CN100545924C - 光学头及光信息记录再生装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学头，具备：半导体激光器(1)、使由半导体激光器(1)照射的激光会聚于光信息记录介质(30)的物镜(6)、和对根据光信息记录介质(30)的光透过层的厚度而产生的球面像差进行修正的球面像差修正部，球面像差修正部具有：修正3次球面像差的第一球面像差修正部；和修正5次球面像差的第二球面像差修正部，所述第二球面像差修正部根据所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量，修正所述5次球面像差，或者是，所述光信息记录介质至少具有两个成为记录及/或再生信息的对象的信息记录面，所述第二球面像差修正部利用与所述信息记录面的各个面对应的规定值，修正所述5次球面像差。

Description

光学头及光信息记录再生装置
技术领域
本发明涉及对光信息记录介质进行记录及/或再生时所使用的光学头、及具备这种光学头的光信息记录再生装置。
背景技术
随着光信息记录介质的大容量化，其记录及/或再生所使用的光学头的光源短波长化和物镜的高NA(数值孔径：Numerical Aperture)化正在不断发展。但是，伴随着高NA化，光信息记录介质的光透过层的厚度变化所引起的球面像差的影响变得显著。
例如，当在DVD中使用的波长为650nm、物镜的NA为0.60时，相对光透过层的厚度变化为10μm，产生大约10mλ的球面像差。可是，当下一代的光信息记录介质所采用的波长约为400nm、物镜的NA为0.85时，相对光透过层的厚度变化为10μm，产生大约100mλ的球面像差。因此，需要对这样的光信息记录介质用的光学头采用修正球面像差的机构。
作为一个实例，特开平11-259906号公报中公开了一种在准直透镜用驱动器中搭载准直透镜，通过移动在光源与物镜间配置的准直透镜，来消除因光透过层的厚度误差而引起的球面像差的光信息记录再生装置的方式。利用图18对这种光信息记录再生装置进行具体说明。
图18表示现有的光学头的构成。在图18中，101是光源，102是光束分离器，103是1/4波长板，104是准直透镜，106是物镜，107是多透镜，108是受光元件，109是驱动物镜106的双轴驱动器，110是驱动准直透镜104的准直透镜用驱动器，由这些器件构成了光学头120。
从光源101射出的激光透过光束分离器102，入射到准直透镜104中。在光信息记录介质130的光透过层131的厚度为规定值时，入射到准直透镜104的激光通过准直透镜104成为平行光。准直透镜104被搭载于准直透镜用驱动器110，通过该准直透镜用驱动器110可以沿着激光的光轴前后移动。
透过了准直透镜104的激光在透过1/4波长板103时成为圆偏光状态，并入射到物镜106中。被物镜106聚光并入射到光信息记录介质130的信息记录面的激光被信息记录面反射，成为返回光。该返回光在通过原来的光路透过了物镜106之后，入射到1/4波长板103中。返回光通过透过1/4波长板103，成为相对往路的偏振方向旋转了90度的直线偏光，然后，在通过准直透镜104成为会聚光之后，被偏光光束分离器102反射。被光束分离器102反射后的返回光通过多透镜107而入射到受光元件108中，从而被检测到。
当利用光学头120在光信息记录介质130的信息记录面上会聚光来进行记录再生时，因光信息记录介质130的光透过层131的厚度误差产生的主要像差是由散焦引起的像差和因球面像差引起的像差。对于散焦而言，可以通过聚焦伺服来修正。即，根据来自受光元件108的聚焦伺服，利用双轴驱动器109沿光轴方向移动物镜106，从而可以修正散焦，使得交点对焦在信息记录面上。
另一方面，对于球面像差而言，通过使入射到物镜106的激光成为发散光或会聚光，产生对应光透过层131的厚度而产生的球面像差和相反极性的球面像差，从而来进行修正。具体而言，利用准直透镜用驱动器110沿光轴方向前后移动准直透镜104，从而使入射到物镜106中的激光成为发散光或会聚光，通过物镜106产生相反极性的球面像差，来抵消因光透过层131的厚度误差而引起的球面像差。
这样，当在该光学头120中透过物镜106而在信息记录面上聚焦时，处于球面像差被消除的状态。
为了在光信息记录介质中谋求更大的容量化，可以考虑使信息记录面成为多层构造。在使信息记录面多层化的情况下，需要对多个信息记录面进行信息的记录及/或再生。但是，由于光透过层的厚度按每一信息记录面不同，所以，在偏离了物镜的最佳基材厚度(残存像差成为最小的光透过层厚度)的信息记录面中，根据从最佳基材厚度到规定信息记录面的光透过层的厚度，会产生球面像差。
3次球面像差与从物镜的最佳基材厚度到规定信息记录面的光透过层的厚度成比例增大。如果使信息记录面多层化，并大幅改变该光透过层的间隔，则应该修正的3次球面像差也增大。因此，在以往的光学头中，准直透镜的移动范围变得非常大。
例如，图19表示了在光源的波长λ＝405nm、物镜的NA＝0.85、物镜的焦距为1.3mm、准直透镜的焦距为19.0mm、物镜的最佳基材厚度(残存像差成为最小的光信息记录介质的光透过层厚度)为62.5μm的情况下，准直透镜的移动范围(设靠近物镜的方向为正(+))。由图19可知，在光透过层的厚度从25μm变化到100μm的情况下，准直透镜的移动范围为10mm以上。
并且，如果光透过层的厚度增大，则在物镜中以无法忽视的大小新产生5次球面像差。
图20表示在上述的条件下，通过准直透镜的移动对因光透过层的厚度变化而产生的3次球面像差进行修正后的5次球面像差量。由图20可知，在光透过层的厚度变化为±10μm左右时，5次球面像差为±5mλ，相对于此可以忽视的大小，在光透过层的厚度从25μm变化到100μm的光信息记录介质中，5次球面像差量甚至达到±20mλ。而且，该5次球面像差是通过准直透镜的移动对3次球面像差进行修正后仍残存的量。
因此，在将信息记录面构成为多层构造的光信息记录介质中，除了3次球面像差之外，还要考虑5次球面像差对记录及/或再生的影响。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出的发明，其目的在于，提供一种针对光透过层的厚度大幅变化的光信息记录介质，不仅可以修正3次球面像差，还可以修正无法忽视的5次球面像差，从而能够确保良好记录及/或再生的光学头、及具备这种光学头的光信息记录再生装置。
为了实现上述目的，第一发明提供一种光学头，具备：光源；使由所述光源照射的激光会聚于光信息记录介质的物镜；和对根据所述光信息记录介质的光透过层的厚度而产生的球面像差进行修正的球面像差修正部，
所述球面像差修正部具有：用于修正3次球面像差的第一球面像差修正部；和用于修正5次球面像差的第二球面像差修正部。
而且，第二发明根据第一发明的光学头，其中，所述第二球面像差修正部根据所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量，修正所述5次球面像差。
并且，第三发明根据第二发明的光学头，其中，所述第二球面像差修正部根据所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量，从预先设定的多个5次球面像差修正量中选择规定的修正量，利用该选择的修正量对所述5次球面像差进行修正。
另外，第四发明根据第三发明的光学头，其中，所述物镜被设计成在所述光信息记录介质的3次球面像差成为最小的规定基准厚度下，产生规定值的5次球面像差，
所述第二球面像差修正部产生与所述规定值的5次球面像差相反极性的5次球面像差，对所述5次球面像差进行修正。
而且，第五发明根据第二发明的光学头，其中，所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光轴方向移动的准直透镜，通过使所述准直透镜移动来修正所述3次球面像差，
所述第二球面像差修正部利用所述准直透镜的位置，作为与所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量对应的量，对所述5次球面像差进行修正。
并且，第六发明根据第二发明的光学头，其中，所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光轴方向移动的准直透镜，通过使所述准直透镜移动来修正所述3次球面像差，
所述第二球面像差修正部利用与所述准直透镜的位置对应的位置信号的输出值，作为与所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量对应的量，对所述5次球面像差进行修正。
另外，第七发明根据第二发明的光学头，其中，所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光轴方向移动的准直透镜，通过使所述准直透镜移动来修正所述3次球面像差，
所述第二球面像差修正部利用驱动所述准直透镜的驱动信号的输出，作为与所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量对应的量，对所述5次球面像差进行修正。
此外，第八发明根据第一发明的光学头，其中，所述第二球面像差修正部具有液晶元件。
而且，第九发明根据第八发明的光学头，其中，所述液晶元件设置于对所述物镜进行驱动的驱动器的可动部。
并且，第十发明根据第九发明的光学头，其中，所述液晶元件通过对所述驱动器的可动部进行保持的悬架(suspension)而被驱动。
另外，第十一发明根据第十发明的光学头，其中，驱动所述液晶元件的驱动信号重叠于对所述驱动器的可动部进行驱动的驱动信号。
此外，第十二发明根据第八发明的光学头，其中，所述第一球面像差修正部具有液晶元件，通过对所述液晶元件施加电压来修正所述3次球面像差，
所述第二球面像差修正部利用对所述第一球面像差修正部的所述液晶元件施加的电压值，作为与所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量对应的量，对所述5次球面像差进行修正。
而且，第十三发明根据第十二发明的光学头，其中，所述第一球面像差修正部所具有的所述液晶元件、和所述第二球面像差修正部所具有的所述液晶元件构成为一体。
并且，第十四发明根据第十二发明的光学头，其中，所述第一球面像差修正部所具有的所述液晶元件、和所述第二球面像差修正部所具有的所述液晶元件是分别独立的液晶元件。
另外，第十五发明根据第二发明的光学头，其中，所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光轴方向移动的准直透镜及液晶元件，
通过所述准直透镜的移动修正所述3次球面像差的一部分，通过向所述液晶元件施加电压修正所述3次球面像差的剩余部分。
此外，第十六发明根据第一发明的光学头，其中，所述光信息记录介质至少具有两个成为记录及/或再生信息的对象的信息记录面，
所述第二球面像差修正部利用与所述信息记录面的各个面对应的规定值，修正所述5次球面像差。
而且，第十七发明根据第十六发明的光学头，其中，具备层判别部，所述层判别部对所述光信息记录介质的成为记录及/或再生的对象的信息记录面进行判别，
所述第二球面像差修正部根据所述层判别部的判别结果，修正所述5次球面像差。
并且，第十八发明提供一种光信息记录再生装置，具备：第一发明的光学头；驱动所述光信息记录介质的驱动部；和控制所述光学头及所述驱动部的控制部。
根据本发明的光学头及光信息记录再生装置，在因信息记录面的多层化而使得光透过层的厚度变化大的光信息记录介质的信息记录/再生时，不仅可修正3次球面像差，还可以修正无法忽视的5次球面像差，所以，针对这样的光信息记录介质，可以确保良好的记录/再生性能。
附图说明
图1是本发明的实施方式中的光学头的概略构成图。
图2是本发明的实施方式中的光学信息记录介质的概略构成图。
图3是表示本发明的实施方式中的光透过层的厚度与准直透镜移动量的关系图。
图4是表示本发明的实施方式中的光透过层的厚度与残存的5次球面像差的关系图。
图5(a)是表示本发明的实施方式中的液晶元件20的电极分割图案的构成图，(b)是表示5次球面像差的波面的图，(c)是表示被液晶元件20修正后的波面的图。
图6是表示本发明的实施方式中的准直透镜移动量与残存的5次球面像差的关系图。
图7是表示本发明的实施方式一中的准直透镜移动量与修正后的5次球面像差的关系图。
图8是表示本发明的实施方式二中的准直透镜移动量与修正后的5次球面像差的关系图。
图9是表示本发明的实施方式三中的准直透镜移动量与修正后的5次球面像差的关系图。
图10是表示本发明的实施方式四中的准直透镜移动量与修正后的5次球面像差的关系图。
图11是表示本发明的实施方式五中的光透过层的厚度与修正后的5次球面像差的关系图。
图12是本发明的其他实施方式中的光学头的概略构成图。
图13(a)是表示本发明的其他实施方式中的液晶元件21的电极分割图案的构成图，(b)是表示3次球面像差的波面的图，(c)是表示被液晶元件21修正后的波面的图。
图14(a)是表示本发明的其他实施方式中的液晶元件21的电极分割图案的另一个例子的构成图，(b)是表示3次球面像差的波面的图，(c)是表示被液晶元件21修正后的波面的图。
图15是本发明的其他实施方式中的光学头的概略构成图。
图16是本发明的另一个实施方式中的光学头的概略构成图。
图17是本发明的实施方式六中的光信息记录再生装置的概略构成图。
图18是现有的光信息记录再生装置的概略构成图。
图19是表示光透过层的厚度与准直透镜移动量的关系图。
图20是表示光透过层的厚度与3次球面像差修正后所残存的5次球面像差量的关系图。
图中：1-半导体激光器，2、102-光束分离器，3、103-1/4波长板，4、104-准直透镜，5-反射镜，6、106-物镜，7-检测透镜，8、108-受光元件，9、109-双轴驱动器，10、11、120-光学头，20、21-液晶元件，30、130-光信息记录介质，31、32、33、34-信息记录面，42-施加电压控制部，50-框体，51-光信息记录介质驱动部，52-控制部，107-多透镜，110-准直透镜用驱动器，131-光透过层。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的光学头及光信息记录再生装置的实施方式进行说明。
(实施方式一)
图1是本发明实施方式一中的光学头的概略构成图。
在图1中，1是半导体激光器，2是光束分离器，3是1/4波长板，4是准直透镜，5是反射镜，6是物镜，7是检测透镜，8是受光元件，9是驱动物镜6的双轴驱动器，20是液晶元件，40是驱动准直透镜4的步进马达，41是保持准直透镜4的透镜保持器，42是根据步进马达40的驱动量来控制对液晶元件20施加的电压的施加电压控制部，由这些部件构成了光学头10。另外，30是具有透明基板的光信息记录介质。而且如图2所示，从光入射面侧(物镜6侧)起，在光信息记录介质30上形成有信息记录面31、32、33、34，从各个表面到信息记录面的光透过层的厚度为d1、d2、d3、d4(d1＜d2＜d3＜d4)。
另外，在上述构成中，半导体激光器1相当于本发明的光源，物镜6相当于本发明的物镜。而且，准直透镜4、步进马达40、透镜保持器41相当于第一球面像差修正部，液晶元件20及施加电压控制部42相当于本发明的第二球面像差修正部。
阐述对这样的光信息记录介质30进行信息的记录或再生时光学头10的动作。从半导体激光器1射出的直线偏光的激光在透过光束分离器2，被1/4波长板3转换成圆偏光之后，通过准直透镜4变换成平行光，并被反射镜5反射，透过液晶元件20，基于物镜6穿越透明基板，作为光斑会聚到光信息记录介质30的信息记录面31～34中任意一面。
被信息记录面31～34的任意一面反射后的激光再次透过物镜6、液晶元件20，在被反射镜5反射，透过准直透镜4，并被1/4波长板3转换成与往路不同的直线偏光之后，被光束分离器2反射，由检测透镜7导向受光元件8。被受光元件8检测到的激光在光电转换后被运算，生成用于追随光信息记录介质30的面抖动的聚焦误差信号和用于追随偏心的跟踪误差信号。双轴驱动器9根据该聚焦误差信号和跟踪误差信号沿双轴方向驱动物镜6，以使光斑追随进行旋转的光信息记录介质30的信息轨道。
准直透镜4被保持于透镜保持器41，能够基于步进马达40沿着激光的光轴移动。在对应信息记录面31～34的光透过层的厚度，并且这些光透过层的厚度偏离规定值的情况下，激光基于准直透镜4成为发散光或会聚光，来修正伴随光透过层的厚度变化的3次球面像差，通过物镜6产生相反极性的球面像差，进行3次球面像差的修正。
图3是本实施方式中通过计算求出应该修正的光透过层的厚度与准直透镜的移动量之间的关系的结果。横轴表示进行修正的光透过层的厚度，纵轴表示准直透镜4的移动量。其中，计算所采用的各参数的具体数值如下所示。
半导体激光器1的波长λ＝405nm
物镜6的NA  NA＝0.85
物镜6的焦距fol＝1.3mm
准直透镜4的焦距fcl＝19.0mm
信息记录面31～34间的各光透过层的厚度d1＝25μm、d2＝50μm、d3＝75μm、d4＝100μm
光信息记录介质30的光透过层的折射率n＝1.6
准直透镜4的移动量以物镜6的最佳基材厚度(残存像差成为最小的光信息记录介质的光透过层的厚度)为62.5μm的情况为基准，设靠近物镜6的方向为正(+)。
由图3可知，为了修正与光信息记录介质30的d1～d4的光透过层厚度分别对应的3次球面像差，在本实施方式的准直透镜4中需要约10mm的移动量。另外，由于光透过层的厚度自身存在误差，所以，实际需要更大的移动范围。
如现有技术所说明那样，因光透过层的厚度变化及误差而产生的3次球面像差，可以通过将来自准直透镜4的激光调整为发散光或会聚光而大幅降低。
但是，因光透过层的厚度增大，会以无法忽视的大小产生5次球面像差。而且，在基于准直透镜4的移动的修正中，无法除去球面像差的比3次高的成分。
因此，本实施方式利用搭载于双轴驱动器9的液晶元件20来修正该5次球面像差。液晶元件20通过对被分割成多个区域的每一个电极单独施加电压来控制液晶的折射率，基于产生相位差来进行像差修正。3次球面像差修正后所残存出现的5次球面像差具有图5(b)所示的波面的形状。与该形状对应，将液晶元件20的电极形成为图5(a)所示的同心圆形状(图中斜线部分)，通过施加电压控制部42的控制，对电极施加后述的规定电压，从而，在通过透过部分(图中白色部分)和电极的光之间产生相位差。由于产生了相位差的波面成为图5(c)所示的波面形状，所以，能够降低5次球面像差。
此时，应该修正的光透过层的厚度与3次球面像差修正后所残存的5次球面像差产生量的关系如图4所示，5次球面像差的产生量与应该修正的光透过层的厚度大致成比例。
并且，根据从图3及图4导出的图6，5次球面像差的大小与对3次球面像差进行修正时的准直透镜4的移动量相关。
因此，通过根据准直透镜4的移动量改变对液晶元件20施加的电压，能够对5次球面像差进行修正。
如图7所示，通过在液晶元件20中产生与准直透镜4的移动量成比例的5次球面像差，并与残存的5次球面像差抵消，可以将修正后的5次球面像差的绝对值保持在3mλ以下，从而能够确保光学头良好的记录及/或再生。
而且，如图1所示，优选液晶元件20搭载于驱动物镜6的双轴驱动器9，与物镜6一体被驱动。通过如此构成，不会因液晶元件20与物镜6的光轴偏离而产生彗差。
另外，为了即使在液晶元件20未被搭载于双轴驱动器9的情况下，也使得因液晶元件20和物镜6的光轴偏离而产生的彗差为最小限度，通过以其他途径设置光学头10的微小输送机构等，能够应用本发明。
而且，由于对搭载于双轴驱动器9的液晶元件20进行驱动，所以，可以将对双轴驱动器9的可动部进行保持的悬架(省略图示)利用为布线。并且，由于该悬架大多也作为对双轴驱动器9的可动部进行驱动的驱动信号的布线而使用，所以，该情况下，通过在双轴驱动器9的驱动信号中重叠液晶元件20的驱动信号，来驱动液晶元件20，能够使布线简化。
并且，作为施加电压控制部42对准直透镜4的移动量进行检测的方法，可以在光学头10上通过其他途径设置对准直透镜4的位置进行检测的传感器，也可以通过监控对准直透镜用驱动器进行位置控制的信号，来算出准直透镜4的位置。或者，也可以预先直接检测出应该修正的3次球面像差的量或光透过层的厚度，根据其来求出准直透镜4的位置，但通常只要直接利用对3次球面像差进行修正时作为准直透镜4的传感器的位置检测部或位置控制部即可。
(实施方式二)
接着，利用图8对本发明实施方式二的5次球面像差的修正方法进行说明。其中，对与实施方式一相同的构成要素赋予相同附图标记，并省略其说明。
在实施方式一中，根据准直透镜4的移动量对施加给液晶元件20的电压进行改变，但由于电压的变化根据准直透镜4的移动量连续进行，所以，5次球面像差的修正量也连续变化。
对此，本实施方式的不同点在于，将准直透镜4的移动范围进行三分割，对分割后的每一个范围赋予一定大小的5次球面像差。
下面进行说明。如图8所示，将准直透镜4的移动量在图中分割成范围A、B、C。在-方向侧(远离光信息记录介质一侧)的范围A中，通过对液晶元件20施加正的规定电压，产生一定大小的5次球面像差+15mλ。同样，在+方向侧(靠近光信息记录介质一侧)的范围C中，通过对液晶元件20施加负的规定电压，产生一定大小的5次球面像差-15mλ。在位于范围A和范围C之间的范围B中，不对液晶元件20施加电压。
根据以上的控制，在信息记录面上产生的5次球面像差分别在范围A、B、C中单调增加，在各范围的交界处成为急剧减少的锯齿状变化。但是，修正后的5次球面像差的绝对值可以保持为约9mλ以下，这是能够充分确保光学头10的记录/再生功能的值。
这样，以三个值控制对液晶元件20施加的电压，不仅可减轻对液晶元件20的载荷，还具有可确保光学头10的性能的效果。
另外，虽然在范围B中不施加电压(施加0V)，但只要能够将球面像差的差分绝对值抑制在9mλ的范围中，也可以施加规定值的电压。
(实施方式三)
接着，利用图9对本发明实施方式三的5次球面像差的修正方法进行说明。其中，针对与实施方式一相同的构成要素赋予同一附图标记，并省略其说明。
在实施方式二中，将准直透镜4的移动范围进行三分割，并对分割后的每一个范围赋予一定大小的5次球面像差，但本实施方式中将分割范围设为两个。
下面进行说明。如图9所示，将准直透镜4的移动量在图中分割为范围A、C。在-方向侧(远离光信息记录介质一侧)的范围A中，通过对液晶元件20施加正的规定电压，产生一定大小的5次球面像差+8mλ。同样，在+方向侧(靠近光信息记录介质一侧)的范围C中，通过对液晶元件20施加负的规定电压，产生一定大小的5次球面像差-13mλ。
根据以上的控制，在信息记录面上产生的5次球面像差与实施方式二同样，分别在范围A、C中单调增加，在各范围的交界处急剧减少。由于分割范围粗略，所以，修正后的5次球面像差的绝对值约为11mλ，但这是能够充分确保光学头10的记录/再生功能的值。
这样，能够以两个值控制对液晶元件20施加的电压，可得到与实施方式二同样的效果。
(实施方式四)
接着，利用图10对本发明实施方式四的5次球面像差的修正方法进行说明。其中，针对与实施方式一相同的构成要素赋予同一附图标记，并省略其说明。
在实施方式三中，将准直透镜4的移动范围进行二分割，并对分割后的每一个范围赋予±规定大小的5次球面像差，但本实施方式通过在物镜6中产生补偿(offset)量的5次球面像差，实际上以一个值控制对液晶元件20施加的电压。
下面进行说明。如图10所示对物镜6的设计进行改变，以准直透镜4的移动量为0的初始状态为基准，在光信息记录介质30的3次球面像差成为最小的最佳基材厚度62.5μm中，作为补偿预先赋予-13mλ的5次球面像差。然后，仅当准直透镜4在图中范围A中移动时，对液晶元件20施加规定电压，产生与补偿相反极性的5次球面像差+21mλ。根据这种液晶元件20的控制，也能够使残存的5次球面像差的绝对值为11mλ以下，实质上能够改善记录/再生性能。
尤其本实施方式与实施方式三相比，由于只要对液晶元件20的驱动的on/off进行切换(1/0控制)即可，所以，液晶元件20的控制更加简单。
另外，在上述说明中，最佳基材厚度相当于所述光信息记录介质的3次球面像差为最小的规定基准厚度。而且，在上述说明中，补偿设为-方向的5次球面像差，但也可以赋予给+方向。该情况下，在液晶元件20中产生-方向的5次球面像差。总之，只要基于物镜6的设计而产生的作为补偿的规定值的5次球面像差的极性、和由液晶元件20产生的5次球面像差的极性，成为相互抵消的反向关系即可。
而且，在上述实施方式2～4中，对准直透镜4的移动范围进行二分割或三分割，并作为规定值对每一个范围设定在液晶元件20中产生的5次球面像差，但也可以使移动范围为4分割以上，按每个范围确定5次球面像差的值。
(实施方式五)
接着，利用图11对本发明实施方式五的5次球面像差的修正方法进行说明。其中，对与实施方式一相同的构成要素赋予相同的附图标记，并省略其说明。
在实施方式2～4中，对准直透镜4的移动量进行检测，并根据该移动量连续或阶段性改变对液晶元件20施加的电压。
与之相对，在本实施方式中不进行准直透镜4的移动量检测，根据光学头10以光学信息记录介质30的信息记录面31～34的任意一个为对象进行信息的记录/再生，将与每一个成为其记录/再生的对象的信息记录面对应确定的规定电压施加给液晶元件20，来产生5次球面像差，从而减小在信息记录面上产生的5次球面像差的绝对值。
具体如图11所示，在对光信息记录介质30的信息记录面31(光透过层的厚度d1＝25μm)进行信息的记录/再生的情况下，通过对液晶元件20施加负的规定电压，产生5次球面像差-15mλ；在对光信息记录介质30的信息记录面34(光透过层的厚度d4＝100μm)进行信息的记录/再生的情况下，通过对液晶元件20施加正的规定电压，生成5次球面像差+15mλ。在对信息记录面32(光透过层的厚度d2＝50μm)及信息记录面33(光透过层的厚度d3＝75μm)进行信息的记录/再生的情况下，不对液晶元件20施加电压。
通过进行这样的修正，能够使各信息记录面上残存的5次球面像差的绝对值为10mλ以下。另外，由于各个光透过层的厚度存在误差，所以，实际上残存有该误差量的5次球面像差，但如果将各光透过层的厚度误差设为±5μm，则残存的5次球面像差为2～3mλ，实际上没有问题。
此外，由于对信息记录面31～34的哪一个进行信息的记录/再生，在光学头10动作时已预先确定，所以，对液晶元件20施加的电压的选择及施加的有无与之对应执行即可。具体而言，通过对来自进行各信息记录面的判别的层判别部的输出信号、或用于进行层间移动的控制信号进行监控，能够进行层判别，预先对液晶元件20施加规定的电压，来修正5次球面像差。另外，各信息记录面的判别由施加电压控制部42进行，但在设置层判别部的情况下，可以将其设置在施加电压控制部42内，也可以通过其他途径配置在光头10内。而且，还可以设置在后述的光信息记录再生装置的控制部52内。并且，由于进行层间移动用的控制信号被赋予给驱动双轴驱动器的驱动信号，所以，施加电压控制部42从此处取得控制信号。
另外，在实施方式一～实施方式五中，主要针对作为修正3次球面像差的第一球面像差修正部，利用步进马达40沿光轴方向移动准直透镜的情况进行了说明，但作为本发明的第一球面像差修正部不限定于此，例如也可以利用由在平行光中放置的两组透镜构成的光束扩展器那样的透镜，还可以如图12所示，采用与搭载在双轴驱动器的液晶元件20不同的另一液晶元件21。在图12中，液晶元件21与液晶元件20同样，通过施加电压控制部42控制电压的施加。
这里，图13(a)中表示了液晶元件21的电极图案，图13(b)中表示了在光信息记录介质30的信息记录面上产生的3次球面像差的形状。液晶元件21的电极图案形成为同心圆形状(图中斜线部分)，基于施加电压控制部42的控制施加规定电压，使通过透过部分(图中白色部分)和电极的光之间产生相位差。由于产生了相位差的波面成为图13(c)所示的波面形状，所以，能够降低3次球面像差。
另外，在适用本发明的多层型光信息记录介质中，由于光透过层的厚度引起的球面像差的绝对值大，所以，为了进一步减小球面像差，可以如图14(a)所示构成液晶元件21。
图13(a)所示的构成例具备一个同心圆状的液晶层区域，而图14(a)所示的构成例将施加电压的液晶层进一步三分割为三个同心圆上的区域，并对每个区域施加与图14(b)所示的3次球面像差的图案对应的电压。通过对产生球面像差的区域进行分割，使各个区域产生不同的相位差，成为图14(c)所示的波面形状，可以降低3次球面像差。
另外，由于通过将产生球面像差的区域分割为4份以上，可以减小各区域的像差绝对值，所以，能够得到更高的像差修正能力，但由于与液晶元件21连接的电极层数增加，所以，优选采用本构成例的程度。
在以上的构成中，被液晶元件21修正的3次球面像差的量，由对液晶元件21施加的电压值设定。因此，施加电压控制部42利用对液晶元件21设定的电压值，替代上述准直透镜4的位置、位置的控制信号等，与实施方式一～四的每一个同样地进行液晶元件20的电压施加控制。
另外，如图15所示，也可以采用液晶元件21和搭载于双轴驱动器9的对5次球面像差进行修正的液晶元件20一体构成的复合液晶元件22。通过如此构成，具有不会因复合液晶元件22与物镜6的光轴偏离而产生彗差的优点。
而且，通过如图13、图15那样构成，可以全部以电气方式进行球面像差的除去，不需要用于除去3次球面像差的机械构成即基于步进马达40等的准直透镜用驱动器，可以简化光学头的构成，具有轻量化等优点。
并且，如图16所示，本发明的第一球面像差修正部可以构成为，由准直透镜4修正3次球面像差的一部分，由搭载于双轴驱动器9的复合液晶元件22的液晶元件21修正剩余的像差。通过如此构成，由于可以缩小准直透镜4的可动范围，所以，具有能够实现光学头的小型、薄型化的优点。该情况下，施加电压控制部42对基于液晶元件20的5次球面像差的除去控制，根据液晶元件20的施加电压、准直透镜4的步进马达40的驱动量、准直透镜4的位置等来进行。
另外，修正5次球面像差的本发明第二球面像差修正部不限定于液晶元件20，也可以是能够利用其他电气、机械构成除去5次球面像差的机构，这些都包含在本发明的应用范围内。
(实施方式六)
图17是本发明实施方式六的光信息记录再生装置的概略构成图。
在图17中，50是光信息记录再生装置整体的框体，在框体50的内部具备光信息记录介质驱动部51、控制部52、光学头10。而且，30是光信息记录介质。光信息记录介质驱动部51具有旋转驱动光信息记录介质30的功能，光学头10是实施方式一～五中所述的任意一个光学头。控制部52具有进行光信息记录介质驱动部51和光学头10的驱动及控制的功能，并且，具有进行由光学头10受光的控制信号、信息信号的信号处理的功能；和在框体50的外部和内部使信息信号连接的功能。
由于作为光学头10，搭载了实施方式一～五任意一个光学头，所以，本实施方式的光信息记录再生装置还能够修正在对随着光信息记录介质30的光透过层的厚度变化而产生的3次球面像差进行修正之际新产生的5次球面像差，因此，可以提高光信息记录介质30的记录/再生特性。
工业上的可利用性
由于本发明不仅具备3次球面像差修正部，还具备5次球面像差修正部，所以，在对信息记录面多层化的光信息记录介质进行信息的再生或记录的光信息记录再生装置中是有用的。

Claims (17)

1、一种光学头，具备：
光源；
使由所述光源照射的激光会聚于光信息记录介质的物镜；和
对根据所述光信息记录介质的光透过层的厚度而产生的球面像差进行修正的球面像差修正部，
所述球面像差修正部具有：
修正3次球面像差的第一球面像差修正部；和
修正5次球面像差的第二球面像差修正部，
所述第二球面像差修正部根据所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量，修正所述5次球面像差。
2、根据权利要求1所述的光学头，其中，
所述第二球面像差修正部根据所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量，从预先设定的多个5次球面像差修正量中选择规定的修正量，利用该选择的修正量对所述5次球面像差进行修正。
3、根据权利要求2所述的光学头，其中，
所述物镜被设计成在所述光信息记录介质的3次球面像差为最小的规定基准厚度下，产生规定值的5次球面像差，
所述第二球面像差修正部产生与所述规定值的5次球面像差相反极性的5次球面像差，对所述5次球面像差进行修正。
4、根据权利要求1所述的光学头，其中，
所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光轴方向移动的准直透镜，通过使所述准直透镜移动来修正所述3次球面像差，
所述第二球面像差修正部利用所述准直透镜的位置，作为与所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量对应的量，对所述5次球面像差进行修正。
5、根据权利要求1所述的光学头，其中，
所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光轴方向移动的准直透镜，通过使所述准直透镜移动来修正所述3次球面像差，
所述第二球面像差修正部利用与所述准直透镜的位置对应的位置信号的输出值，作为与所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量对应的量，对所述5次球面像差进行修正。
6、根据权利要求1所述的光学头，其中，
所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光轴方向移动的准直透镜，通过使所述准直透镜移动来修正所述3次球面像差，
所述第二球面像差修正部利用驱动所述准直透镜的驱动信号的输出，作为与所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量对应的量，对所述5次球面像差进行修正。
7、根据权利要求1所述的光学头，其中，
所述第二球面像差修正部具有液晶元件。
8、根据权利要求7所述的光学头，其中，
所述液晶元件设置于对所述物镜进行驱动的驱动器的可动部。
9、根据权利要求8所述的光学头，其中，
所述液晶元件通过对所述驱动器的可动部进行保持的悬架而被驱动。
10、根据权利要求9所述的光学头，其中，
驱动所述液晶元件的驱动信号重叠于对所述驱动器的可动部进行驱动的驱动信号。
11、根据权利要求7所述的光学头，其中，
所述第一球面像差修正部具有液晶元件，通过对所述液晶元件施加电压来修正所述3次球面像差，
所述第二球面像差修正部利用对所述第一球面像差修正部的所述液晶元件施加的电压值，作为与所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量对应的量，对所述5次球面像差进行修正。
12、根据权利要求11所述的光学头，其中，
所述第一球面像差修正部所具有的所述液晶元件、和所述第二球面像差修正部所具有的所述液晶元件构成为一体。
13、根据权利要求11所述的光学头，其中，
所述第一球面像差修正部所具有的所述液晶元件、和所述第二球面像差修正部所具有的所述液晶元件是分别独立的液晶元件。
14、根据权利要求1所述的光学头，其中，
所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光轴方向移动的准直透镜及液晶元件，
通过所述准直透镜的移动来修正所述3次球面像差的一部分，通过向所述液晶元件施加电压来修正所述3次球面像差的剩余部分。
15、一种光学头，具备：
光源；
使由所述光源照射的激光会聚于光信息记录介质的物镜；和
对根据所述光信息记录介质的光透过层的厚度而产生的球面像差进行修正的球面像差修正部，
所述球面像差修正部具有：
修正3次球面像差的第一球面像差修正部；和
修正5次球面像差的第二球面像差修正部，所述光信息记录介质至少具有两个成为记录及/或再生信息的对象的信息记录面，
所述第二球面像差修正部利用与所述信息记录面的各个面对应的规定值，修正所述5次球面像差。
16、根据权利要求15所述的光学头，其中，
具备层判别部，所述层判别部对所述光信息记录介质的成为记录及/或再生的对象的信息记录面进行判别，
所述第二球面像差修正部根据所述层判别部的判别结果，修正所述5次球面像差。
17、一种光信息记录再生装置，具备：权利要求1或15所述的光学头；驱动所述光信息记录介质的驱动部；和控制所述光学头及所述驱动部的控制部。
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