(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに光ビームを照射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から照射された光ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、
光ビームの波面収差のうち非点収差成分を補正する第１のレンズと、
光ビームの波面収差のうちコマ収差成分を補正する第２のレンズと、
前記光ディスクから反射された光ビームを受光する光検出器と、を備え、
前記第１のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値はコマ収差のＲＭＳ値よりも大きく、または、前記第２のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生するコマ収差のＲＭＳ値は非点収差のＲＭＳ値よりも大きく、
前記第１のレンズまたは前記第２のレンズを用いることで非点収差とコマ収差とをそれぞれ独立に補正可能であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
光ディスクに光ビームを照射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から照射された光ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、
光ビームの波面収差のうち非点収差成分を補正する第１のレンズと、
光ビームの波面収差のうちコマ収差成分を補正する第２のレンズと、
前記光ディスクから反射された光ビームを受光する光検出器と、を備え、
前記第１のレンズは、光軸に垂直に変位させたとき非点収差成分に作用するがコマ収差成分にはほぼ作用しない特性を備え、
前記第２のレンズは、光軸に垂直に変位させたときコマ収差成分に作用するが非点収差成分にはほぼ作用しない特性を備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
請求項２記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値はコマ収差のＲＭＳ値よりも大きく、または、前記第２のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生するコマ収差のＲＭＳ値は非点収差のＲＭＳ値よりも大きいことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
請求項２記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値はコマ収差のＲＭＳ値よりも大きく、かつ、前記第２のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生するコマ収差のＲＭＳ値は非点収差のＲＭＳ値よりも大きいことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
請求項１又は２記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値をΔＷＡＳ１、コマ収差のＲＭＳ値をΔＷＣＭ１とし、前記第２のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値をΔＷＡＳ２、コマ収差のＲＭＳ値をΔＷＣＭ２としたとき、
ΔＷＡＳ１≧ΔＷＣＭ１×２、または、ΔＷＣＭ２≧ΔＷＡＳ２×２、
の関係が成り立つことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
請求項１又は２記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値をΔＷＡＳ１、コマ収差のＲＭＳ値をΔＷＣＭ１とし、前記第２のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値をΔＷＡＳ２、コマ収差のＲＭＳ値をΔＷＣＭ２としたとき、
ΔＷＡＳ１≧ΔＷＣＭ１×２、かつ、ΔＷＣＭ２≧ΔＷＡＳ２×２、
の関係が成り立つことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
請求項５又は６記載の光ピックアップにおいて、
ΔＷＡＳ１の値が０．０１λ≦ΔＷＡＳ１≦０．０３λの範囲内においてΔＷＣＭ１  はΔＷＡＳ１  の２分の１以下の値、または、ΔＷＣＭ２の値が０．０１λ≦ΔＷＣＭ２≦０．０３λの範囲内においてΔＷＡＳ２  はΔＷＣＭ２  の２分の１以下の値であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
請求項５又は６記載の光ピックアップにおいて、
ΔＷＡＳ１の値が０．０１λ≦ΔＷＡＳ１≦０．０３λの範囲内においてΔＷＣＭ１  はΔＷＡＳ１  の２分の１以下の値、かつ、ΔＷＣＭ２の値が０．０１λ≦ΔＷＣＭ２≦０．０３λの範囲内においてΔＷＡＳ２  はΔＷＣＭ２  の２分の１以下の値であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズまたは前記第２のレンズのうち少なくとも一方のレンズを光軸と平行な方向に変位させることにより光ビームの波面収差のうち球面収差成分を補正することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１０】
請求項１〜８の何れか記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの相対距離を保持したまま両方のレンズを光軸と平行な方向に変位させることにより光ビームの波面収差のうち球面収差成分を補正することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズは、一方は凸レンズであり、他方は凹レンズである事を特徴とする光ピックアップ。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズと前記第２のレンズは前記レーザ光源から照射された光ビームが発散光として伝播する発散光の光路中に配置している事を特徴とする光ピックアップ。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズと前記第２のレンズは前記レーザ光源の直後に配置されていることを
特徴とする光ピックアップ。
【請求項１４】
第1の光ディスクに第１の波長の光ビームを照射する第１のレーザ光源と、
第２の光ディスクに前記第１の波長よりも長波長である第２の波長の光ビームを照射する第２のレーザ光源と、
前記第1のレーザ光源又は前記第２のレーザ光源から照射された光ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、
光ビームの波面収差のうち非点収差成分を補正する第１のレンズと、
光ビームの波面収差のうちコマ収差成分を補正する第２のレンズと、
前記光ディスクから反射された光ビームを受光する光検出器と、を備え、
前記第１のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値はコマ収差のＲＭＳ値よりも大きく、または、前記第２のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生するコマ収差のＲＭＳ値は非点収差のＲＭＳ値よりも大きく、
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは、前記第１のレーザ光源から前記第１の光ディスクに至る光路中に配置され、
前記第１のレンズまたは前記第２のレンズを用いることで、前記第１の波長の光ビームの非点収差とコマ収差とをそれぞれ独立に補正可能であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れか記載の光ピックアップにおいて、
前記第１のレンズの形状は、
Ｚ１（ｈ）＝ｃ１ｈ２／［１＋｛１−（Ｋ１＋１）ｃ１２ｈ２｝＾０．５］  （ｈは光軸からの距離、ｃ１＝０．２２、Ｋ１＝−０．６３）の式で表され、
前記第２のレンズの形状は、
Ｚ２（ｈ）＝ｃ２ｈ２／［１＋｛１−（Ｋ２＋１）ｃ２２ｈ２｝＾０．５］  （ｈは光軸からの距離、ｃ２＝０．１４、Ｋ２＝＋０．６７）の式で表されることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか記載の光ピックアップと、
前記光ピックアップから出力された信号からフォーカス誤差信号又はトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成部と、
前記光ピックアップから出力された信号から光ディスクに記録された情報信号を再生する情報信号再生部と、を備えることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップおよびその光ピックアップを搭載した光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに光ビームを集光する際に問題となるのがコマ収差、非点収差、球面収差をはじめとする光ビームの波面収差である。この光ビームの波面収差を低減させる手法として、光ピックアップの光路中に液晶素子を配置することにより、液晶素子を透過する光ビームに所定の位相差を与えて波面収差の補正を行う技術が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
また、光ビームの波面収差を低減させる別の手法として、光ピックアップの光路中にコマ収差と球面収差を補正する収差補正光学系を配置する技術が開示されている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４０２４９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４０８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の手法においては、液晶素子が高価であるためコスト低減を図ることができない。また、光ピックアップに液晶素子を駆動するための新たな配線を追加する必要が生ずるため出力ピン数が増大し、配線複雑化、組立効率の低下につながるおそれがある。さらに、液晶素子では所定の領域ごとに光ビームに一定の位相差を与えることで各収差を補正しているため誤差の発生を免れえず、かつ、デジタル的に補正するため量子化誤差が発生してしまう。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の手法においては、光ディスクに集光する光ビームの波面収差のうちコマ収差成分と球面収差成分は補正できるものの、コマ収差ならびに球面収差と同様に重要な収差成分である非点収差の補正に関しては一切言及されていない。つまり非点収差を補正することが出来ず、光ディスクに集光する光ビームに非点収差が残留してしまう。この非点収差が残留すると記録・再生性能の劣化に影響を与えるおそれがある。
【０００７】
さらに、上記特許文献１又は特許文献２のような収差補正素子を使用することなく、光ピックアップに用いる光学部品の透過波面収差量や反射波面収差量の仕様を個別に厳しく管理する手法もあるが、この手法では限界が生ずる。何故なら、光ビームの波長が短くなるほど、それに反比例して波面収差量は光学部品の表面の粗さ、形状のばらつき、屈折率の異方性等の影響を受けて大きくなるため、例えばＢｌｕ−ｒａｙディスクやＨＤ ＤＶＤなどのように現行ＤＶＤよりも更に短波長である４０５ｎｍ帯の光ビームを用いるシステムでは非常に高精度な光学部品が必要となり、収差補正なしで記録・再生を行うことは困難だからである。
【０００８】
本発明は上記課題を鑑みなされたものであり、光ディスクに集光する光ビームの収差を低減した光ピックアップおよびこのような光ピックアップを搭載した光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題は、一例として特許請求の範囲に記載の構成によって改善される。具体的には、例えば、光ディスクに光ビームを照射するレーザ光源と、前記レーザ光源から照射された光ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、光ビームの波面収差のうち非点収差成分を補正する第１のレンズと、光ビームの波面収差のうちコマ収差成分を補正する第２のレンズと、前記光ディスクから反射された光ビームを受光する光検出器と、を備え、前記第１のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差のＲＭＳ値はコマ収差のＲＭＳ値よりも大きく、または、前記第２のレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生するコマ収差のＲＭＳ値は非点収差のＲＭＳ値よりも大きく、前記第１のレンズまたは前記第２のレンズを用いることで非点収差とコマ収差とをそれぞれ独立に補正可能であることを特徴とする光ピックアップを用いる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光ディスクに集光する光ビームの収差を低減した光ピックアップおよびこのような光ピックアップを搭載した光ディスク装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための実施の形態について、以下、説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明における光ピックアップに関する第１の実施例を示したものである。半導体レーザ１を出射した波長λの光ビームは後述する波面収差補正素子１０を構成するレンズ２ならびにレンズ３を透過し、３ビーム生成用の回折格子４によって少なくとも３本の光ビームに回折されてビームスプリッタ５を反射する。
【００１４】
ビームスプリッタ５を反射した光ビームはコリメートレンズ６によって略平行光となり、対物レンズ７によって光ディスク１００の情報記録面上に集光される。また光ディスク１００に集光した光ビームの反射光は往路と逆の経路をたどって対物レンズ７、コリメートレンズ６を経てビームスプリッタ５を透過し、検出レンズ８によって非点収差方式によるフォーカス誤差信号を検出できるような非点収差を付加し、光検出器９に集光する構成となっている。
【００１５】
波面収差補正素子１０は少なくとも２枚のレンズから構成されており、図２に示すように波面収差補正素子１０を構成するレンズ２ならびにレンズ３は、光ピックアップ組立て時において光軸に垂直な面内（図中のＸ軸とＹ軸またはＸ’軸とＹ’軸によって形成される面内）の任意の方向に位置調整可能としている。またレンズ２とレンズ３は互いに独立に位置調整可能としている。
【００１６】
ここで光軸に垂直な面内方向においてレンズ位置を動かすと、レンズを透過した光ビームにはレンズの画角特性に伴った波面収差が発生する。本実施例が特徴としているのは、光軸に垂直な面内においてレンズ２またはレンズ３の位置を動かした際に発生する波面収差の非点収差成分とコマ収差成分に重み付けをしている点である。より具体的に述べると、レンズ２を光軸に垂直な面内に動かした際に発生する波面収差は、例えば非点収差成分が支配的となるようにレンズ２の面形状を所定の非球面形状とし、レンズ３を光軸に垂直な面内に動かした際に発生する波面収差は、例えばコマ収差成分が支配的となるようにレンズ３の面形状を所定の非球面形状としている。
【００１７】
本実施例におけるレンズ２とレンズ３の形状の一例を図３に示す。図３においてレンズ２は平凹、レンズ３は平凸のレンズであり、レンズ面の曲率半径ならびに部品配置等は図中に示すとおりである。また、材質はＢＫ７を採用し値としては約１．５である。なお便宜上、図１に示した回折格子４とビームスプリッタ５は省略してある。ここでレンズ２を光軸に垂直な方向に変位させた際、コリメートレンズ６を出射するφ４．５ｍｍの平行光束に付加される波面収差の非点収差成分とコマ収差成分の量を図４に示す。ここで、図４のグラフの横軸は、レンズ２を光ビームの光軸方向に対して垂直方向に変位させたときの変位量を示し、縦軸はそのように変位させたときに作用する非点収差成分とコマ収差成分の変位量を示している。レンズ２の凹レンズ面が球面の場合は図４（ａ）に示すようにコマ収差成分が若干発生するが、例えばレンズ２の凹レンズ面を非球面化し、その円錐係数ＫをＫ＝−０．６３とすると、図４（ｂ）に示すようにコマ収差成分の発生量を抑える事ができる。即ち、図４（ｂ）に示すように、レンズ２はほぼ非点収差成分に対してのみ作用するのに対し、コマ収差成分に対してはほぼ作用しない特性を備えている。なお、このときのレンズ２の形状は以下の式で規定される。
【００１８】
Ｚ（ｈ）＝ｃｈ２／［１＋｛１−（Ｋ＋１）ｃ２ｈ２｝＾０．５］
ここで、ｈは光軸からの距離、ｃは曲率半径の逆数で１／４．５≒０．２２、Ｋ＝−０．６３である。
【００１９】
またレンズ３に関して述べると、図５は図３に示したレンズ３を光軸に垂直な方向に変位させた際、コリメートレンズ６を出射するφ４．５ｍｍの平行光束に付加される波面収差の非点収差成分とコマ収差成分の量を示したグラフである。ここで、図５のグラフの横軸は、レンズ３を光ビームの光軸方向に対して垂直方向に変位させたときの変位量を示し、縦軸はそのように変位させたときに作用する非点収差成分とコマ収差成分の変位量を示している。レンズ３の凸レンズ面が球面の場合は図５（ａ）に示すとおり、非点収差成分とコマ収差成分がほぼ同等の割合で発生するが、例えばレンズ３の凸レンズ面を非球面化し、その円錐係数ＫをＫ＝＋０．６７とすると、図５（ｂ）に示すように非点収差成分の発生量を抑える事ができ、コマ収差成分を支配的に発生させることが出来る。即ち、図５（ｂ）に示すように、レンズ３はほぼコマ収差成分に対してのみ作用するのに対し、非点収差成分に対してはほぼ作用しない特性を備えている。なお、このときのレンズ３の形状は以下の式で規定される。
【００２０】
Ｚ（ｈ）＝ｃｈ２／［１＋｛１−（Ｋ＋１）ｃ２ｈ２｝＾０．５］
ここで、ｈは光軸からの距離、ｃは曲率半径の逆数で１／６．９≒０．１４、Ｋ＝＋０．６７である。
【００２１】
このようにレンズ２とレンズ３の変位に伴って発生する非点収差成分とコマ収差成分の量を、一方のレンズは非点収差成分の発生を支配的にし、他方のレンズはコマ収差成分の発生を支配的とすることで、例えばコリメートレンズ６を出射する光束に初期的に残留している波面収差の非点収差成分とコマ収差成分を、効率的に補正することができる。
【００２２】
例えばレンズ３を変位させて所定のコマ収差成分の量を補正し、その後レンズ２を変位させて所定の非点収差成分の量を補正する作業を考慮した場合、図４（ｂ）に示すようにレンズ２を変位させた際に発生するコマ収差成分はほとんど無くほぼゼロであることから、既にレンズ３にて補正したコマ収差成分に影響を与えることなく、非点収差成分だけを補正可能となる。このように非点収差成分とコマ収差成分を補正する役割をレンズ２およびレンズ３とで分担させることで、効率的に非点収差成分とコマ収差成分を補正することができる。特に、工場の組立工程において人手でそれぞれの補正素子を位置決めする場合には、他の収差成分の変動を意識することなくそれぞれの補正素子を位置決めできるため、工程の簡略化、時間の短縮、コストの低減など様々な効果を得ることができるようになる。
【００２３】
仮に、レンズ２の特性が、図４（ａ）に示すように非点収差成分のみならずコマ収差成分に対してのみ作用するものである場合や、レンズ３の特性が、図５（ａ）に示すようにコマ収差成分のみならず非点収差成分に対してのみ作用するものである場合には、収差補正動作が極めて煩雑になる。例えば、レンズ２で非点収差成分を補正した後レンズ３でコマ収差成分を補正すると再び非点収差成分が発生して再度レンズ２又はレンズ３を変位させて補正する必要が生ずるうえ、この再度の補正動作により再びコマ収差成分が発生するという悪循環に陥ってしまうからである。この補正動作は製品出荷前の工場で行う必要があるため、このような悪循環に陥ると著しく組立効率の低下を招き、ひいては高コスト化をも招くことになる。さらに、非点収差成分とコマ収差成分を除去しきることが困難なため、補正動作を行ったとしてもこれらの収差成分がある程度残留してしまうことになる。
【００２４】
なお、非点収差成分ならびにコマ収差成分の補正の際には、各々の収差成分の方向を考慮してレンズ２ならびにレンズ３を変位させる必要がある。例えば図６（ａ）に示すようにレンズ２をＸＹ平面内においてθの方向に変位させると、θ方向とθ方向に垂直な方向に焦線を有するような非点収差が発生する。また図６（ｂ）に示すようにレンズ３をＸ’Ｙ’平面内においてγの方向に変位させると、γ方向のコマ収差が発生する。よってレンズ２ならびにレンズ３は、補正したい収差成分の方向に合わせて変位させる方向θならびγを設定すればよい。
【００２５】
次に、球面収差成分の補正は、図９に示すように、レンズ２又はレンズ３を光ビームの光軸と平行方向に変位させることで行う。非点収差とコマ収差は、これら収差を表す波面の形状、例えば非点収差は鞍型である等を考慮するとわかるように、レンズ２またはレンズ３を光ビームの光軸と垂直方向に変位することで発生する収差であるのに対し、球面収差は波面の形状の対称性を考慮するとわかるように上記変位ではほとんど発生し得ず、例えば対物レンズに入射する光ビームの平行度合が変化することにより発生するものである。つまりレンズ２またはレンズ３を光ビームの光軸と平行方向に変位することで発生する。このようにレンズの変位方向が異なることから、光軸と平行方向に変位させることで実現する球面収差成分の補正が、非点収差やコマ収差の補正に与える影響は小さい。
【００２６】
球面収差成分の補正は、レンズ２のみ変位させる手法、レンズ３のみ変位させる手法、或いはレンズ２とレンズ３の両方を変位させる手法のいずれでも構わない。また、図３に示すレンズ２とレンズ３の相対距離を保持したまま両レンズを変位させて補正することも可能である。
【００２７】
以上のように、本実施例によれば、非点収差、コマ収差、球面収差のそれぞれを互いに独立に補正可能な収差補正素子をレーザ光の光路中に配置することで、それぞれの収差を高精度で効率良く安価に補正することができる。なお、独立に補正可能とは、一つの収差を補正する際に、他の収差に影響を与えない、或いは影響を与えても記録・再生に支障を生じない程度の軽度の影響であることを意味するものとする。
【実施例２】
【００２８】
以上の説明では、レンズ２を光軸に垂直な面内に動かした際に発生する波面収差は例えば非点収差成分が支配的となるように設定し、レンズ３を光軸に垂直な面内に動かした際に発生する波面収差は例えばコマ収差成分が支配的となるように設定したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図７は図３に示すレンズ２の凹レンズ面を非球面化し、その円錐係数ＫをＫ＝＋２．４、またレンズ３の凸レンズ面を非球面化し、その円錐係数ＫをＫ＝−０．９５とした場合のレンズ変位量と発生する収差量との関係を表したグラフである。即ち、実施例１ではレーザ光源側のレンズ２を非点収差補正用の補正素子とし、光ディスク側のレンズ３をコマ収差補正用の補正素子としたが、本実施例ではレンズ２をコマ収差補正用の補正素子とし、レンズ３を非点収差補正用の補正素子とした。それぞれの収差補正素子が互いの収差に影響を与えない特性である点は実施例１と同様である。
【００２９】
図７（ａ）に示すようにレンズ２を光軸に垂直な面内に動かした際に発生する波面収差は、例えばコマ収差成分が支配的に発生し、図７（ｂ）に示すようにレンズ３を光軸に垂直な面内に動かした際に発生する波面収差は、例えば非点収差成分が支配的に発生するように設定しても一向に構わない。
【００３０】
このように設定し、例えばコリメートレンズ６を出射する光束に初期的に残留している波面収差の非点収差成分とコマ収差成分を補正する場合、レンズ２をＸＹ平面内において所定の方向θに変位させることでコマ収差成分を補正でき、レンズ３をＸ’Ｙ’平面内において所定の方向γに変位させることで非点収差成分を補正できる。
【００３１】
なお、球面収差成分の補正は実施例１と同様の手法により可能である。本実施例では同量のレンズ変位に伴うコマ収差の発生量が実施例１に比べて比較的大きい設定となっている。よってコマ収差の補正を重要視する際は、例えば本実施例のようにレンズ２またはレンズ３の非球面化を行えば良い。
【実施例３】
【００３２】
また、レンズ２またはレンズ３のうち、どちらか一方のレンズのみ非点収差成分またはコマ収差成分が支配的に発生する設定でも構わない。例えば図８は図３に示すレンズ２の凹レンズ面を非球面化し、その円錐係数ＫをＫ＝−０．６３とし、またレンズ３の凸レンズ面は球面のままとした場合のレンズ変位量と発生する収差量との関係を表したグラフである。
【００３３】
本実施例では図８に示すようにレンズ２を変位させた場合はコマ収差成分に比べて非点収差成分が支配的に発生し、レンズ３を変位させた場合は非点収差成分とコマ収差成分が共に発生する設定としている。このとき例えばコリメートレンズ６を出射する光束に初期的に残留している波面収差の非点収差成分とコマ収差成分を補正することを考慮する。まず始めにレンズ３をＸ’Ｙ’平面内の所定の方向γに変位させてコマ収差成分を補正すると、この際、図８（ｂ）に示すようにコマ収差成分とともに非点収差成分も同時に発生してしまう。そのため余計な非点収差成分が付加されてしまうが、ここで図８（ａ）に示すようにレンズ２は非点収差成分が支配的に発生するため、既にレンズ３によって補正したコマ収差成分に影響をほとんど与えることなく、レンズ３の変位によって発生した余分な非点収差も含めて、レンズ２によって非点収差成分を補正することができる。即ち、実施例１及び２では非点収差補正用の補正素子とコマ収差補正用の補正素子のいずれの素子でももう一方の収差に対して影響を与えない特性としたが、本実施例では１つの収差補正素子のいずれか一方のみをそのような特性とする。
【００３４】
以上のように、上記各実施例では、レンズ２またはレンズ３を光軸に垂直な面内に位置調整した際、少なくとも一方のレンズは非点収差成分またはコマ収差成分を支配的に発生させるようにしている。上記条件を満たすならば、収差補正素子の形状は上述した特性に限定されるものではなく、どのようなレンズ面形状であっても構わない。
【００３５】
また、収差補正素子の配置は図１の位置に限られず、半導体レーザから出射した前記光ビームが発散光として伝播する発散光中に配置されていれば構わない。例えば、図１では収差補正素子をレーザ光源の直後に配置しているが、これを例えばコリメートレンズ６の直前に配置しても良い。例えば収差補正素子１０を発散光中、それも半導体レーザ１に近い位置に配置すると、半導体レーザ１に近ければ近いほど、その位置における光ビームの有効径は小さくなるので、収差補正素子の部品寸法を小さく出来る。そのため光ピックアップの小型化に有利となるからである。
【００３６】
また、上記の実施例では、コリメートレンズ６を出射する光束に初期的に残留している波面収差の非点収差成分とコマ収差成分を補正する場合を主として想定しているが、対物レンズ７が初期的に波面収差を有する場合は該波面収差も含めて補正すれば良い。
【００３７】
また、収差補正素子の駆動は、それぞれの収差補正素子を光軸の垂直方向に対してそれぞれ独立に駆動する駆動部と、それぞれの収差補正素子を光軸の平行方向に対して駆動する駆動部により行うものとする。
【００３８】
また、上記の実施例ではレーザ光源が１つの場合を説明したが、レーザ光源が複数の場合にも上記の実施例を適用することができる。例えば、ＣＤ・ＤＶＤ（低密度の光ディスク）とＢｌｕ−ｒａｙディスク（高密度の光ディスク）とに対応する光ピックアップにおいては、ＣＤ・ＤＶＤ用の光ビームの光路とＢｌｕ−ｒａｙディスク用の光ビームの光路の両方に収差補正素子を配置するようにしても良い。この場合、いずれの光ディスクに対しても良好に収差を補正することができる。また、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク用の光ビームの光路にのみ収差補正素子を配置するようにしても良い。この場合、特に収差補正の必要性の高い高密度の光ディスクに対してのみ収差補正素子を配置することになるため、複数種類の光ディスクに対応しつつ装置の小型化を図ることが可能になる。
【００３９】
また、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクとＨＤ  ＤＶＤの両方のディスクに対応する光ピックアップでは、それぞれの光ディスクの光路にそれぞれの収差補正素子を配置しても良く、或いは両方の光ディスクで共通の収差補正素子を使用するようにしても良い。
【００４０】
ところで、上記各実施例において説明した支配的という言葉を数値的に表すとするならば、非点収差成分が支配的に発生するとした場合は、レンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する非点収差ＲＭＳ値をΔＷＡＳ、その際に発生するコマ収差ＲＭＳ値をΔＷＣＭとおくと、例えばΔＷＣＭはΔＷＡＳの少なくとも２分の１以下の値となる関係が成り立つ場合をいう。同様にしてコマ収差成分が支配的に発生するとした場合は、例えばΔＷＡＳはΔＷＣＭの少なくとも２分の１以下の値となる関係が成り立つものとする。このような関係であれば非点収差成分を補正する際、コマ収差成分の発生は僅かであり、またコマ収差を補正する際、非点収差の発生は僅かであることから、非点収差とコマ収差をほぼ独立に補正可能となる。なお、それぞれ２分の１以下の関係が成り立たない場合であっても、非点収差成分が支配的に発生するとした場合にΔＷＡＳ≧ΔＷＣＭ、コマ収差成分が支配的に発生するとした場合にΔＷＣＭ≧ΔＷＡＳの関係が成り立つようにしても良い。
【００４１】
以上の関係式は、非点収差補正用のレンズとコマ収差補正用のレンズの双方でそれぞれ成立することが望ましいが、片方においてのみ成立する場合であっても構わない。但し、その場合の効果は双方で成立する場合と比較するとある程度限定的なものとなる。
【００４２】
なお実際のところ非点収差およびコマ収差の補正量は対物レンズの有効径範囲内のＲＭＳ値で０．０１λ程度から０．０３λ程度の範囲内であることから、支配的に発生する収差成分が該範囲内において上記の関係が成り立つものとする。例えばレンズを光軸に垂直な方向に変位させたときに発生する収差成分はコマ収差に比べて非点収差が支配的に発生するとした場合は、ΔＷＡＳの値が０．０１λのときΔＷＣＭの値は０．００５λ以下を満たすものとする。
【００４３】
またレンズ２ならびにレンズ３を変位させた際に発生する非点収差成分またはコマ収差成分の量は所定の感度を有する方が、収差を補正する際に都合が良い。なお、ここでいう感度とはレンズ２またはレンズ３を所定量だけ変位させた場合に発生する収差量と定義する。例えば、あまりにも感度が低すぎるとレンズ２またはレンズ３の位置調整範囲を超えても収差を補正できない問題があり、逆に感度が高すぎると収差補正後に何らかの経時変化によってレンズ２またはレンズ３が位置ずれを起こした場合に大きな収差量が発生してしまい、初期的に補正した効果が得られなくなるからである。
【００４４】
上記感度はレンズ２またはレンズ３のレンズ面における曲率半径が密接に関わっており、曲率半径が大きいほど上記感度は低くなり、曲率半径が小さいほど上記感度は高くなる。そのため上記を考慮して曲率半径を設定する必要があるが、レンズ２ならびにレンズ３のレンズ面の曲率半径は光ピックアップの光学倍率に影響を与えてしまう。つまりは光ディスク上に集光する光スポット径の大きさや、光ディスク上に到達する光ビームの光利用効率に影響を与えてしまう。
【００４５】
よって本発明では波面収差補正素子１０を構成するレンズ２とレンズ３に関して、一方は凸レンズとし他方は凹レンズとすることを特徴としている。例えばレンズ２を凹レンズ、レンズ３を凸レンズとしてレンズ２の凹レンズによって光が拡散する作用と、レンズ３の凸レンズによって光が集光する作用のバランスを合わせる事で、レンズ２とレンズ３におけるレンズ作用を互いに打ち消し合う事が出来る。もちろんレンズ２を凸レンズ、レンズ３を凹レンズとしても構わない。レンズ２とレンズ３におけるレンズ作用が互いに打ち消し合えば、レンズ２ならびにレンズ３のレンズ面の曲率半径は任意の値で良いため、レンズ２ならびにレンズ３を変位させた際に発生する非点収差成分またはコマ収差成分の感度を適当な値に設定する事が出来る。本実施例における感度としては、レンズ２またはレンズ３を光軸に垂直な方向に０．１ｍｍ変位させた際に発生する非点収差成分の量またはコマ収差成分の量が対物レンズ７の有効径範囲において、例えば数ミリλから数十ミリλ程度のＲＭＳ値となるようにレンズ面の曲率半径を設定している。
【実施例４】
【００４６】
光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置に関する実施例を図１０に示す。符号７０は例えば図１に示すような構成を有する光ピックアップである。なお光ピックアップ７０には、光ディスク１００の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御がおこなわれる。
【００４７】
レーザ駆動回路７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置７０内の半導体レーザに供給され、再生または記録に応じて所定の光量でレーザ光が出射する。なおレーザ駆動回路７７は光ピックアップ装置７０の中に組み込まれていても良い。
【００４８】
光ピックアップ７０内の光検出器から検出された信号は、サーボ信号生成回路７４及び情報信号再生回路７５に送られる。サーボ信号生成回路７４では、これら検出信号からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路７３を経て光ピックアップ７０内のアクチュエータを駆動することによって対物レンズの位置制御がおこなわれる。
【００４９】
また情報信号再生回路７５では前記検出信号から光ディスク１００に記録された情報信号が再生される。なお前記サーボ信号生成回路７４及び情報信号再生回路７５で得られた信号の一部はコントロール回路７６に送られる。このコントロール回路７６にはレーザ駆動回路７７、アクセス制御回路７２、アクチュエータ駆動回路７３、スピンドルモータ駆動回路７１などが接続されており、それぞれ光ピックアップ７０内の半導体レーザ発光光量の制御、アクセス方向および位置の制御、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ６０の回転制御等が行われる。
【００５０】
実施例１乃至３に記載したように、波面収差補正素子１０によって光ディスクに集光する光ビームの波面収差を低減した光ピックアップを搭載することで、再生または記録性能の良い光ディスク装置を実現することが出来る。
【００５１】
なお、この光ディスク装置に搭載する光ピックアップは前述した各光ピックアップのいずれであっても構わない。
【００５２】
以上のように、上記各実施例に記載の光ピックアップ及び光ディスク装置によれば、光ディスクに集光する光ビームの収差を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明における光ピックアップの光学系構成を表す図。
【図２】波面収差補正素子を示す図。
【図３】波面収差補正素子の形状の一例を表す図。
【図４】レンズ２の特性を表す第1の実施例の図。
【図５】レンズ３の特性を表す第1の実施例の図。
【図６】非点収差またはコマ収差を補正する際におけるレンズ２ならびにレンズ３の位置調整を表す図。
【図７】レンズ２ならびにレンズ３の特性を表す第２の実施例の図。
【図８】レンズ２ならびにレンズ３の特性を表す第３の実施例の図。
【図９】球面収差を補正する際におけるレンズ２ならびにレンズ３の位置調整を表す図。
【図１０】本発明における光ディスク装置を表す図。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・半導体レーザ、２，３・・・レンズ、４・・・回折格子、５・・・ビームスプリッタ、６・・・コリメートレンズ、７・・・対物レンズ、８・・・検出レンズ、９・・・光検出器、１０・・・波面収差補正素子、６０・・・スピンドルモータ、７０・・・光ピックアップ装置、７１・・・スピンドルモータ駆動回路、７２・・・アクセス制御回路、７３・・・アクチュエータ駆動回路、７４・・・サーボ信号生成回路、７５・・・情報信号再生回路、７６・・・コントロール回路、７７・・・レーザ駆動回路、１００・・・光ディスク。
【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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