(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非点隔差を有する光源と、前記光源からの光束により情報記録媒体上に光スポットを形成する対物レンズとを含む有限又は疑似有限の光学系を備え、
前記光学系は、前記光スポットが設計光軸上で初期非点収差を有し、前記初期非点収差の方向は後側焦線が前記情報記録媒体のラジアル方向と実質的に直交する方向であり、かつ前記対物レンズが前記ラジアル方向に前記設計光軸から遠ざかる方向へ移動するにつれて、前記光スポットの初期非点収差が減少する方向に非点収差を発生する光学特性であり、
前記対物レンズの前記ラジアル方向の移動範囲内において、前記対物レンズにより形成される前記光スポットの非点収差の方向は、後側焦線が前記ラジアル方向と実質的に直交する方向であり、
前記対物レンズが前記ラジアル方向に最大移動量移動した位置において、トータル非点収差が０となるように前記初期非点収差を設定していることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記初期非点収差を得るように、前記対物レンズは非点収差を付加している請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項３】
前記光源と前記対物レンズとの間に非点収差発生手段をさらに備え、前記初期非点収差を得るように、前記非点収差発生手段は非点収差を付加している請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記初期非点収差は３０ｍλ以上かつ１００ｍλ以下の範囲内である請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項５】
前記対物レンズの前記ラジアル方向の移動範囲内の絶対値は、２００μｍ以上かつ５００μｍ以下の範囲内である請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項６】
前記対物レンズの前記ラジアル方向の移動範囲内における移動量で発生する非点収差の変化量は、３０ｍλ以上かつ１００ｍλ以下の範囲内である請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項７】
前記光源は半導体レーザで構成され、前記半導体レーザにより発生する前記光スポットの非点収差の方向は、前側焦線がラジアル方向と実質的に直交する方向であることを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項８】
前記対物レンズは樹脂又はガラスで形成された単レンズであり、設計光軸上における前記対物レンズにより発生する前記光スポットの非点収差の方向は、後側焦線がラジアル方向と実質的に直交する方向である請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項９】
前記対物レンズは樹脂又はガラスで形成された単レンズであり、設計光軸上における前記非点収差発生手段により発生する前記光スポットの非点収差の方向は、後側焦線がラジアル方向と実質的に直交する方向である請求項２に記載の光学ヘッド。
【請求項１０】
前記非点収差発生手段は、平板ガラス又は円筒レンズである請求項２に記載の光学ヘッド。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の光学ヘッドと、前記対物レンズの前記ラジアル方向の移動量が許容範囲内に入るように間欠送りを行う光学ヘッド送り装置とを備えたことを特徴とするディスク記録再生装置。
【請求項１２】
前記対物レンズのラジアル方向の送り量検出手段をさらに備え、前記光学ヘッド送り装置は、予め設定した移動量に達したときに前記間欠送りを行う請求項１１に記載のディスク記録再生装置。
【請求項１３】
前記送り量検出手段の演算は、トラッキング誤差信号の一部を用いる請求項１２に記載のディスク記録再生装置。
【請求項１４】
前記送り量検出手段の演算は、前記対物レンズをラジアル方向へ駆動させる対物レンズ駆動装置の印加電流を用いる請求項１２に記載のディスク記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク状（又は円盤状）の情報記録媒体に光スポットを投影して光学的に情報を記録再生する方式であるディスク記録再生装置における光学ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光学ヘッド及びディスク記録再生装置は、ＤＶＤ・ＭＤ・ＣＤ・ＣＤ−Ｒなどその用途は年々多様化すると共に益々高密度・高性能・高品質・高付加価値化している。特に記録可能な光磁気メディアを利用したディスク記録再生装置においては、ポータブル用の需要は大きく増加傾向にあり、より一層の小型・薄型・高性能・低コスト化が求められている。
【０００３】
従来、光磁気ディスク用のディスク記録再生装置の光学ヘッドに関する技術としては、数多くの報告がなされている（例えば特許文献１参照）。以下、図面を参照しながら、従来の光学ヘッドの一例として、光磁気ディスク用のディスク記録再生装置の光学ヘッドを説明する。図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８は従来の光学ヘッドの概略的な構成図及びその動作原理を説明する図である。
【０００４】
図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８において、１０１はシリコン基板、１０２はシリコン基板１００上に固定された光源である半導体レーザ、１０３はシリコン基板１００上にＩＣプロセスにて形成された多分割光検出器、１０４はシリコン基板１００を伝熱状態で保持する放熱プレート、１０５は多分割光検出器からワイヤーボンディング等で配線された端子、１０６はシリコン基板１０１、放熱プレート１０４及び端子１０５を保持する樹脂パッケージ、１０７は樹脂で成形されたホログラム素子（回折格子）、１０８はビームスプリッタ１０８ａ、折り返しミラー１０８ｂ、偏光分離素子１０８ｃより構成された複合素子である。
【０００５】
また、シリコン基板１０１、半導体レーザ１０２、多分割光検出器１０３、放熱プレート１０４、端子１０５、樹脂パッケージ１０６、ホログラム素子１０７、複合素子１０８を一体構成とした物を集積ユニット１０９と定義する。１１０は反射ミラー、１１１は対物レンズ、１１２は対物レンズ１１１を固定する対物レンズホルダー、１１３は磁気光学効果を有する情報記録媒体である光磁気記録媒体、１１４は対物レンズ１１１を光磁気記録媒体１１３のフォーカス方向（光磁気記録媒体１１３に実質的に垂直な方向）及びラジアル方向（光磁気記録媒体１１３に実質的に平行な方向）に駆動する対物レンズ駆動装置である。
【０００６】
対物レンズ駆動装置１１４は半導体レーザ１０２からの光束を用いて光磁気ディスク上に光スポットを形成する対物レンズ１１１、対物レンズホルダー１１２、ベース１１５、サスペンション１１６、磁気回路１１７、コイル１１８ａ、１１８ｂの部品より構成される。コイル１１８ａに通電することで、対物レンズ１１１をフォーカス方向に、またコイル１１８ｂに通電することで、対物レンズ１１１をラジアル方向に駆動することが可能となる。１１９は光学台であり、光学台１１９は反射ミラー１１０を固定する。
【０００７】
また、集積ユニット１０９は光学台１１９と樹脂パッケージ１０６を接着することにより固定される。この結果、多分割光検出器１０３のＺ軸方向（光軸方向）の位置は、フォーカス誤差信号受光領域１２４が光スポットの焦点１３０及び１３１の略中間に位置するように、光学台１１９の寸法が規定される。
【０００８】
一方、図１８において１２０は多分割光検出器１０３上に形成されたフォーカス誤差信号検出用の光スポット、１２１は多分割光検出器１０３上に形成されたトラッキング誤差信号検出用の光スポット、１２２は多分割光検出器１０３上に形成されるメインビーム（Ｐ偏光）、１２３は多分割光検出器１０３上に形成されるメインビーム（Ｓ偏光）、１２４はフォーカス誤差信号受光領域、１２５及び１２６はトラッキング誤差信号受光領域、１２７は情報信号受光領域、１２８は減算器、１２９は加算器である。
【０００９】
また、図１７において１３０及び１３１はフォーカス誤差信号検出用の光スポットの焦点、１３２は光磁気記録媒体１１３上に形成される光スポットである。図１６において１３３はカバー、１３４は接着剤、１３５はフレキシブル回路である。
【００１０】
また、図１４に示すように光学ヘッドを光磁気記録媒体１１３のラジアル方向へ移動させる光学ヘッド送り装置は、送りネジ１３６、副軸１３７、送りモータ１３８、ギヤ１３９ａ、ギヤ１３９ｂ、カバー１３３に構成されたナット板１４０、軸受け１４１等から構成され、メカベース１４２に取り付けられる（詳細は図示せず）。このとき、ナット板１４０と送りネジ１３６が勘合し、送りモータ１３８の回転により、ギヤ１３９ａとギヤ１３９ｂのギヤ比及び送りネジ１３６のピッチにより算出される減速比から決定される送り量だけ光学ヘッド全体がラジアル方向に移動する。
【００１１】
またこのとき、対物レンズ１１１と光学台１１９との相対位置は送り量分ずれることとなる。また、対物レンズ１１１のラジアル方向の移動量の最大値は、送りモータ１３８が回転する直前の値となる。
【００１２】
図１４、図１５及び図２０に示すように、光磁気記録媒体１１３の内周から外周への記録又は再生時における対物レンズ１１１の動作は、まず設計光軸付近に対物レンズ１１１が位置し、光磁気記録媒体１１３のトラックに追従するよう対物レンズ１１１をラジアル方向に移動させるためにコイル１１８ｂに電流を印加する。コイル１１８ｂに印加された電流値に対応した電圧を送りモータ１３８に印加し、所定の電圧に達した時送りモータ１３８が回転することで、ギヤ１３９ａ、１３９ｂ及び送りネジ１３６によって決定されるギヤ比に対応した送り量が光学ヘッドに印加され、光学台１１９全体を外周方向に駆動する。このとき、対物レンズ１１１と光学台１１９（又は設計光軸）との相対位置ずれは対物レンズ１１１の移動量から光学ヘッドの送り量を差し引いた値となる。
【００１３】
以上のように構成された従来例について図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８において以下その動作説明を行う。半導体レーザ１０２より発せられた光は、ホログラム素子１０７により異なる複数の光束に分離される。異なる複数の光束は複合素子１０８のビームスプリッタ１０８ａを透過し、反射ミラー１１０で反射され対物レンズホルダー１１２に固定された対物レンズ１１１により、光磁気記録媒体１１３上に直径１ミクロン程度の光スポット１３２として集光される。
【００１４】
また複合素子１０８のビームスプリッタ１０８ａにより反射された光束はレーザモニタ用受光素子（図示せず）に入射し半導体レーザ１０２の駆動電流を制御する。光磁気記録媒体１１３からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子１０８のビームスプリッタ１０８ａにより反射分離されて、折り返しミラー１０８ｂ、偏光分離素子１０８ｃに入射する。
【００１５】
半導体レーザ１０２は、図１７（ａ）で紙面に平行な偏光方向となるよう設置されており、入射光は偏光分離素子１０８ｃにより、互いに直交する２つの偏光成分の光束に分離され、情報信号受光領域１２７に入射する。
【００１６】
また光磁気記録媒体１１３からの反射光のうちビームスプリッタ１０８ａを透過した光束はホログラム素子１０７により複数の光束に分離されフォーカス誤差信号受光領域１２４とトラッキング誤差信号受光領域１２５及び１２６へ集光する。フォーカスサーボはいわゆるＳＳＤ法で行い、トラッキングサーボはいわゆるプッシュプル法で行う。
【００１７】
さらに、Ｐ偏光からなるメインビーム１２２とＳ偏光からなるメインビーム１２３の差を演算することにより、差動検出法による光磁気ディスク情報信号の検出が可能となる。さらに、それらの和をとることにより、プレピット信号の検出が可能となる。
【００１８】
以上のように構成される光学ヘッドにおいて、光磁気記録媒体１１３からの反射光により所望の検出信号を得るために、組立時に半導体レーザ１０２と対物レンズ１１１と多分割光検出器１０３の相対位置調整が行われる。これらの相対位置調整に関して、フォーカス誤差信号の初期位置設定は、多分割光検出器１０３のＺ軸方向（光軸方向）の位置を、フォーカス誤差信号受光領域１２４が光スポットの焦点１３０及び１３１の略中間に位置するように光学台１１９と集積ユニット１０９の樹脂パッケージ１０６との寸法を規定することにより決定される。
【００１９】
また、トラッキング誤差信号の調整は、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、外部治具（図示せず）によりベース１１５を保持し、対物レンズ駆動装置１１４をＹ方向及びＸ方向に移動することにより、トラッキング誤差信号受光領域１２５及び１２６の出力が略均一となるように調整される。
【００２０】
この調整は結果的には、図１７において半導体レーザ２の発光軸中心に対して対物レンズ１１１の中心を合わせることとなる。さらに、光磁気記録媒体１１３と対物レンズ１１１との相対傾き調整は、外部治具（図示せず）によりベース１１５を保持し、ラジアル方向（Ｙ軸周り）スキュー調整θＲ、タンジェンシャル方向（Ｘ軸周り）スキュー調整θＴを行い調整する。調整後はベース１１５を光学台１１９に接着剤１３４を用いて接着固定する。以上により、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号の調整、スキュー調整が完了し光学ヘッドが完成する。
【００２１】
一方、図１９は上記の従来の構成の光学ヘッドのフォーカスサーボを示したものであり、いわゆるＳＳＤ法により演算生成されたフォーカス誤差信号に対してＧＮＤとのオフセット量を算出してオフセット量に応じた電流をコイル１１８ｂに印加することでフォーカスサーボがＧＮＤ付近で収束するよう構成されている。
【００２２】
フォーカス誤差信号は対物レンズ１１１のフォーカス方向位置の変化によりいわゆるＳ字信号を発生し、対物レンズ１１１のフォーカスポイントは、フォーカス誤差信号のＧＮＤ付近で収束することとなる。このとき、デフォーカス量の定義は、図１９（ｂ）に示すようにＳ字信号の略中心付近とＧＮＤとの差と定義する。
【００２３】
【特許文献１】
特開２０００−４８３７４号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成の光学ヘッドの光学系はいわゆる有限系であり、対物レンズ１１１が光磁気記録媒体１１３のラジアル方向へ移動するに従い（特に対物レンズ１１１の設計光軸から遠ざかるに従い）、光磁気記録媒体１１３上の光スポット１３２には軸外収差が発生しフォーカス誤差信号受光領域１２４上のフォーカス誤差信号検出用の光スポット１２０の形状変化により、図１９（ｂ）及び図２０（ｃ）に示すように、光磁気記録媒体１１３に対する光スポット１３２のフォーカスポイントのずれとなりデフォーカスが生じる。
【００２５】
図２１に示すように、対物レンズ１１１のラジアル方向移動時の軸外収差（波面収差）は非点収差、コマ収差、球面収差、高次収差等の内訳となるが、その大部分は非点収差であり、対物レンズ１１１のラジアル方向の移動時に発生するデフォーカス量は、対物レンズ１１１のラジアル方向への移動量が大きい程、また対物レンズ１１１の厚みが薄い程大きくなる。特にポータブル型のディスク記録再生装置用の光学ヘッドは小型薄型化が求められており、対物レンズ１１１が小型薄型になるに従い軸外収差は増大する。
【００２６】
またデフォーカスすると、光磁気記録媒体１１３上の光スポット１３２のスポット径が大きくなると共に、スポットの楕円率が増加する。このとき、設計光軸上（対物レンズ１１１のラジアル方向シフト量が０、又は対物レンズ１１１の設計光軸）において半導体レーザ１０２の有する非点隔差による対物レンズ１１出射後の光スポット１３２における非点収差の方向は、光スポット１３２の後側焦線が略ラジアル方向と一致すると共に、対物レンズ１１１がラジアル方向に移動するに従い軸外収差（主に非点収差）が増加する。特に、光学ヘッドを小型薄型にするために対物レンズ１１１を薄くした場合、対物レンズ１１１の軸外収差（非点収差）は増加する。
【００２７】
従って、対物レンズ１１１のラジアル方向の移動に伴うデフォーカスにより光磁気記録媒体１１３上での光スポット１３２の形状は略ラジアル方向に長軸を有する楕円形状となり、再生の対象となるグルーブに隣り合うグルーブにも光スポット１３２の一部が照射されるようになると、光磁気記録媒体１１３上に記録されている情報信号再生時のクロストーク増加による信号読み取り能力の低下又は、光磁気記録媒体１１３上に形成されているアドレス情報等を有したウォブル信号（ＡＤＩＰ信号又はＡＴＩＰ信号）のクロストークによる読み取り能力の低下により、記録再生能力が悪化するという問題を有していた。
【００２８】
さらに、図２１に示すように、小型薄型レンズでは軸外収差が大幅に増加する傾向にあるため、軸外収差の増大に伴う非点収差、コマ収差、球面収差や高次の収差の増大及び対物レンズの傾きにより、設計軸上に対し光学性能は大幅に悪化し、記録再生性能が大幅に劣化するという問題点を有していた。なお、図２１において、画角１度は対物レンズ１１１の移動量に対応している。
【００２９】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、クロストークの少ない安定した記録再生を実現するともに、対物レンズを小型・薄型して装置を小型・薄型化が実現できる光学ヘッド及びこれを用いたディスク記録再生装置を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の光学ヘッドは、非点隔差を有する光源と、前記光源からの光束により情報記録媒体上に光スポットを形成する対物レンズとを含む有限又は疑似有限の光学系を備え、前記光学系は、前記光スポットが設計光軸上で初期非点収差を有し、前記初期非点収差の方向は後側焦線が前記情報記録媒体のラジアル方向と実質的に直交する方向であり、かつ前記対物レンズが前記ラジアル方向に前記設計光軸から遠ざかる方向へ移動するにつれて、前記光スポットの初期非点収差が減少する方向に非点収差を発生する光学特性であり、
前記対物レンズの前記ラジアル方向の移動範囲内において、前記対物レンズにより形成される前記光スポットの非点収差の方向は、後側焦線が前記ラジアル方向と実質的に直交する方向であり、前記対物レンズが前記ラジアル方向に最大移動量移動した位置において、トータル非点収差が０となるように前記初期非点収差を設定していることを特徴とする。
【００３１】
次に、本発明のディスク記録再生装置は、前記本発明の光学ヘッドと、前記対物レンズの前記ラジアル方向の移動量が許容範囲内に入るように間欠送りを行う光学ヘッド送り装置とを備えたことを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の光学ヘッドによれば、デフォーカス時の光スポットをトラックに対して縦長にできるので、クロストークの少ない再生信号を実現でき、軸外収差の影響を少なくできるので、小型・薄型の対物レンズが実現でき、光学ヘッドの小型・薄型化が可能になる。
【００３３】
また、本発明のディスク記録再生装置によれば、本発明の光学ヘッドを備えているので、記録及び再生性能を向上できるとともに、小型・薄型のディスク記録再生装置を実現できる。
【００３４】
前記本明の光学ヘッドにおいては、前記初期非点収差を得るように、前記対物レンズは非点収差を付加していることが好ましい。この構成によれば、特別部品を追加することなく、簡単な構成で非点収差を付加できる。
【００３５】
また、前記光源と前記対物レンズとの間に非点収差発生手段をさらに備え、前記初期非点収差を得るように、前記非点収差発生手段は非点収差を付加していることが好ましい。この構成によれば、対物レンズとは別に非点収差発生手段を設けているので、付加する非点収差量の調整が容易となり、精度よく最適な補正量を印加できる。
【００３６】
また、前記初期非点収差は３０ｍλ以上かつ１００ｍλ以下の範囲内であることが好ましい。この構成によれば、ラジアル方向移動範囲における非点収差発生量が大きい超薄型の対物レンズを用いることができる。
【００３７】
また、前記対物レンズの前記ラジアル方向の移動範囲内の絶対値は、２００μｍ以上かつ５００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
また、前記対物レンズの前記ラジアル方向の移動範囲内における移動量で発生する非点収差の変化量は、３０ｍλ以上かつ１００ｍλ以下の範囲内であることが好ましい。
【００３８】
また、前記光源は半導体レーザで構成され、前記半導体レーザにより発生する前記光スポットの非点収差の方向は、前側焦線がラジアル方向と実質的に直交する方向であることが好ましい。
また、前記対物レンズは樹脂又はガラスで形成された単レンズであり、設計光軸上における前記対物レンズにより発生する前記光スポットの非点収差の方向は、後側焦線がラジアル方向と実質的に直交する方向であることが好ましい。
【００３９】
また、前記対物レンズは樹脂又はガラスで形成された単レンズであり、設計光軸上における前記非点収差発生手段により発生する前記光スポットの非点収差の方向は、後側焦線がラジアル方向と実質的に直交する方向であることが好ましい。
【００４０】
また、前記非点収差発生手段は、平板ガラス又は円筒レンズであることが好ましい。この構成によれば、平板ガラスや円筒レンズの角度を変化させるだけで、付加する非点収差量の調整ができ、安易に精度よく最適な補正量を印加できる。
【００４１】
前記本発明のディスク記録再生装置においては、前記対物レンズのラジアル方向の送り量検出手段をさらに備え、前記光学ヘッド送り装置は、予め設定した移動量に達したときに前記間欠送りを行うことが好ましい。
また、前記送り量検出手段の演算は、トラッキング誤差信号の一部を用いることが好ましい。
【００４２】
また、前記送り量検出手段の演算は、前記対物レンズをラジアル方向へ駆動させる対物レンズ駆動装置の印加電流を用いることが好ましい。
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
図１〜図６において、１はシリコン基板、２はシリコン基板１上に固定された光源である半導体レーザ、３はシリコン基板１上に多分割光検出器であり、多分割光検出器３は例えばＩＣプロセス等にて形成されたものである。４はシリコン基板１を伝熱状態で保持する放熱プレート、５は多分割光検出器からワイヤーボンディング等で配線された端子、６はシリコン基板１、放熱プレート４及び端子５を保持する樹脂パッケージ、７は樹脂で成形されたホログラム素子（回折格子）、８はビームスプリッタ８ａ、折り返しミラー８ｂ、偏光分離素子８ｃより構成された複合素子である。
【００４４】
９はシリコン基板１、半導体レーザ２、多分割光検出器３、放熱プレート４、端子５、樹脂パッケージ６、ホログラム素子７、及び複合素子８を一体構成とした集積ユニットである。
【００４５】
１０は反射ミラー、１２は対物レンズホルダー、１１は対物レンズ、１２は対物レンズ１１を固定する対物レンズホルダーであり、対物レンズ１１は半導体レーザ１からの光束を用いて光磁気ディスク上に後述する光スポット３２を形成するものである。１３は磁気光学効果を有する光磁気記録媒体である。
【００４６】
半導体レーザ２は非点隔差を有しており、この非点隔差の量をＡと称す。１４は対物レンズ１１を光磁気記録媒体１３のフォーカス方向及びラジアル方向に駆動する対物レンズ駆動装置である。
【００４７】
図４に示す対物レンズ駆動装置１４は図３に示すように対物レンズ１１、対物レンズホルダー１２、ベース１５、サスペンション１６、磁気回路１７、及びコイル１８ａ、１８ｂの部品より構成される。コイル１８ａに通電することで、対物レンズ１１をフォーカス方向に、またコイル１８ｂに通電することで対物レンズ１１をラジアル方向に駆動することが可能となる。
【００４８】
１９は光学台で反射ミラー１０は、光学台１９に固定される。また、集積ユニット９は、光学台１９と樹脂パッケージ６とを接着することにより固定される。この結果、多分割光検出器３のＺ軸方向（光軸方向）の位置は、フォーカス誤差信号受光領域２４が光スポットの焦点３０及び３１の略中間に位置するように、光学台１９の寸法が規定される。
【００４９】
一方、２０は多分割光検出器３上に形成されたフォーカス誤差信号検出用の光スポット、２１は多分割光検出器３上に形成されたトラッキング誤差信号検出用の光スポット、２２は多分割光検出器３上に形成されるメインビーム（Ｐ偏光）、２３は多分割光検出器３上に形成されるメインビーム（Ｓ偏光）、２４はフォーカス誤差信号受光領域、２５及び２６はトラッキング誤差信号受光領域、２７は情報信号受光領域、２８は減算器、２９は加算器、３０及び３１はフォーカス誤差信号検出用の光スポットの焦点、３２は光磁気記録媒体１３上に形成される光スポット、３３はカバー、３４は接着剤、３５はフレキシブル回路である。
【００５０】
また、光学ヘッドを光磁気記録媒体１３のラジアル方向へ移動させる光学ヘッド送り装置は、図２に示すように送りネジ３６、副軸３７、送りモータ３８、ギヤ３９ａ、ギヤ３９ｂ、カバー３３に構成されたナット板４０、軸受け４１等から構成され、メカベース４２に取り付けられる（詳細は図示せず）。
【００５１】
このとき、ナット板４０と送りネジ３６が勘合し、送りモータ３８の回転により、ギヤ３９ａとギヤ３９ｂのギヤ比及び送りネジ３６のピッチにより算出される減速比から決定される送り量だけ光学ヘッド全体がラジアル方向に移動する。またこのとき、対物レンズ１１と光学台１９との相対位置は送り量分ずれることとなる。また、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量の最大値は、送りモータ３８が回転する直前の値となる。
【００５２】
図２、図３及び図９に示すように、光磁気記録媒体１３の内周から外周への記録又は再生時における対物レンズ１１の動作は、まず設計光軸付近に対物レンズ１１が位置し、光磁気記録媒体１３のトラックに追従するよう対物レンズ１１をラジアル方向に移動させるためにコイル１８ｂに電流を印加する。コイル１８ｂに印加された電流値に対応した電圧を送りモータ３８に印加し、所定の電圧に達したとき、送りモータ３８が回転することで、ギヤ３９ａ、３９ｂ及び送りネジ３６によって決定されるギヤ比に対応した送り量が光学ヘッドに印加され、光学台１９全体を外周方向に駆動する。
【００５３】
このとき、対物レンズ１１と光学台１９（又は設計光軸若しくは対物レンズの中心軸）との相対位置ずれは対物レンズ１１の移動量から光学ヘッドの送り量を差し引いた値となる。このとき、消費電力の観点では、性能的に可能な限り送りモータ３８を動作させることなくできるだけ対物レンズ駆動装置１４のみの移動で光磁気記録媒体１３のトラックに追従し対物レンズ１１をラジアル方向に移動させる方が好ましい。
【００５４】
以上のように構成された実施の形態１について図１、図２、図３、図４、図５及び図６において以下その動作説明を行う。半導体レーザ２より発せられた光は、ホログラム素子７により異なる複数の光束に分離される。異なる複数の光束は複合素子８のビームスプリッタ８ａを透過し、反射ミラー１０で反射され対物レンズホルダー１２に固定された対物レンズ１１により、光磁気記録媒体１３上に直径１ミクロン程度の光スポット３２として集光される。
【００５５】
また複合素子８のビームスプリッタ８ａにより反射された光束はレーザモニタ用受光素子（図示せず）に入射し半導体レーザ２の駆動電流を制御する。光磁気記録媒体１３からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子８のビームスプリッタ８ａにより反射分離されて、折り返しミラー８ｂ、偏光分離素子８ｃに入射する。
【００５６】
半導体レーザ２は、図５（ａ）で紙面に平行な偏光方向となるよう設置されており、入射光は偏光分離素子８ｃにより、互いに直交する２つの偏光成分の光束に分離され、図６に示す情報信号受光領域２７に入射する。
【００５７】
また、光磁気記録媒体１３からの反射光のうち、ビームスプリッタ８ａを透過した光束はホログラム素子７により複数の光束に分離されフォーカス誤差信号受光領域２４とトラッキング誤差信号受光領域２５及び２６へ集光する。フォーカスサーボはいわゆるＳＳＤ法で行い、トラッキングサーボはいわゆるプッシュプル法で行う。
【００５８】
さらに、Ｐ偏光からなるメインビーム２２とＳ偏光からなるメインビーム２３の差を演算することにより、差動検出法による光磁気ディスク情報信号の検出が可能となる。さらに、それらの和をとることにより、プレピット信号の検出が可能となる。
【００５９】
以上のように構成される光学ヘッドにおいて、光磁気記録媒体１３からの反射光により所望の検出信号を得るために、組立時に半導体レーザ２と対物レンズ１１と多分割光検出器３の相対位置調整が行われる。これらの相対位置調整に関して、フォーカス誤差信号の初期位置設定は、多分割光検出器３のＺ軸方向（光軸方向）の位置を、フォーカス誤差信号受光領域２４が光スポットの焦点３０及び３１の略中間に位置するように光学台１９と集積ユニット９の樹脂パッケージ６との寸法を規定することにより決定される。
【００６０】
また、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにトラッキング誤差信号の調整は、外部治具（図示せず）によりベース１５を保持し、対物レンズ駆動装置１４をＹ方向及びＸ方向に移動することにより、トラッキング誤差信号受光領域２５及び２６の出力が略均一となるように調整される。この調整は結果的には、図４（ａ）において半導体レーザ２の発光軸中心に対して対物レンズ１１の光軸中心を合わせることとなる。
【００６１】
さらに、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対傾き調整は、外部治具（図示せず）によりベース１５を保持し、ラジアル方向（Ｙ軸周り）スキュー調整θＲ、タンジェンシャル方向（Ｘ軸周り）スキュー調整θＴを行い調整する。調整後はベース１５を光学台１９に接着剤３４を用いて接着固定する。以上により、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号の調整、スキュー調整が完了し光学ヘッドが完成する。
【００６２】
一方、図７（ａ）、（ｂ）は実施の形態１の光学ヘッドのフォーカスサーボを示したものであり、いわゆるＳＳＤ法により演算生成されたフォーカス誤差信号に対してＧＮＤとのオフセット量を算出してオフセット量に応じた電流をコイル１８ｂに印加することでフォーカスサーボがＧＮＤ付近で収束するよう構成されている。フォーカス誤差信号は対物レンズ１１のフォーカス方向位置の変化によりいわゆるＳ字信号を発生し、対物レンズ１１のフォーカスポイントはフォーカス誤差信号のＧＮＤ付近で収束することとなる。このとき、デフォーカス量の定義は、図７（ｂ）に示すようにＳ字信号の略中心付近とＧＮＤとの差と定義する。
【００６３】
対物レンズ１１が、ラジアル方向に移動するに従い、光スポット３２の非点収差量が変化しフォーカス誤差信号受光領域２４上の光スポット２０の形状が変化するためデフォーカス差が発生する。このときのデフォーカス量は図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように送りモータ３８が動き出す瞬間が最も大きく、またこのときのデフォーカスの方向は−方向（光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１が遠ざかる方向）となる。
【００６４】
図８（ａ）、（ｂ）はデフォーカス時における光磁気記録媒体１３上の光スポット３２の形状の略図を示したものである。図８（ａ）が本実施の形態に係るものであり、図８（ｂ）は比較例に係るものである。
詳細は後に説明するが、本実施の形態では、光スポットが設計光軸上で初期非点収差を有し、この初期非点収差の方向は後側焦線が光磁気記録媒体１３のラジアル方向と実質的に直交する方向である。なお、ここでいう設計光軸とは、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量が０のときに、対物レンズ１１の光軸と等しい軸のことであり、設計光軸上にある対物レンズ１１がずれると、対物レンズ１１の光軸も設計光軸からずれることになる。このことは以下の説明においても同様である。
【００６５】
本実施の形態では、このような初期非点収差を有していることにより、−方向にデフォーカスした場合は、光スポットは、図８（ａ）に示すようにトラックの方向に対して縦長となり、（つまり楕円形状の光スポットの長軸がトラックの方向に沿うようになり）、光スポットは照射すべき所望のトラックに隣接するトラックへ照射しにくくなり、これにより、クロストークの影響を受けにくくなる。このため、図１２に示す対物レンズ１１のラジアル方向移動領域において、デフォーカス（特に−方向のデフォーカス）が発生した場合でも安定した記録及び再生を実現することができる。
【００６６】
これに対して、前記のような初期非点収差を有しない比較例においては、図８（ｂ）に示したように、−方向にデフォーカスした場合は、光スポットはラジアル方向に対して縦長となり、（つまり楕円形状の光スポットの長軸がラジアル方向に沿うようになり）、光スポットは隣接するトラックへ照射し易くなってしまう。
【００６７】
図１０は、実施の形態１の非点収差及び非点隔差の光磁気記録媒体１３に対する方向を示したものである。また、図１に光路の概略図を示している。図１の図示では、対物レンズ１１と半導体レーザ２との組み合わせを２組図示しているが、左側はＸ−Ｙ平面（水平側）における図示であり、右側はＸ−Ｚ平面（垂直側）における図示である。ディスク１３は、トラックの方向とラジアル方向を示すために図示したものであり、光路に対する位置関係は実際とは異なる。なお、Ｚ軸は半導体レーザ２とディスク１３との間の光軸の方向でもある。
【００６８】
半導体レーザ２は、図１に示したようにＸ−Ｙ平面（水平側）の発光点と、Ｘ−Ｚ平面（垂直側）の発光点（半導体端面の発光点）とに差があるいわゆる非点隔差Ａを有している。光学ヘッドにおける半導体レーザ２の非点隔差の方向は図１に示す方向となっている。このとき、Ｘ−Ｚ平面の発光点が対物レンズ１１側に近い構成となっており、光スポット３２では光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１の間隔が離れる方向のとき、光スポット３２の楕円の長軸方向がラジアル方向と略直交することとなる。
【００６９】
また、この非点隔差Ａは光学系の縦倍率β２にて換算された量だけ圧縮されて対物レンズ１１を通過後の光スポット３２の非点収差となる。このとき、対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３が近づく方向での焦点位置における焦線を前側焦線、遠ざかる方向での焦点位置における焦線を後側焦線と定義する。
【００７０】
また、図１１は光スポット３２の波面収差（又はトータル収差）の概念を示した図である。波面収差は、非点収差、コマ収差、球面収差、高次収差等を足し合わせたものであり、対物レンズ１１が設計光軸上からずれるに従い（対物レンズ１１の光軸と設計光軸とがずれるに従い）光スポット３２には軸外収差が発生する。
【００７１】
ここで、本実施の形態では、図１０、１１に示したように、設計光軸上に初期非点収差が与えられている。この初期非点収差の方向は、後側焦線が光磁気記録媒体１３のラジアル方向と実質的に直交（略タンジェンシャル方向と一致）する方向であり、対物レンズ１１がラジアル方向に移動するにつれて、初期非点収差が減少する方向に非点収差が発生する。
【００７２】
軸外収差は非点収差が支配的であるので、ラジアル方向の移動に伴い非点収差が減少する構成であれば、図１１に示したように、対物レンズ１１のラジアル方向の移動に伴ない、コマ収差、球面収差、及び高次収差は増加するものの、トータル収差は減少していく。実施の形態１では非点収差が０ｍλとなる対物レンズ１１のラジアル方向移動範囲を２００μｍ以上５００μｍ以下と設定している。
【００７３】
また、前記のように、光スポット３２は初期非点収差を有しているが、その値は対物レンズ１１の設計光軸上での非点収差、半導体レーザ２の非点隔差、ミラー１０等による光路中での非点収差（主に対物レンズ１１と半導体レーザ２が支配的）により決定されると共に、対物レンズ１１のラジアル方向移動範囲での非点収差の発生量、対物レンズ１１のラジアル方向移動量、対物レンズ１１のラジアル方向移動範囲における光スポット３２の非点収差の方向により決定される。
【００７４】
本実施の形態においての非点収差の補正、つまり図１０のように、設計光軸上に後側焦線が光磁気記録媒体１３の略タンジェンシャル方向と一致する方向の初期非点収差を有する特性は、例えば対物レンズ１１の形状で得ることができる。具体的には、対物レンズのディスク側の面のラジアル方向に一定幅の溝状の切り欠きを付加することにより切り欠きによる焦点位置の増加で非点収差を補正（付加）するといったもの等がある。この対物レンズの構成では、対物レンズを光軸方向から見ると、光軸を通る1本の溝がレンズの片面を横切るように形成されていることになる。
【００７５】
このとき、対物レンズ１１がラジアル方向にシフトした場合に通常像面歪曲によりラジアル方向の焦点位置がディスクから遠ざかる位置に移動するため、結果としてラジアル方向に移動するほど非点収差は初期非点収差をうち消す方向に発生し、光スポットの非点収差は少なくなり、予め設定したラジアル方向移動量で非点収差は０となるという図１０に示すような特性が得られるのである。
【００７６】
実施の形態１では、対物レンズ１１は超薄型のため、ラジアル方向移動範囲における発生非点収差量は大きく、半導体レーザ２の非点隔差Ａを考慮した上で光スポット３２の初期非点収差は３０ｍλ以上かつ１００ｍλ以下とし、ラジアル方向移動範囲における対物レンズ１１の非点収差発生量も３０ｍλ以上かつ１００ｍλ以下としている。
【００７７】
さらにラジアル方向移動範囲における非点収差（軸外収差により初期非点収差は減少）の方向は、常に図１０においてａａの方向となる。すなわち、対物レンズ１１が外周方向、内周方向のいずれに移動した場合であっても、非点収差の方向は、後側焦線がラジアル方向と略直交（後側焦線が略タンジャンシャル方向と一致）する方向であり、外周、内周のいずれの方向に移動しても、光スポットの初期非点収差は減少することになる。
【００７８】
ここで、後側焦線がラジアル方向と略直交する非点収差の方向ａａとすることにより、光スポット３２の非点収差の方向を、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１とが遠ざかる方向（−方向）において、光スポット３２の楕円の短軸方向が略ラジアル方向と一致する方向にしている。
【００７９】
このことにより、記録又は再生中に対物レンズ１１がラジアル方向に移動する際、非点収差がａａの方向にあるときは、−方向にデフォーカスした場合でも光スポット３２の短軸方向が略ラジアル方向と一致するため、再生信号のクロストーク及びアドレス信号となるＡｄｉｐ信号をクロストークの影響無く精度良く検出することができる。
【００８０】
従って、記録再生時に対物レンズ１１のラジアル方向移動範囲において、非点収差の方向はａａの方向であるため、初期非点収差量は対物レンズ１１の軸外収差（非点収差）の発生量より決定される。また、通常ラジアル方向移動時は、軸外収差の増加及び対物レンズ１１の傾き等の悪条件がかさなり、記録及び再生条件は悪化し、再生信号の読み取り能力及びＡｄｉｐ信号の検出能力は大きく悪化する。
消費電力の観点より、対物レンズ１１は出来るだけラジアル方向に大きく移動させることが望ましく、ラジアル方向移動時の光学ヘッドの性能により、ラジアル方向の移動量が決定される。従って、軸外においては非点収差が減少する方向に初期非点収差と対物レンズ１１の非点収差発生方向を設定することにより、ラジアル方向移動量を拡大することが可能となる。
【００８１】
さらに、設計軸上での非点収差の方向をａａの方向とすることにより、リム強度及び非点収差の影響によりタンジェンシャル方向が絞れた光スポット３２を形成することとなり、情報記録媒体に記録された信号検出能力が良化し、再生ジッター及びＡｄｉｐ信号検出能力が大幅に向上する。
【００８２】
以上のように実施の形態１によれば、対物レンズ１１出射後の光スポット３２の非点収差の方向、収差量及びラジアル方向範囲（移動量）を規定することにより、設計光軸上及びラジアル方向に大きく移動した場合でも、安定した記録及び再生信号を得ることができると共に、安定したＡｄｉｐ信号の検出を実現することができる。
【００８３】
また、対物レンズ１１をより一層小型薄型化することが可能となるため、より一層光学ヘッドを小型薄型化する事が可能となり、ディスク記録再生装置における記録及び再生性能の大幅向上と小型薄型化を実現できる。
【００８４】
また、ラジアル方向移動時の非点収差（軸外収差）の影響を少なくすることができるため、対物レンズのラジアル方向の移動量の最大値を拡大することが可能となり、ラジアル方向への移動量を拡大することが可能となるため、送りモータ３８の間欠率（停止比率）が向上するため、消費電力の低下となり、電池寿命の大幅な向上となる。
【００８５】
さらには、設計光軸上では初期非点収差を設けて設計光軸上の記録及び再生性能及びパワーマージンを少し犠牲にして、対物レンズ１１のチルト、又は軸外収差により記録、再生条件及びパワーマージンが悪化するラジアル方向へのシフト時においても、非点収差（軸外収差）を減少させて記録及び再生を行うので、ラジアル方向移動範囲全域で安定した記録再生性能及びパワーマージンを確保することが可能となり、安定したディスク記録再生装置を実現できると共に、さらに、対物レンズの小型・薄型化が可能となるため光学ヘッドの大幅な小型・薄型化が可能となり、ディスク記録再生装置の小型・薄型化を実現出来る。
【００８６】
なお、実施の形態１では、半導体レーザ２の非点収差の方向はｂｂの方向としたが、光スポット３２の初期非点収差の量と方向さえ考慮すれば、０又はａａの方向であっても問題ないことは言うまでもない。
【００８７】
また、実施の形態１では設計光軸上において、対物レンズ１１の非点収差収差はａａの方向とし、半導体レーザ２の非点収差の方向はｂｂとしたが、設計光軸上の光スポット３２の初期非点収差の量と方向が所定の設定値に一致しておれば、対物レンズ１１及び半導体レーザ２の非点収差の方向と量はいくらであってもよいことは言うまでもない。本実施の形態では、再生専用の半導体レーザ２を用いた場合はｂｂの値は約２５ｍλに達するため、光スポット３２の非点収差量を３０ｍλ以上とするには対物レンズ１１に付加する非点収差の量はａａの方向に５０ｍλ以上とすることになる。また、高出力録再用の半導体レーザ２を用いた場合はｂｂの値はほぼ０ｍλとなる。
【００８８】
また、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量が予め定めた値、又は予め設定した範囲内になるように送りモータ３８を駆動し間欠送りを行う光学ヘッド送り装置を有する構成としてもよい。
【００８９】
このとき、ラジアル方向への移動量検出手段はコイル１８ｂの電流値より演算するか、トラッキング誤差信号の一部を用いて演算する構成としてもよい。
また、光学系が有限の例で説明したが、疑似有限であってもよい。
【００９０】
（実施の形態２）
次に実施の形態２について図１３を参照しながら説明する。本実施の形態が実施の形態１と相違する点は、初期非点収差を平板ガラス４３によって与えた点である。平板ガラス４３を光束中に斜めに配置することにより非点収差が発生する。この非点収差によりＸ−Ｙ平面の焦点となるＰに対して補正量ｃｃの非点収差補正を加えＲの位置に焦点を移動させることによりＱ−Ｒの非点収差となり非点収差の方向が変化する。
【００９１】
この方法により、対物レンズ１１に非点収差を与える場合に比べ平板ガラス４３の角度を変化させるのみで安易に精度よく最適な補正量ｃｃを印加する事が可能となる。
【００９２】
尚、実施の形態２では対物レンズ１１には初期非点収差は印加していないが、平板ガラス４３と対物レンズ１１の２つで印加する構成としてもよい。
【００９３】
また、実施の形態２では非点収差の印加方法として平板ガラス４３を用いたが、一方向のみにレンズ効果を有するシリンドリカル面より構成されるレンズを用いて良いことは言うまでもない。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、対物レンズがラジアル方向にシフトし、デフォーカスした場合でも、光磁気記録媒体上の光スポットは情報トラックに対して常に縦長のスポット形状（ラジアル方向は短軸）とすることができるので、クロストークの少ない再生信号を実現することができる。また、軸外収差の影響を少なくできるので、小型・薄型の対物レンズが実現でき、光学ヘッドの小型・薄型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る光学ヘッドの光路図の略図
【図２】実施の形態１に係る光学ヘッド及び光学ヘッド送り装置の斜視図
【図３】実施の形態１に係る光学ヘッドの構成を示した分解斜視図
【図４】実施の形態１に係る光学ヘッドの調整方法を示した斜視図
【図５】実施の形態１に係る光学ヘッドの光路図を示した図
【図６】実施の形態１に係る光学ヘッドの受発光素子の概略図
【図７】実施の形態１に係る光学ヘッドのフォーカスサーボの構成を示す図
【図８】（ａ）実施の形態１に係る光スポットの形状を示した概略図（ｂ）比較例に係る光スポットの形状を示した概略図
【図９】実施の形態１に係る光学ヘッドと光学ヘッド送り装置の動作の関連を示した略図
【図１０】実施の形態１に係る光学ヘッドの非点収差の方向とラジアルシフトとの関係を示した概略図
【図１１】実施の形態１に係る光学ヘッドの非点収差と波面収差との関係を示した概略図
【図１２】実施の形態１に係る光学ヘッドのラジアル方向移動領域を示した概略図
【図１３】実施の形態２に係る光学ヘッドの光路図の略図
【図１４】従来の光学ヘッド及び光学ヘッド送り装置の斜視図の略図
【図１５】従来の光学ヘッドの構成を示した分解斜視図
【図１６】従来の光学ヘッドの調整方法を示した斜視図
【図１７】従来の光学ヘッドの光路図を示した図
【図１８】従来の光学ヘッドの受発光素子の概略図
【図１９】従来の光学ヘッドのフォーカスサーボの構成を示した概略図
【図２０】従来の光学ヘッドと光学ヘッド送り装置の動作の関連を示した略図
【図２１】従来の光学ヘッドの非点収差と波面収差との関係を示した概略図
【符号の説明】
１  シリコン基板
２  半導体レーザ
３  多分割光検出器
４  放熱プレート
５  端子
６  樹脂パッケージ
７  ホログラム素子（回折格子）
８  複合素子
８a  ビームスプリッタ
８ｂ  折り返しミラー
８ｃ  偏光分離素子
９  集積ユニット
１０  反射ミラー
１１  対物レンズ
１２  対物レンズホルダー
１３  光磁気記録媒体
１４  対物レンズ駆動装置
１５  ベース
１６  サスペンション
１７  磁気回路
１８ａ，１８ｂ  コイル
１９  光学台
２０  フォーカス誤差信号検出用の光スポット
２１  トラッキング誤差信号検出用の光スポット
２２  メインビーム（Ｐ偏光）
２３  メインビーム（Ｓ偏光）
２４  フォーカス誤差信号受光領域
２５，２６  トラッキング誤差信号受光領域
２７  情報信号受光領域
２８  減算器
２９  加算器
３０，３１  フォーカス誤差信号検出用の光スポットの焦点
３２  光スポット
３３  カバー
３４  接着剤
３５  フレキシブル回路
３６  送りネジ
３７  副軸
３８  送りモータ
３９ａ  ギヤ
３９ｂ  ギヤ
４０  ナット板
４１  軸受け
４２  メカベース
４３  平板ガラス
【図１】
0003754019.tif 000002
【図２】
0003754019.tif 000003
【図３】
0003754019.tif 000004
【図４】
0003754019.tif 000005
【図５】
0003754019.tif 000006
【図６】
0003754019.tif 000007
【図７】
0003754019.tif 000008
【図８】
0003754019.tif 000009
【図９】
0003754019.tif 000010
【図１０】
0003754019.tif 000011
【図１１】
0003754019.tif 000012
【図１２】
0003754019.tif 000013
【図１３】
0003754019.tif 000014
【図１４】
0003754019.tif 000015
【図１５】
0003754019.tif 000016
【図１６】
0003754019.tif 000017
【図１７】
0003754019.tif 000018
【図１８】
0003754019.tif 000019
【図１９】
0003754019.tif 000020
【図２０】
0003754019.tif 000021
【図２１】
0003754019.tif 000022