(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
単一の光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズと、
上記平行光を情報記録媒体の媒体面に集光させ、該集光が上記媒体面上で反射した第１の反射光と上記媒体面上に形成された光透過層の表面で反射した第２の反射光とを集める単一領域のレンズ面だけを有する第１の対物レンズと、
上記集められた第１の反射光と第２の反射光とをそれぞれ異なる位置に集束する集束レンズと、
上記集束された第１の反射光を受光して上記媒体面との焦点誤差を検出する第１の検出手段と、
上記集束された第２の反射光を受光して上記光透過層の表面との焦点誤差を検出する第２の検出手段と、
該第１の検出手段によって、上記媒体面の焦点誤差を検出して上記対物レンズの位置を制御する第１の制御手段と、
該第２の検出手段からの検出に対応して、上記コリメータレンズを移動させる移動手段とを有することを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
上記第１の検出手段を情報記録媒体の情報記録及び／又は再生に用いる請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
上記集束された第１の反射光と第２の反射光とをそれぞれ第１の検出手段と第２の検出手段とに分割する分割手段を有する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４】
上記分割手段がホログラム素子であることを特徴とする請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
上記第１の検出手段の受光手段が上記媒体面における第１の反射光が集束する位置に配置され、
上記第２の検出手段の受光手段が上記光透過層の表面における第２の反射光が集束する位置に配置された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６】
上記分割手段と上記第２の検出手段との間に、球面収差を補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
光源と、
単一の光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズと、
上記平行光を情報記録媒体の媒体面に集光させ、該集光が上記媒体面上で反射した第１の反射光と上記媒体面上に形成された光透過層の表面で反射した第２の反射光とを集める単一領域のレンズ面だけを有する第１の対物レンズと、
上記集められた第１の反射光と第２の反射光とをそれぞれ異なる位置に集束する集束レンズと、
上記集束された第１の反射光を受光して上記媒体面との焦点誤差を検出する第１の検出手段と、
上記集束された第２の反射光を受光して上記光透過層の表面との焦点誤差を検出する第２の検出手段と、
該第２の検出手段からの検出に対応して、上記コリメータレンズを移動させる移動手段を備えた光ヘッド装置と、
該第１の検出手段によって、上記媒体面の焦点誤差を検出して上記対物レンズの位置を制御する第１の制御手段と、
該第２の検出手段によって、上記光透過層の表面との焦点誤差を検出し、上記移動手段を制御して上記コリメータレンズにより球面収差を補正する第２の制御手段とを具備することを特徴とする記録及び／又は再生装置。
【請求項８】
光源と、単一の光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズと、上記平行光を情報記録媒体の媒体面に集光させ、該集光が上記媒体面上で反射した第１の反射光と上記媒体面上に形成された光透過層の表面で反射した第２の反射光とを集める単一領域のレンズ面だけを有する第１の対物レンズと、上記集められた第１の反射光と第２の反射光とをそれぞれ異なる位置に集束する集束レンズと、上記集束された第１の反射光を受光する第１の検出手段と、上記集束された第２の反射光を受光する第２の検出手段と、上記コリメータレンズを移動させる移動手段とを備えた光ヘッド装置と、
該第１の検出手段によって、上記対物レンズの位置を制御する第１の制御手段と、
該第２の検出手段によって、上記移動手段を制御する第２の制御手段とを具備することを特徴とする記録及び／又は再生装置において、
上記第１の反射光の焦点誤差を検出する第１の検出工程と、
上記第１の反射光の焦点誤差を補正するように上記対物レンズを移動させる工程と、
上記第２の反射光の焦点誤差を検出する第２の検出工程と、
該第２の検出工程の出力に対応して球面収差を補正するように上記移動手段によって上記コリメータレンズを移動させる工程とを備えた記録及び／又は再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報の記録または再生を行う情報記録媒体における情報記録媒体光透過層の厚み誤差を検出し、その誤差に起因して発生する球面収差を補正する光ヘッド装置、記録及び／又は再生装置並びに記録及び／又は再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報をより高密度に記録するために対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくする要求が強い。開口数を大きくすると集光スポットの径を小さくすることが可能となるがシステムに許される誤差裕度が小さくなる。具体的には情報記録媒体の光透過層厚み誤差、情報記録媒体と対物レンズの相対傾き誤差等に対する裕度が小さくなる。ここでＮＡが大きい光学系（例えばＮＡ０．８５）では支配的となる球面収差について説明する。
【０００３】
「光ディスク技術」（ラジオ技術社）のＰ．６０〜６２に記載されているように、光透過層の厚み誤差Δｄにより発生する球面収差Ｗ４０ｄは、光透過層材質の屈折率ｎと対物レンズの開口数ＮＡを用いて式（１）で与えられる。
Ｗ４０ｄ＝（ｎ2−１）／（８×ｎ3）×（ＮＡ）4×Δｄ  ……………（１）
【０００４】
例えば、式（２）により、ＮＡ０．８５の対物レンズを用いた光学系は、ＤＶＤ等のＮＡ０．６の対物レンズを用いた光学系に対して、光透過層の厚み誤差に対する精度が約４倍要求される。
0004505982.tif 000002
【０００５】
上記より、光透過層の厚み誤差を検出し、球面収差に対して何らかの補正を行うことは高密度な記録／再生を実現するための有効な手段である。ここで、情報記録媒体の光透過層厚み誤差を検出するための第１の光学系と情報の記録／再生を行う第２の光学系を有し、第１の光学系が検出した厚み誤差を補正するように第２の光学系における光学素子の位置を調整する光ヘッド装置が提案されている。
【０００６】
図１４は、特開２０００−１１４０２号公報に記載された従来の光学ヘッドを示す図である。図において、１は光学ヘッド、２は光ディスク、３は基板、４は光透過層、５は第１の光学系、６は第２の光学系である。７は光源、８はビームスプリッタ、９は２枚の球面レンズ９ａと９ｂが貼り合わされたコリメータレンズ、１０はホログラム素子、１１は対物レンズ、１２は第１の受光部１２ａと第２の受光部１２ｂを有する光検知器である。１３は光源、１４はシリンドリカルレンズ、１５は偏光ビームスプリッタ、１６は２枚の球面レンズ１６ａと１６ｂが貼り合わされたコリメータレンズ、１７は回折格子、１８は立ち上げミラー、１９は１／４波長板、２０は２枚の球面レンズ２０ａと２０ｂが貼り合わされた２群対物レンズ、２１は光検出器、２２はアクチュエータ、２３は集光レンズ、２４は出力検出用光検出器、３０は２軸アクチュエータである。
【０００７】
上記構成で、第１の光学系５において、光源７から出射されたレーザ光はビームスプリッタ８で反射され、コリメータレンズ９で平行光に変換され、ホログラム素子１０で回折され焦点位置の異なる０次光と１次光に分離された後、対物レンズ１１により０次光と１次光とは、各々光ディスク２に集光される。ここで、０次光と１次光の焦点は光透過層４の厚みにほぼ等しい長さだけ異なっているので、０次光は光透過層４を透過して記録層上に集光されてスポットを形成し、１次光は光透過層４の表面上に集光されてスポットを形成する。
【０００８】
次に、光ディスク２で反射された０次光と１次光は、元の光路を辿って対物レンズ１１を透過した後、コリメータレンズ９によって集束光とされ、それぞれ光検知器１２上の第１の受光部１２ａと第２の受光部１２ｂに入射する。まず、第１の受光部１２ａで光ディスク２の記録層からの戻り光によるフォーカスエラー信号を検出し、第２の受光部１２ｂで光ディスク２の光透過層４表面からの戻り光によるフォーカスエラー信号を検出する。これらの戻り光は収束光中に配置されたビームスプリッタ８により非点収差が与えられ、公知の非点収差法を用いて各々フォーカスエラー信号を検出している。
【０００９】
一方、第２の光学系６において、光源１３から出射されたレーザ光はシリンドリカルレンズ１４によりビーム整形された後、偏光ビームスプリッタ１５を透過してコリメータレンズ１６に入射する。コリメータレンズ１６から出射したレーザ光は回折格子１７に入射し、回折されて３ビームとされた後、立ち上げミラー１８によって進行方向を折り曲げられて１／４波長板１９に入射する。１／４波長板１９から出射したレーザ光は２群対物レンズ２０に入射し、光ディスク２の記録層上に集光される。記録層で反射された戻り光は、元の光路を辿ってコリメータレンズ１６によって収束光とされた後、偏光ビームスプリッタ１５で反射され光検知器２１に入射され信号が検出される。
【００１０】
２２はアクチュエータであり、第１の光学系５における第２の受光部１２ｂで検出されたフォーカスエラー信号に基づいてレーザ光の光軸方向にコリメータレンズ１６を移動させることにより光ディスク２の媒体面上に集光された光スポットの球面収差を低減する。コリメータレンズ１６の焦点位置に光源１３が配置されている状態ではコリメータレンズ１６からは平行光が出射され、２群対物レンズ２０にはその平行光が入射するために球面収差が発生しない。
【００１１】
ところがコリメータレンズ１６をレーザ光の光軸方向に移動させると、コリメータレンズ１６を透過したレーザ光が平行光ではなくなり、２群対物レンズ２０にはその平行光ではない光束が入射し球面収差が発生する。この性質を利用し、光ディスク２の媒体面上に集光された光スポットに生じた球面収差の量と極性を検知し、その逆極性の球面収差が発生するように光源１３とコリメータレンズ１６との距離を変動させる。集光レンズ２３は偏光ビームスプリッタ１５で反射されたレーザ光を出力調整用光検知器２４上に集光させる。出力調整用光検知器２４の受光量に基づいて光源１３から出射されるレーザ光の出力を自動調整する。３０は２軸アクチュエータであり、対物レンズ１１と２群対物レンズ２０がその可動部に搭載されており、対物レンズ１１と２群対物レンズ２０とのフォーカシング制御とトラッキング制御が行われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような光学ヘッド装置では、光透過層の厚み誤差を検出するための光学系（第１の光学系５）と情報の記録／再生を行うための光学系（第２の光学系６）が各々別々に設けられているため、構成が複雑になり、製造コストが増大し、装置が大型になった。
【００１３】
また、光ディスク上において、光透過層の厚み誤差を検出する位置は対物レンズ１１の光軸上であり、情報の記録／再生を行う位置は２群対物レンズ２０の光軸上であるため距離が離間しており、情報の記録／再生を行う位置での厚み誤差の検出が正しく行えないといった問題点があった。距離が離間している分だけ時間的に補正するとしても余分な回路が必要であった。
【００１４】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、光透過層の厚み誤差を検出することにより集光スポットの球面収差を補正し、情報の記録／再生を精度良く行うことを可能とした、簡素で小型な光ヘッド装置、記録及び／又は再生装置並びに記録及び／又は再生方法を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決する手段】
この発明に係る光ヘッド装置においては、光源と、単一の光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズと、上記平行光を情報記録媒体の媒体面に集光させ、該集光が上記媒体面上で反射した第１の反射光と上記媒体面上に形成された光透過層の表面で反射した第２の反射光とを集める単一領域のレンズ面だけを有する第１の対物レンズと、上記集められた第１の反射光と第２の反射光とをそれぞれ異なる位置に集束する集束レンズと、上記集束された第１の反射光を受光して上記媒体面との焦点誤差を検出する第１の検出手段と、上記集束された第２の反射光を受光して上記光透過層の表面との焦点誤差を検出する第２の検出手段と、該第１の検出手段によって、上記媒体面の焦点誤差を検出して上記対物レンズの位置を制御する第１の制御手段と、該第２の検出手段からの検出に対応して、上記コリメータレンズを移動させる移動手段とを有するものである。
【００２４】
また、この発明に係る記録及び／又は再生装置は、光源と、単一の光源からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズと、上記平行光を情報記録媒体の媒体面に集光させ、該集光が上記媒体面上で反射した第１の反射光と上記媒体面上に形成された光透過層の表面で反射した第２の反射光とを集める単一領域のレンズ面だけを有する第１の対物レンズと、上記集められた第１の反射光と第２の反射光とをそれぞれ異なる位置に集束する集束レンズと、上記集束された第１の反射光を受光して上記媒体面との焦点誤差を検出する第１の検出手段と、上記集束された第２の反射光を受光して上記光透過層の表面との焦点誤差を検出する第２の検出手段と、該第２の検出手段からの検出に対応して、上記コリメータレンズを移動させる移動手段を備えた光ヘッド装置と、該第１の検出手段によって、上記媒体面の焦点誤差を検出して上記対物レンズの位置を制御する第１の制御手段と、該第２の検出手段によって、上記光透過層の表面との焦点誤差を検出し、上記移動手段を制御して上記コリメータレンズにより球面収差を補正する第２の制御手段とを具備するものである。
【００２５】
さらに、この発明に係る記録及び／又は再生方法は、第１の反射光の焦点誤差を検出する第１の検出工程と、第１の反射光の焦点誤差を補正するように対物レンズを移動させる工程と、第２の反射光の焦点誤差を検出する第２の検出工程と、第２の検出工程の出力に対応して球面収差を補正するように上記移動手段によって上記コリメータレンズを移動させる工程とを備えたものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における記録及び／又は再生装置の光ヘッド装置及びその周辺構成の概略図である。図において、１００は光ヘッド装置、１０１は光源である半導体レーザ、１０２は半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光、１０３はレーザ光１０２を平行光に変換するコリメータレンズ、１０４はプリズム、１０６は内部に媒体面１０６ａと媒体面１０６ａを保護してレーザ光１０２を透過させる光透過層１０６ｂを有する情報記録媒体、１０７は、媒体面１０６ａで反射された第１の反射光である反射光１０７ａと、上記光透過層１０６ｂの表面で反射された第２の反射光である反射光１０７ｂから成る情報記録媒体１０６からの反射光、１０５は平行光となったレーザ光１０２を媒体面１０６ａに集光させ、反射光１０７ａと反射光１０７ｂとを集める２群のレンズから構成された第１の対物レンズ、１０８は反射光１０７を集束させる集束レンズ、１０９は集束された反射光１０７を分割する分割手段である分割プリズム、１１０は反射光１０７ａを受光する第１の検出手段であるセンサ用光検知器、１１１は反射光１０７ｂを受光し、光透過層１０６ｂの厚み誤差を検出する第２の検出手段である光検知器、１３４は光検知器１１１からの検出に対応して、コリメータレンズ１０６を移動させる移動手段である。
【００２７】
また、１２６はセンサ用光検知器１１０から媒体面１０６ａに対する対物レンズ１０５の焦点誤差を検出して、対物レンズ１０５の位置制御をする第１の制御回路、１２５は光検知器１１１によって、光透過層１０６ｂの表面との焦点誤差を検出し、移動手段１３４を制御してコリメータレンズ１０６により球面収差を補正する第２の制御回路である。尚、トラッキング法としてはＤＶＤプレーヤ等で一般的に用いられているＤＰＤ法（位相差法）を使用している。
【００２８】
図２は本実施の形態の対物レンズ１０５から情報記録媒体１０６への集光状態を示す拡大図である。図において、１１２は媒体面１０６ａ上に集光した第１の集光スポット、１１３は光透過層１０６ｂで反射されたレーザ光１０２が集光する第２の集光スポットである。
【００２９】
次に動作について説明する。半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光１０２はコリメータレンズ１０３により発散光からほぼ平行光に変換され、プリズム１０４に入射する。レーザ光１０２はプリズム１０４で対物レンズ１０５に向かう方向に反射され、対物レンズ１０５により情報記録媒体１０６に集光される。レーザ光１０２の内、一部の光は媒体面１０６ａ上に第１の集光スポット１１２として集光され、他の一部の光は光透過層１０６ｂの表面で反射され集光スポット１１３として情報記録媒体１０６の外部に集光される。
【００３０】
第１の検出工程として、反射光１０７ａは前述の光路を逆行しプリズム１０４を透過した後、集束レンズ１０８により平行光束から集束光に変換され、分割プリズム１０９を経てセンサ用光検知器１１０及び光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１上で受光される。センサ用光検知器１１０は媒体面１０６ａに対する第１の集光スポット１１２の焦点誤差信号、トラッキング誤差信号、再生信号等を出力する。その焦点誤差信号やトラッキング誤差信号を図示しない制御回路に入力し、対物レンズ１０５を移動させる工程となる。
【００３１】
一方、第２の検出工程として、反射光１０７ｂは上述の反射光１０７ａと同様にプリズム１０４を透過した後、分割プリズム１０９を経てセンサ用光検知器１１０及び光透過層厚み誤差検出用光検知器１１１上で受光される。光透過層厚み誤差検出用光検知器１１１は反射光１０７ｂより焦点誤差信号を検出することが出来るが、集光スポット１１２が常に媒体面１０６ａ上に集光するように制御されているため、結果として光透過層厚み誤差を出力することとなる。第２の検出工程の出力に対応して球面収差を補正するようにコリメータレンズ１０３を移動させる工程となる。
【００３２】
図３は図１におけるセンサ用光検知器１１０の構成図であり、図４は図１における光検知器１１１の構成図である。両図において、４分割された受光部を各々Ａ〜Ｄ、矢印方向をトラック方向とすると、焦点誤差信号は公知の非点収差法で（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）の差動演算出力として得られる。このセンサ用光検知器１１０の出力である焦点誤差信号は対物レンズ１０５の焦点制御に、光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１の出力する焦点誤差信号はコリメータレンズ１０３の位置制御に用いられる。また、トラッキング誤差信号は公知のＤＰＤ法でセンサ用光検知器１１０から（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）の位相差演算出力として得られる。
【００３３】
図５は情報記録媒体１０６と光ヘッド装置１００との位置関係が変化した場合におけるセンサー用光検知器上の集束光パターンと焦点誤差信号の波形を示す図である。図において、１１４はセンサ用光検知器１１０で反射光１０７ａから得られた焦点誤差信号、１１５はセンサ用光検知器１１０で反射光１０７ｂから得られた焦点誤差信号、１１６は実際には反射光１０７ａと反射光１０７ｂが同時にセンサ用光検知器１１０に照射されるために、焦点誤差信号１１４と焦点誤差信号１１５が加算されたセンサ用光検知器１１０から出力される焦点誤差信号である。尚、焦点誤差信号１１４〜１１６の各信号において、横軸は対物レンズ１０５の光軸方向の位置、縦軸は各信号の振幅を表している。
【００３４】
ここで、反射光１０７ｂはセンサ用光検知器１１０上にも照射されるが、センサ用光検知器１１０は不要な反射光１０７ｂの集光位置から離れた位置に配置されているため、径の大きい均一な不要光が照射されるだけで焦点誤差信号には大きな影響を与えない。
【００３５】
また、誤差信号１１４、誤差信号１１５と誤差信号１１６の横軸は集光スポット１１２の焦点方向位置を示し、縦軸はそれぞれの位置における誤差信号の出力振幅を示す。図の上段に示した（イ）〜（ハ）は情報記録媒体１０６に対する焦点方向の位置を示している。（イ）はレーザー光１０２が光透過層１０６ｂの表面に集光した状態、中央の（ロ）はレーザー光１０２が媒体面１０６ａに集光した状態、右端の（ハ）は媒体面１０６ａからの反射光１０７ａが光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１上に集光した状態を示す。これらの図の内、（ロ）の状態が実機で実際に駆動制御行っている状態となる。
【００３６】
図に示したように、反射光１０７ａは（ロ）の時にほぼ円形となり焦点誤差信号１１４上に誤差信号が表れ、センサ用光検知器１１０上の反射光１０７ｂは（イ）の時にほぼ円形となり、焦点誤差信号１１５上に誤差信号が表れる。焦点誤差信号１１４と焦点誤差信号１１５の加算出力となる焦点誤差信号１１６は２個のＳ字カーブを有する波形を示す。センサ用光検知器１１０は（ロ）の状態にある時に反射光１０７ａのセンサ用光検知器１１０上での強度分布がほぼ円形になるような位置に配置されているので、焦点誤差信号１１４は（ロ）の状態付近で大きなＳ字カーブを示す。（イ）や（ハ）の状態にある時は反射光１０７ａのセンサ用光検知器１１０上での強度分布はぼやけて広がった状態となり、焦点誤差信号１１４は零に近い値となる。
【００３７】
一方、反射光１０７ｂについては、（イ）の状態にある時に反射光１０７ｂのセンサ用光検知器１１０上で強度分布がほぼ円形になるため、焦点誤差信号１１５は（イ）の状態付近で小さなＳ字カーブを示す。また、（ロ）や（ハ）の状態にある時は反射光１０７ｂのセンサ用光検知器１１０上での強度分布はぼやけて広がった状態となり、焦点誤差信号１１４は零に近い値となる。これらＳ字カーブの大きさの差は媒体面１０６ａと光透過層１０６ｂの反射率の差から生じており、媒体面１０６ａの反射率が光透過層１０６ｂの反射率より大きいため大きなＳ字カーブを示す。
【００３８】
図６は情報記録媒体１０６と光ヘッド装置１００との位置関係が変化した場合における光検知器１１１上の集束光パターンと焦点誤差信号の波形を示す図である。図において、１１７は光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１で反射光１０７ａから得られた焦点誤差信号、１１８は光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１で反射光１０７ｂから得られた焦点誤差信号である。尚、焦点誤差信号１１７〜１１９の各信号において、横軸は対物レンズ１０５の光軸方向の位置、縦軸は各信号の振幅を表している。
【００３９】
反射光１０７ａについては、（ハ）の状態にある時に反射光１０７ａによる光検知器１１１上での強度分布がほぼ円形になるため、焦点誤差信号１１７は（ハ）の状態付近で誤差信号が表れ、大きなＳ字カーブを示す。（イ）や（ロ）の状態にある時は反射光１０７ａの光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１上での強度分布はぼやけて広がった状態となり、焦点誤差信号１１７は零に近い値となる。一方、反射光１０７ｂについては、（ロ）の時にほぼ円形となり、焦点誤差信号１１８上に誤差信号が表れる。また、（イ）や（ハ）の状態にある時は反射光１０７ｂの光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１上での強度分布はぼやけて広がった状態となり、焦点誤差信号１１８は零に近い値となる。
【００４０】
ここで、光検知器１１１上にも反射光１０７ａと反射光１０７ｂが同時に照射されるので、光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１からの出力は両方の反射光の和となり、１１９は焦点誤差信号１１７と焦点誤差信号１１８の加算となる焦点誤差信号であり、２個のＳ字カーブを有する。光検知器１１１は（ロ）の状態にある時に反射光１０７ｂの光検知器１１１上での強度分布がほぼ円形になるような位置に配置されており、焦点誤差信号１１８は（ロ）の状態付近で小さなＳ字カーブを示す。これらＳ字カーブの大きさの差は、媒体面１０６ａでの反射率が光透過層１０６ｂでの反射率より大きいためである。
【００４１】
媒体面１０６ａで反射された反射光１０７ａは光透過層１０６ｂの厚み誤差検出用の光検知器１１１上にも照射されるが、光検知器１１１は不要な反射光１０７ａの集光位置から離れた位置に配置されているため、径の大きい均一な不要光が照射されるだけで焦点誤差信号には大きな影響を与えない。
【００４２】
反射光１０７ｂは上述の反射光１０７ａと同様にプリズム１０４を透過した後、分割プリズム１０９を経てセンサ用光検知器１１０及び光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１上で受光される。光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１は反射光１０７ｂより焦点誤差信号を検出することが出来るが、集光スポット１１２が常に媒体面１０６ａ上に集光するように制御されているため、光透過層１０６ｂの厚み誤差を出力することとなる。
【００４３】
上記の関係は光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１と焦点誤差信号１１７、焦点誤差信号１１８と焦点誤差信号１１９とについても同様である。但し、対物レンズ１０５の焦点制御はセンサ用光検知器１１０の出力に基づいて行い、光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１の出力は使用しない。また、この光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１からは図６に示した様に（ロ）の状態では反射光１０７ｂの焦点誤差信号が出力されることとなる。これは、光透過層１０６ｂの表面位置と媒体面１０６ａの距離誤差つまり光透過層の厚み誤差を表していることとなる。
【００４４】
そこで、センサ用光検知器１１０は、レーザ光１０２が媒体面１０６ａ上に集光した状態でその反射光１０７ａを受光して媒体面１０６ａの焦点誤差信号を検出可能な位置に配置されている。また、光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１は、レーザ光１０２が媒体面１０６ａ上に集光した状態で光透過層１０６ｂからの反射光１０７ｂを受光して光透過層１０６ｂの厚み誤差信号を検出可能な位置に配置されている。したがって、情報記録媒体１０６の種類が異なり光透過層の厚さの規定値が異なる場合でも、センサ用光検知器１１０と光検知器１１１の位置を変更することで対応ができる効果がある。
【００４５】
また、光透過層１０６ｂの厚さが規定値であれば両方の誤差信号は零になるような位置に配置されており、センサ用光検知器１１０及び光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１は反射光１０７ａ及び反射光１０７ｂを受光し各々の光情報を電気情報として出力する。センサ用光検知器１１０は４分割された受光部の和信号として再生信号を出力し、差動演算出力から焦点誤差信号とトラッキング誤差信号を出力する。
したがって、光透過層の厚さを制御する光学系と記録及び／又は再生を行う光学系が一光路で構成されており、構成部品点数の低減による組立て精度の向上と装置の良品率の向上が図られる。
【００４６】
図５、図６に示したように、情報記録媒体１０６と対物レンズ１０５の焦点方向の位置関係が変化するに従い、センサ用光検知器１１０及び光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１上の集束スポット形状が変化する。本発明における光ヘッド装置１００では、焦点誤差検出法とトラッキング誤差検出法として、ＣＤプレーやＤＶＤプレーヤで一般的に用いられている非点収差法とＤＰＤ法（位相差検出法）をそれぞれ用いている。非点収差法は図５に示したように焦点ずれが発生した場合に光検知器上の集光スポット形状が４５度方向に延びた楕円形状となり、センサ用光検知器１１０からはその形状に応じた出力が焦点誤差として出力される。
【００４７】
一方、トラックずれが発生した場合には、集光スポット１０７ａの強度分布に偏りが生じ、その偏りに応じた出力がセンサ用光検知器１１０上からトラッキング誤差として出力される。センサ用光検知器１１０から得られた焦点誤差信号１１６やトラッキング誤差信号は対物レンズ１０５の位置制御を行うために利用され、２群のレンズから構成された対物レンズ１０５が一体となって第１の制御回路１２６によって、位置制御される。また、光検知器１１１から得られた光透過層厚み誤差信号１１９はコリメートレンズ１０３の位置制御を行うために利用される。
【００４８】
また、反射光１０７ｂは光透過層を透過していないため集光スポット１１３の状態で球面収差を有している。しかし、一般に使用されている光ヘッド装置でも観測されるように、光透過層１０６ｂの表面で反射された反射光１０７は球面収差が大きい状態であるが光透過層１０６ｂの表面の焦点誤差信号を検出することは可能である。
【００４９】
図７は図１におけるビーム分割手段と光検知器の間に不要な光を遮蔽するための光学フィルタを設けた拡大光路図である。図において、１２０は分割プリズム１０９と光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１の間に配置された光学フィルタである。光学フィルタ１２０は分割プリズム１０９で反射された反射光１０７ａを遮断し反射光１０７ｂの外周部を透過し、光検知器１１１が不要光として受光する反射光１０７ａの光量を低減し、光透過層厚み誤差信号１１９に与える悪影響を低減できる。
【００５０】
図８において１２１は分割プリズム１０９と光透過層厚み誤差検出用の光検知器１１１の間で反射光１０７ａの焦点付近に配置された光学フィルタである。このため、反射光１０７ｂの受光量の遮断を押さえ、光検知器１１１が受光する反射光１０７ａの光量を低減出来るため、光透過層厚み誤差信号に与える悪影響を大きく低減できる。
【００５１】
図９は図１におけるビーム分割手段１０９と光検知器１１１との間に球面収差を与えるための光学素子１２２を設けた拡大光路図である。集束光の光路中に平行平板から成る光学素子１２２を設け、集光スポット１１３の状態で有している球面収差を補正し、光検知器１１１で検知される誤差信号の精度を向上させている。
【００５２】
図１０はコリメータレンズの位置調整を行うための移動手段１３４であるリニアアクチュエータの概略断面図である。図において、１３０はコリメータレンズ１０３を保持するレンズホルダ、１３１は上記レンズホルダ１３０に巻き付けられたコイル、１３２は上記レンズホルダを光軸方向に移動可能に支持するホルダガイド、１３３はホルダガイド１３２に固定的に設けられた永久磁石である。光透過層の厚み誤差信号１１９を第２の制御回路１２５を経てコイル１３１にフィードバックし、コイル１３１と永久磁石１３３の電磁作用により、レンズホルダ１３０は、コリメータレンズ１０３の光軸に沿って図１０中の矢印Ｐ方向に駆動制御される。
【００５３】
コリメータレンズ１０３を光軸方向に移動させることにより、球面収差の調整が可能となり、コリメータレンズ１０３の焦点位置に半導体レーザ１０１が配置されている状態ではコリメータレンズ１０３を透過したレーザ光１０２は平行光となり、対物レンズ１０５にはその平行光が入射するために球面収差が発生しない。しかし、上記状態からコリメータレンズ１０３をレーザ光１０２の光軸方向に移動させると、コリメータレンズ１０３を透過したレーザ光１０２が平行光でなくなる。
【００５４】
よって、対物レンズ１０５には平行光ではない光束が入射するために球面収差が発生する。この球面収差には極性があり、半導体レーザ１０１とコリメータレンズ１０３の距離がコリメータレンズ１０３の焦点距離よりも近い場合を正極性とすると、逆に遠い場合には負極性となる。この性質を利用し、光透過層の厚み誤差信号１１９から情報記録媒体１０６の媒体面１０６ａ上に集光された光スポットに生じた球面収差の大きさと極性を検知し、その逆極性の球面収差が発生するように半導体レーザ１０１とコリメータレンズの距離を変動させる。球面収差の大きさと極性は、図６に示した光透過層の厚み誤差信号１１９の内、左側のＳ字カーブつまり、反射光１０７ｂによる焦点誤差信号１１８上のＳ字カーブの方から得られる。コリメータレンズ１０３を半導体レーザ１０１に近づける場合と遠ざける場合で球面収差の符号を変化させることが可能なので、光透過層厚み誤差の符号に応じてコリメータレンズ１０３を所望の方向へ移動させる。
【００５５】
実施の形態２．
図１１は本発明の実施の形態２における記録及び／又は再生装置の光ヘッド装置及びその周辺構成の概略図である。図１２は本実施の形態における反射光１０７の分割手段である内周部分と外周部分との屈折作用が相違するホログラム素子の平面図、図１３は本実施の形態における光検知器の拡大図である。
【００５６】
図１１〜図１３において、実施の形態１と同一機能を示す部分は同一符号を付している。図において、１４０は反射光１０７ａと１０７ｂを光検知器１４１上に収束させるための屈折力が内周部１４０ａと外周部１４０ｂとで相違するホログラム素子、１４１ａと１４１ｂは光検知器１４１上の光検知器パターン、１４２ａと１４２ｂは上記光検知器パターン１４１ａ、１４１ｂ上の集光スポットである。
【００５７】
ホログラム素子１４０の内周部１４０ａは屈折作用が無く反射光１０７ａをそのまま光検知器パターン１４１ａ上に集束スポット１４２ａとして集光させる。一方、ホログラム素子１４０の外周部１４０ｂは反射光１０７ｂの外周部を光検知器パターン１４１ｂ上集束スポット１４２ｂとして集光させる。光検知器１４１は、光検知器パターン１４１ａで受光した集束スポット１４２ａより、媒体面１０６ａの焦点誤差信号、トラッキング誤差信号、再生信号等をを出力する。その焦点誤差信号とトラッキング誤差信号に基づいて、対物レンズ１０５の位置を駆動制御する。一方、光検知器パターン１４１ｂで受光した集束スポット１４２ｂより、光透過層１０６ｂの厚み誤差信号を出力する。実施の形態１において図１０を用いて説明したように、その厚み誤差信号に基づいて制御回路１２５を経てコリメータレンズ１０３の位置を制御し、記録・再生光の球面収差を補正する。
【００５８】
【発明の効果】
この発明は、以上に説明したように構成されているので、以下に示す効果を奏する。
【００５９】
媒体面上で反射した第１の反射光を受光して上記媒体面との焦点誤差を検出して、光透過層の表面で反射した第２の反射光を受光して上記光透過層の表面との焦点誤差を検出することにより、同一光軸上での光透過層の厚さを検出して、正確な球面収差の補正ができる。
【００６８】
また、第１の検出手段の検出によって、媒体面の焦点誤差を検出して対物レンズの位置を制御する第１の制御手段と、第２の検出手段によって、光透過層の表面との焦点誤差を検出し、移動手段を制御してコリメータレンズにより球面収差を補正する第２の制御手段とを具備することによって、高密度の記録再生が可能となる。
【００６９】
さらに、第１の反射光の焦点誤差を検出する第１の検出工程と、第１の反射光の焦点誤差を補正するように対物レンズを移動させる工程と、第２の反射光の焦点誤差を検出する第２の検出工程と、第２の検出工程の出力に対応して球面収差を補正するように上記移動手段によって上記コリメータレンズを移動させる工程とによって、高密度の記録再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における記録及び／又は再生装置の光ヘッド装置及びその周辺構成の概略図である。
【図２】  本発明の実施の形態１における対物レンズから情報記録媒体への集光状態を示す拡大図である。
【図３】  情報記録媒体と光ヘッド装置との位置関係が変化した場合におけるセンサー用光検知器上の集束光パターンと焦点誤差信号の波形を示す図である。
【図４】  情報記録媒体と光ヘッド装置との位置関係が変化した場合における光検知器上の集束光パターンと焦点誤差信号の波形を示す図である。
【図５】  実施の形態１におけるセンサ用光検知器の構成を示す図である。
【図６】  実施の形態１における光検知器の構成を示す図である。
【図７】  ビーム分割手段と光検知器の間に不要な光を遮蔽するための光学フィルタを設けた拡大光路図である。
【図８】  ビーム分割手段と光検知器の間に不要な光を遮蔽するための光学フィルタを設けた拡大光路図である。
【図９】  ビーム分割手段と光検知器の間に球面収差補正素子を設けた拡大光路図である。
【図１０】  コリメータレンズを光軸方向に移動させるための移動手段の概略断面図である。
【図１１】  本発明の実施の形態２における記録及び／又は再生装置の光ヘッド装置及びその周辺構成の概略図である。
【図１２】  実施の形態２における分割集束素子の拡大図である。
【図１３】  実施の形態２における光検知器上の集束光の状態を示す図である。
【図１４】  従来例における光学ヘッド装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１００  光ヘッド装置、  １０１  レーザ装置、  １０２  レーザ光、  １０３  コリメータレンズ、  １０４  プリズム、  １０５  対物レンズ、  １０６情報記録媒体、  １０６ａ  媒体面、  １０６ｂ  光透過層、  １０７  反射光、  １０７ａ  反射光、  １０７ｂ  反射光、  １０８  集束レンズ、１０９分割プリズム、  １１０  センサ用光検知器、  １１１  光検知器、  １１２第１の集光スポット、  １１３  第２の集光スポット、  １１４  焦点誤差信号、  １１５  焦点誤差信号、  １１６  焦点誤差信号、  １１７  焦点誤差信号、  １１８  焦点誤差信号、  １１９  光透過層厚み誤差信号、１２０  光学フィルタ、  １２１  光学フィルタ、  １２２  光学素子、  １２５  第１の制御回路、  １２６  第２の制御回路、  １３０  レンズホルダ、  １３１  コイル、  １３２  ホルダガイド、  １３３  永久磁石、  １３４  移動手段、１４０  分割手段、１４０ａ  内周部、１４２ｂ  外周部、１４１  センサ用光検知器、１４１ａ  光検知器パターン、１４１ｂ  光検知器パターン、１４２ａ  集束スポット、１４２ｂ  集束スポット
【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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