。
【００３４】
ここで、図４は、受光素子２１に対して施される配線態様を含め、上記球面収差検出回路の内部の一例を模式的に示す回路図である。なお、この図４では便宜上、実際には１つの受光素子２１を、上述した３種の受光領域の別に分割して示している。また、この図４に示されるように、この実施の形態において、上記球面収差検出回路は、演算回路２２として構成されている。ただし、この球面収差検出回路を構成する回路としてはこれに限られず、例えばこの光ピックアップ１１が搭載される光ディスク装置において各種の制御を統括して行うためのシステムコンピュータ（ＣＰＵ）を流用することもできる。
【００３５】
さて、同図４に示す演算回路２２において、上記第１の受光領域１２１を構成する分割領域１２１ａ〜ｄにより変換される各電気信号は、加算器１２２ａにて加算されて第１の
加算信号ＡＳ１となる。また、第２の受光領域２２１、および第３の受光領域３２１もこれと同様、それぞれの分割領域２２１ａ〜ｄ、３２１ａ〜ｄにより変換される各電気信号は、同演算回路２２を構成する加算器２２２ａ、３２２ａにてそれぞれ加算され、第２の加算信号ＡＳ２、および第３の加算信号ＡＳ３となる。そして、これら加算信号ＡＳ１〜ＡＳ３は、加算器４２２によってさらに加算され、上記ＲＦ信号としてＲＦアンプ（図示略）へ出力されることとなる。
【００３６】
一方、上記第１の加算信号ＡＳ１は定数Ｋａ（Ｋａ＝１）が設定された比例演算器１２２ｂを通じて、また上記第２の加算信号ＡＳ２は定数Ｋｂ（Ｋｂ＝−１）が設定された比例演算器２２２ｂを通じて、そして上記第３の加算信号ＡＳ３は定数Ｋｃ（Ｋｃ＝−１）が設定された比例演算器３２２ｂを通じてそれぞれ加算器５２２に入力される。したがって、この加算器５２２の出力（検出信号）ＳＳは、「ＳＳ＝Ｋａ×ＡＳ１＋Ｋｂ×ＡＳ２＋Ｋｃ×ＡＳ３」として求められる。そして、この実施の形態では、定数Ｋａ、定数Ｋｂ、定数Ｋｃについてこれらを、上記カバー層１８ａの厚さ誤差に起因する球面収差がないか、もしくは少ない場合には、上記検出信号ＳＳが「負」となるように設定している。他方、球面収差が生じている場合には、同検出信号ＳＳが「０」または「正」となるように設定し、これによって上記球面収差を検出することとしている。
【００３７】
すなわち、この実施の形態では、上記球面収差検出回路を構成する演算回路２２として、このように受光素子２１の中央部にあたる第１の受光領域１２１を通じて出力される電気信号からその外側にあたる第２の受光領域２２１および第３の受光領域３２１を通じて出力される電気信号を減算し、該減算値に基づいて前記球面収差を検出することとしている。ちなみに、このことも上記球面収差の有無により、受光素子２１上に受光されるレーザ光Ｌ９（反射光）のスポット径の大きさが拡大、縮小するという上述の性質を的確に利用したものであり、これによって効率のよい球面収差の検出を可能としている。
【００３８】
以下、図５（ａ）および図５（ｂ）に基づいて上記球面収差の検出に関して説明する。
【００３９】
図５（ａ）は、上記カバー層１８ａの厚さ誤差に起因する球面収差がないか、もしくは少ない場合における上記反射光（レーザ光Ｌ９）の上記受光素子２１におけるスポット径およびそのエネルギー分布を示している。
【００４０】
この場合、上記反射光は、受光素子２１のうち、第１の受光領域１２１の全域および第２の受光領域２２１の一部にのみ照射することとなる。また、同図５（ａ）において、上記反射光のエネルギー分布が示されるように、上記反射光のエネルギーのピークＰａ部分は第１の受光領域１２１に照射されている。このため、上記第１の加算信号ＡＳ１は、上記第２の加算信号ＡＳ２よりも大きくなり、上記第３の加算信号ＡＳ３を「０」とすると、「ＳＳ＝ＡＳ１＋（−ＡＳ２−ＡＳ３）」の関係式より、検出信号ＳＳの大きさは「ＳＳ＞０」となって上記球面収差は検出されない。
【００４１】
これに対し、図５（ｂ）は、この実施の形態での上記反射光（レーザ光Ｌ９）の受光素子２１におけるスポット径およびそのエネルギー分布を示している。
【００４２】
この実施の形態では、上述のように、受光素子２１上に受光される反射光のスポット径は拡大している。この結果、上記反射光は、上記複数の受光素子２１のうち、第１の受光領域１２１の全域、第２の受光領域２２１の全域、および第３の受光領域３２１の一部を照射している。またこの場合、同図５（ｂ）において、上記反射光のエネルギー分布が示されるように、反射光は、第１の受光領域１２１に照射されるピークＰｂ１の他、第２、第３の受光領域２２１、３２１に照射されるサイドローブＰｂ２を有して分布する。そして、上記反射光のサイドローブＰｂ２部分は、上記第２の受光領域２２１、および上記第３の受光領域３２１に照射されている。このため、上記第１の加算信号ＡＳ１が、上記第２の加算信号ＡＳ２および上記第３の加算信号ＡＳ３の加算値よりも小さくなり、この結
果、検出信号ＳＳの大きさが「ＳＳ＜０」となることにより球面収差が検出される。
【００４３】
そして、この光ピックアップ１１では、演算回路２２を通じてこのように検出された球面収差の度合いに応じて、この球面収差が許容できる所定の範囲に収まるように上記第１の対物レンズ１７による集光態様を補正する補正手段をさらに備えることとしている。光ピックアップ１１としてのこうした構成によれば、当該光ピックアップ１１自体で球面収差を自動補正することができるようになり、特にこの実施の形態の如く開口率ＮＡ＝０．８５といった大きな開口率をもつ第１の対物レンズ１７を用いる光ピックアップ１１にとっては、こうした機能追加が有益である。
【００４４】
すなわち、図１に示されるように、この実施の形態では、光ピックアップ１１として、上記演算回路２２により上述のように演算された検出信号ＳＳが上記補正手段を構成する制御部２３に出力される構成としている。そして、この制御部２３から同じく補正手段を構成するアクチュエータ２４に駆動信号が出力される場合には、これも同じく補正手段を構成する上記エキスパンダ１６の２枚のレンズの配置される間隔が調整されて、上記カバー層１８ａの厚さ誤差に起因する球面収差が補正されることとなる。
【００４５】
ここで、図６を併せ参照して、この実施の形態において、上記制御部２３が検出信号ＳＳの入力に際して行う制御の動作手順の一例を説明する。
【００４６】
制御部２３は、ステップＳ１の処理として検出信号ＳＳの大きさを比較する。この結果、検出信号ＳＳの大きさが「負」であり、すなわち第１の対物レンズ１７の球面収差が許容値を超えたとして検出されると、ステップＳ２の処理として、制御部２３は、アクチュエータ２４に駆動信号を出力する。ここでは、アクチュエータ２４は、上記エキスパンダ１６を構成する一方のレンズ（ここでは凹レンズ）を、該レンズからみて光ディスク１８側となるＦ１方向（第１の方向）に移動させる。これにより、上記エキスパンダ１６を構成する２枚のレンズの間隔が調整されることで第１の対物レンズ１７の球面収差が変動することとなり、次いでステップＳ３の処理として、上記制御部２３では、この球面収差の変動に伴う検出信号ＳＳの変化が演算される。
【００４７】
このステップＳ３の処理において、上記光ディスク１８のカバー層１８ａの厚さｔが、規格によって定められた光ディスクのカバー層の厚さよりも薄く設けられている場合には、検出信号ＳＳが増加することとなり、すなわち上記第１の対物レンズ１７の球面収差が解消されつつあるとして、再度、上記ステップＳ１の処理が実行される。そして、このステップＳ１において検出信号ＳＳの大きさが未だ「負」であれば、制御部２３は、検出信号ＳＳが「０」または「正」となるまで、再度、上記ステップＳ２、Ｓ３の処理を繰り返し実行する。一方、上記ステップＳ１において検出信号ＳＳの大きさが「０」または「正」となれば、上記第１の対物レンズ１７の球面収差が十分に解消されたとして、この制御を終了する。
【００４８】
他方、上記ステップＳ３の処理において、上記光ディスク１８のカバー層１８ａの厚さｔが、規格によって定められた光ディスクのカバー層の厚さよりも厚く設けられている場合には、検出信号ＳＳが更に減少することとなる。そしてこの場合には、上記第１の対物レンズ１７の球面収差が大きくなりつつあるとして、次いでステップＳ４の処理として、制御部２３は、アクチュエータ２４に、再度、駆動信号を出力する。ここでは、アクチュエータ２４は、上記エキスパンダ１６を構成する一方のレンズ（ここでは凹レンズ）を、該レンズからみて光ディスク１８と反対側となるＦ２方向（第２の方向）に移動させる。これにより、上記第１の対物レンズ１７の球面収差は、上記ステップＳ２における処理の場合とは逆に変動することとなり、すなわち検出信号ＳＳが増加することとなる。次いでステップＳ５の処理として、制御部２３は、検出信号ＳＳの大きさを比較する。この結果、検出信号ＳＳの大きさが「負」であれば、制御部２３は、検出信号ＳＳが「０」または
「正」となるまで、再度、上記ステップＳ４の処理を繰り返し実行する。一方、上記ステップＳ５において検出信号ＳＳの大きさが「０」または「正」となれば、上記第１の対物レンズ１７の球面収差が十分に解消されたとして、この制御を終了する。
【００４９】
制御部２３としてのこのような制御の結果、上記光ディスク１８のカバー層１８ａの厚さ誤差に起因して生じた球面収差がないか、もしくは少なくなった場合の光ピックアップ１１の全体構成を図７に示す。
【００５０】
上記レーザ光源１２から照射されたレーザ光Ｌ１が上記コリメターレンズ１３を透過して平行光のレーザ光Ｌ２となり、ほぼ直線偏光として偏光ビームスプリッタ１４に入射することとなる点は、先の図１にて示した場合と同様である。そして、上記スプリッタ１４にて反射されたレーザ光Ｌ３（レーザ光Ｌ２のＳ波方位成分）が、１／４波長板１５を透過することで直線偏光から円偏光のレーザ光Ｌ４となる点についても、先の図１にて示した場合と同様である。
【００５１】
ただし、上述の制御が行われたことで、上記エキスパンダ１６を透過した光は、上述の制御が行われない場合の光路に対して広がって上記第１の対物レンズ１７に入射されることとなる。そしてこの場合、上記第１の対物レンズ１７を透過したレーザ光Ｌ５は、上記第１の対物レンズ１７の光軸から遠い周辺部を透過する光を含め、上記光ディスク１８の反射層１８ｂ上に結像するようになる。この結果、同光ディスク１８の反射層１８ｂにて反射されたレーザ光Ｌ６は、入射光であるレーザ光Ｌ５と同様の光路を通って、第１の対物レンズ１７、エキスパンダ１６、１／４波長板１５を順に透過し、直線偏光のＰ波を含む光として上記偏光ビームスプリッタ１４に入射する。そして、偏光ビームスプリッタ１４を透過したレーザ光Ｌ８（レーザ光Ｌ７のＰ波方位成分）は、第２の対物レンズ１９を透過することで平行光から収束光のレーザ光Ｌ９となり、光検出器２０（受光素子２１）上に結像するようになる。
【００５２】
以上説明したように、この実施の形態にかかる光ピックアップによれば、以下に記載するような優れた効果が得られるようになる。
【００５３】
（１）受光素子２１を、素子中央部から素子外縁に向けて分割された複数の受光領域１２１、２２１、３２１を有してそれら各受光領域１２１、２２１、３２１の別に各々の受光量に応じた電気信号を出力するものとした。そして、該受光素子２１に対して、上記各受光領域１２１、２２１、３２１から出力される電気信号の大小に基づいて上記カバー層１８ａの厚さに応じた第１の対物レンズ１７の球面収差を検出する球面収差検出回路としての演算回路２２を接続することとした。このため、基本的には受光素子２１の受光領域を上記態様で分割するといった極めて簡素な受光構造を通じて上記球面収差の有無、もしくはその発生度合いを的確に検出することができるようになる。
【００５４】
（２）しかも、この実施の形態では、上記受光素子２１における上記受光領域の分割態様として、素子中央部から素子外縁に向けて、受光領域をいわば放射状に分割する態様とすることとし、具体的には、上記受光素子２１として、上記分割された複数の受光領域１２１、２２１、３２１を同心円状に設ける構成とした。このため、上記球面収差の検出精度が高められるようになる。
【００５５】
（３）上記球面収差検出回路を構成する演算回路２２として、受光素子２１の中央部にあたる第１の受光領域１２１を通じて出力される電気信号からその外側にあたる第２の受光領域２２１および第３の受光領域３２１を通じて出力される電気信号を減算し、該減算値に基づいて前記球面収差を検出することとした。このため、効率のよい上記球面収差の検出が可能となる。
【００５６】
（４）この光ピックアップ１１では、演算回路２２を通じて検出された球面収差の度合いに応じて、この球面収差が許容できる所定の範囲に収まるように上記第１の対物レンズ１７による集光態様を補正する補正手段（１６、２３、２４）をさらに備えることとした。このため、当該光ピックアップ１１自体で球面収差を自動補正することができるようになり、特にこの実施の形態の如く開口率ＮＡ＝０．８５といった大きな開口率をもつ第１の対物レンズ１７を用いる光ピックアップ１１にとっては、こうした機能追加が有益である。
【００５７】
（５）制御部２３は、エキスパンダ１６を構成する凹レンズをＦ１方向（第１の方向）に移動させて上記球面収差を一旦補正した後に、この際の検出信号ＳＳの変化に応じて、同凹レンズをＦ１方向（第１の方向）、あるいはこのＦ１方向とは逆のＦ２方向（第２の方向）に再度移動させることにより上記球面収差を補正することとした。これにより、上記光ディスク１８のカバー層１８ａの厚さｔが、規格されたカバー層の厚さよりも厚く設けられたことにより上記球面収差が生じた場合、あるいは薄く設けられたことにより上記球面収差が生じた場合のいずれの場合であっても、これを的確に補正することができるようになる。
【００５８】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
【００５９】
・上記補正手段としては、エキスパンダ１６を採用するものでなくとも、例えば、液晶素子の電極を用いることにより球面収差を補正するものであってもよい。
【００６０】
・受光素子２１の分割の態様については、先の実施の形態において例示した態様に限られることなく任意である。例えば、長尺状の受光領域を、素子中央部から素子外縁に向けて、縦方向もしくは横方向に配列分割するものであってもよく、要は、素子中央部から素子外縁に向けて分割された複数の受光領域を有するものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明にかかる光ピックアップの第１の実施の形態についてその全体構造を示すブロック図。
【図２】同第１の実施の形態にかかる光ピックアップの第１の対物レンズの球面収差を示す概念図。
【図３】同第１の実施の形態にかかる光ピックアップの受光素子の受光領域分割の態様を示す平面図。
【図４】同受光素子に施される配線を含め、演算回路の内部を模式的に示す回路図。
【図５】（ａ）は、球面収差がないか、もしくは少ない場合における受光素子に照射されるレーザ光のスポット径およびそのエネルギー分布を示す平面図およびグラフ。（ｂ）は、球面収差が生じている場合における受光素子に照射されるレーザ光のスポット径およびそのエネルギー分布を示す平面図およびグラフ。
【図６】制御部の動作手順を示すフローチャート。
【図７】同制御が行われた後の光ピックアップの光伝搬態様を示すブロック図。
【符号の説明】
【００６２】
１１…光ピックアップ、１２…レーザ光源、１３…コリメターレンズ、１４…偏光ビームスプリッタ、１４ａ…偏光反射面、１５…１／４波長板、１６…エキスパンダ、１７…第１の対物レンズ、１８…光ディスク、１８ａ…カバー層、１８ｂ…反射層、１９…第２の対物レンズ、２０…光検出器、２１…受光素子、２２…演算回路、２３…制御部、２４…アクチュエータ、１２１…第１の受光領域、１２１ａ〜ｄ…分割領域、１２２ａ…加算器、１２２ｂ…比例演算器、２２１…第２の受光領域、２２１ａ〜ｄ…分割領域、２２２ａ…加算器、２２２ｂ…比例演算器、３２１…第３の受光領域、３２１ａ〜ｄ…分割領域、３２２ａ…加算器、３２２ｂ…比例演算器、４２２…加算器、５２２…加算器。
【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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