CN102934166A - 拾光器、倾斜角度检测方法、光信息装置及信息处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可以稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度的拾光器、倾斜角度检测方法、光信息装置及信息处理装置。汇聚位置变更部(16)，根据光记录介质(8)的层变更第1光束和第2光束的汇聚状态，第1光检测器(14)包括接收聚光的第1光束的第1光接收部和接收聚光的第2光束的第2光接收部，基于第1光接收部和第2光接收部的接收光量之差，检测固体浸没透镜(7b)的端面和光记录介质(8)的表面的相对倾斜角度。

Description

拾光器、倾斜角度检测方法、光信息装置及信息处理装置
技术领域
本发明涉及一种通过向光盘或光卡等光记录介质照射汇聚的光而对该光记录介质记录或再生信息的拾光器、具备该拾光器的光信息装置、具备该光信息装置的信息处理装置，以及检测具有多层的光记录介质的表面和固体浸没透镜(Solid Immersion Lens)的与所述光记录介质的表面相对置的端面的相对倾斜角度的倾斜角度检测方法。
背景技术
以往，作为记录以影像或语音为代表的各种信息的光记录介质，称为CD、DVD或BD(蓝光盘)的光盘得到了广泛的应用。使用这种光记录介质的光信息装置时，由于是向光记录介质照射光而记录或再生信息，所以信息的记录密度依赖于汇聚到光记录介质的光点的大小。因此，光记录介质的大容量化可以通过使拾光器照射的光点变小来实现。该光点的大小与物镜的数值孔径成正比，与照射光的波长成反比。为此，若想要形成更小的光点，可让所使用的光的波长更短，或者，让物镜的数值孔径更大。
但是，在迄今为止已实用化的光信息装置中，光记录介质和物镜之间，与波长相比，相隔非常大。而且，如果物镜的数值孔径超过1，射入物镜的光就会被透镜出射面全部反射。因此，无法提高光记录介质的记录密度。
于是，作为物镜的数值孔径超过1时的光记录再生方法，开发出了使用SIL(固体浸没透镜，Solid immersion Lens)的近场光记录再生方法。若设光记录介质的媒介的折射率为n、相对于入射光的光轴的最大角度为θ，则数值孔径NA被定义为NA＝n×sinθ。通常，如果数值孔径超过1，则物镜射出的光的角度达到临界角以上。临界角以上区域的光在物镜的出射端面被全部反射。该全部反射的光从出射端面作为瞬逝光(EvanescentLight)渗出。在近场光记录再生方法中可以使这种瞬逝光从透镜传播至光记录介质。因此，可将物镜的出射端面和光记录介质的表面之间的间隙(气隙)维持在比瞬逝光的衰减距离短，使数值孔径超过1的范围的光从物镜透过光记录介质。
在采用这种固体浸没透镜的光学系统中，由于使光以瞬逝光传播，所以必须使固体浸没透镜和光盘之间的间隙保持充分短于光的波长。例如，固体浸没透镜和光盘之间的间隙需要在光的波长的大约1/10以下，在使用波长为405nm的光的情况下，需要保持在25nm左右。然而在这种间隙狭窄的状态下，如果固体浸没透镜和光盘之间存在相对倾斜则固体浸没透镜的端部会和光盘发生碰撞。因此，倾斜的允许误差非常小。
固体浸没透镜和光盘的相对倾斜角度θ如下式(1)所示。另外，在下式(1)中，g为固体浸没透镜和光盘之间的间隙，D为固体浸没透镜的前端的直径。如果设固体浸没透镜的前端的直径D为40μm、间隙g为25nm，则所允许的相对倾斜角度θ为0.07度左右。
θ＝sin-1(g/2D)    …(1)
但是，将相对倾斜角度控制在0.07度以下非常不容易。作为抑制相对倾斜角度的方法，还有检测相对倾斜角度，让固体浸没透镜或者光盘倾斜的方法。作为检测相对倾斜角度的方法，提出了检测来自固体浸没透镜的端面的反射光的分布，从反射光的分布的偏倚检测相对倾斜角度的方法(例如，参照专利文献1)。
图47是以往的拾光器的结构示意图。从半导体激光器401射出的光束通过准直透镜402成为平行光，并透过分束器403及分束器404。经过1/4波长板405的光束通过透镜406a而成汇聚光。成为汇聚光的光束射入固体浸没透镜406b，被汇聚于光盘407。固体浸没透镜406b的前端和光盘407的表面接近光以过瞬逝光传播的距离。
被光盘407反射的光束再次通过固体浸没透镜406b、透镜406a和1/4波长板405，射入分束器404。射入分束器404的光束的一部分被反射，并射入光检测器408。射入分束器404的光束的其它部分透过，并射入分束器403。射入分束器403的光束被朝向光检测器409反射，并射入光检测器409。在此，光检测器408接收被光盘407的信息面反射的光束，生成用于信息再生的信号。另一方面，光检测器409接收被固体浸没透镜406b的端面反射的光。而且，光检测器409具备4分割的光接收部，各光接收部分别输出与各自接收到的光量相应的信号。
图48是在以往的拾光器中，固体浸没透镜406b的端面和光盘407的表面相对倾斜时的固体浸没透镜406b的端面附近的扩大图。对于箭头A所示的周边光与箭头B所示的周边光，固体浸没透镜406b的端面和光盘407的表面之间的距离各自不同。因此，在箭头A所示的周边光通过的位置和箭头B所示的周边光通过的位置反射率不同。据此，在固体浸没透镜406b的端面反射的光束会出现明暗之差。图47的光检测器409通过将该明暗之差作为4个光接收部的信号量的不同来检测，从而可以检测倾斜角度。
另外，作为其它的检测相对倾斜角度的方法，还提出了通过固体浸没透镜的端面向光盘照射多束光束，来检测相对倾斜角度的方法(例如，参照专利文献2)。
然而，在所述以往的结构中，当考虑对具备多层记录层的多层光盘只使用一个光源，来获取来自记录层的再生信号、用于间隙控制的间隙信号、用于检测相对倾斜角度的倾斜信号的情况下，固体浸没透镜的端面的光束径会随要记录或再生信息的记录层的位置而发生变化，从而相对倾斜角度的检测灵敏度会变化很大。尤其是，在使用固体浸没透镜的情况下，由于光盘的覆盖层较薄，存在无法在最接近表面的记录层获得能实用的倾斜检测灵敏度的问题。
另外，在多层光盘中，当改变聚光的层(例如，记录或再生信息的记录层)时，利用以往的多束光束的方法，会出现无法将主光束(main beam)和子光束(sub-beam)充分分离而进行检测的问题。
专利文献1：日本专利公开公报特开2006-344351号。
专利文献2：日本专利公开公报特开2006-004596号。
发明内容
本发明是为了解决所述问题，其目的在于提供一种可以稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度的拾光器、倾斜角度检测方法、光信息装置及信息处理装置。
本发明的一个方面所涉及的拾光器包括：生成第1光束和第2光束的光束生成部；包含具有与多层光记录介质的表面相对置的端面的固体浸没透镜，使所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述光记录介质的物镜光学系统；反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述第1光束及所述第2光束的第1分歧元件；使由所述第1分歧元件反射的所述第1光束及所述第2光束汇聚并变更汇聚状态的汇聚状态变更部；检测由所述汇聚状态变更部汇聚的所述第1光束及所述第2光束的第1光检测器，其中，所述第1光束的中心与所述第2光束的中心在所述固体浸没透镜的端面上处于不同的位置；所述汇聚状态变更部根据所述光记录介质的层变更所述第1光束及所述第2光束的汇聚状态；所述第1光检测器包含接收所述汇聚的第1光束的第1光接收部和接收所述汇聚的第2光束的第2光接收部，基于所述第1光接收部和所述第2光接收部的接收光量之差检测所述固体浸没透镜的端面与所述光记录介质的表面的相对倾斜角度。
根据该结构，光束生成部生成第1光束和第2光束。物镜光学系统包含具有与多层光记录介质的表面相对置的端面的固体浸没透镜，使第1光束及第2光束汇聚到所述光记录介质。第1分歧元件反射被固体浸没透镜的端面反射的第1光束及第2光束。汇聚状态变更部使由第1分歧元件反射的第1光束及第2光束汇聚并变更汇聚状态。第1光检测器检测由汇聚状态变更部汇聚的第1光束及第2光束。第1光束的中心与第2光束的中心在固体浸没透镜的端面上处于不同的位置。汇聚状态变更部根据光记录介质的层变更第1光束及第2光束的汇聚状态。第1光检测器包含接收汇聚的第1光束的第1光接收部和接收汇聚的第2光束的第2光接收部，基于第1光接收部和第2光接收部的接收光量之差检测固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面的相对倾斜角度。
根据本发明，即便光记录介质具有多层，也能够根据光记录介质的层变更第1光束和第2光束的汇聚状态，射入第1光检测器的第1光束和第2光束的光点系能够被变更成合适的大小，因此可以稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度，从而能够抑制倾斜角度的偏差。
本发明的目的、特征及优点通过以下的详细说明和附图将更加明确。
附图说明
图1是本发明第1实施例的拾光器的结构示意图。
图2是表示本发明第1实施例的衍射光栅的一个例子的正视图。
图3是图1所示的第1光检测器的结构示意图。
图4是表示物镜光学系统和光记录介质各记录层之间的关系的模式图。
图5(A)是主光束汇聚到光记录介质第1记录层的示意图，(B)是主光束照射到第1记录层时在固体浸没透镜的端面的主光束和第1至第4子光束的光点形状的示意图。
图6(A)是主光束汇聚到光记录介质第2记录层的示意图，(B)是主光束照射到第2记录层时在固体浸没透镜的端面的主光束和第1至第4子光束的光点形状的示意图。
图7(A)是主光束汇聚到光记录介质第3记录层的示意图，(B)是主光束照射到第3记录层时在固体浸没透镜的端面的主光束和第1至第4子光束的光点形状的示意图。
图8(A)是主光束汇聚到光记录介质第1记录层的示意图，(B)是在主光束汇聚到第1记录层时主光束通过第1检测透镜而聚光的示意图。
图9(A)是主光束汇聚到光记录介质第2记录层的示意图，(B)是在主光束汇聚到第2记录层时主光束通过第1检测透镜而聚光的示意图。
图10(A)是主光束汇聚到光记录介质第3记录层的示意图，(B)是在主光束汇聚到第3记录层时主光束通过第1检测透镜而聚光的示意图。
图11是在图1所示的拾光器中使主光束聚光到各记录层时来自固体浸没透镜端面的反射光的示意图。
图12(A)是主光束聚光到第1记录层时第1光检测器的各光接收部、主光束的光点、第1至第4子光束的光点的示意图，(B)是主光束聚光到第2记录层时第1光检测器的各光接收部、主光束的光点、第1至第4子光束的光点的示意图，(C)是主光束聚光到第3记录层时第1光检测器的各光接收部、主光束的光点、第1至第4子光束的光点的示意图。
图13是在本发明第1实施例中主光束聚光到第1记录层至第3记录层时第1光检测器的各光接收部、主光束的光点、第1至第4子光束的光点的示意图。
图14是本发明第2实施例的拾光器的结构示意图。
图15是本发明第1实施例和第2实施例的第1变形例中的汇聚位置变更部的结构示意图。
图16是本发明第1实施例和第2实施例的第2变形例中的汇聚位置变更部的结构示意图。
图17是本发明第1实施例和第2实施例的第3变形例中的汇聚位置变更部的结构示意图。
图18是本发明第1实施例和第2实施例的第4变形例中的像散赋予部的结构示意图。
图19(A)是主光束聚光到第1记录层时被固体浸没透镜的端面反射的主光束、第1子光束和第2子光束在第1光检测器上的光点的示意图。(B)是主光束聚光到第2记录层时被固体浸没透镜的端面反射的主光束、第1子光束和第2子光束在第1光检测器上的光点的示意图。(C)是主光束聚光到第3记录层时被固体浸没透镜的端面反射的主光束、第1子光束和第2子光束在第1光检测器上的光点的示意图。
图20是本发明第1实施例和第2实施例的第5变形例中的像散赋予部的结构示意图。
图21是本发明第3实施例的拾光器的结构示意图。
图22是图21所示的第2光检测器的结构示意图。
图23是本发明第3实施例的比较例的拾光器的结构示意图。
图24(A)是在图23所示的拾光器中来自第2光源的光聚光到第1记录层时光从固体浸没透镜的端面射入光记录介质第1记录层的情况和在第2光检测器上形成的光点的示意图，(B)是在图23所示的拾光器中来自第2光源的光聚光到第2记录层时光从固体浸没透镜的端面射入光记录介质第2记录层的情况和在第2光检测器上形成的光点的示意图，(C)是在图23所示的拾光器中来自第2光源的光聚光到第3记录层时光从固体浸没透镜的端面射入光记录介质第3记录层的情况和在第2光检测器上形成的光点的示意图，
图25是本发明第3实施例的变形例的拾光器的结构示意图。
图26(A)是在第3实施例中从第2准直透镜聚光到第2光检测器的光的光点位置的示意图，(B)是第3实施例中在与被固体浸没透镜的出射端面反射的光聚光的光点位置相比更加偏离第2准直透镜的位置配置第2光检测器时的第2光检测器的结构示意图，(C)是图26(B)所示的第2光检测器上的光点的示意图。
图27是本发明第4实施例的拾光器的结构示意图。
图28(A)是在第4实施例中从第2准直透镜聚光到第2光检测器的光的光点位置的示意图，(B)是第4实施例中在与被固体浸没透镜的出射端面反射的光聚光的光点位置相比更加偏离第2准直透镜的位置配置第2光检测器时的第2光检测器的结构示意图，(C)是图28(B)所示的第2光检测器上的光点的示意图。
图29(A)是包括半球型透镜的物镜的剖面形状的示意图，(B)是包括超半球型透镜的物镜的剖面形状的示意图。
图30是以往的物镜的结构示意图。
图31是根据固体浸没透镜的厚度物镜的球面像差变化的示意图。
图32是本发明第5实施例的拾光器的结构示意图。
图33是图32所示的第2光检测器的结构示意图。
图34是用于说明本发明第5实施例中的固体浸没透镜厚度的示意图。
图35是本发明第5实施例中的第1光检测器上的光点直径和光记录介质上的散焦量的关系的示意图。
图36是以往的光检测器上的来自自身层的反射光和来自其它层的反射光的干涉程度与其它层基础材料厚度的关系的示意图。
图37是本发明第5实施例中的光检测器上的来自固体浸没透镜的入射面的反射光和来自出射面的反射光的干涉程度与固体浸没透镜的厚度ds和曲率半径Rs的偏移量(ds-Rs)的关系的示意图。
图38是本发明第5实施例中射向物镜光学系统的入射光的角度倾斜0.3deg时产生的彗形像差和(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5的关系的示意图。
图39是本发明第5实施例中光记录介质为多层光记录介质、射向物镜光学系统的入射光的角度倾斜0.3deg时产生的彗形像差和(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5的关系的示意图。
图40是本发明第6实施例的拾光器的结构示意图。
图41是本发明第7实施例的光信息装置的结构示意图。
图42是本发明第8实施例的计算机的结构示意图。
图43是本发明第9实施例的光盘刻录机的结构示意图。
图44是本发明第10实施例的光盘播放机的结构示意图。
图45是本发明第11实施例的光盘服务器的结构示意图。
图46是本发明第12实施例的汽车导航系统的结构示意图。
图47是以往拾光器的结构示意图。
图48是以往的拾光器中固体浸没透镜的端面和光盘的表面相对倾斜时固体浸没透镜的端面附近的放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。并且，以下的实施例是将本发明具体化的一个例子，并不限定本发明的技术范围。
(第1实施例)
图1是本发明第1实施例的拾光器的结构示意图。
图1所示的拾光器包括光源1、准直透镜2、第1分束器(第2分歧元件)3、发散度变更部4、第2分束器(第1分歧元件)5、1/4波长板6、物镜光学系统7、衍射光栅(光束生成部)9、第2检测透镜10、第2光检测器11、汇聚位置变更部16、第1光检测器14及物镜致动器17。
发散度变更部4具备凹透镜4a、凸透镜4b及使凸透镜4b在光轴方向移动的致动器4c。物镜光学系统7具备光圈透镜7a和固体浸没透镜(SIL)7b。
而且，在第1实施例中，变更汇聚位置的汇聚位置变更部16是根据光记录介质的层变更第1光束及第2光束的汇聚状态的汇聚状态变更部的一个例子。
在此，光源1例如采用GaN系列的半导体激光元件，对具备多层记录层(本实施例为3层)的光记录介质8的各记录层射出记录或再生用的相干光(Coherent Light)(波长为390至450nm)。
光记录介质8为具备3层记录层的多层光记录介质。衍射光栅9为使射入的光衍射、将射入的光束分离成多束光束的光学元件。衍射光栅9生成第1光束和第2光束。衍射光栅9衍射的光束中，0次衍射光为80％，1次衍射光为20％。而且，衍射光栅9形成有图2所示的图案。图2是表示本发明第1实施例的衍射光栅的一个例子的正视图。衍射光栅9使光束朝x方向及y方向衍射。即，衍射光栅9可以将射入的光束分离成包含0次衍射光在内的5束光束。在此，x方向对应于光记录介质8的半径方向，y方向对应于光记录介质8的切线方向。因此，射入的光沿光记录介质8的半径方向及切线方向而被分离。
准直透镜2将光源射出的发散光转换为平行光。第1分束器3具有针对某直线偏振光的透过率为100％、针对与该直线偏振光垂直的直线偏振光的反射率为100％的特性。
而且，发散度变更部4，由于已被国际公开公报WO2009/37850号公开因而省略其详细的说明，用于变更衍射光栅9生成的第1光束和第2光束的发散度。发散度变更部4包括具备负的放大率的凹透镜4a、具备正的放大率的凸透镜4b、使凸透镜4b在光轴方向移动的致动器4c。发散度变更部4通过用致动器4c改变凹透镜4a和凸透镜4b的间隙，可以将射入的光的发散度变换为不同的发散度。通过变更发散度，可以根据从光记录介质8的表面到各记录层的厚度变化，同时修正聚焦成分和球面像差。
第2分束器5具有针对光源1射出的光的波长的某直线偏振光的透过率为90％、反射率为10％，与该直线偏振光垂直的直线偏振光的透过率为100％的特性。1/4波长板6用双折射材料形成，将直线偏振光转换为圆偏振光。
物镜光学系统7使第1光束和第2光束汇聚到具备多层的光记录介质8。物镜光学系统7使来自发散度变更部4的第1光束和第2光束汇聚到具备多层的光记录介质8。物镜光学系统7包括光圈透镜7a和固体浸没透镜(SIL)7b。固体浸没透镜7b具有与光记录介质8的表面相对置的端面。在固体浸没透镜7b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质8的表面之间存在的气隙(air gap)被设定成比瞬逝光衰减长度短，从而进行基于瞬逝光的光传播。而且，使气隙间隔比波长的大致1/10短。
物镜致动器17使物镜光学系统7在光轴方向(聚焦方向)及光记录介质8的跟踪方向(半径方向)移动。而且，物镜致动器17调节物镜光学系统7的角度，使物镜光学系统7的固体浸没透镜7b的出射端面与光记录介质8的表面相互平行。而且，物镜致动器17使光圈透镜7a和固体浸没透镜7b一体移动。
第2分束器5反射被固体浸没透镜7b的端面反射的第1光束和第2光束。
第2检测透镜10的入射面为圆筒面，出射面相对于透镜光轴为旋转对称面。第2检测透镜10对入射光赋予用于实现基于所谓像散法的聚焦误差信号检测的像散。第2光检测器11接收光记录介质8的记录层反射的光，根据接收光量将光转换为电信号。
汇聚位置变更部16使第2分束器5反射的第1光束和第2光束汇聚，并且变更汇聚状态。汇聚位置变更部16根据光记录介质8的层变更第1光束和第2光束的汇聚状态。汇聚位置变更部16变更第1光束和第2光束的汇聚位置。汇聚位置变更部16包括第1检测透镜12、玻璃板13和玻璃板插入部15。
第1检测透镜12使固体浸没透镜7b的出射端面反射的光聚光。玻璃板13是透过率为100％的玻璃平板，通过将其插入光路或从光路拿出可以改变由第1检测透镜12聚光的位置。玻璃板插入部15将玻璃板13插入光路或从光路拿出。第1光检测器14检测被汇聚位置变更部16汇聚的第1光束和第2光束。第1光检测器14接收固体浸没透镜7b的出射端面反射的光，根据接收光量将光转换为电信号。
第1光束的中心和第2光束的中心在固体浸没透镜7b的端面上处于不同的位置。第1光检测器14包括接收汇聚的第1光束的第1光接收部和接收汇聚的第2光束的第2光接收部。第1光检测器14基于第1光接收部和第2光接收部的接收光量之差，检测固体浸没透镜7b的端面和光记录介质8的表面的相对倾斜角度。
而且，例如，第1光束为主光束，第2光束为子光束。子光束可以只有1束，也可以有2束以上的多束。第2分束器5反射被固体浸没透镜7b的端面反射的主光束及子光束。第1光检测器14检测由汇聚位置变更部16汇聚的主光束及子光束。第1分束器3反射由光记录介质8反射的主光束。第2光检测器11检测由第1分束器3反射的主光束。
以下，对这种结构的拾光器的动作进行说明。
光源1射出直线偏振的光。从光源1射出的光被衍射光栅9分离成5束光束。而且，这5束光束中，1束为主光束，4束为子光束。5束光束通过准直透镜2成为大致平行光，透过第1分束器3。透过第1分束器3的光射入发散度变更部4。发散度变更部4根据聚光的光记录介质8的记录层的位置，变更射入的光的发散度。
被发散度变更部4变更了发散度的光透过第2分束器5射入1/4波长板6。1/4波长板6将射入的直线偏振的光转换为圆偏振光。透过1/4波长板6的光通过物镜光学系统7聚光到光记录介质8的指定的记录层。
被光记录介质8反射的光透过物镜光学系统7、1/4波长板6、第2分束器5和发散度变更部4，射入第1分束器3。被第1分束器3反射的光射入第2检测透镜10。射入第2检测透镜10的光被赋予像散。透过第2检测透镜10的光聚光到第2光检测器11上。
第2光检测器11输出表示光记录介质8上光的聚焦状态的聚焦误差信号(focus errorsignal)。而且，第2光检测器11还输出表示光记录介质8上光的照射位置的跟踪误差信号(tracking error signal)。
在此，聚焦误差信号和跟踪误差信号通过众所周知的技术、例如像散法及推挽法进行检测。而且，未图示的聚焦控制部基于来自第2光检测器11的聚焦误差信号，驱动致动器4c控制凸透镜4b在光轴方向上的位置，使光总是以聚焦状态被聚光到光记录介质8上。即，致动器4c根据聚焦控制部的控制信号使凸透镜4b在光轴方向移动。
而且，未图示的跟踪控制部基于来自第2光检测器11的跟踪误差信号，驱动物镜致动器17控制物镜光学系统7的位置，使光聚光于光记录介质8上的所期望的轨道。即，物镜致动器17根据跟踪控制部的控制信号使物镜光学系统7移动。并且，未图示的再生控制部基于第2光检测器11的电信号，取得记录在光记录介质8中的再生信息。
而且，固体浸没透镜7b的出射端面反射的光透过物镜光学系统7及1/4波长板6被第2分束器5反射。第2分束器5反射的光透过第1检测透镜12及玻璃板13而聚光于第1光检测器14。在此，玻璃板插入部15根据多层记录层中的聚光的记录层的位置拿出或插入玻璃板13。另外，在没有插入玻璃板13时，第2分束器5反射的光透过第1检测透镜12而聚光到第1光检测器14。
图3是图1所示的第1光检测器的结构示意图。如图3所示，第1光检测器14具备5个光接收部(第1光接收部21、第2光接收部22a、第3光接收部22b、第4光接收部22c和第5光接收部22d)。第1光检测器14的详细说明在专利文献2已有记载，因此在此省略。
第1光接收部21接收来自固体浸没透镜7b的出射端面的反射光(主光束)31，第2光接收部22a接收来自固体浸没透镜7b的出射端面的反射光(第1子光束)32a，第3光接收部22b接收来自固体浸没透镜7b的出射端面的反射光(第2子光束)32b，第4光接收部22c接收来自固体浸没透镜7b的出射端面的反射光(第3子光束)32c，第5光接收部22d接收来自固体浸没透镜7b的出射端面的反射光(第4子光束)32d。
利用第1光接收部21的信号，检测在固体浸没透镜7b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质8的表面之间存在的气隙的间隔(间隙信号)。而且，基于第4光接收部22c和第5光接收部22d之间的差信号，检测相对于光记录介质8的半径方向的固体浸没透镜7b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质8的表面的相对倾斜(径向倾斜信号)。而且，基于第2光接收部22a和第3光接收部22b之间的差信号，检测相对于光记录介质8的切线方向的固体浸没透镜7b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质8的表面的相对倾斜(切线方向倾斜信号)。
未图示的间隙控制部基于来自第1光检测器14的间隙信号，控制物镜光学系统7使固体浸没透镜7b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质8的表面之间的间隙保持恒定。另外，未图示的倾斜控制部基于来自第1光检测器14的径向倾斜信号和切线方向倾斜信号，控制物镜光学系统7使固体浸没透镜7b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质8的表面的相对角度为0。
而且，光源1的光量控制通过利用未图示的透镜将第2分束器5反射的10％的光聚光到未图示的光检测器来进行。即，未图示的光量控制部基于从未图示的光检测器输出的信号，监视光源1的射出光量，控制光源1使其射出的光的光量保持恒定。
在此，对光源1射出的被光记录介质8反射的光作进一步详细说明。光源1射出的光聚光到光记录介质8的指定的记录层，被光记录介质8的指定的记录层反射。被光记录介质8的指定的记录层反射的光通过1/4波长板6被转换成与光源1射出的光垂直的方向的直线偏振光。通过1/4波长板6转换的直线偏振光100％透过第2分束器5，100％被第1分束器3反射，由第2光检测器11接收。
而且，由于固体浸没透镜7b的出射端面和光记录介质8的表面的间隔不为0，所以光源1射出的光的一部分被固体浸没透镜7b的出射端面反射。
由固体浸没透镜7b的出射端面反射的光通过1/4波长板6被转换成偏振方向与光源1射出的光相同的的直线偏振光。被1/4波长板6转换的直线偏振光的90％透过第2分束器5，直线偏振光的10％被第2分束器5反射。由于第2分束器5的透过光100％透过第1分束器3，所以不会射入第2光检测器11。而且，由第2分束器5反射的光射入第1光检测器14。
下面，对通过衍射光栅9而被分离的光进行说明。图4是表示物镜光学系统7和光记录介质8的各记录层之间的关系的模式图。固体浸没透镜7b的前端和光记录介质8之间的距离是光作为瞬逝光能够高效传播的距离。固体浸没透镜7b的前端和光记录介质8之间的距离例如保持在25nm左右。光记录介质8具备3层记录层，按照距光束入射侧表面由近到远的顺序为第1记录层L1、第2记录层L2和第3记录层L3。从表面到第1记录层L1的距离为t1，第1记录层L1到第2记录层L2的距离为t2，第2记录层L2到第3记录层L3的距离为t3。而且，从表面到第1记录层L1的距离为d1，从表面到第2记录层L2的距离为d2，从表面到第3记录层L3的距离为d3。另外，被衍射光栅9衍射的光中，0次衍射光为主光束31、±1次衍射光为子光束。
固体浸没透镜7b在前端具有直径D的平坦部(端面)。固体浸没透镜7b的平坦部周围的形状呈玉米状。主光束和子光束通过固体浸没透镜7b的平坦部。
图5(A)至图7(B)是固体浸没透镜7b的端面上的主光束31和第1至第4子光束32a至32d的光点形状与主光束所到达的记录层的关系的示意图。
图5(A)是主光束31汇聚于光记录介质8的第1记录层L1的示意图，图5(B)是主光束31照射到第1记录层L1时的固体浸没透镜7b的端面上的主光束31和第1至第4子光束32a至32d的光点形状的示意图。
主光束31配置在固体浸没透镜7b的端面的中央，第1至第4子光束32a至32d配置在主光束31的周围。第1子光束32a和第2子光束32b沿光记录介质8的切线方向配置在主光束31的两侧。第3子光束32c和第4子光束32d沿光记录介质8的半径方向配置在主光束31的两侧。
例如，若设主光束31为第1光束，第1子光束32a为第2光束，则固体浸没透镜7b的端面上的第2光束的中心处于在光记录介质8的切线方向偏离固体浸没透镜7b的端面上的第1光束的中心的位置。另外，例如，若设主光束31为第1光束，第3子光束32c为第2光束，则固体浸没透镜7b的端面上的第2光束的中心处于在光记录介质8的半径方向上偏离固体浸没透镜7b的端面上的第1光束的中心的位置。
例如，若设第1至第4子光束32a至32d为第1至第4光束，则第1光束的中心、第2光束的中心、第3光束的中心、第4光束的中心分别处于固体浸没透镜7b的端面上不同的位置。而且，在固体浸没透镜7b的端面上，连接第1光束的中心和第2光束中心的直线垂直于连接第3光束的中心和第4光束中心的直线。
衍射光栅9生成主光束31和第1至第4子光束32a至32d。物镜光学系统7使主光束31和第1至第4子光束32a至32d聚光于光记录介质8。第2分束器5反射被固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31和第1至第4子光束32a至32d。
汇聚位置变更部16使第2分束器5反射的主光束31和第1至第4子光束32a至32d汇聚于第1光检测器14，并且变更汇聚状态。
第1光检测器14检测由汇聚位置变更部16汇聚的主光束31和第1至第4子光束32a至32d。此时，第1子光束32a的中心、第2子光束32b的中心、第3子光束32c的中心、第4子光束32d的中心在固体浸没透镜7b的端面分别处于不同的位置。
在固体浸没透镜7b的端面上，连接第1子光束32a的中心和第2子光束32b的中心的直线垂直于连接第3子光束32c的中心和第4子光束32d中心的直线。
第1记录层L1配置在最前侧。因此，在固体浸没透镜7b的端面的光束径较小，主光束31和第1至第4子光束32a至32d互不重叠。在此，如果固体浸没透镜7b的端面和光记录介质8的表面相对倾斜，则在子光束位置的固体浸没透镜7b的端面和光记录介质8的表面的间隙会不同。固体浸没透镜7b的端面的反射率随固体浸没透镜7b的端面和光记录介质8的表面之间的间隙变狭而减小。另外，如果该间隙为零则固体浸没透镜7b的端面的反射率仅仅由折射率差而决定。而且，如果该间隙较宽则入射光就几乎被全反射，因此，固体浸没透镜7b的端面的反射率接近1地增大。因此，固体浸没透镜7b的端面和光记录介质8的表面的间隙之差以子光束的反射光的光量差的形式表现出来。因此，基于子光束的间距和反射光的光量差可以检测出固体浸没透镜7b和光记录介质8的相对倾斜角度。
图6(A)是主光束31汇聚于光记录介质8的第2记录层L2的示意图，图6(B)是主光束31照射到第2记录层L2时的固体浸没透镜7b的端面上的主光束31和第1至第4子光束32a至32d的光点形状的示意图。第2记录层L2被配置在多层记录层的中间。在固体浸没透镜7b的端面，主光束31和第1至第4子光束32a至32d的一部分互相重叠。
图7(A)是主光束31汇聚于光记录介质8的第3记录层L3的示意图，图7(B)是主光束31照射到第3记录层L3时的固体浸没透镜7b的端面上的主光束31和第1至第4子光束32a至32d的光点形状的示意图。第3记录层L3被配置在最后。在固体浸没透镜7b的端面，主光束31和第1至第4子光束32a至32d彼此互相重叠，与图6(B)相比重叠程度更大。
固体浸没透镜7b的端面直径D被设计成即使主光束聚光到最后的第3记录层L3也不会踢开子光束。固体浸没透镜7b的端面上的子光束的中心与主光束的中心之间的间隔Lb、主光束及子光束汇聚到光记录介质8的最里层时的固体浸没透镜7b的端面的光束径Db以及固体浸没透镜7b的端面直径D之间，需要满足下式(2)的关系。
D＞2×Lb+Db    …(2)
另外，在图5(A)至图7(B)的结构中，由于两束子光束位于主光束的两侧，所以所述式(2)的关系成立。如果是1束子光束位于主光束的单侧的结构，则间隔Lb、光束径Db以及直径D只需满足下式(3)的关系。
D＞Lb+Db    …(3)
在第1实施例中，光记录介质8为具备3层记录层的光记录介质。从表面到第3记录层L3的距离为d3、物镜光学系统7在光记录介质8中的数值孔径为NA、光记录介质8的折射率为ndisk时，光束径Db如下式(4)所示。
Db＝2×d3×tan(sin-1(NA/ndisk))    …(4)
其次，对拾光器的检测系统的配置进行说明。图8(A)是主光束31汇聚于光记录介质8的第1记录层L1的示意图，图8(B)是在主光束31汇聚到第1记录层L1时主光束31通过第1检测透镜12而聚光的示意图。
被固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31，一旦汇聚到距光记录介质8的表面的距离为d1’的位置，从那里起成为发散光被导向第1检测透镜12。距离d1’如下式(5)所示。
d1’＝d1×nSIL/ndisk    …(5)
在此，d1’是主光束31汇聚到第1记录层L1时从光记录介质8的表面到被固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31的汇聚点为止的距离，d1是从光记录介质8的表面到第1记录层L1的距离，ndisk是光记录介质8的折射率，nSIL是固体浸没透镜7b的折射率。
因此，从光记录介质8前往第1光检测器14的光与从光源1前往光记录介质8的光相比在距光源1近的一侧作为虚拟发光点传播。因此，如图8(B)所示，主光束31通过第1检测透镜12而汇聚的点123与平行光进入第1检测透镜12时的焦点位置122相比位于更远一侧。焦点位置122和点123的距离为距离d1’在空气中的换算值乘以检测系统的纵倍率β的距离，即，d1’×β×ndisk/nSIL。检测系统的纵倍率β可以定义为β＝(NAdisk/NAdet)2。NAdisk表示光记录介质侧的数值孔径，NAdet表示检测侧的数值孔径。
图9(A)是主光束31汇聚于光记录介质8的第2记录层L2的示意图，图9(B)是在主光束31汇聚到第2记录层L2时主光束31通过第1检测透镜12而聚光的示意图。
被固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31，一旦汇聚到距光记录介质8的表面的距离为d2′的位置，从那里起就成为发散光被导向第1检测透镜12。距离d2′如下式(6)所示。
d2′＝d2×nSIL/ndisk    …(6)
在此，d2′是主光束31汇聚到第2记录层L2时从光记录介质8的表面到被固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31的汇聚点为止的距离，d2是从光记录介质8的表面到第2记录层L2的距离，ndisk是光记录介质8的折射率，nSIL是固体浸没透镜7b的折射率。
因此，从光记录介质8前往第1光检测器14的光，和上述相同，与从光源1前往光记录介质8的光相比在距光源1近的一侧作为虚拟发光点传播。因此，如图9(B)所示，主光束31通过第1检测透镜12而汇聚的点124与平行光进入第1检测透镜12时的焦点位置122相比位于更远一侧。焦点位置122和点124的距离为距离d2’在空气中的换算值乘以检测系统的纵倍率β的距离，即，d2′×β×ndisk/nSIL。因此，主光束31通过第1检测透镜12而汇聚的点124与图8(B)所示的点123相比位于更远一侧。
图10(A)是主光束31汇聚于光记录介质8的第3记录层L3的示意图，图10(B)是在主光束31汇聚到第3记录层L3时主光束31通过第1检测透镜12而聚光的示意图。
被固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31，一旦汇聚到距光记录介质8的表面的距离为d3′的位置，从那里起就成为发散光并被导向第1检测透镜12。距离d3’如下式(7)所示。
d3’＝d3×nSIL/ndisk    …(7)
因此，从光记录介质8前往第1光检测器14的光和上述相同，与从光源1前往光记录介质8的光相比在距光源1近的一侧作为虚拟发光点传播。因此，如图10(B)所示，主光束31通过第1检测透镜12而汇聚的点125与平行光进入第1检测透镜12时的焦点位置122相比位于更远一侧。焦点位置122和点125的距离为距离d3’在空气中的换算值乘以检测系统的纵倍率β的距离，即，d3’×β×ndisk/nSIL。因此，主光束31通过第1检测透镜12而汇聚的点125比图8(B)所示的点123远并且也比图9(B)所示的点124远。
图11是在图1所示的拾光器中，使主光束31聚光到各记录层时来自固体浸没透镜7b的端面的反射光的示意图。聚光于第1记录层L1、第2记录层L2和第3记录层L3时来自固体浸没透镜7b的端面的反射光，分别汇聚在点123、点124及点125。而且，第1光检测器14的光接收部被配置在点124。在这种状态下，第1光检测器14的各光接收部21，22a至22d的配置与主光束31和第1至第4子光束32a至32d的光点的关系如图12(A)至(C)所示。
图12(A)是主光束31聚光到第1记录层L1时第1光检测器14的各光接收部21、22a至22d的配置、主光束31的光点、第1至第4子光束32a至32d的光点的示意图。图12(B)是主光束31聚光到第2记录层L2时第1光检测器14的各光接收部21、22a至22d、主光束31的光点、第1至第4子光束32a至32d的光点的示意图。图12(C)是主光束31聚光到第3记录层L3时第1光检测器14的各光接收部21、22a至22d、主光束31的光点、第1至第4子光束32a至32d的光点的示意图。
被固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31由中央的第1光接收部21接收，第1至第4子光束32a至32d分别由第2至第5光接收部22a至22d接收。第2至第5光接收部22a至22d以第1光接收部21为中心呈十字形配置。
如图12(B)所示，在主光束31聚光到第2记录层L2的情况下，固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31的光点和第1至第4子光束32a至32d的光点不会从各光接收部逸出。另一方面，如图12(A)和图12(C)所示，在主光束31聚光到第1记录层L1和第3记录层L3时，固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31的光点和第1至第4子光束32a至32d的光点变成非常大。因此，主光束31的光点和第1至第4子光束32a至32d的光点从各光接收部21、22a至22d逸出，进入其它的光接收部。因此，间隙信号和倾斜信号的质量变差。
于是，将第1光检测器14的各光接收部配置在位于图9(B)和图10(B)所示的聚光点124和聚光点125的中间位置。通过这样配置，在主光束31聚光到第2记录层L2和第3记录层L3时，可以使固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31和第1至第4子光束32a至32d的大小成为不会从各光接收部逸出的大小。
但是，在这种情况下将主光束31聚光到第1记录层L1时，固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31和第1至第4子光束32a至32d的光点直径比图12(A)所示的光点直径更大。因此，在光路中插入玻璃板13使图8(B)所示的聚光点123变成更远。据此，使固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31的光点和第1至第4子光束32a至32d的光点的大小不会从各光接收部逸出。
图13是本发明第1实施例中主光束31聚光到第1记录层L1至第3记录层L3时第1光检测器14的各光接收部21，22a至22d、主光束31的光点、第1至第4子光束32a至32d的光点的示意图。
第1光检测器14的各光接收部21，22a至22d被配置在图9(B)和图10(B)所示的聚光点124和聚光点125的中间位置。因此，如图13所示，在主光束31聚光到第2记录层L2和第3记录层L3时，固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31和第1至第4子光束32a至32d全部被聚光到第1光检测器14的各光接收部21、22a至22d内。
而且，在主光束31聚光到第1记录层L1时，在第1检测透镜12和第1光检测器14之间的光路中插入玻璃板13。因此，如图13所示，即使在主光束31聚光到第1记录层L1的情况下，固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31和第1至第4子光束32a至32d也全部都聚光在第1光检测器14的各光接收部21、22a至22d内。而且，在主光束31聚光到第2记录层L2和第3记录层L3时，不在第1检测透镜12和第1光检测器14之间的光路中插入玻璃板13。
因此，由于对所有的记录层固体浸没透镜7b的端面反射的主光束31和第1至第4子光束32a至32d都不会从光接收部逸出，因此可以稳定并高精度地检测间隙信号和倾斜信号。
根据第1实施例，即使是具备多层记录层的多层光记录介质，也可以稳定并高精度地检测光记录介质8的表面和固体浸没透镜7b的出射端面的相对倾斜角度，能够避免固体浸没透镜7b与光记录介质8的表面发生碰撞。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还能够降低重要的光记录介质被损伤的可能性。
另外，在第1实施例中，虽然第2分束器5被配置在比发散度变更部4更靠近物镜光学系统7一侧，但是，将其配置在比发散度变更部4更靠近光源1一侧也没有任何问题。而且，虽然第1分束器3被配置在比发散度变更部4更靠近光源1一侧，但是，也可以将其配置在比发散度变更部4更靠近物镜光学系统7一侧。而且，第1分束器3和第2分束器5的配置也是哪一个靠近光源1一侧都没有任何问题。另外，虽然衍射光栅9被配置在比发散度变更部4更靠近光源1一侧，但是，也可以将其配置在比发散度变更部4更靠近物镜光学系统7一侧。
(第2实施例)
下面，参照附图对本发明的第2实施例进行说明。图14是本发明第2实施例的拾光器的结构示意图。第2实施例与上述第1实施例的不同之处只是没有发散度变更部4及存在可以使光圈透镜7a在光轴方向移动的致动器7c，除此之外，与第1实施例相同。因此，在第2实施例中没有特别说明的部分与第1实施例相同，关于标注有与第1实施例同样符号的构成部件，只要没有特别说明，具有与第1实施例同样的功能。
致动器7c可以改变光圈透镜7a和固体浸没透镜7b在光轴方向的距离。致动器7c是透镜间距离变更部的一个例子。
对这种结构的拾光器的动作进行说明。光源1射出直线偏振的光。从光源1射出的光通过衍射光栅9被分离为5束光束。另外，5束光束有1束主光束和4束子光束。5束光束通过准直透镜2成为大致平行光，并透过第1分束器3。透过第1分束器3的光又透过第2分束器5并射入1/4波长板6。
1/4波长板6将射入的直线偏振的光转换成圆偏振光。透过1/4波长板6的光通过物镜光学系统7聚光到光记录介质8的指定的记录层。被光记录介质8反射的光透过物镜光学系统7、1/4波长板6和第2分束器5射入第1分束器3。由第1分束器3反射的光射入第2检测透镜10。射入第2检测透镜10的入射光被赋予像散。透过第2检测透镜10的光被聚光于第2光检测器11。
第2光检测器11输出表示光记录介质8上光的聚焦状态的聚焦误差信号。而且，第2光检测器11还输出表示光记录介质8上光的照射位置的跟踪误差信号。
在此，聚焦误差信号和跟踪误差信号通过众所周知的技术、例如像散法及推挽法进行检测。另外，未图示的聚焦控制部基于第2光检测器11的聚焦误差信号，驱动致动器7c控制透镜光圈7a在光轴方向上的位置，以使光总是以聚焦状态被聚光到光记录介质8上。即，致动器7c根据聚焦控制部的控制信号使透镜光圈7a在光轴方向上移动。
而且，未图示的跟踪控制部基于来自第2光检测器11的跟踪误差信号，控制物镜光学系统7的位置，使光聚光于光记录介质8上的所期望的轨道。即，物镜致动器17根据跟踪控制部的控制信号使物镜光学系统7移动。并且，未图示的再生控制部从第2光检测器11取得记录在光记录介质8中的再生信息。
而且，固体浸没透镜7b的出射端面反射的光透过物镜光学系统7及1/4波长板6，被第2分束器5反射。第2分束器5反射的光透过第1检测透镜12及玻璃板13而被聚光于第1光检测器14。在此，玻璃板插入部15根据多层记录层中的聚光的记录层的位置拿出或插入玻璃板13。另外，在没有插入玻璃板13时，第2分束器5反射的光透过第1检测透镜12被聚光到第1光检测器14。
第1光检测器14具备图3所示的5个光接收部(第1光接收部21、第2光接收部22a、第3光接收部22b、第4光接收部22c和第5光接收部22d)。另外，第1光检测器14的详细说明由于在专利文献2已有记载在此省略。
利用来自第1光接收部21的信号，固体浸没透镜7b的出射端面与和出射端面相对置的光记录介质8的表面之间存在的气隙的间隔(间隙信号)被检测。而且，基于第4光接收部22c和第5光接收部22d之间的差信号，相对于光记录介质8的半径方向的固体浸没透镜7b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质8的表面的相对倾斜(径向倾斜信号)被检测。而且，基于第2光接收部22c和第3光接收部22d之间的差信号，相对于光记录介质8的切线方向的固体浸没透镜7b的出射端面与和出射端面相对置的光记录介质8的表面的相对倾斜(切线方向倾斜信号)被检测。
未图示的间隙控制部基于第1光检测器14的间隙信号，控制物镜光学系统7使固体浸没透镜7b的出射端面与和出射端面相对置的光记录介质8的表面的间隙保持恒定。另外，未图示的倾斜控制部基于第1光检测器14的径向倾斜信号和切线方向倾斜信号，控制物镜光学系统7使固体浸没透镜7b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质8的表面的相对角度为0。
而且，光源1的光量控制通过利用未图示的透镜将第2分束器5反射的10％的光聚光到未图示的光检测器来进行。即，未图示的光量控制部基于从未图示的光检测器输出的信号，监视光源1的射出光量，控制光源1使其射出的光的光量保持恒定。
本第2实施例的拾光器通过改变构成物镜光学系统7的光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离来变更聚光的记录层的位置。即，第2实施例的拾光器根据各记录层改变透镜光圈7a和固体浸没透镜7b之间的距离，同时修正聚焦成分和球面像差。改变光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离的功能与第1实施例的发散度变更部4改变凹透镜4a和凸透镜4b之间的距离的功能相同。
在此，第1实施例的发散度变更部4对射入物镜光学系统7的光赋予散焦(defocus)及球面像差。此时，当物镜光学系统7和发散度变更部4偏心(decenter)时，应修正的球面像差被转换为彗形像差，物镜光学系统7的光圈性能劣化。尤其是为了对应多层的光记录介质8，由发散度变更部4赋予较大的球面像差时，物镜光学系统7和发散度变更部4之间的偏心成为很大的问题。所以，在组装拾光器时，消除物镜光学系统7和发散度变更部4之间的偏心的调整是必要的。
对此，在第2实施例中，通过改变光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离使球面像差变化。此时，由于光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离较小，所以透镜7a和和固体浸没透镜7b之间的偏心的影响也较小。并且，由于物镜光学系统7追踪光记录介质8的轨道，会出现物镜光学系统7偏离光轴中心的情况(将此称为透镜位移)。当发生这种透镜位移时，在第1实施例中会出现球面像差被转换为彗形像差从而导致光圈性能劣化的问题，而第2实施例不会出现这样的问题。
因此，第2实施例的拾光器比第1实施例的拾光器组装容易且具有更高的可靠性，而且，即使发生透镜位移光圈性能也不会劣化。
其次，对通过改变光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离可以同时修正散焦成分及球面像差的情况进行说明。在此，透镜的非球面的定义如下式(8)所示。
z＝(y2/R)/{1+[1-(K+1)(y/R)2]0.5}+A·y4+B·y6+C·y8+D·y10+E·y12+F·y14+G·y16+H·y18I·y20+J·y22+L·y24+M·y26    …(8)
在上式(8)中，“z”是从非球面的面顶点起在沿光轴的方向上的距离，“y”是距光轴的距离，“R”是曲率半径，“K”是多项式系数(conic coefficient)，“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”、“G”、“H”、“I”、“J”、“L”和“M”是非球面系数。
下述的表1示出构成物镜光学系统7的光圈透镜7a的入射面和出射面的透镜数据。入射光的波长为405nm，光圈透镜7a的折射率为1.6239，光圈透镜7a的光轴方向的厚度为2.076187mm。固体浸没透镜7b的折射率为2.0681，固体浸没透镜7b的曲率半径为500μm，固体浸没透镜7b的光轴方向的厚度为515μm。被再生的光记录介质8具有3层记录层。从光记录介质8的表面到各记录层的基材厚度分别为1μm、4μm、7μm，从光记录介质8的表面到各记录层之间的区域的折射率为2.0。另外，假设射入物镜光学系统7的光的直径为2.93mm，则物镜光学系统7的光记录介质8中的数值孔径NA为1.77。
表1
Figure BDA00002545089700201
在上述物镜光学系统7中，改变光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离使光记录介质8的各记录层的散焦成分为0mλ时的计算结果如下。
首先，在聚光到基材厚度为4μm的记录层时，使散焦成分为0mλ的光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离为0.0589mm，此时的球面像差为0mλ。其次，在聚光到基材厚度为1μm的记录层时，使散焦成分为0mλ的光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离为0.0659mm，此时的球面像差为-14.6mλ。接着，在聚光到基材厚度为7μm的记录层时，使散焦成分为0mλ的光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离为0.0518mm，此时的球面像差为14.1mλ。
这样，通过针对各记录层改变透镜光圈7a和固体浸没透镜7b之间的距离，能够使散焦成分为0mλ。并且，由于球面像差比影响光圈性能的马歇尔(Marshal)的标准70mλ要小得多，因此不影响光圈性能。即，在各记录层再生或记录信息时的信号质量非常好。
接着，对改变构成物镜光学系统7的光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离聚光于各记录层时被衍射光栅9分离的光束进行说明。
在本第2实施例中，通过改变光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离，从而使聚焦成分发生变化。此时的主光束及子光束的位置关系与利用第1实施例的发散度变更部4使光聚光到各记录层时的情况相同，为图5(A)至图7(B)所示的主光束及子光束的位置关系。即，固体浸没透镜7b的端面反射的光如果被聚光于第1检测透镜12，则与第1实施例所述的第1检测透镜12的结果相同。第2实施例的第1光检测器14上的光点和各光接收部的位置关系为如图12(A)至图12(C)所示的位置关系。因此，在第2实施例中，如第1实施例所述，通过根据聚光的记录层插拔玻璃板13也可以得到与第1实施例相同的效果。
根据第2实施例，即使是具备多层记录层的多层光记录介质，也可以稳定并高精度地检测光记录介质8的表面和固体浸没透镜7b的出射端面的相对倾斜角度，能够避免固体浸没透镜7b与光记录介质8的表面发生碰撞。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还能够降低重要的光记录介质被损伤的可能性。
如上所述，第1实施例和第2实施例的拾光器和倾斜角度检测方法，主要具有下述结构。
即，第1实施例中的拾光器包括：生成第1光束和第2光束的光束生成部；变更由光束生成部生成的第1光束和第2光束的发散度的发散度变更部；包含具有与多层光记录介质的表面相对置的端面的固体浸没透镜、使第1光束和第2光束聚光到光记录介质的物镜光学系统；反射被固体浸没透镜的端面反射的第1光束和第2光束的第1分歧元件；使被第1分歧元件反射的第1光束和第2光束汇聚并变更汇聚状态的汇聚状态变更部；检测由汇聚状态变更部汇聚的第1光束和第2光束的第1光检测器。此时，第1光束的中心与第2光束的中心在固体浸没透镜的端面上处于不同的位置。而且，汇聚状态变更部根据光记录介质的层变更第1光束及第2光束的汇聚状态。而且，第1光检测器包含接收汇聚的第1光束的第1光接收部和接收汇聚的第2光束的第2光接收部。此时，第1光检测器基于第1光接收部和第2光接收部的接收光量之差，检测固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面的相对倾斜角度。
另外，第2实施例的拾光器具备如下的物镜光学系统和透镜间距离变更部代替上述第1实施例拾光器的发散度变更装置和物镜光学系统，第2实施例的物镜光学系统使第1光束和第2光束汇聚到多层光记录介质，包含具有与光记录介质的表面相对置的端面的固体浸没透镜和使第1光束和第2光束汇聚于固体浸没透镜的光圈透镜，，透镜间距离变更部变更固体浸没透镜和光圈透镜之间在光轴方向的距离。
另外，第1实施例和第2实施例的拾光器的倾斜角度检测方法包括：生成第1光束和第2光束的光束生成步骤；使第1光束及第2光束通过固体浸没透镜汇聚到光记录介质的汇聚步骤；反射被固体浸没透镜的端面反射的第1光束及第2光束的反射步骤；使在反射步骤中反射的第1光束及第2光束汇聚并变更汇聚状态的汇聚状态变更步骤；检测在汇聚状态变更步骤中汇聚的第1光束及第2光束的光检测步骤。此时，第1光束的中心与第2光束的中心在固体浸没透镜的端面上处于不同的位置。而且，汇聚状态变更步骤根据光记录介质的层变更第1光束及上述第2光束的汇聚状态。而且，第1光检测器基于汇聚的第1光束和汇聚的第2光束的接收光量之差，检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度。
根据以上第1实施例和第2实施例的拾光器和倾斜角度检测方法，在搭载固体浸没透镜的光学系统中，可以高精度地检测固体浸没透镜的出射端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度，能够抑制倾斜角度的偏差。因此，例如，即使是利用近场光记录或再生信息的具备多层记录层的多层光记录介质，固体浸没透镜也不会与光记录介质发生碰撞，可以稳定地记录或再生高密度的信息。而且，可以降低损伤光记录介质的可能性。
另外，如第1实施例和第2实施例中所说明的那样，汇聚状态变更部可以由变更第1光束和第2光束的汇聚位置的汇聚位置变更部16来构成。据此，可以分别对应于各记录层使第1和第2光束聚光于第1光检测器14。因此，第1光检测器14的位置精度得以放宽，可以构成组装容易且可靠性高的拾光器。
另外，在第1实施例和第2实施例中，作为一个例子，玻璃板插入部15在光路中插拔玻璃板13使第1检测透镜12的焦点位置可在二个值间变化。但玻璃板插入部15也可以针对各记录层选择地插入厚度各不相同的多个玻璃板。
图15是本发明第1实施例和第2实施例的第1变形例中的汇聚位置变更部的结构示意图。另外，在图15中，汇聚位置变更部16以外的结构由于与第1实施例和第2实施例的拾光器的结构相同，所以省略其说明。
图15所示的汇聚位置变更部16包括：第1检测透镜12、第1玻璃板13a、第2玻璃板13b、玻璃板插入部15。第1玻璃板13a的光轴方向的厚度与第2玻璃板13b的光轴方向的厚度彼此不同。第1玻璃板13a比第2玻璃板13b厚。玻璃板插入部15根据光记录介质8的记录层，将第1玻璃板13a和第2玻璃板13b选择性地插入第1检测透镜12和第1光检测器14之间的光路中。
据此，即使再生或记录信息的记录层发生变化，也可以使第1检测透镜12的聚光的位置保持恒定。这样，因为可以使光检测器和光点的关系对于全部的记录层均为相同，所以第1光检测器14的位置精度得以放宽组装变得容易。而且，拾光器的可靠性得到提高。
另外，在第1实施例和第2实施例的第1变形例中，使用了厚度彼此不同的2个玻璃板，但是本发明并不局限于此，也可以使用3个以上的玻璃板。而且，在第1实施例和第2实施例的第1变形例中分开设置厚度各不相同的多个玻璃板，但是本发明并不局限于此，也可以在一个玻璃板上设置厚度分别不同的多个区域，根据光记录介质8的记录层，在第1检测透镜12和第1光检测器14之间的光路中有选择性地配置区域。
而且，汇聚位置变更部也可以具备可使光束的焦点位置变化的可变焦透镜替代第1检测透镜、玻璃板及玻璃板插入部。
图16是本发明第1实施例和第2实施例的第2变形例中的汇聚位置变更部的结构示意图。而且，在图16中，汇聚位置变更部16以外的结构由于与第1实施例和第2实施例的拾光器的结构相同，所以省略其说明。
图16所示的汇聚位置变更部16包括液晶透镜18。液晶透镜18是可变焦透镜的一个例子，根据光记录介质8的记录层改变光束的焦点位置。
据此，因为可以根据聚光的记录层来改变焦点距离，所以，即使再生或记录信息的记录层发生变化，液晶透镜18的汇聚位置也可以保持恒定。这样，因为可以使光检测器和光点的关系对于全部记录层均为相同，所以，第1光检测器14的位置精度得以放宽、组装变得容易。而且，拾光器的可靠性得到提高。另外，因为使用液晶透镜作为可变焦透镜，所以可以利用电改变焦点位置，可以使拾光器小型化，能够构成可靠性高的拾光器。
并且，汇聚位置变更部也可以采用变更第1检测透镜12和第1检测透镜12在光轴方向的位置的透镜位置变更机构来替代玻璃板及玻璃板插入部。
图17是本发明第1实施例和第2实施例的第3变形例中的汇聚位置变更部的结构示意图。而且，在图17中，汇聚位置变更部16以外的结构由于与第1实施例和第2实施例的拾光器的结构相同，所以省略其说明。
图17所示的汇聚位置变更部16包括第1检测透镜12及致动器19。致动器19是透镜位置变更机构的一个例子，根据光记录介质8的记录层变更第1检测透镜12在光轴方向的位置。
据此，由于第1检测透镜12的位置可以根据各记录层而被变更，所以，即使再生或记录信息的记录层发生变化，第1检测透镜12的聚光的位置也可以保持恒定。这样，因为可以使光检测器和光点的关系对于全部记录层均为相同，所以，第1光检测器14的位置精度得以放宽、组装变得容易。
另外，在第1实施例和第2实施例中，为了检测半径方向和切线方向的两个方向的倾斜，第1光检测器14具有5个光接收部，但也可以只检测半径方向的倾斜或只检测切线方向的倾斜。此时，由于第1光检测器14的调整可以只在1轴方向进行，因此调整变得容易，而且也提高了拾光器的可靠性。
并且，作为只检测半径方向或切线方向的其中之一方向的倾斜时的其它方式，用像散赋予部构成的汇聚状态变更部的方式如下所述。
图18是本发明第1实施例和第2实施例的第4变形例中的汇聚位置变更部的结构示意图。而且，在图18中，汇聚位置变更部40以外的结构由于与第1实施例和第2实施例的拾光器的结构相同，所以省略其说明。
像散赋予部40赋予光束像散。像散赋予部40包括第1检测透镜12。
光记录介质8具有基材厚度分别为1μm、4μm及7μm的3层记录层，第1检测透镜12的入射面为圆筒面，第1检测透镜12的出射面相对于光轴呈旋转对称面，第1检测透镜12为可以赋予入射光像散的透镜。此时，由第1检测透镜12聚光的光根据光轴方向的位置或变成最小模糊圆或变成焦线(focal line)。因此，第1光检测器14被配置在当光聚光到具有3个基材厚度中居中的4μm的基材厚度的记录层时，由第1检测透镜12聚光的光成为最小模糊圆的位置。
在此，当主光束聚光到各记录层时从固体浸没透镜7b的端面反射的主光束和第1子光束及第2子光束在第1光检测器14上的光点，如图19(A)至图19(C)所示。
图19(A)是主光束聚光到基材厚度为1μm的第1记录层时从固体浸没透镜7b的端面反射的主光束、第1子光束和第2子光束在第1光检测器14上的光点的示意图。图19(B)是主光束聚光到基材厚度为4μm的第2记录层时从固体浸没透镜7b的端面反射的主光束、第1子光束和第2子光束在第1光检测器14上的光点的示意图。图19(C)是主光束聚光到基材厚度为7μm的第3记录层时从固体浸没透镜7b的端面反射的主光束、第1子光束和第2子光束在第1光检测器14上的光点的示意图。
如图19(A)至图19(C)所示，第1光检测器14上的主光束31的光点、第1子光束32a的光点、第2子光束32b的光点无论主光束聚光到哪一层记录层都不会重叠。因此，只要增加第1光检测器14的光接收部的分割图案的数量，就可以从主光束、第1子光束和第2子光束的光点独立地检测信号。这样，因为第1检测透镜12可以赋予像散，所以不需要如上所述的使第1检测透镜12移动的可动部，能够实现可靠性高、适于小型化的拾光器。
如上所述，汇聚状态变更部也可以用赋予第1光束和第2光束像散的像散赋予部40构成。据此，即使第1光束和第2光束在各记录层的任意层记录层记录或再生信息，不采用使第1光束和第2光束聚光到第1光检测器14的透镜移动的机构部也可以让第1光束和第2光束在第1光检测器14上相互不重叠。因此，可使拾光器小型化。此外，由于不需要采用使第1光束和第2光束聚光到第1光检测器14的透镜移动的机构部，所以，可以提高拾光器的可靠性。
另外，像散赋予部40(第1检测透镜12)也可以采用光入射面和光出射面的至少其中一面为圆筒面的透镜。据此，由于可以用1个光学元件赋予像散，所以适于拾光器的小型化。
另外，也可以通过在第1检测透镜12和第1光检测器14之间的光路中，配置光入射面和光出射面的至少其中之一相对于垂直于光轴的平面具有指定角度的玻璃板，对由第1检测透镜12聚光的光赋予像散。
图20是本发明第1实施例和第2实施例的第5变形例中的像散赋予部的结构示意图。而且，在图20中，像散赋予部40以外的结构由于与第1实施例和第2实施例的拾光器的结构相同，所以省略其说明。
像散赋予部40包括第1检测透镜12和楔形玻璃板41。第1检测透镜12使光束(第1光束和第2光束)聚光。楔形玻璃板41是配置在第1检测透镜12和第1光检测器14之间的光路中的楔形状的玻璃板。楔形玻璃板41的光出射面相对于垂直于光轴的平面具有指定的角度，楔形玻璃板41的光入射面为垂直于光轴的平面。通过楔形玻璃板41可以对由第1检测透镜12汇聚的光赋予像散，能够得到与上述相同的效果。
据此，因为可以用对称且廉价的元件构成像散赋予部，所以能够实现拾光器的低成本化，由于组装精度得以放宽，因此可以实现可靠性高的拾光器。
另外，图20所示的楔形玻璃板41的光出射面相对于垂直于光轴的平面具有指定的角度，但本发明并不局限于此，也可以是楔形玻璃板的光出射面为垂直于光轴的平面，楔形玻璃板的光入射面相对于垂直于光轴的平面具有指定的角度。而且，也可以是楔形玻璃板的光入射面和光出射面两个面相对于垂直于光轴的平面都具有指定的角度。
而且，在第1实施例和第2实施例中，来自光记录介质8的反射光被第1分束器3分离，来自固体浸没透镜7b的端面的反射光被第2分束器5分离，但也可以采用以下的其它的结构。
首先，将第1分束器3配置在第2分束器5和第1检测透镜12之间。第2分束器5为对于全部的直线偏振光具有50％的透过率及50％的反射率特性的无偏振分束器。而且，第1分束器3具有使指定的直线偏振的光100％透过并100％反射与该指定的直线偏振光垂直的方向的直线偏振光的特性。这样，光记录介质8反射的光和固体浸没透镜7b的端面反射的光都被第2分束器5反射。
其次，光记录介质8反射的光透过第1分束器3，固体浸没透镜7b的端面反射的光被第1分束器3反射。因此，可以分离光记录介质8反射的光和固体浸没透镜7b的端面反射的光。关于各自的光聚光到第1光检测器14和第2光检测器11的情况与图1相同。
在这样的结构中，即使是具备多层记录层的多层光记录介质，也可以高精度且稳定地检测光记录介质8的表面和固体浸没透镜7b的出射端面的相对倾斜角度，能够避免固体浸没透镜7b和光记录介质8的表面发生碰撞。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还能够降低重要的光记录介质被损伤的可能性。
另外，在第1实施例和第2实施例中，2束子光束配置在主光束的两侧，但是，不言而喻，2束子光束任取其中之一也会得到同样的效果。但此时从主光束获得的信号和从子光束获得的信号的差信号成为倾斜信号。
而且，在第2实施例中，第1分束器3被配置在光源一侧，第2分束器5被配置在物镜光学系统7一侧，但即使第1分束器3和第2分束器5配置的顺序相反也不存在任何问题。而且，也无需关心衍射光栅9、第1分束器3、第2分束器5的配置顺序，不会影响本发明。
另外，在第1实施例和第2实施例中，作为聚焦检测方法例示了像散法、作为跟踪检测方法例示了推挽法，但是并不局限于此，也可以组合这些检测方法和其它的检测方法。
而且，在第1实施例和第2实施例中，基于径向倾斜信号和切线方向倾斜信号，让物镜光学系统7倾斜，但是，例如，通过在马达部设置倾斜机构让光记录介质8倾斜的方法，或在支撑拾光器整体的轴部设置倾斜机构让拾光器整体倾斜的方法也不存在任何问题。
另外，第1实施例和第2实施例的光记录介质8具有3层记录层，但是，不言而喻，第1实施例及第2实施例的拾光器对于具有两层以上的多层记录层的光记录介质也能稳定地记录或再生信息。
而且，在第1实施例和第2实施例中，被第2分束器5反射的光由透镜聚光到光检测器，利用从光检测器输出的信号控制光源1的光量，但是，也可以不用透镜使第2分束器5反射的光聚光，只利用被第2分束器5反射的光的一部分来控制光源1的光量。而且，从其它的地方取出光源1射出的光的一部分来控制光源1的光量也不存在任何问题。这样，光源1的光量控制可以采用以往所述的任何方法。
另外，在第2实施例中，采用致动器作为透镜间距离变更部，但是，也可以使用压电改变光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离，只要是能够改变光圈透镜7a和固体浸没透镜7b之间的距离的机构都不存在任何问题。
在此，通过在固体浸没透镜7b的出射端面配置具有微小突起的金属针，从金属针射出更加微小的近场光，利用该近场光可以进一步提高记录密度。这样，如果在第1实施例和第2实施例所示拾光器配备上述金属针，能更高密度地记录信息或再生高密度记录的信息，更能稳定地对多层光记录介质记录或再生信息。
(第3实施例)
图21是本发明第3实施例的拾光器的结构示意图。
在图21中，拾光器包括：第1光源101；第1准直透镜102；第1分束器103；发散度变更部104；第2分束器105；1/4波长板106；物镜光学系统107；检测透镜109；第1光检测器110；第2光源111；第3分束器112；第2准直透镜113；检偏镜114；第2光检测器115；第3光检测器116及物镜致动器117。
发散度变更部104包括凹透镜104a、凸透镜104b及使凸透镜104b在光轴方向移动的致动器104c。物镜光学系统107包括光圈透镜107a和固体浸没透镜(SIL)107b。
第1分束器103是第1分歧部的一个例子，第2分束器105是第2分歧部的一个例子。
在此，第1光源101例如由GaN系的半导体激光元件构成，射出用于对具备多层记录层(本实施例为3层)的光记录介质108的各记录层进行记录或再生的相干光(波长为390至450nm)。第1准直透镜102将第1光源101射出的发散光转换为平行光。
第1分束器103具有针对某直线偏振光透过率为100％、针对垂直于该直线偏振光的直线偏振光反射率为100％的特性。第1分束器103反射从第1光源101射出并被光记录介质108的记录层反射的光。
发散度变更部104变更第1光源101射出的光的发散度。而且，发散度变更部104包括具备负的功率的凹透镜104a、具备正的功率的凸透镜104b、使凸透镜104b在光轴方向移动的致动器104c。发散度变更部104通过用致动器104c改变凹透镜104a和凸透镜104b之间的间隙，可以变换成与入射光的发散度不同的发散度。通过变更发散度，能应对从光记录介质108的表面到各记录层的厚度变化。
第2分束器105对于从第1光源101射出的光的波长，具备对某直线偏振光的透过率为90％、反射率为10％、对垂直于该直线偏振光的直线偏振光的透过率为100％的特性。并且，第2分束器105对于从第2光源111射出的光的波长，具备使所有的偏振光100％反射的特性。第2分束器105被射入从第2光源111射出的光，并且反射由固体浸没透镜107b的端面反射的光。
第2分束器105(分歧元件)与发散度变更部104相比位于后述的物镜光学系统107一侧。第2分束器105被配置在发散度变更部104和物镜光学系统107之间。即，来自第2光源111的光不透过发散度变更部104。
1/4波长板106由双折射材料形成，将直线偏振光转换为圆偏振光。
物镜光学系统107包括固体浸没透镜107b，使来自发散度变更部104的光汇聚到具备多层记录层的光记录介质108。物镜光学系统107具备光圈透镜107a和固体浸没透镜(SIL)107b。在固体浸没透镜107b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质108的表面之间存在的气隙被设定成比瞬逝光衰减长度短，从而进行基于瞬逝光的光传播。而且，使气隙间隔比波长的大致1/10短。
固体浸没透镜107b具有与光记录介质108的表面相对置的端面，端面的周围的形状以玉米状为宜。据此，即使固体浸没透镜107b的出射端面和光记录介质108的表面之间存在相对倾斜，固体浸没透镜107b与光记录介质108也不易发生碰撞。因此，可以增大固体浸没透镜107b的出射端面与光记录介质108表面的相对倾斜的允许角度。
物镜致动器117使物镜光学系统107在光轴方向(聚焦方向)及光记录介质108的跟踪方向(半径方向)移动。而且，物镜致动器117调节物镜光学系统107的角度，使物镜光学系统107的固体浸没透镜107b的出射端面与光记录介质108的表面相互平行。而且，物镜致动器117使光圈透镜107a和固体浸没透镜107b一体移动。
光记录介质108为具有3层记录层的多层光记录介质。
检测透镜109的入射面为圆筒面，出射面相对于透镜光轴为旋转对称面。检测透镜109对入射光赋予可实现基于所谓像散法的聚焦误差信号检测的像散。
第1光检测器110接收光记录介质108的记录层反射的光，将接收到的光转换为电信号。第1光检测器110输出与接收光量相应的电信号。第1光检测器110输出用于再生记录于光记录介质108的信息的电信号。
第2光源111是半导体激光光源，射出波长为640nm至680nm范围的光。从第1光源101射出的光的波长与从第2光源111射出的光的波长彼此不相同。第3分束器112为具有透过率50％、反射率50％的特性的无偏振分束器。第2准直透镜113为变更从第2光源111射出的光的发散度的透镜。检偏镜114是使某偏振方向的直线偏振光透过，并吸收垂直于该直线偏振光的方向的直线偏振光的光学元件。
第2光检测器115接收从第2光源111射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光，将接收到的光转换为电信号。第2光检测器115具备至少被2分割的光接收部，接收第2分束器105反射的光，并输出与接收光量相应的电信号。第2光检测器115输出用于检测固体浸没透镜107b的出射端面和光记录介质108表面的相对倾斜角度的电信号。
第3光检测器116为了监控第2光源111射出的光的光量，接收第2光源111射出的光，并将接收到的光转换为电信号。
对这种结构的拾光器的动作进行说明。
第1光源101射出直线偏振的光。从第1光源101射出的光通过第1准直透镜102而变为大致平行光，透过第1分束器103。透过第1分束器103的光射入发散度变更部104。发散度变更部104根据聚光的光记录介质108的记录层的位置变更射入的光的发散度。
被发散度变更部104变更了发散度的光透过第2分束器105射入1/4波长板106。1/4波长板106将射入的直线偏振的光转换成圆偏振光。透过1/4波长板106的光通过物镜光学系统107聚光到光记录介质108的指定的记录层。
被光记录介质108反射的光透过物镜光学系统107、1/4波长板106、第2分束器105和发散度变更部104，射入第1分束器103。由第1分束器103反射的光射入检测透镜109。射入检测透镜109的光被赋予像散。透过检测透镜109的光被聚光到第1光检测器110上。
第1光检测器110输出表示光记录介质108上的光的聚焦状态的聚焦误差信号。而且，第1光检测器110还输出表示光记录介质108上的光的照射位置的跟踪误差信号。在此，聚焦误差信号和跟踪误差信号通过众所周知的技术例如像散法及推挽法进行检测。而且，未图示的聚焦控制部基于来自第1光检测器110的聚焦误差信号，驱动致动器104c，在光轴方向上控制凸透镜104b的位置，以使光总是以聚焦状态聚光到光记录介质108。即，致动器104c根据来自聚焦控制部的控制信号使凸透镜104b在光轴方向上移动。
另外，未图示的跟踪控制部基于第1光检测器110的跟踪误差信号，驱动物镜致动器117控制物镜光学系统107的位置，使光聚光于光记录介质108的所期望的轨道。即，物镜致动器117根据跟踪控制部的控制信号使物镜光学系统107移动。并且，未图示的再生控制部基于第1光检测器110的电信号，取得记录在光记录介质108的再生信息。
而且，第2光源111射出直线偏振的光。第2光源111射出的光被在第3分束器112反射，其发散度通过第2准直透镜113而被变更。透过第2准直透镜113的光透过检偏镜114，被第2分束器105反射并射入1/4波长板106。
1/4波长板106将射入的直线偏振的光转换成圆偏振光。透过1/4波长板106的光射入物镜光学系统107，被固体浸没透镜(SIL)107b的出射端面反射。
固体浸没透镜107b的出射端面反射的光透过物镜光学系统107及1/4波长板106，被第2分束器105反射。第2分束器105反射的光透过检偏镜114、第2准直透镜113和第3分束器112，被聚光于第2光检测器115。
图22是图21所示的第2光检测器的结构示意图。第2光检测器115具有图22所示的4分割光接收部(第1光接收部115a、第2光接收部115b、第3光接收部115c和第4光接收部115d)，由于详细说明在专利文献1已有记载因此在此省略。第2光检测器115接收被固体浸没透镜107b的出射端面反射的反射光的光点121。通过累加来自4分割光接收部(第1光接收部115a、第2光接收部115b、第3光接收部115c和第4光接收部115d)的信号，检测固体浸没透镜107b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质108的表面之间存在的气隙间隙(间隙信号)。
而且，基于4分割光接收部的第1光接收部115a和第2光接收部115b的和信号与第3光接收部115c和第4光接收部115d的和信号的差信号，检测相对于光记录介质108的半径方向的固体浸没透镜107b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质108表面的相对倾斜(径向倾斜信号)。而且，基于4分割光接收部的第1光接收部115a和第3光接收部115c的和信号与第2光接收部115b和第4光接收部115d的和信号的差信号，检测相对于光记录介质108的切线方向的固体浸没透镜107b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质108表面的相对倾斜(切线方向倾斜信号)。
未图示的聚焦控制部基于第2光检测器115的间隙信号，控制物镜光学系统107使固体浸没透镜107b的出射端面与和出射端面相对置的光记录介质108的表面的间隙保持恒定。
另外，未图示的倾斜控制部基于第2光检测器115的径向倾斜信号和切线方向倾斜信号，控制物镜光学系统107使固体浸没透镜107b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质108的表面的相对角度为0。
而且，第3光检测器116接收第2光源111射出的一部分光。未图示的光量控制部基于从第3光检测器116输出的信号，监视第2光源111的射出光量，进行控制使第2光源111射出的光的光量保持恒定。
在此，对从第1光源101和第2光源111射出的被光记录介质108反射的光进一步详细说明。
首先，从第1光源101射出的光聚光到光记录介质108、被光记录介质108的指定的记录层反射。被光记录介质108的指定的记录层反射的光通过1/4波长板106被转换为与第1光源101射出的光垂直的方向的直线偏振光。由1/4波长板106转换的直线偏振光100％透过第2分束器105，被第1分束器103100％反射，由第1光检测器110接收。
而且，因为固体浸没透镜107b的出射端面和光记录介质108表面的间隙不为0，所以第1光源101射出的光的一部分被固体浸没透镜107b的出射端面反射。
固体浸没透镜107b的出射端面反射的光通过1/4波长板106被转换为偏振方向与第1光源101射出的光相同的直线偏振光。由1/4波长板106转换的直线偏振光的90％透过第2分束器105，直线偏振光的10％被第2分束器105反射。因为第2分束器105的透过光100％透过第1分束器103，所以不会射入第1光检测器110。
在此，如果第2分束器105反射的光到达第2光检测器115，则间隙信号和倾斜信号的检测会被妨碍。为此，在检偏镜114的物镜光学系统侧的面形成膜，该膜反射从第1光源101射出的光，而使波长与第1光源101的光不同的第2光源111射出的光透过。据此，从第1光源101射出的光不会到达第2光检测器115。
其次，在从第2光源111射出的光中，来自光记录介质108的反射光通过1/4波长板106被转换成与第2光源111射出的光垂直的方向的直线偏振光。该直线偏振光100％地被第2分束器105反射，并且100％地被检偏镜114吸收。据此，第2光源111射出的被光记录介质108反射的光不会到达第2光检测器115。
而且，因为固体浸没透镜107b的出射端面和光记录介质108表面的间隙不为0，所以从第2光源111射出的光的一部分被固体浸没透镜107b的出射端面反射。
固体浸没透镜107b的出射端面的反射光通过1/4波长板106后成为偏振方向与第2光源111射出的光相同的直线偏振光。为此，固体浸没透镜107b的出射端面的反射光100％地被第2分束器105反射，并100％地透过检偏镜114。因此，第2光检测器115只接收第2光源111射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光。
由于光记录介质108是多层结构，所以为了适应各记录层发散度变更部104被驱动。然而，即使发散度变更部104被驱动，也由于第2光源111射出的光不透过发散度变更部104，所以，不管再生哪个记录层，聚光到第2光检测器115的光点直径都不会发生变化。因此，可以检测稳定的间隙信号和倾斜信号。并且，如上所述，因为无用光不存在，所以可以检测到稳定的信号。
对这种效果更详细地进行说明。
图23是本发明第3实施例的比较例的拾光器的结构示意图。另外，在图23中，对与图21的拾光器相同功能的部分标注了相同的编号。
在图23的比较例的拾光器中，第2分束器105(分歧元件)与发散度变更部104相比位于离物镜光学系统107更远的位置。即，来自第2光源111的光透过发散度变更部104。这一点是与图21的拾光器不同的部分。
图24(A)至图24(C)是表示在图23所示的拾光器中，来自第2光源111的光从固体浸没透镜107b的端面射入光记录介质108的各记录层的情况、和在第2光检测器115上形成的根据聚光的记录层的位置而变化的光点121的示意图。
图24(A)至图24(C)所示的光记录介质108，作为一个例子具有3层记录层。光记录介质108按照距固体浸没透镜107b由远到近的顺序，具有基板118、第1记录层L0、第2记录层L1和第3记录层L2。
图24(A)是在图23所示的拾光器中，来自第2光源111的光聚光到第1记录层L0时，光从固体浸没透镜107b的端面射入光记录介质108的第1记录层L0的情况和在第2光检测器115上形成的光点121的示意图，图24(B)是在图23所示的拾光器中，来自第2光源111的光聚光到第2记录层L1时，光从固体浸没透镜107b的端面射入光记录介质108的第2记录层L1的情况和在第2光检测器115上形成的光点121的示意图，图24(C)是在图23所示的拾光器中，来自第2光源111的光聚光到第3记录层L2时，光从固体浸没透镜107b的端面射入光记录介质108的第3记录层L2的情况和在第2光检测器115上形成的光点121的示意图。
由图24(A)至图24(C)可知，在图23所示的拾光器中，因为发散度变更部104的凹透镜104a和凸透镜104b的间隔通过致动器104c而变更，所以，来自第2光源111的光在固体浸没透镜107b的端面的形状也发生变化。由此，第2光检测器115上的光点尺寸变化。
在第2光检测器115上的光点尺寸发生变化时，产生以下问题。
首先，假设设定检测光学系统，使得当改变了在第1记录层L0的汇聚位置时在第2光检测器115上的光点尺寸为最合适的大小。这样，当改变了第3记录层L2的汇聚位置时在第2光检测器115上的光点尺寸变成最小。此时，如果第2光检测器115上的光点尺寸过小，则难以得到实用的倾斜检测的灵敏度。
而且，假设设定检测光学系统，使得当改变了在第3记录层L2的汇聚位置时在第2光检测器115上的光点尺寸为最合适的大小。这样，当改变了与第3记录层L2相比位于基板118侧的第1记录层L0或第2记录层L1的汇聚位置时在第2光检测器115上的光点尺寸会相对地变大。为了应对该问题，可以考虑采用大尺寸的光检测器。但是，光检测器具有频率特性随尺寸的增大而降低的特点。因此，如果增大光检测器，则无法将快速的光量变化作为电信号检测，难以用所期望的频率特性进行伺服控制。
如上所述，存在当第2光检测器115上的光点尺寸发生变化时，难以检测稳定的间隙信号和倾斜信号的问题。
另一方面，与上述图23所示的拾光器不同，在图21所示的第3实施例的拾光器中，第2分束器105(分歧元件)位于比发散度变更部104更靠近物镜光学系统107一侧。即，第2光源111的光不透过发散度变更部104。
根据该结构，例如，即使为了根据作为记录或再生对象的记录层改变第1光源101的光轴方向的汇聚位置而让发散度变更部104动作，来自第2光源111的光在固体浸没透镜107b的端面的形状也不会变化。即，第2光检测器115上的光点尺寸不会发生变化。因此，可以检测稳定的间隙信号和倾斜信号。
其次，对第2准直透镜113射出的光进行说明。
从第2光源111射出的光的波长比从第1光源101射出的光的波长长。因此，如果物镜光学系统107被设计成使第1光源101射出的光聚光到光记录介质108的记录层，那么从第2光源111射出的波长比第1光源101的光长的光由于物镜光学系统107的色像差会严重地散焦。
因此，在第2光源111射出的光被转换为平行光射入物镜光学系统107时，由固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的光点变得非常大而返回。因此，如果物镜光学系统107和第2光检测器115之间的距离较长，则必需使途中的光学元件的尺寸非常大。
因此，第2准直透镜113被配置在使第2准直透镜113射出的光成为汇聚光的位置。第2光源111射出的光以汇聚光射入物镜光学系统107。据此，可以修正物镜光学系统107的色像差，因为可以使物镜光学系统107和第2光检测器115之间的光学元件小型化，所以能够使拾光器小型化。
另外，第3实施例中，是通过第2准直透镜113的位置形成汇聚光，但在第2准直透镜113和物镜光学系统107之间设置凸透镜，通过第2准直透镜113一旦形成平行光后，再通过凸透镜形成汇聚光也没有问题。
而且，在第3实施例中，是基于径向倾斜信号和切线方向倾斜信号使物镜光学系统107倾斜，但是，例如，通过在马达部设置倾斜机构使光记录介质108倾斜的方法，或在支撑拾光器整体的轴部设置倾斜机构使拾光器整体倾斜的方法也不存在任何问题。
根据第3实施例，即使是多层光记录介质，也可以稳定并高精度地检测光记录介质108的表面和固体浸没透镜107b的出射端面的相对倾斜角度，能够避免固体浸没透镜107b与光记录介质108的表面发生碰撞。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还能够降低重要的光记录介质被损伤的可能性。
另外，第3实施例中，为了检测半径方向及切线方向两个方向的倾斜，第2光检测器115具备4分割光接收部，但是，第2光检测器115也可以具有2分割光接收部，只检测半径方向或只检测切线方向的倾斜。此时，光检测器的调整只需在1轴方向调整即可，因此调整变得容易，而且也提高了拾光器的可靠性。
另外，在第3实施例中，作为聚焦检测方法例示了像散法、作为跟踪检测方法例示了推挽法，但是并不局限于此，也可以将这些检测方法和其它检测方法组合。
另外，第3实施例中的拾光器具备使某偏振方向的直线偏振光透过、并吸收与该直线偏振光垂直的方向的直线偏振光的检偏镜114，但是也可以具备使某偏振方向的直线偏振光透过、并衍射与该直线偏振光垂直的方向的直线偏振光的偏振全息，或者具备使某偏振方向的直线偏振光透过、并反射与该直线偏振光垂直的方向的直线偏振光的偏振分束器。无论采用检偏镜、偏振全息及偏振分束器中的哪一种光学元件，都可以防止无用的直线偏振光射入第2光检测器115。
另外，第3实施例中，在检偏镜114上形成有反射第1光源101射出的光并使第2光源111射出的光透过的膜，但是，也可以在第2分束器105和第2光检测器115之间的光学元件上设置具有上述特性的膜，也可以另外设置具有上述特性的光学元件。而且，形成具有上述特性的膜的光学元件的光入射面最好相对于垂直于光轴的面倾斜。据此，因为射入的反射光沿着与光轴方向不同的方向前进，所以可以防止不需要的杂散光射入第2光检测器115。
图25是本发明第3实施例的变形例的拾光器的结构示意图。在图25中，对与第3实施例相同的部分标注了相同符号。第3实施例中，发散度变更部104由凹透镜104a、凸透镜104b这2个透镜和致动器104c构成，但是，如图25所示，发散度变更部144由第1准直透镜102和致动器144c构成也不存在任何问题。
第1准直透镜102被配置在第1分束器103和第2分束器105之间，将来自第1光源101的光转换为平行光。致动器144c根据聚光的记录层的位置，使第1准直透镜102在光轴方向移动。
此时，发散度变更部144兼有准直透镜的功能。因此，光学元件的构成元件减少，拾光器的组装变得容易，可以实现拾光器的低成本化。
图26(A)是第3实施例中从第2准直透镜113聚光到第2光检测器115的光的光点位置的示意图。
第2光源111射出的光被固体浸没透镜107b的出射端面反射并聚光到光点位置131d。在此，例如，假设光记录介质108具有3层记录层，由于第2光源111射出的光被3层记录层的各层反射，因此也被聚光到光点位置131d以外的3个光点位置131a、131b、131c。
即，第3实施例中，光记录介质108按照距光入射侧由远到近的顺序具有第1记录层L0、第2记录层L1和第3记录层L2这3层记录层。此时，光点位置131a为从第2光源111射出的被第1记录层L0反射的光的光点位置。光点位置131b为从第2光源111射出的被第2记录层L1反射的光的光点位置。光点位置131b为从第2光源111射出的被第3记录层L1反射的光的光点位置。
如上所述，即使是从第2光源111射出的光不通过发散度变更部104的结构，在光记录介质108具备多层记录层的情况下，也会存在多个光点位置131a、131b、131c、131d。
因此，第2光检测器115如图26(A)所示，配置在被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光聚光的光点位置131d附近为宜。
据此，第2光源111射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的光点比第2光检测器115的光接收部小，用光接收部可以全部接收来自固体浸没透镜107b的出射端面的反射光。
与此相对，分别聚光于光点位置131a、131b、131c的来自各记录层的反射光相对于第2光检测器115的光接收部，成为非常大的光点。
因此，第2光源111射出的被各记录层反射的光的光接收部的输出变得非常小。即，从第2光检测器115输出的信号实质上是第2光源111射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的信号。
此外，第2光检测器115配置在与图26(A)的光点位置131d相比远离第2准直透镜113的位置为宜。
据此，第2光源111射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的光点可以比第2光检测器115的光接收部小且具有最合适的尺寸。
图26(B)是第3实施例中，将第2光检测器115配置在与固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的光点位置131d相比远离第2准直透镜113的位置时的第2光检测器115的结构示意图。图26(C)是图26(B)所示的第2光检测器115上的光点的状态的示意图。
如图26(C)所示，第2光源111射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光在第2光检测器115上的光点132可以落在第2光检测器115的光接收部内。另外，第2光源111射出的被各记录层反射的光在第2光检测器115上的光点133、134、135可以相对于第2光检测器115的光接收部进一步增大。
另外，光点133表示被第1记录层L0反射的光在第2光检测器115上的光点，光点134表示被第2记录层L1反射的光在第2光检测器115上的光点，光点135表示被第3记录层L2反射的光在第2光检测器的115上的光点。
由此，可以进一步降低在第2光检测器115的光接收部中从第2光源111射出的被各记录层反射的光的影响。即，可以更高精度地检测从第2光源111射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光。
另外，在第3实施例中，光记录介质108具备3层记录层，但并不局限于此。光记录介质108也可以具备两层以上的多层记录层。
(第4实施例)
下面，参照附图对本发明的第4实施例进行说明。
图27是本发明第4实施例的拾光器的结构示意图。
第4实施例与上述第3实施例的不同之处仅在于从第2光源141射出的光的波长与从第1光源101射出的光的波长相同，除此之外，与第3实施例相同。因此，在本第4实施例中没有特别说明的部分与第3实施例相同，标注有与第3实施例相同符号的构成部件，只要不特别说明，具有与第3实施例相同的功能。
在第4实施例中，第1光源101射出的光的波长与第2光源141射出的光的波长相同。因此，以分束器或检偏镜的偏振特性无法分离从第1光源101射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光和从第2光源141射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光。
因此，利用从第1光源101射出的射入物镜光学系统107的光的发散程度和从第2光源141射出的射入物镜光学系统107的光的发散程度的不同，来分离两束光。
利用图28(A)至图28(C)对这种情况进行详细的说明。图28(A)是第4实施例中从第2准直透镜113聚光到第2光检测器115的光的光点位置的示意图。
在第4实施例中，光记录介质108具备3层记录层。此时，第1光源101射出的光根据与光记录介质108各记录层对应的发散度变更部104的位置，聚光到3个光点位置131a’、131b’、131c’。
即，在第4实施例中，光记录介质108按照距光入射侧由远到近的顺序具备第1记录层L0、第2记录层L1和第3记录层L2这3层记录层。此时，光点位置131a’是在第1光源101射出的光被聚光到第1记录层L0时，从第1光源101射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光聚光的光点位置。光点位置131b’是在第1光源101射出的光聚光到第2记录层L1时，从第1光源101射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光聚光的光点位置。光点位置131c’是在第1光源101射出的光聚光到第3记录层L2时，从第1光源101射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光聚光的光点位置。
第2光源141射出的光，因为没有通过发散度变更部104，所以与记录层没有关系，被聚光到与上述光点位置131a’、131b’、131c’不同的光点位置131d。
因此，第2光检测器115如图28(A)所示，配置在被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光聚光的光点位置131d附近为宜。
据此，第2光源141射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的光点比第2光检测器115的4分割光接收部小，用4分割光接收部可以全部接收来自固体浸没透镜107b的出射端面的反射光。第1光源101射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光相对于第2光检测器115的光接收部成为非常大的光点。
因此，第1光源101射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光从光接收部的输出变得非常小。即，从第2光检测器115输出的信号实质上成为第2光源141射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的信号。
此外，第2光检测器115配置在与图28(A)的光点位置131d相比更远离第2准直透镜113的位置为宜。
据此，第2光源141射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的光点可以比第2光检测器115的4分割光接收部小且具有最合适的尺寸。
图28(B)是第4实施例中，将第2光检测器115配置在与固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的光点位置131d相比远离第2准直透镜113的位置时的第2光检测器115的结构示意图。图28(C)是图28(B)所示的第2光检测器115上的光点的状态的示意图。
如图28(C)所示，第2光源141射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光在第2光检测器115上的光点132可以落在第2光检测器115的光接收部内。另外，第1光源101射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光在第2光检测器115上的光点136、137、138可以相对于第2光检测器115的光接收部进一步增大。
另外，光点136表示在第1光源101射出的光聚光到第1记录层L0时，从第1光源101射出的光被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光在第2光检测器115上的光点，光点137表示在第1光源101射出的光聚光到第2记录层L1时，从第1光源101射出的光被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光在第2光检测器115上的光点，光点138表示在第1光源101射出的光聚光到第3记录层L2时，从第1光源101射出的光被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光在第2光检测器115上的光点。
由此，可以进一步降低在第2光检测器115的光接收部中从第1光源101射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光的影响。即，可以更高精度地检测从第2光源141射出的被固体浸没透镜107b的出射端面反射的光。
而且，如在第3实施例说明的那样，还可以进一步降低在第2光检测器115的光接收部中从第2光源141射出的被各记录层反射的光的影响。
根据第4实施例，即使从第2光源141射出的光的波长与从第1光源101射出的光的波长相同，也可以利用第2光检测器115的输出，稳定并高精度地检测多层光记录介质8的表面和固体浸没透镜107b的出射端面的相对倾斜角度，能够避免固体浸没透镜107b与光记录介质108的表面发生碰撞。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还能够降低重要的光记录介质被损伤的可能性。
另外，因为只使用单一的波长，所以作为分歧部的分束器的膜结构的层数得以减少，并且膜厚的偏差允许量增大。因此，可以使用制作容易且低成本的分束器，从而能够实现廉价的拾光器。
另外，第4实施例的光记录介质108具备3层记录层，但光记录介质108也可以具备两层以上的多层记录层。对于具备两层以上的多层记录层的光记录介质，通过使用第4实施例的拾光器可以稳定地记录或再生信息。
在此，通过在固体浸没透镜107b的出射端面配备具有微小的突起的金属针，从金属针射出更加微小的近场光，利用这种近场光还可以进一步提高记录密度。这样，如果在第3实施例和第4实施例所示的拾光器配备上述金属针，则可以更高密度地记录信息并再生以更高密度记录的信息，并且能够对多层光记录介质稳定地记录或再生信息。
(第5实施例)
在此，对用于近场光记录再生的物镜进行说明。图29(A)是包括半球型透镜的物镜的剖面形状的示意图，图29(B)是包括超半球型透镜的物镜的剖面形状的示意图。用于近场光记录再生的物镜根据物镜所包含的固体浸没透镜的厚度，具有图29(A)所示的半球型物镜(光轴方向的厚度为D1)和图29(B)所示的超半球型物镜(光轴方向的厚度为D3)两种。半球型透镜及超半球型透镜的厚度都是指形成不存在球面像差的等光程点(Aplanatic Points)的厚度。
其次，对具有半球型透镜及超半球型透镜的物镜的特征进行说明。首先，具有半球型透镜的物镜存在数值孔径相对较低的问题。具有半球型透镜的物镜的数值孔径NA，若设光记录介质的媒介的折射率为n、相对于入射光的光轴的最大角度为θ，则被定义为NA＝n×sinθ。与此相对，具有超半球型透镜的物镜的数值孔径NA被定义为NA＝n2×sinθ。
因此，与包含半球型透镜的物镜相比，包含超半球型透镜的物镜具有较大的数值孔径，有利于近场光记录再生。但是，超半球型透镜与半球型透镜相比，对厚度偏差的允许度非常小。因此，包含超半球型透镜的物镜虽然具有可以增大数值孔径的优点，但是，对制造公差的要求严格没有生产性。与此相对，半球型透镜虽然具备生产性，但存在无法象具有超半球型透镜的物镜那样增大数值孔径的问题。
因此，解决这些问题的物镜在特表2009-522712号公报已经公开。图30是以往的物镜的结构示意图。图30所示的物镜具备聚光透镜601和厚度为D2的固体浸没透镜602。图31是物镜的球面像差随固体浸没透镜的厚度的变化的示意图。厚度为D1和厚度为D3的固体浸没透镜的球面像差为0。通过将图30所示的物镜所使用的固体浸没透镜602的厚度D2设定在厚度D1和厚度D3之间，可以拥有上述半球型透镜及超半球型透镜的各自的特征。但会产生球面像差，然而，通过让聚光透镜601本身具有球面像差可以修正固体浸没透镜的厚度偏离半球型及超半球型所产生的球面像差，作为物镜整体球面像差为0。
然而，在以往的结构中，固体浸没透镜的厚度D2具有从半球型透镜的厚度D1到超半球型透镜的厚度D3的非常广的范围，会发生以下的问题。首先，当厚度接近半球型时，来自固体浸没透镜的入射面的反射光和来自出射面的反射光几乎通过同一光路。其结果，在接收光并转换成信号的光接收器上光互相重叠，具有产生大的干涉、再生信号劣化的问题。而且，若固体浸没透镜的厚度变厚，当光斜着射入时会产生大的彗形像差，同样具有再生信号劣化的问题。
因此，本发明第5实施例中的拾光器使来自固体浸没透镜的入射面的反射光和来自出射面的反射光的干涉的影响减小，即使光斜着射入固体浸没透镜射也能抑制彗形像差的发生。
图32是本发明第5实施例的拾光器的结构示意图。
在图32中，拾光器包括：第1光源201；发散度变更部202；第1分束器203；第2分束器205；1/4波长板206；物镜光学系统207；检测透镜209；第1光检测器210；第2光源211；第3分束器212；第2准直透镜213；检偏镜214；第2光检测器215；第3光检测器216及物镜致动器217。
发散度变更部202包括第1准直透镜202a及使第1准直透镜202a在光轴方向移动的致动器202b。物镜光学系统207包括光圈透镜207a和固体浸没透镜(SIL)207b。第1分束器203是第1分歧部的一个例子，第2分束器205是第2分歧部的一个例子。使光记录介质208的记录层反射的光聚光于第1光检测器的检测系统包括第1准直透镜202a及检测透镜209。
在此，第1光源201例如由GaN系的半导体激光元件构成，射出对光记录介质208的记录层记录或再生用的相干光(波长为390nm至450nm)。
第1准直透镜202a为变更第1光源201射出的发散光的发散度的具有正的功率的凸透镜。发散度变更部202包括具备正的功率的第1准直透镜202a和使第1准直透镜202a在光轴方向移动的致动器202b。发散度变更部202通过由致动器202b改变第1光源201和第1准直透镜202a之间的间隙，可以将入射光的发散度变换为不同的发散度。通过变更发散度，能进行聚焦控制。
第1分束器203反射从第1光源201射出的被光记录介质208的记录层反射的光。第1分束器203具备对某直线偏振光的透过率为100％，对垂直于该直线偏振光的直线偏振光的反射率为100％的特性。
第2分束器205被射入从第2光源211射出的光，且反射被固体浸没透镜207b的端面反射的光。第2分束器205具备以下特性，即针对第1光源201射出的光的波长，对某直线偏振光的透过率为90％、反射率为10％，对垂直于该直线偏振光的直线偏振光的透过率为100％，针对第2光源211射出的光的波长，对所有的偏振光的反射率为100％。
1/4波长板206由双折射材料形成，将直线偏振光转换为圆偏振光。
物镜光学系统207包括固体浸没透镜207b和使来自第1光源201的光聚光于固体浸没透镜207b的光圈透镜207a，使来自第1光源201的光聚光于光记录介质108的记录层。物镜光学系统207包括光圈透镜7a和固体浸没透镜207b。在固体浸没透镜207b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质208的表面之间存在的气隙被设定成比瞬逝光衰减长度短，从而进行基于瞬逝光的光传播。而且，使气隙间隔比波长的大致1/10短。
固体浸没透镜207b的与光记录介质208相对置的端面的周围的形状呈玉米状。
检测透镜209的入射面为圆筒面，出射面相对于透镜光轴为旋转对称面。检测透镜209对入射光赋予可实现基于所谓像散法的聚焦误差信号检测的像散。
第1光检测器210接收光记录介质208的记录层反射的光，并将接收到的光转换为电信号。第1光检测器210接收由检测透镜209聚光的光并输出与接收光量相应的电信号。
第2光源211为半导体激光光源，射出波长为640nm至680nm范围的光。从第1光源201射出的光的波长与从第2光源211射出的光的波长互不相同。第3分束器212为具有透过率为50％、反射率为50％的特性的无偏振光分束器。第2准直透镜213为变更从第2光源211射出的光的发散度的透镜。检偏镜214是使某偏振方向的直线偏振光透过、并吸收垂直于该直线偏振光的方向的直线偏振光的光学元件。
第2光检测器215接收第2光源211射出的被固体浸没透镜207b的出射端面反射的光，并将接收到的光转换为电信号。第2光检测器215接收被第2分束器205反射的光并输出与接收光量相应的电信号。第2光检测器215输出用于检测固体浸没透镜207b的出射端面和光记录介质208的表面之间的距离的电信号。
另外，第2光检测器215具有至少两个光接收部。第2光检测器215输出用于检测固体浸没透镜207b的出射端面和光记录介质208的表面的相对倾斜角度的电信号。
第3光检测器216为了监控第2光源211射出的光的光量，接收第2光源211射出的光，并将接收到的光转换为电信号。
对具有这种结构的拾光器的动作进行说明。
第1光源201射出直线偏振的光。从第1光源201射出的光透过第1分束器203，其发散度通过第1准直透镜202a而被变更。发散度被第1准直透镜202a变更的光透过第2分束器205并射入1/4波长板206。1/4波长板206将射入的直线偏振的光转换成圆偏振光。透过1/4波长板206的光通过物镜光学系统207聚光到光记录介质208的记录层。
光记录介质208反射的光透过物镜光学系统207、1/4波长板206、第2分束器205、第1准直透镜202a，射入第1分束器203。被第1分束器203反射的光射入检测透镜209。射入检测透镜209的光被赋予像散。透过检测透镜209的光被聚光到第1光检测器210。
第1光检测器210输出表示在光记录介质208上光的聚焦状态的聚焦误差信号。而且，第1光检测器210还输出表示在光记录介质208上光的照射位置的跟踪误差信号。
在此，聚焦误差信号和跟踪误差信号通过众所周知的技术，例如像散法及推挽法进行检测。而且，未图示的聚焦控制部基于来自第1光检测器210的聚焦误差信号，驱动致动器202b控制第1准直透镜202a在光轴方向上的位置，使光总是以聚焦状态聚光到光记录介质208。即，致动器202b根据聚焦控制部的控制信号使第1准直透镜202a在光轴方向上移动。
另外，未图示的跟踪控制部基于来自第1光检测器210的跟踪误差信号，驱动物镜致动器217以控制物镜光学系统207的位置，使光聚光到光记录介质208上的所期望的轨道。即，物镜致动器217根据跟踪控制部的控制信号使物镜光学系统207移动。并且，未图示的再生控制部基于第1光检测器210的电信号，取得记录在光记录介质208中的再生信息。
而且，第2光源211射出直线偏振的光。第2光源111射出的光被第3分束器212反射，其发散度通过第2准直透镜213而被变更。透过第2准直透镜213的光透过检偏镜214，被第2分束器205反射并射入1/4波长板206。
1/4波长板206将射入的直线偏振的光转换成圆偏振光。透过1/4波长板206的光射入物镜光学系统207，被固体浸没透镜207b的出射端面反射。
固体浸没透镜207b的出射端面反射的光透过物镜光学系统207及1/4波长板206被第2分束器205反射。第2分束器205反射的光透过检偏镜214、第2准直透镜213和第3分束器212，被聚光于第2光检测器215。
图33是图32所示的第2光检测器的结构示意图。第2光检测器215具有图33所示的4分割光接收部(第1光接收部215a、第2光接收部215b、第3光接收部215c和第4光接收部215d)，由于详细说明在专利文献1已有记载因此在此省略。第2光检测器215接收被固体浸没透镜207b的出射端面反射的反射光221。通过累加来自4分割光接收部(第1光接收部215a、第2光接收部215b、第3光接收部215c和第4光接收部215d)的信号，检测固体浸没透镜207b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质208的表面之间存在的气隙间隙(间隙信号)。
而且，基于4分割光接收部的第1光接收部215a和第2光接收部215b的和信号与第3光接收部215c和第4光接收部215d的和信号的差信号，检测相对于光记录介质208的半径方向的固体浸没透镜207b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质208的表面的相对倾斜(径向倾斜信号)。而且，基于4分割光接收部的第1光接收部215a和第3光接收部215c的和信号与第2光接收部215b和第4光接收部215d的和信号的差信号，检测相对于光记录介质208的切线方向的固体浸没透镜207b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质208的表面的相对倾斜(切线方向倾斜信号)。
未图示的间隙控制部基于来自第2光检测器215的间隙信号，控制物镜光学系统207使固体浸没透镜207b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质208的表面的间隙保持恒定。
另外，未图示的倾斜控制部基于来自第2光检测器215的径向倾斜信号和切线方向倾斜信号，控制物镜光学系统207使固体浸没透镜207b的出射端面和与出射端面相对置的光记录介质208的表面的相对角度为0。
而且，第3光检测器216接收第2光源211射出的一部分光。未图示的光量控制部基于从第3光检测器216输出的信号，监视第2光源211的射出光量，进行控制第2光源211射出的光的光量保持恒定。
在此，对从第1光源201和第2光源211射出的被光记录介质208反射的光作进一步详细说明。
首先，从第1光源201射出的光聚光到光记录介质208，被光记录介质208的记录层反射。被光记录介质208的记录层反射的光通过1/4波长板206被转换成与第1光源201射出的光垂直的方向的直线偏振光。由1/4波长板206转换的直线偏振光100％透过第2分束器205，并被第1分束器203100％地反射，由第1光检测器210接收。
而且，因为固体浸没透镜207b的出射端面和光记录介质208的表面的间隙不为0，所以第1光源201射出的光的一部分被固体浸没透镜207b的出射端面反射。
固体浸没透镜207b的出射端面反射的光通过1/4波长板206被转换成偏振方向与第1光源201射出的光相同的直线偏振光。被1/4波长板206转换的直线偏振光的90％透过第2分束器205，直线偏振光的10％被第2分束器205反射。因为第2分束器205的透过光100％透过第1分束器203，所以不会射入第1光检测器210。
在此，如果第2分束器205反射的光到达第2光检测器215，则间隙信号和倾斜信号的检测会被干扰。为此，在检偏镜214的物镜光学系统侧的面形成反射从第1光源201射出的光、使波长与第1光源201的光不同的第2光源211射出的光透过的膜。据此，从第1光源201射出的光不会到达第2光检测器215。
其次，在从第2光源211射出的光中，来自光记录介质208的反射光通过1/4波长板206被转换成与第2光源211射出的光垂直的方向的直线偏振光。该直线偏振光100％地被第2分束器205反射并且100％地被检偏镜214吸收。据此，第2光源211射出的被光记录介质208反射的光不会到达第2光检测器215。
而且，因为固体浸没透镜207b的出射端面和光记录介质208的表面的间隙不为0，所以从第2光源211射出的光的一部分被固体浸没透镜207b的出射端面反射。
来自固体浸没透镜207b的出射端面的反射光通过1/4波长板206后成为偏振方向与第2光源211射出的光相同的直线偏振光。为此，来自固体浸没透镜207b的出射端面的反射光100％地被第2分束器205反射，并100％地透过检偏镜214。因此，第2光检测器215只接收第2光源211射出的被固体浸没透镜207b的出射端面反射的光。
其次，对第2准直透镜213射出的光进行说明。
从第2光源211射出的光的波长比从第1光源201射出的光的波长长。因此，如果设计物镜光学系统207使第1光源201射出的光聚光到光记录介质208的记录层，那么从第2光源211射出的波长比第1光源201的光长的光由于物镜光学系统207的色像差会严重地散焦。
因此，在第2光源211射出的光被转换为平行光射入物镜光学系统207时，被固体浸没透镜207b的出射端面反射的光的光点变得非常大而返回。因此，如果物镜光学系统207和第2光检测器215之间的距离较长，则必需使途中的光学元件的尺寸非常大。
因此，第2准直透镜213被配置在使第2准直透镜213射出的光成为汇聚光的位置。第2光源211射出的光以汇聚光射入物镜光学系统207。据此，可以修正物镜光学系统207的色像差，由于不增大物镜光学系统207和第2光检测器215之间的光学元件也没有问题，所以可以使拾光器小型化。
另外，本第5实施例中，是通过第2准直透镜213的位置来形成汇聚光，但在第2准直透镜213和物镜光学系统207之间设置凸透镜，通过第2准直透镜213一旦形成平行光后，再通过凸透镜形成汇聚光也没有问题。
其次，对构成物镜光学系统207的固体浸没透镜207b的厚度进行详细说明。图34是用于说明本发明第5实施例中的固体浸没透镜207b的厚度的图。
首先，设固体浸没透镜207b的厚度为ds(μm)，折射率为ns，曲率半径为Rs(μm)，从光记录介质208的表面到记录有信息的记录层208a为止的距离(基材厚度)为dd(μm)，光记录介质208的表面和记录层208a之间的层的折射率为nd。
在此，当dd＝0且ds＝Rs时，曲率半径Rs的中心与记录层208a一致，固体浸没透镜207b的形状呈使光相对于固体浸没透镜207b的入射面垂直射入的半球型。另外，当从光记录介质208的表面到记录层208a为止的距离不为0时，即ns×(ds-Rs)+nd×dd＝0时，由于曲率半径Rs的中心同样与记录层208a一致，所以固体浸没透镜207b的形状呈使光相对于固体浸没透镜207b的入射面垂直射入的半球型。首先，就该条件进行考虑。
来自光记录介质208的记录层208a的反射光如上所述，射入第1光检测器210。而且，由于光是相对于固体浸没透镜207b的入射面垂直射入，因此固体浸没透镜207b的入射面反射的光与来自光记录介质208的记录层208a的反射光通过相同的光路，射入第1光检测器210。因此，在第1光检测器210上，被固体浸没透镜207b的入射面反射的光与来自光记录介质208的记录层208a的反射光完全重合。
在此，来自光记录介质208的记录层208a的反射光与被固体浸没透镜207b的入射面反射的光的光路差为固体浸没透镜207b的厚度的2倍，与光的波长相比非常大。因此，只要波长稍微发生变化，光在第1光检测器210上相互干涉，最坏的条件下光点会完全消失。因此，在具有上述半球型的固体浸没透镜207b的物镜光学系统207中，信号质量非常不好。在此，ns×(ds-Rs)+nd×dd的值越大，固体浸没透镜207b的入射面反射的光在第1光检测器210上的光点就越大，与来自光记录介质208的记录层208a的反射光的相互重合就相对地减小。因此，干涉性降低不会成为问题。对于该条件进一步详细说明。
在特开2008-117513号公报中，公开了具有多层记录层的多层光记录媒体的记录层间的厚度与作为信号再生指标的抖动之间的关系。根据该关系，当物镜的焦点距离为2mm，数值孔径NA为0.85，使光聚光于光检测器的检测系统的焦点距离为30mm(从物镜到检测系统的横向倍率为30/2＝15)时，如果相邻的记录层的层间厚度在8μm以上，再生信号不会成为问题。因此，如果各记录层之间的距离相隔8μm以上，则在光检测器上的来自各记录层的反射光的相互干涉不会成为问题。另外，干涉在很大程度上依赖于光检测器上的光点的直径。
因此，图35示出了当作为近场光记录的物镜光学系统的数值孔径NA为1.74，从物镜光学系统到检测系统的横向倍率为15时光检测器上的光点直径与光记录介质上的散焦量的关系、以及当数值孔径NA为0.85，从物镜光学系统到检测系统的横向倍率为15时光检测器上的光点直径与光记录介质上的散焦量的关系。另外，光记录介质上的散焦量为将从光记录介质的表面到聚光位置的距离和从光记录介质的表面到记录层的距离的差乘以从光记录介质的表面到记录层为止的区域的折射率所得的量。
图35是本发明第5实施例中第1光检测器上的光点直径和光记录介质上的散焦量之间的关系的示意图。图35中，实线表示数值孔径NA为1.74、从物镜光学系统到检测系统的横向倍率为15时的计算结果，虚线表示数值孔径NA为0.85、从物镜光学系统到检测系统的横向倍率为15时的计算结果。相对于散焦量的在各条件下的光点直径的比率大约为1.4，光点的面积比为2，这相当于数值孔径NA的比。即，即使是同样的散焦量，数值孔径NA越大干涉的影响就越少，干涉性能与数值孔径NA成反比。
首先，在数值孔径NA为0.85，光学倍率为15，各记录层之间的中间层的折射率为1.62的情况下进行以下的计算。用光检测器接收来自光聚光的记录层(自身层)的反射光和来自与光聚光的记录层不同的记录层(其它层)的反射光，设在此情况下其它层在±0.5μm的范围变化时从光检测器输出的最大信号为Vmax，最小信号为Vmin。此时，用图36表示(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)与其它层的厚度(基材厚度)的关系。
图36是以往的光检测器上来自自身层的反射光和来自其它层的反射光的干涉程度与其它层的基材厚度之间的关系的示意图。(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)为表示来自自身层的反射光与来自其它层的反射光的干涉所引起的信号的变化量的参数。在此，中间层的厚度为8μm时，(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)的值为0.045。即，0.045以下的信号变化不会给再生信号带来劣化。
其次，在数值孔径NA为1.74、光学倍率为15、固体浸没透镜(SIL)的折射率为2.07的情况下进行计算。在从光记录介质208的表面到记录层的距离为0，即记录层在光记录介质208的表面，并且该状态下由第1光检测器210上接收来自固体浸没透镜207b的入射面的反射光和来自出射面的反射光的情况下，第1光源201射出的光的波长发生微小的变化时从第1光检测器210输出的最大信号为Vmax，最小信号为Vmin。此时，用图37表示(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)与固体浸没透镜的厚度ds和曲率半径Rs的偏移量(ds-Rs)之间的关系。
图37是本发明第5实施例中在光检测器上的来自固体浸没透镜的入射面的反射光和来自出射面的反射光的干涉程度与固体浸没透镜的厚度ds和曲率半径Rs的偏移量(ds-Rs)之间的关系的示意图。如图37所示，在偏移量(ds-Rs)为3.1μm时，(Vmax-Vmin)/(Vmax+Vmin)为0.045以下。
利用上述的光记录介质的中间层的折射率、固体浸没透镜(SIL)的折射率、数值孔径NA的比，8μm被换算成8×1.62/2.06/2＝3.1μm，可知干涉性能相同的厚度与数值孔径NA成反比。而且，由于光接收部上的光点直径与从物镜光学系统到检测系统的横向倍率成比例，所以光接收部上的光点的面积与从物镜光学系统到检测系统的横向倍率的平方成比例。因此，相同散焦量时的干涉性能，由于干涉的影响随光点的面积增大而减小，所以与从物镜光学系统到检测系统的横向倍率的2次方成反比。
如上所述，若设从物镜光学系统到检测系统的横向倍率为m，则可允许干涉的值为8/(NA/0.85)/(m/15)2以下。因此，可允许干涉的范围用下式(9)来表示。
ns×(ds-Rs)+nd×dd＞8/(NA/0.85)/(m/15)2    …(9)
其次，对光记录介质208的倾斜进行考虑。当光记录介质208本身存在弯曲时，或支撑光记录介质208的面倾斜时，光记录介质208相对于物镜光学系统207倾斜。该倾斜量最大为0.3deg左右。
在此，采用固体浸没透镜207b的光学系统基于瞬逝光让光传播。为此，必须使固体浸没透镜和光记录介质之间的间隔充分短于光的波长(约10分之一以下)，当利用波长为405nm的光时，需要将固体浸没透镜和光记录介质之间的间隔保持在25nm左右。然而，在如此间隔狭窄的状态下，如果固体浸没透镜207b和光记录介质208之间存在相对的倾斜，则固体浸没透镜207b的一端就会与光记录介质208碰撞。因此，倾斜的允许误差变得非常小。于是，通过将固体浸没透镜207b的与光记录介质208相对置的端面的周围的形状加工成玉米状，可以增加对倾斜的允许度。然而，当固体浸没透镜207b的出射端面的周围的形状被加工成玉米状时，若设固体浸没透镜207b顶端的直径D为40μm，间隙间隔为25nm，则允许的角度θ根据下式(10)为0.07度左右。
θ＝sin-1(g/2D)…    (10)
然而，如上所述的光记录介质208的倾斜最大为0.3度比0.07度大。因此，进行倾斜检测，使物镜光学系统207倾斜与光记录介质208平行。由此，虽然可以防止固体浸没透镜207b与光记录介质208的碰撞，但光是以最大0.3度倾斜射入物镜光学系统207的，会产生彗形像差。
对此，利用以下的透镜来进行计算。在此，透镜的非球面的定义如下式(11)所示。
z＝(y2/R)/{1+[1-(K+1)(y/R)2]0.5}+A·y4+B·y6+C·y8+D·y10+E·y12+F·y14+G·y16+H·y18+I·y20+J·y22+L·y24+M·y26    …(11)
在上式(11)中，“z”是自非球面的面顶点起在沿光轴的方向上的距离，“y”是距光轴的距离，“R”是曲率半径，“K”是多项式系数，“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”、“G”、“H”、“I”、“J”、“L”和“M”是非球面系数。
下述的表2示出构成物镜光学系统207的光圈透镜207a的入射面和出射面的透镜数据。入射光的波长为405nm，光圈透镜207a的折射率为1.6239，光圈透镜207a的光轴方向的厚度为2.076187mm。固体浸没透镜207b的折射率为2.0681，固体浸没透镜207b的曲率半径为500μm。被再生的光记录介质208的记录层的基材厚度为4μm，从光记录介质208的表面到记录层之间的区域的折射率为2.0。
表2
Figure BDA00002545089700481
固体浸没透镜207b的厚度、光圈透镜207a与固体浸没透镜207b之间的距离、射入光圈透镜207a的光的物点距离cc的倒数(1/cc)、射入光圈透镜207a的光的孔径及物镜光学系统207的数值孔径NA，如下面的表3所示。
表3
上述表3所示的24个模式的各透镜的散焦及球面像差几乎都是0。计算了使光倾斜0.3度射入这些物镜光学系统207时产生的彗形像差。另外，图38示出将用上述的固体浸没透镜207b的厚度、固体浸没透镜207b的折射率、固体浸没透镜207b的曲率半径、光记录介质208的基材厚度以及光记录介质208的折射率描述的表示与半球型的偏差的ns·(ds-Rs)+nd·dd用曲率半径Rs规格化后的值，乘以物镜光学系统207的数值孔径NA的3.5次方所得的值，与彗形像差之间的关系。
图38是本发明第5实施例中物镜光学系统的入射光的角度倾斜0.3deg时产生的彗形像差和(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5之间的关系的示意图。从图38所示的标绘图，倾斜0.3度的波长为0.405μm的光射入物镜光学系统207时的彗形像差(CM(0.405))，如下式(12)所示。
CM(0.405)＝-129×(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5-3    …(12)
在此，由于彗形像差与波长成反比，所以波长为λ(μm)时的彗形像差CM(λ)，如下式(13)所示。
CM(λ)＝{-129×(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5-3}×(0.405/λ)    …(13)
表示拾光器的光点性能的像差，如果超过作为马歇尔的基准的70mλ，则会给再生信号带来很大的劣化，因此上述的彗形像差必须在70mλ以下。因此，固体浸没透镜207b的厚度需要满足下式(14)。
{-129×(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5-3}×(0.405/λ)＜70    …(14)
如果能够满足上式(14)，则即使物镜光学系统207追随光记录介质208的倾斜而倾斜，再生信号的质量也不会劣化。
其次，对光记录介质208为具有多层记录层的多层光记录介质时进行考虑。在此，设从光记录介质208的表面到各记录层的基材厚度为1μm、4μm及7μm，物点位置为基材厚度为4μm时散焦及球面像差成为0的位置。即，考虑到上述表3的情况，当基材厚度变化时，通过使物点位置固定，改变光圈透镜207a和固体浸没透镜207b之间的距离，从而除去散焦成分。另外，物镜致动器217通过使光圈透镜207a向光轴方向移动，来改变光圈透镜207a和固体浸没透镜207b之间的距离。
下面的表4示出对于表3所示的24个模式的各模式，当将基材厚变成1μm或7μm时，使散焦成分成为0的透镜光圈207a和固体浸没透镜207b之间的距离与残存3次球面像差。
表4
Figure BDA00002545089700511
如表4所示，由于球面像差小于作为马歇尔的基准的70mλ，所以本实施例的拾光器能够应对多层光记录介质。这表示，通过针对各记录层改变透镜光圈207a和固体浸没透镜207b之间的距离能够除去散焦，能够在球面像差十分小的状态下再生或记录信息。另外，计算了在表3所示的24个模式的透镜对各记录层改变光圈透镜207a和固体浸没透镜207b之间的距离使散焦为0时光以0.3度倾斜射入时的彗形像差。图39示出以上述的(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5为参数，将计算出的彗形像差追加到图38所示的标绘图所得的标绘图。
图39是本发明第5实施例中光记录介质为多层光记录介质、物镜光学系统的入射光的角度倾斜0.3deg时产生的彗形像差与(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5之间的关系的示意图。
如图39所示，彗形像差用上述的式(12)表示，即使对应多层光记录介质，只要满足上述的式(14)的话，即使物镜光学系统207追随光记录介质208的倾斜而倾斜，再生信号的质量也不会劣化。并且，通过改变固体浸没透镜207b和光圈透镜207a之间的距离，对于各记录层能使散焦及球面像差变小，所以不用发散度变更部202也能进行聚焦控制。
因此，只要根据间隙信号将物镜光学系统207整体控制在光轴方向，根据聚焦误差信号控制固体浸没透镜207b和光圈透镜207a之间的距离，根据跟踪误差信号将物镜光学系统207整体控制在半径方向，根据径向倾斜信号和切线方向倾斜信号控制物镜光学系统207整体的角度，就能够对多层光记录介质稳定地记录或再生信息。
另外，在第5实施例中，是利用发散度变更部202进行聚焦控制的，但不利用发散度变更部202而通过改变上述的固体浸没透镜207b和光圈透镜207a之间的距离，也可以进行聚焦控制。
其次，对第1光源201的光量控制进行说明。第1光源201射出的光透过第1分束器203和第1准直透镜202a，并射入第2分束器205。第2分束器205使入射光的90％透过，反射10％。被第2分束器205反射的光由未图示的光检测器接收。未图示的光量控制部基于从未图示的光检测器输出的信号，监视从第1光源201射出的光的光量，进行控制使第1光源201射出的光的光量恒定。
如上所述，第5实施例的物镜光学系统及拾光器主要具有以下的结构。
即，本实施例的拾光器为对光记录介质记录或再生信息的拾光器，包括：第1光源；包含固体浸没透镜和使光聚光于固体浸没透镜的光圈透镜的物镜光学系统；反射第1光源射出的被光记录介质的记录层反射的光的第1分歧部；使由光记录介质的记录层反射且被第1分歧部反射的光聚光的检测光学系统；接收由检测光学系统聚光的光，根据接收光量输出电信号的第1光检测器。此时，固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的距离被保持在瞬逝光传播的距离、且短于从第1光源射出的光的波长的10分之1的距离。此时，固体浸没透镜的厚度满足下述式(15)及式(16)。
ns×(ds-Rs)+nd×dd＞8/(NA/0.85)/(m/15)2    …(15)
{-129×(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5-3}×(0.405/λ)＜70    …(16)
在此，ns表示固体浸没透镜的折射率，ds表示固体浸没透镜的厚度(μm)，Rs表示固体浸没透镜的曲率半径(μm)，nd表示光记录介质的表面和记录层之间的区域的折射率，dd表示光记录介质的表面和记录层之间的距离(μm)，NA表示物镜光学系统的数值孔径，m表示从物镜光学系统到检测系统的横向倍率，λ表示第1光源射出的光的波长(μm)。
另外，第5实施例的物镜光学系统搭载于对光记录介质记录或再生信息的拾光器，具备固体浸没透镜和使来自光源的光聚光于固体浸没透镜的光圈透镜。此时，固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的距离被保持在瞬逝光被传播的距离、且短于光源射出的光的波长的10分之1的距离。此时，固体浸没透镜的厚度满足下述式(17)及式(18)。
ns×(ds-Rs)+nd×dd＞8/(NA/0.85)/(m/15)2    …(17)
并且
{-129×(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5-3}×(0.405/λ)＜70    …(18)
在此，ns表示固体浸没透镜的折射率，ds表示固体浸没透镜的厚度(μm)，Rs表示固体浸没透镜的曲率半径(μm)，nd表示光记录介质的表面和记录层之间的区域的折射率，dd表示光记录介质的表面和记录层之间的距离(μm)，NA表示物镜光学系统的数值孔径，m表示从物镜光学系统到使由光记录介质的记录层反射的光聚光于光检测器的检测光学系统的横向倍率，λ表示光源射出的光的波长(μm)。
如上所述，根据第5实施例，通过让固体浸没透镜的厚度满足式(15)及式(16)，消除来自固体浸没透镜207b的入射面的反射光和来自光记录介质的记录层的反射光的干涉所引起的检测信号的劣化，而且，即使物镜光学系统207追随记录介质208的倾斜也不会使光点劣化。因此，能够提供不仅可以稳定地记录或再生信息，还可以降低损伤重要的光记录介质的可能性的拾光器和物镜光学系统。
并且，通过让光圈透镜207a和固体浸没透镜207b之间的距离根据光记录介质208的各记录层而变化，能够减小散焦及球面像差，对于具备多层记录层的多层光记录介质也能获得同样的效果。即，光记录介质208也可以具有多层记录层。另外，物镜致动器217可以根据要聚光的记录层，变更固体浸没透镜207b和光圈透镜207a在光轴方向的距离。
另外，第5实施例中，为了检测半径方向和切线方向两个方向的倾斜，第2光检测器215具有4分割光接收部，但也可以具有2分割光接收部，只检测半径方向的倾斜或切线方向的倾斜。此时，第2光检测器215的调整因为只在1轴方向进行即可，所以调整变得容易，而且拾光器的可靠性也得到了提高。
另外，在第5实施例中，作为聚焦检测方法例示了像散法、作为跟踪检测方法例示了推挽法，但是并不局限于此，也可以将这些检测方法和其它检测方法组合。
另外，第5实施例中的拾光器具备使某偏振方向的直线偏振光透过、并吸收与该直线偏振光垂直的方向的直线偏振光的检偏镜214，但是也可以具备使某偏振方向的直线偏振光透过、并衍射与该直线偏振光垂直的方向的直线偏振光的偏振全息，还可以具备使某偏振方向的直线偏振光透过、并反射与该直线偏振光垂直的方向的直线偏振光的偏振光分束器。无论是采用检偏镜、偏振全息及偏振光分束器中的任一个光学元件，都能够防止不需要的直线偏振光射入第2光检测器215。
另外，第5实施例中，在检偏镜214上形成有反射第1光源201射出的光并使第2光源211射出的光透过的膜，但也可以在第2分束器205和第2光检测器215之间的某个光学元件上设置具有上述特性的膜，也可以另外设置具有上述特性的光学元件。而且，形成具有上述特性的膜的光学元件的光入射面最好相对于垂直于光轴的面倾斜。据此，由于射入的反射光沿着与光轴方向不同的方向前进，所以可以防止不需要的杂散光射入第2光检测器215。
另外，在第5实施例中，第1光源201的光量控制是利用第2分束器205反射的光来进行的，但也可以通过检测第1光源201射出的未被用于对记录介质208记录或再生信息的光来进行控制。
另外，第1分束器203具有使去路的偏振光100％地透过的特性，但第1分束器203也可以具有使去路的偏振光90％地透过，10％地反射的特性，第1光源201的光量也可以通过检测第1分束器203的反射光来控制。但是，在这种情况下，固体浸没透镜207b的出射端面反射的光，由于以与去路相同的偏振光返回，因此10％被第1分束器203反射并射入第1光检测器210。对此，有必要在第1分束器203和第1光检测器210之间的光路中设置100％地反射与第1光源201射出的偏振光相同的偏振光，使与第1光源201射出的偏振光垂直的偏振光100％地透过的第3分束器，从而从信号光中删除不要的光。
另外，第5实施例的多层光记录介质具有3层记录层，但只要具有两层以上的记录层就不存在任何问题。
另外，第5实施例中，第2光源211为了检测间隙信号而射出与第1光源201不同波长的光，但射出与第1光源201相同波长的光也不存在任何问题。即，第1光源201射出的光的波长与第2光源211射出的光的波长相同也可以。
但是，由于第1光源201和第2光源211射出相同波长的光，因此，以分束器或检偏镜的偏振特性无法分离第1光源201射出的被固体浸没透镜207b的出射端面反射的光和第2光源211射出的被固体浸没透镜207b的出射端面反射的光。于是，利用从第1光源201射出并射入物镜光学系统207的光的发散度程度和从第2光源211射出并射入物镜光学系统207的光的发散度的程度的不同来分离两束光。即，通过让第1光源201射出的被固体浸没透镜207b的出射端面反射的光在第2光检测器215上大规模散焦，可以使两束光分离。
并且，当固体浸没透镜207b的厚度比较薄时需要考虑由于干涉引起的信号劣化，当固体浸没透镜207b的厚度比较厚时需要考虑光倾斜射入时的光圈性能。因此，在进行透镜设计时，需要综合考虑上述情况来进行设计。
(第6实施例)
下面，参照附图对本发明的第6实施例进行说明。图40是本发明第6实施例的拾光器的结构示意图。第6实施例与上述第5实施例的不同之处在于取消了第2光源211、检偏镜214、第3分束器212和第3光检测器216，除此之外的结构与第5实施例相同。因此，在本第6实施例中没有特别说明的部分与第5实施例相同，关于标注有与第5实施例相同符号的构成部件，只要不加以特别说明，具有与第5实施例同样的功能。
第2分束器205被射入从第1光源201射出的光并反射被固体浸没透镜207b的出射端面反射的光。第2光检测器215接收被第2分束器205反射的光并输出与接收光量相应的电信号。第2光检测器215输出用于检测固体浸没透镜207b的出射端面和光记录介质208的表面的距离的电信号。
第1光源201射出的光聚光到光记录介质208，光记录介质208反射的光被第1光检测器210接收，关于检测再生信号、聚焦误差信号和跟踪误差信号如第5实施例所述。
其次，由于固体浸没透镜207b的出射端面反射的光与第1光源201射出的光是相同偏振方向，所以固体浸没透镜207b的出射端面反射的光的10％被第2分束器205反射。因为没有配置第5实施例配置的检偏镜214，所以第2分束器205反射的光被射入第2准直透镜213。透过第2准直透镜213的光被射入第2光检测器215。第2光检测器215与第5实施例同样输出间隙信号、径向倾斜信号和切线方向倾斜信号。
根据第6实施例，通过让固体浸没透镜207b的厚度满足式(15)及式(16)，不会有来自固体浸没透镜207b的入射面的反射光和来自光记录介质的记录层的反射光的干涉所引起的劣化，而且即使物镜光学系统207追随光记录介质208的倾斜而倾斜也不会引起光点劣化。因此，能够提供不仅可以稳定地记录或再生信息，还可以降低损伤重要的光记录介质的可能性的拾光器和物镜光学系统。并且，因为只使用1个光源，所以零部件数目减少，另外，组装工时数也会减少，所以能够实现廉价的小型拾光器。
(第7实施例)
在本发明的第7实施例中，对本发明的光信息装置的一个例子进行说明。第7实施例的光信息装置为对光记录介质记录/或再生信息的装置。
图41是本发明第7实施例的光信息装置310的结构示意图。在图41中，光信息装置310包括：拾光器驱动装置301；拾光器302；控制部303；马达304；转盘305及定位器306。由于拾光器302与实施例1至6所说明的拾光器相同，在此省略重复说明。
图41中的光记录介质300被搭载在转盘305上，由定位器306保持，通过马达304而旋转。拾光器驱动装置301将实施例1至6所示的拾光器302粗略地移动到光记录介质300所希望的存在信息的轨道。
控制部303基于从拾光器302获得的信号控制拾光器302和马达304。拾光器302根据光记录介质300的位置关系，将聚焦误差信号、跟踪误差信号、间隙信号和倾斜信号发送到控制部303。控制部303根据这些信号，向拾光器302发送用于使物镜光学系统或发散度变更部微细地移动的信号。通过该信号，拾光器302对光记录介质300进行聚焦控制、跟踪控制、间隙控制或倾斜控制，进行信息的读取、写入或消除。
而且，在光记录介质300具有多层记录层时，控制部303也可以发送改变光圈透镜和固体浸没透镜之间的距离的信号。包含该信号在内，拾光器302对多层光记录介质300进行聚焦控制、跟踪控制、间隙控制或倾斜控制，进行信息的读取、写入或消除。
在以上的说明中，搭载于光信息装置310的光记录介质300为具有通过近场光记录或再生信息的记录层的如实施例1至6所述的光记录介质。即使是多层光记录介质，第7实施例的光信息装置310也可以稳定并高精度地检测光记录介质的表面和固体浸没透镜的出射端面的相对倾斜角度，能够避免固体浸没透镜与光记录介质的表面发生碰撞。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还能够降低重要的光记录介质被损伤的可能性。
另外，第7实施例的光信息装置310中，因为在第1光检测器上来自固体浸没透镜的入射面的反射光和来自光记录介质的记录层的反射光不干涉，所以信号质量不会劣化。并且，即使物镜光学系统207追随光记录介质208的倾斜而倾斜，彗形像差也不会成为问题，所以，不会引起信号质量的劣化。另外，通过改变光圈透镜和固体浸没透镜之间的距离，即使是多层光记录介质也可以稳定地记录或再生信息。
(第8实施例)
本发明的第8实施例对具备第7实施例的光信息装置的计算机的一个例子进行说明。
图42是本发明第8实施例的计算机的结构示意图。在图42中，计算机320包括：第7实施例的光信息装置310；由键盘、鼠标或触摸屏等构成的用于输入信息的输入装置321；基于从输入装置321输入的信息及从光信息装置310读取的信息等进行运算的中央运算装置(CPU)等运算装置322；由布朗显像管或液晶显示装置构成的显示由运算装置322运算的结果等信息的显示器323。
另外，在第8实施例中，计算机320相当于信息处理装置的一个例子，运算装置322相当于信息处理部的一个例子。
具备作为外部存储装置的上述第7实施例的光信息装置310的计算机320，因为即使对具有通过近场光记录或再生信息的记录层的光记录介质也可以稳定地记录或再生信息，所以能够用于广泛的用途。光信息装置310发挥其大容量性，可以备份计算机内的硬盘中记录的信息。另外，廉价且携带方便，发挥具有利用其它的光信息装置也可以读取信息的兼容性的介质(光盘)的特性，可以与其它人交换程序或数据，也可以自己用随身携带等。
(第9实施例)
本发明的第9实施例对具备第7实施例的光信息装置的影像记录再生装置(光盘刻录机)的一个例子进行说明。
图43是本发明第9实施例的光盘刻录机的结构示意图。在图43，光盘刻录机330包括：第7实施例的光信息装置310；将图像信息转换成通过光信息装置310对光记录介质记录的信息信号的编码器331。光盘刻录机330最好也包括将从光信息装置310所获得的信息信号转换为图像信号的解码器332，这样也可以再生已经记录的信息。另外，光盘刻录机330与显示记录影像的显示器333连接。
另外，在第9实施例中，光盘刻录机330相当于信息处理装置的一个例子，编码器331相当于信息处理部的一个例子。
具备上述第7实施例的光信息装置的光盘刻录机330，因为可以对具有通过近场光记录或再生信息的记录层的光记录介质稳定地记录或再生影像，所以能够用于广泛的用途。光盘刻录机330能够将影像记录于介质(光盘)，在需要时再生。光记录介质不需要象录像带那样在记录后或再生后进行倒带。另外，还可以进行一边记录某个节目一边再生该节目的先头部分的尾随再生，或一边记录某个节目一边再生以前记录的节目的同时记录再生。另外，廉价且携带方便，发挥具有用其它的影像再生装置也可以读取信息的兼容性的介质的特性，可以与其它人交换记录的影像，也可以自己用随身携带等。
另外，在此，对光盘刻录机330具备光信息装置310的结构进行了说明，但光盘刻录机330也可以内置硬盘，也可以内置录像带的录像再生功能。此时，影像的一时躲避或备份可以非常容易。
(第10实施例)
本发明的第10实施例是说明具有第7实施例的光信息装置的影像再生装置(光盘播放机)的一个例子。
图44是本发明第10实施例的光盘播放机的结构示意图。在图44中，光盘播放机340包括：第7实施例的光信息装置310；将从光信息装置310获得的信息信号转换为图像信号的译码器341。另外，光盘播放机340也可以具备液晶显示器342。具有液晶显示器342的光盘播放机340，内置第7实施例的光信息装置310，可以在液晶显示器342上显示光记录介质所记录的影像。
另外，在第10实施例中，光盘播放机340相当于信息处理装置的一个例子，解码器341相当于信息处理部的一个例子。
具备上述第7实施例的光信息装置310的光盘播放机340，因为可以对具有通过近场光记录或再生信息的记录层的光记录介质稳定地记录或再生影像，所以能够用于广泛的用途。光盘播放机340能够将记录于介质(光盘)的影像在需要时再生。光盘没有必要象录像带那样再生后进行倒带，可以在任意场所访问再生某个影像。
(第11实施例)
本发明的第11实施例对具备第7实施例的光信息装置的光盘服务器的一个例子进行说明。
图45是本发明第11实施例的光盘服务器的结构示意图。在图45中，光盘服务器350包括：第7实施例的光信息装置310；由键盘、鼠标或触摸屏等构成的输入信息的输入装置351；将通过光信息装置310记录或再生的信息的输入输出与外部联系的输入输出部353。输入输出部353，例如与互联网等网络354连接。
光信息装置310发挥其大容量性，响应来自网络354的要求发送光记录介质中记录的信息(例如：图像、声音、影像、HTML文件及文本文件等)。另外，光信息装置310将网络354发来的信息记录到所要求的地方。
输入输出部353，通过有线或无线，读入由光信息装置310记录的信息，或向外部输出由光信息装置310读出的信息。据此，光盘服务器350可以经由网络354与多个设备，例如，计算机、电话或电视调谐器等进行信息的交换，作为这些多个设备共享的信息服务器加以利用。另外，光盘服务器350，因为可以对具有通过近场光记录或再生信息的记录层的光记录介质稳定地记录或再生信息，所以能够用于广泛的用途。而且，光盘服务器350也可以包括由显像管或液晶显示装置构成的显示信息的显示器352。
光盘服务器350具备多个光信息装置310，并且还通过具有将多个光记录介质插入取出多个光信息装置310的转换器，可以记录更多的信息。
另外，在第11实施例中，光盘服务器350相当于信息处理装置的一个例子，输入输出部353相当于信息处理部的一个例子。
(第12实施例)
本发明的第12实施例对具有第7实施例的光信息装置的汽车导航系统的一个例子进行说明。
图46是本发明第12实施例的汽车导航系统的结构示意图。在图46中，汽车导航系统360包括：第7实施例的光信息装置310；显示地形或去向信息的液晶显示器361；将从光信息装置310获得的信息信号转换为图像信号的译码器362。
汽车导航系统360基于介质(光盘)中所记录的地图信息、地上定位系统(GPS)、陀螺仪、速度计及里程表等信息，计算现在位置，将计算出的现在位置显示在液晶显示器361上。另外，汽车导航系统360如果通过未图示的输入装置输入了目的地、则根据地图信息或道路信息，计算到达所输入的目的地为止的最佳路径，将计算出的路径显示在液晶显示器361上。
具有上述第7实施例的光信息装置310的汽车导航系统360，因为可以对具有通过近场光记录或再生信息的记录层的光记录介质稳定地记录或再生影像，所以能够用于广泛的用途。
由于为了记录地图信息而使用了大容量的光记录介质，所以可以用一枚光记录介质就可以提供覆盖广阔地区的详细的道路信息。而且，还可以将道路信息附带的餐馆、便利店或加油站等信息同时存储于光记录介质来提供。并且，道路信息随时间的流逝将会落后而与现实不符，但由于光记录介质具有兼容性且价格便宜，所以通过交换收纳了新的道路信息的光记录介质可以获得最新的信息。
以上，对本发明第1至12实施例举例进行了说明，但本发明不局限于上述第1至12实施例，基于本发明的技术思想的其它实施例也可以适用。
另外，上述第1至12实施例中，只对基于光记录信息的光记录介质进行了说明，但不用说基于光或磁记录信息的光记录介质上也能获得同样的效果。
另外，上述第1至12实施例中，对光记录介质为光盘的情况进行了说明，但卡状的光记录介质等具有与光盘类似功能的光记录介质也可以适用。
而且，上述的具体实施例主要包含具有以下结构的发明。
本发明的一方面所涉及的拾光器包括：生成第1光束和第2光束的光束生成部；包含具有与多层光记录介质的表面相对置的端面的固体浸没透镜，使所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述光记录介质的物镜光学系统；反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述第1光束及所述第2光束的第1分歧元件；使由所述第1分歧元件反射的所述第1光束及所述第2光束汇聚并变更汇聚状态的汇聚状态变更部；检测由所述汇聚状态变更部汇聚的所述第1光束及所述第2光束的第1光检测器，其中，所述第1光束的中心与所述第2光束的中心在所述固体浸没透镜的端面上处于不同的位置；所述汇聚状态变更部根据所述光记录介质的层变更所述第1光束及所述第2光束的汇聚状态；所述第1光检测器包含接收所述汇聚的第1光束的第1光接收部和接收所述汇聚的第2光束的第2光接收部，基于所述第1光接收部和所述第2光接收部的接收光量之差，检测所述固体浸没透镜的端面与所述光记录介质的表面的相对倾斜角度。
根据此结构，光束生成部生成第1光束和第2光束。物镜光学系统包含具备与多层光记录介质的表面相对置的端面的固体浸没透镜，使第1光束及第2光束汇聚到光记录介质。第1分歧元件反射被固体浸没透镜的端面反射的第1光束及第2光束。汇聚状态变更部使由第1分歧元件反射的第1光束及第2光束汇聚并变更汇聚状态。第1光检测器检测由汇聚状态变更部汇聚的第1光束及第2光束。第1光束的中心与第2光束的中心在固体浸没透镜的端面上处于不同的位置。汇聚状态变更部根据光记录介质的层变更第1光束及第2光束的汇聚状态。第1光检测器包含接收汇聚的第1光束的第1光接收部和接收汇聚的第2光束的第2光接收部，基于第1光接收部和第2光接收部的接收光量之差，检测固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面的相对倾斜角度。
因此，即便光记录介质具有多层，也可根据光记录介质的层变更第1光束和第2光束的汇聚状态，射入第1光检测器的第1光束和第2光束的光点系能够被变更成合适的大小，因此，可以稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度，倾斜角度的偏差得到抑制。
另外，优选，上述的拾光器还包括：变更由所述光束生成部生成的所述第1光束及所述第2光束的发散度的发散度变更机构；其中，所述物镜光学系统使来自所述发散度变更机构的所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述光记录介质。
根据此结构，发散度变更机构变更由光束生成部生成的第1光束及第2光束的发散度。物镜光学系统使来自发散度变更机构的第1光束及第2光束汇聚到光记录介质。
因此，在由光束生成部生成的第1光束及第2光束的发散度通过发散度变更机构而被变更的拾光器中，能够稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述物镜光学系统还包含使所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述固体浸没透镜的光圈透镜，所述拾光器还包括变更所述固体浸没透镜和所述光圈透镜之间的沿光轴方向的距离的透镜间距离变更部。
根据此结构，物镜光学系统还包含使第1光束及第2光束汇聚到固体浸没透镜的光圈透镜。透镜间距离变更部变更固体浸没透镜和光圈透镜之间的沿光轴方向的距离。
因此，由于固体浸没透镜和光圈透镜之间的沿光轴方向的距离可被变更，所以能够变更由光束生成部生成的第1光束及第2光束的发散度，能够稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述汇聚状态变更部包括变更所述第1光束及所述第2光束的汇聚位置的汇聚位置变更部。
根据此结构，通过变更第1光束及第2光束的汇聚位置，可以根据各层使第1光束及第2光束分别聚光于第1光检测器，能够放宽第1光检测器的位置精度，实现易于组装可靠性高的拾光器。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述汇聚位置变更部包括使所述第1光束及所述第2光束汇聚的汇聚透镜、玻璃板、以及根据所述光记录介质的层将所述玻璃板插入所述汇聚透镜和所述第1光检测器之间的光路中的玻璃板插入部。
根据此结构，利用玻璃板插入部，根据光记录介质的层玻璃板被插入汇聚透镜和第1光检测器之间的光路中，通过在汇聚透镜和第1光检测器之间的光路中插入拔出玻璃板，能够根据所述光记录介质的层来变更第1光束及第2光束的汇聚位置。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述玻璃板包括厚度各不相同的多个玻璃板；所述玻璃板插入部根据所述光记录介质的层将所述多个玻璃板选择性地插入所述汇聚透镜和所述第1光检测器之间的光路中。
根据此结构，由于利用玻璃板插入部，根据光记录介质的层厚度各不相同的多个玻璃板被选择性地插入汇聚透镜和第1光检测器之间的光路中，因此通过将厚度各不相同的多个玻璃板中与光记录介质的层相对应的玻璃板插入，能够根据所述光记录介质的层来变更第1光束及第2光束的汇聚位置。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述汇聚位置变更部包括使所述第1光束及所述第2光束汇聚的聚光透镜、和根据所述光记录介质的层变更所述汇聚透镜在光轴方向的位置的透镜位置变更机构。
根据此结构，由于根据光记录介质的层，使第1光束及第2光束汇聚的汇聚透镜在光轴方向的位置可被变更，因此能根据光记录介质的层变更第1光束及第2光束的汇聚位置。而且，由于光学元件仅仅是汇聚透镜，所以能够减少使光透过的光学元件，聚光于第1光检测器的光的质量变好，从而可以实现质量良好的拾光器。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述汇聚位置变更部包括根据所述光记录介质的层改变所述第1光束及所述第2光束的焦点位置的可变焦透镜。
根据此结构，由于第1光束及第2光束的焦点位置根据光记录介质的层而变化，因此能够根据光记录介质的层变更第1光束及第2光束的汇聚位置。而且，由于不用驱动机构就能使焦点位置变化，所以可以使拾光器小型化，实现可靠性高的拾光器。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述可变焦透镜包括液晶透镜。
根据此结构，通过改变施加于液晶透镜的电压，能够根据光记录介质的层容易改变第1光束及第2光束的焦点位置。而且，由于可以利用电使焦点位置移动，所以可以使拾光器小型化，实现可靠性高的拾光器。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述汇聚状态变更部包括对所述第1光束及所述第2光束赋予像散的像散赋予部。
根据此结构，通过对第1光束及第2光束赋予像散，能够变更第1光束及第2光束的汇聚状态。而且，不用驱动机构就能使第1光束及第2光束在第1光检测器上互不重合，可以使拾光器小型化，由于不使用驱动机构，所以能够提高拾光器的可靠性。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述像散赋予部采用光入射面和光出射面的至少其中一面为圆筒面的透镜。
根据此结构，可以通过入射面和光出射面的至少其中一面为圆筒面的透镜对第1光束及第2光束赋予像散。而且，由于用一个光学元件就可以对第1光束及第2光束赋予像散，所以可以使拾光器小型化。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述像散赋予部包括使所述第1光束及所述第2光束聚光的聚光透镜，和配置在所述聚光透镜与所述第1光检测器之间的光路中的楔状的玻璃板。
根据此结构，通过使第1光束及第2光束聚光的聚光透镜和配置在聚光透镜与第1光检测器之间的光路中的楔状的玻璃板，可以对第1光束及第2光束赋予像散。而且，由于可以用廉价的光学元件构成，因此适于拾光器的低成本化，组装精度得以放宽，能够实现可靠性高的拾光器。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述固体浸没透镜的端面的周围的形状呈玉米状。
根据此结构，即使固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面相对地倾斜，固体浸没透镜与光记录介质也不易发生碰撞，因此可以增大固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面的相对倾斜的允许角度。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述固体浸没透镜的端面上的所述第2光束的中心位于在所述光记录介质的切线方向或者半径方向上偏离所述固体浸没透镜的端面上的所述第1光束的中心的位置。
根据此结构，可以稳定地检测光记录介质与固体浸没透镜在一轴方向的相对倾斜，能够防止固体浸没透镜与光记录介质发生碰撞。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述光束生成部还生成第3光束和第4光束；所述物镜光学系统使所述第3光束及所述第4光束汇聚到所述光记录介质；所述第1分歧元件反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述第3光束及所述第4光束；所述汇聚状态变更部使由所述第1分歧元件反射的所述第3光束及所述第4光束汇聚到所述第1光检测器并变更汇聚状态；所述第1光检测器检测由所述汇聚状态变更部汇聚的所述第3光束及所述第4光束；所述第1光束的中心、所述第2光束的中心、所述第3光束的中心及所述第4光束的中心在所述固体浸没透镜的端面上处于互不相同的位置；在所述固体浸没透镜的端面上，连接所述第1光束的中心和所述第2光束的中心的直线垂直于连接所述第3光束的中心和所述第4光束的中心的直线；所述第1光检测器还包括接收所述汇聚的第3光束的第3光接收部和接收所述汇聚的第4光束的第4光接收部，基于所述第1光接收部和所述第2光接收部的接收光量之差及所述第3光接收部和所述第4光接收部的接收光量之差，检测所述固体浸没透镜的端面与所述光记录介质的表面的相对倾斜角度。
根据此结构，通过光束生成部还生成第3光束和第4光束。通过物镜光学系统使第3光束及第4光束汇聚到光记录介质。通过第1分歧元件反射被固体浸没透镜的端面反射的第3光束及第4光束。通过汇聚状态变更部使由第1分歧元件反射的第3光束及第4光束汇聚到第1光检测器并变更汇聚状态。通过第1光检测器检测由汇聚状态变更部汇聚的第3光束及第4光束。此时，第1光束的中心、第2光束的中心、第3光束的中心及第4光束的中心在固体浸没透镜的端面上处于互不相同的位置。在固体浸没透镜的端面上连接第1光束的中心和第2光束的中心的直线，垂直于连接第3光束的中心和第4光束的中心的直线。第1光检测器还包括接收汇聚的第3光束的第3光接收部和接收汇聚的第4光束的第4光接收部，基于第1光接收部和第2光接收部的接收光量之差及第3光接收部和第4光接收部的接收光量之差，检测固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面的相对倾斜角度。
因此，能够稳定地检测光记录介质和固体浸没透镜在半径方向及切线方向的所有的相对倾斜，可以防止固体浸没透镜与光记录介质发生碰撞。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述第1光束为主光束；所述第2光束为子光束；所述第1分歧元件反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述主光束及所述子光束；所述第1光检测器检测由所述汇聚状态变更部汇聚的所述主光束及所述子光束；所述拾光器还包括反射被所述光记录介质反射的所述主光束的第2分歧元件和检测由所述第2分歧元件反射的所述主光束的第2光检测器。
根据此结构，通过第1分歧元件，由固体浸没透镜的端面反射的主光束及子光束被反射。通过第1光检测器检测由汇聚状态变更部汇聚的主光束及子光束。通过第2分歧元件，由光记录介质反射的主光束被反射。通过第2光检测器检测由第2分歧元件反射的主光束。
因此，即使光记录介质具有多层，也能够根据光记录介质的层变更主光束及子光束的汇聚状态，射入第1光检测器的主光束及子光束的光点系能被变更成合适的大小，因此可以稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面之间的相对倾斜角度，从而能够抑制倾斜角度的偏差。
本发明的另一方面所涉及的倾斜角度检测方法，用于检测多层光记录介质的表面和固体浸没透镜的与所述光记录介质的表面相对置的端面的相对倾斜角度，包括：生成第1光束和第2光束的光束生成步骤；通过所述固体浸没透镜使所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述光记录介质的聚光步骤；反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述第1光束及所述第2光束的反射步骤；使在所述反射步骤中被反射的所述第1光束及所述第2光束汇聚并变更汇聚状态的汇聚状态变更步骤；检测在所述汇聚状态变更步骤中汇聚的所述第1光束及所述第2光束的光检测步骤，其中，所述第1光束的中心与所述第2光束的中心在所述固体浸没透镜的端面上处于相互不同的位置；所述汇聚状态变更步骤根据所述光记录介质的层变更所述第1光束及所述第2光束的汇聚状态；所述光检测步骤基于所述汇聚的第1光束和所述汇聚的第2光束的接收光量之差，检测所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面的相对倾斜角度。
根据此方法，在光束生成步骤中第1光束和第2光束被生成。在汇聚步骤中，第1光束及第2光束通过固体浸没透镜被汇聚到光记录介质。在反射步骤中，由固体浸没透镜的端面反射的第1光束及所述第2光束被反射。在汇聚状态变更步骤中，使在反射步骤中被反射的第1光束及第2光束汇聚并变更汇聚状态。在光检测步骤中，检测在汇聚状态变更步骤中汇聚的第1光束及第2光束。第1光束的中心与第2光束的中心在固体浸没透镜的端面上处于相互不同的位置。在汇聚状态变更步骤中，根据光记录介质的层变更第1光束及第2光束的汇聚状态。在光检测步骤中，基于汇聚的第1光束和汇聚的第2光束的接收光量之差，检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度。
因此，即便光记录介质具有多层，也可根据光记录介质的层变更第1光束和第2光束的汇聚状态，射入光检测器的第1光束和第2光束的光点系能够被变更成合适的大小，因此，可以稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度，倾斜角度的偏差得到抑制。
本发明的另一方面所涉及的光信息装置，包括：如上所述的任意的拾光器；使光记录介质旋转的马达；基于从所述拾光器获得的信号控制所述马达及所述拾光器的控制部。根据本结构，可以将上述的拾光器应用于光信息装置。
本发明的另一方面所涉及的信息处理装置，包括：如上所述的光信息装置；处理对所述光信息装置记录的信息及/或从所述光信息装置再生的信息的信息处理部。根据本结构，可以将上述的光信息装置应用于信息处理装置。
本发明还涉及一种拾光器，包括：第1光源；第2光源；变更从所述第1光源射出的光的发散度的发散度变更部；包含固体浸没透镜、使来自所述发散度变更部的光汇聚到具有多层记录层的光记录介质的物镜光学系统；反射从所述第1光源射出的、被所述光记录介质的记录层反射的光的第1分歧部；供从所述第2光源射出的光射入、并反射被所述固体浸没透镜的端面反射的光的第2分歧部；接收由所述第1分歧部反射的光、输出与接收光量相应的电信号的第1光检测器；具有至少被2分割的光接收部、接收由所述第2分歧部反射的光、输出与接收光量相应的电信号的第2光检测器，其中，所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面之间的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从所述第1光源射出的光的波长的10分之1的距离，所述第2分歧部被配置在所述发散度变更部和所述物镜光学系统之间，所述第1光检测器输出用于再生记录于所述光记录介质的信息的电信号，所述第2光检测器输出用于检测所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面的相对倾斜角度的电信号。
根据此结构，发散度变更部变更从第1光源射出的光的发散度。物镜光学系统包含固体浸没透镜，使来自发散度变更部的光汇聚到具有多层记录层的光记录介质。第1分歧部反射从第1光源射出的、被光记录介质的记录层反射的光。第2分歧部供从第2光源射出的光射入、并反射被固体浸没透镜的端面反射的光。第1光检测器接收由第1分歧部反射的光、输出与接收光量相应的电信号。第2光检测器具有至少被2分割的光接收部、接收由第2分歧部反射的光、输出与接收光量相应的电信号。固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面之间的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从第1光源射出的光的波长的10分之1的距离。第2分歧部被配置在发散度变更部和物镜光学系统之间。第1光检测器输出用于再生记录于光记录介质的信息的电信号，第2光检测器输出用于检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度的电信号。
因此，由于第2分歧部被配置在发散度变更部和物镜光学系统之间，所以，即便为了根据作为记录或再生对象的层改变第1光源的光轴方向的聚光位置而让发散度变更部动作，来自第2光源的光在固体浸没透镜的端面的形状也不会变化，第2光检测器上的光点尺寸也不会发生变化，从而可以稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度，可以抑制倾斜角度的偏差。
另外，在上述的拾光器中，优选，从所述第1光源射出的光的波长与从所述第2光源射出的光的波长互不相同。
根据此结构，由于从第1光源射出的光不会射入第2光检测器，因此可以稳定地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度。
另外，在上述的拾光器中，优选，从所述第1光源射出的光的波长与从所述第2光源射出的光的波长相同。
根据此结构，因为只使用单一的波长，所以第2分歧部的制作变得容易，能够降低制作第2分歧部的成本。
另外，在上述的拾光器中，优选，从所述第2光源射出的光以汇聚光射入所述物镜光学系统。
根据此结构，由于从第2光源射出的光以汇聚光射入物镜光学系统，因此可以修正物镜光学系统的色像差，可以使物镜光学系统和第2光检测器之间的光学元件小型化，从而可以使拾光器小型化。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述固体浸没透镜的与所述光记录介质的表面相对置的端面的周围的形状呈玉米状。
根据此结构，即便固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面相对倾斜，固体浸没透镜与光记录介质也不易碰撞，因此可以增大固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面的相对倾斜的允许角度。
本发明的另一方面所涉及的信息记录再生方法，包括以下步骤：通过发散度变更部变更从第1光源射出的光的发散度的发散度变更步骤；通过包含固体浸没透镜的物镜光学系统，使在所述发散度变更步骤中发散度被变更的光汇聚到具有多层记录层的光记录介质的汇聚步骤；通过第1分歧部反射从所述第1光源射出的、被所述光记录介质的记录层反射的光的第1反射步骤；通过第2分歧部供从第2光源射出的光射入、并反射被所述固体浸没透镜的端面反射的光的第2反射步骤；接收在所述第1反射步骤被反射的光、输出与接收光量相应的电信号的第1光检测步骤；接收在所述第2反射步骤被反射的光、输出与接收光量相应的电信号的第2光检测步骤，其中，所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面之间的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从所述第1光源射出的光的波长的10分之1的距离，所述第2分歧部被配置在所述发散度变更部和所述物镜光学系统之间，在所述第1光检测步骤输出用于再生记录于所述光记录介质的信息的电信号，在所述第2光检测步骤输出用于检测所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面的相对倾斜角度的电信号。
根据此方法，在发散度变更步骤中，从第1光源射出的光的发散度被发散度变更部变更。在汇聚步骤中，发散度在发散度变更步骤中被变更的光通过包含固体浸没透镜的物镜光学系统而汇聚到具有多层记录层的光记录介质。在第1反射步骤中，从第1光源射出的、由光记录介质的记录层反射的光被第1分歧部反射。在第2反射步骤中，通过第2分歧部供从第2光源射出的光射入、并反射被固体浸没透镜的端面反射的光。在第1光检测步骤中，接收在第1反射步骤中被反射的光、输出与接收光量相应的电信号。在第2光检测步骤中，接收在第2反射步骤中被反射的光、输出与接收光量相应的电信号。固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面之间的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从第1光源射出的光的波长的10分之1的距离。第2分歧部被配置在发散度变更部和物镜光学系统之间。在第1光检测步骤输出用于再生记录于光记录介质的信息的电信号。在第2光检测步骤输出用于检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度的电信号。
因此，由于第2分歧部被配置在发散度变更部和物镜光学系统之间，所以，即便为了根据作为记录或再生对象的层改变第1光源的光轴方向的聚光位置而让发散度变更部动作，来自第2光源的光在固体浸没透镜的端面的形状也不会变化，第2光检测器115上的光点尺寸也不会发生变化，从而可以稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度，可以抑制倾斜角度的偏差。
另外，在上述的信息记录再生方法中，优选，从所述第1光源射出的光的波长与从所述第2光源射出的光的波长互不相同。
根据此结构，由于从第1光源射出的光不会射入第2光检测器，因此可以稳定地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度。
另外，在上述的信息记录再生方法中，优选，从所述第1光源射出的光的波长与从所述第2光源射出的光的波长相同。
根据此结构，因为只使用单一的波长，所以第2分歧部的制作变得容易，能够降低制作第2分歧部的成本。
另外，在上述的信息记录再生方法中，优选，从所述第2光源射出的光以汇聚光射入所述物镜光学系统。
根据此结构，由于从第2光源射出的光以汇聚光射入物镜光学系统，因此可以修正物镜光学系统的色像差，可以使物镜光学系统和第2光检测器之间的光学元件小型化，从而可以使拾光器小型化。
另外，在上述的信息记录再生方法中，优选，所述固体浸没透镜的与所述光记录介质的表面相对置的端面的周围的形状呈玉米状。
根据此结构，即便固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面相对倾斜，固体浸没透镜与光记录介质也不易碰撞，因此可以增大固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面的相对倾斜的允许角度。
本发明的另一方面所涉及的光信息装置，包括：如上所述的任意的拾光器；使光记录介质旋转的马达；基于从所述拾光器获得的信号控制所述马达及所述拾光器的控制部。根据此结构，可以将上述的拾光器应用于光信息装置。
本发明的另一方面所涉及的信息处理装置，包括：如上所述的光信息装置；处理对所述光信息装置记录的信息及/或从所述光信息装置再生的信息的信息处理部。根据此结构，可以将上述的光信息装置应用于信息处理装置。
另外，本发明还涉及另一种拾光器，是对光记录介质记录或再生信息的拾光器，包括：第1光源；包含固体浸没透镜和使来自所述第1光源的光聚光于所述固体浸没透镜的光圈透镜的物镜光学系统；反射所述第1光源射出的、被所述光记录介质的记录层反射的光的第1分歧部；使由所述光记录介质的记录层反射且被所述第1分歧部反射的光聚光的检测光学系统；接收由所述检测光学系统聚光的光、根据接收光量输出电信号的第1光检测器，其中，所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从所述第1光源射出的光的波长的10分之1的距离，所述固体浸没透镜的厚度满足下述式(19)及式(20)。
ns×(ds-Rs)+nd×dd＞8/(NA/0.85)/(m/15)2    …(19)
{-129×(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5-3}×(0.405/λ)＜70    …(20)
在此，ns表示所述固体浸没透镜的折射率，ds表示所述固体浸没透镜的厚度(μm)，Rs表示所述固体浸没透镜的曲率半径(μm)，nd表示所述光记录介质的表面和记录层之间的区域的折射率，dd表示所述光记录介质的表面和记录层之间的距离(μm)，NA表示所述物镜光学系统的数值孔径，m表示从所述物镜光学系统到所述检测光学系统的横向倍率，λ表示所述第1光源射出的光的波长(μm)。
根据此结构，物镜光学系统包含固体浸没透镜和使来自第1光源的光聚光于固体浸没透镜的光圈透镜。第1分歧部反射第1光源射出的、被光记录介质的记录层反射的光。检测光学系统使由光记录介质的记录层反射且被第1分歧部反射的光聚光。第1光检测器接收由检测光学系统聚光的光，根据接收光量输出电信号。固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从第1光源射出的光的波长的10分之1的距离。固体浸没透镜的厚度满足上述的式(19)及式(20)。
因此，由于消除来自固体浸没透镜的入射面的反射光和来自光记录介质的记录层的反射光的干涉所引起的检测信号的劣化，而且，即使物镜光学系统追随记录介质的倾斜也不会使光点劣化。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还可以降低损伤重要的光记录介质的可能性。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述固体浸没透镜的与所述光记录介质相对置的端面的周围的形状呈玉米状。
根据此结构，即便固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面相对倾斜，固体浸没透镜与光记录介质也不易碰撞，因此可以增大固体浸没透镜的端面与光记录介质的表面的相对倾斜的允许角度，可以放宽对光记录介质的倾斜的追随精度。
另外，优选，上述的拾光器还包括：供从所述第1光源射出的光射入、并反射被所述固体浸没透镜的端面反射的光的第2分歧部；接收由所述第2分歧部反射的光、根据接收光量输出电信号的第2光检测器，其中，所述第2光检测器输出用于检测所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面之间的距离的电信号。
根据此结构，第2分歧部供从第1光源射出的光射入、并反射被固体浸没透镜的端面反射的光。第2光检测器接收由第2分歧部反射的光、根据接收光量输出电信号。第2光检测器输出用于检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面之间的距离的电信号。
因此，能够正确地检测固体浸没透镜和光记录介质之间的距离，稳定地记录或再生信息。而且，由于只利用一个光源，所以可实现廉价的小型拾光器。
另外，优选，上述的拾光器还包括：第2光源；供从所述第2光源射出的光射入、并反射被所述固体浸没透镜的端面反射的光的第2分歧部；接收由所述第2分歧部反射的光、根据接收光量输出电信号的第2光检测器，其中，所述第2光检测器输出用于检测所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面之间的距离的电信号。
根据此结构，第2分歧部供从第2光源射出的光射入、并反射被固体浸没透镜的端面反射的光。第2光检测器接收由第2分歧部反射的光、根据接收光量输出电信号。第2光检测器输出用于检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面之间的距离的电信号。
因此，能够正确地检测固体浸没透镜和光记录介质之间的距离，稳定地记录或再生信息。另外，由于用于检测固体浸没透镜和光记录介质之间的距离的第2光源与用于对光记录介质的指定层记录或再生信息的第1光源分别配置，因此能够放宽各光源的调整精度，从而可实现组装容易的拾光器。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述第2光检测器具有至少2分割的光接收部，所述第2光检测部输出用于检测所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面的相对倾斜角度的电信号。
根据此结构，由第2光检测部输出用于检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度的电信号。因此，能够正确地检测固体浸没透镜和光记录介质之间的距离，进行控制使固体浸没透镜和光记录介质不会发生碰撞，从而稳定地记录或再生信息。
另外，在上述的拾光器中，优选，从所述第1光源射出的光的波长与从所述第2光源射出的光的波长互不相同。
根据此结构，由于从第1光源射出的光不会射入第2光检测器，因此可以稳定地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面之间的距离以及固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度。
另外，在上述的拾光器中，优选，从所述第1光源射出的光的波长与从所述第2光源射出的光的波长相同。
根据此结构，因为只使用单一的波长，所以第2分歧部的制作变得容易，能够降低制作第2分歧部的成本。
另外，在上述的拾光器中，优选，从所述第2光源射出的光以汇聚光射入所述物镜光学系统。
根据此结构，由于从第2光源射出的光以汇聚光射入物镜光学系统，因此可以修正物镜光学系统的色像差，可以使物镜光学系统和第2光检测器之间的光学元件小型化，从而可以使拾光器小型化。
另外，在上述的拾光器中，优选，所述光记录介质具有多层记录层，所述拾光器还包括根据汇聚的所述记录层变更所述固体浸没透镜和所述光圈透镜之间的沿光轴方向的距离的透镜间距离变更部。
根据此结构，由于固体浸没透镜和光圈透镜之间的沿光轴方向的距离可被变更，所以能够变更由第1光源射出的光的发散度，从而能够稳定并高精度地检测固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的相对倾斜角度。
本发明还涉及另一种信息记录再生方法，是对光记录介质记录或再生信息的拾光器的信息记录再生方法，包括以下步骤：射出来自第1光源的光的光射出步骤；通过包含固体浸没透镜和使来自所述第1光源的光聚光于所述固体浸没透镜的光圈透镜的物镜光学系统，使光汇聚到所述光记录介质的记录层的汇聚步骤；反射所述第1光源射出的、被所述光记录介质的记录层反射的光的第1反射步骤；通过检测光学系统使由所述光记录介质的记录层反射且在第1反射步骤中被反射的光聚光的聚光步骤；接收在所述聚光步骤中聚光的光、根据接收光量输出电信号的第1光检测步骤，其中，所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从所述第1光源射出的光的波长的10分之1的距离，在所述第1光检测步骤中输出用于检测记录于所述光记录介质的再生信号的电信号，所述固体浸没透镜的厚度满足下述的式(21)及式(22)。
ns×(ds-Rs)+nd×dd＞8/(NA/0.85)/(m/15)2    …(21)
{-129×(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5-3}×(0.405/λ)＜70    …(22)
在此，ns表示所述固体浸没透镜的折射率，ds表示所述固体浸没透镜的厚度(μm)，Rs表示所述固体浸没透镜的曲率半径(μm)，nd表示所述光记录介质的表面和记录层之间的区域的折射率，dd表示所述光记录介质的表面和记录层之间的距离(μm)，NA表示所述物镜光学系统的数值孔径，m表示从所述物镜光学系统到使由所述光记录介质的记录层反射的光聚光到光检测器的检测光学系统的横向倍率，λ表示所述第1光源射出的光的波长(μm)。
根据此方法，在光射出步骤，来自第1光源的光射出。在汇聚步骤，通过包含固体浸没透镜和使来自第1光源的光聚光于固体浸没透镜的光圈透镜的物镜光学系统，使光汇聚到光记录介质的记录层。在第1反射步骤，反射从第1光源射出的、被光记录介质的记录层反射的光。在聚光步骤，由光记录介质的记录层反射且在第1反射步骤中被反射的光通过检测光学系统而被聚光。在第1光检测步骤，接收在聚光步骤中聚光的光、根据接收光量输出电信号。固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从第1光源射出的光的波长的10分之1的距离，在第1光检测步骤，输出用于检测记录于光记录介质的再生信号的电信号。固体浸没透镜的厚度满足上述的式(21)及式(22)。
因此，由于消除来自固体浸没透镜的入射面的反射光和来自光记录介质的记录层的反射光的干涉所引起的检测信号的劣化，而且，即使物镜光学系统追随记录介质的倾斜也不会使光点劣化。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还可以降低损伤重要的光记录介质的可能性。
本发明的另一方面所涉及的物镜光学系统，是搭载于对光记录介质记录或再生信息的拾光器的物镜光学系统，包括：固体浸没透镜；和使来自光源的光聚光于所述固体浸没透镜的光圈透镜，其中，所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从所述光源射出的光的波长的10分之1的距离，所述固体浸没透镜的厚度满足下述的式(23)及式(24)。
ns×(ds-Rs)+nd×dd＞8/(NA/0.85)/(m/15)2    …(23)
{-129×(ns×(ds-Rs)+nd×dd)/Rs×NA3.5-3}×(0.405/λ)＜70    …(24)
在此，ns表示所述固体浸没透镜的折射率，ds表示所述固体浸没透镜的厚度(μm)，Rs表示所述固体浸没透镜的曲率半径(μm)，nd表示所述光记录介质的表面和记录层之间的区域的折射率，dd表示所述光记录介质的表面和记录层之间的距离(μm)，NA表示所述物镜光学系统的数值孔径，m表示从所述物镜光学系统到所述检测光学系统的横向倍率，λ表示从所述光源射出的光的波长(μm)。
根据此结构，物镜光学系统包括固体浸没透镜和使来自光源的光聚光于固体浸没透镜的光圈透镜。固体浸没透镜的端面和光记录介质的表面的距离被保持在作为瞬逝光传播的距离、且短于从光源射出的光的波长的10分之1的距离。固体浸没透镜的厚度满足上述的式(23)及式(24)。
因此，由于消除来自固体浸没透镜的入射面的反射光和来自光记录介质的记录层的反射光的干涉所引起的检测信号的劣化，而且，即使物镜光学系统追随记录介质的倾斜也不会使光点劣化。因此，不仅可以稳定地记录或再生信息，还可以降低损伤重要的光记录介质的可能性。
本发明的另一方面所涉及的光信息装置，包括：如上所述的任意的拾光器；使光记录介质旋转的马达；基于从所述拾光器获得的信号控制所述马达及所述拾光器的控制部。根据本结构，可以将上述的拾光器应用于光信息装置。
本发明的另一方面所涉及的信息处理装置，包括：如上所述的光信息装置；处理对所述光信息装置记录的信息及/或从所述光信息装置再生的信息的信息处理部。根据本结构，可以将上述的光信息装置应用于信息处理装置。
另外，实施本发明的实施例的各项所介绍的具体的实施形态或实施例，只不过是用于明确本发明的技术内容，并不用于将发明限定到这些实施例而狭义地进行解释，可以对本发明的发明点以及权利要求的范围进行种种变更来实施。
产业上的可利用性
本发明所涉及的拾光器、倾斜角度检测方法以及光信息装置，可以利用数值孔径超过1的固体浸没透镜对具有多层记录层的光记录介质高密度且稳定地记录或再生信息。因此，可以应用到作为光信息装置的计算机、光盘刻录机、光盘播放机、光盘服务器、以及汽车导航系统等的信息处理装置。

Claims (19)

1.一种拾光器，其特征在于包括：
光束生成部，生成第1光束和第2光束；
物镜光学系统，包含具有与多层光记录介质的表面相对置的端面的固体浸没透镜，使所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述光记录介质；
第1分歧元件，反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述第1光束及所述第2光束；
汇聚状态变更部，使由所述第1分歧元件反射的所述第1光束及所述第2光束汇聚并变更汇聚状态；
第1光检测器，检测由所述汇聚状态变更部汇聚的所述第1光束及所述第2光束，其中，
所述第1光束的中心与所述第2光束的中心，在所述固体浸没透镜的端面上处于不同的位置；
所述汇聚状态变更部，根据所述光记录介质的层变更所述第1光束及所述第2光束的汇聚状态；
所述第1光检测器，包含接收所述汇聚的第1光束的第1光接收部和接收所述汇聚的第2光束的第2光接收部，基于所述第1光接收部和所述第2光接收部的接收光量之差，检测所述固体浸没透镜的端面与所述光记录介质的表面的相对倾斜角度。
2.根据权利要求1所述的拾光器，其特征在于还包括：
发散度变更机构，变更由所述光束生成部生成的所述第1光束及所述第2光束的发散度；其中，
所述物镜光学系统，使来自所述发散度变更机构的所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述光记录介质。
3.根据权利要求1所述的拾光器，其特征在于：
所述物镜光学系统还包含使所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述固体浸没透镜的光圈透镜，
所述拾光器还包括变更所述固体浸没透镜和所述光圈透镜之间的沿光轴方向的距离的透镜间距离变更部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的拾光器，其特征在于：
所述汇聚状态变更部，包括变更所述第1光束及所述第2光束的汇聚位置的汇聚位置变更部。
5.根据权利要求4所述的拾光器，其特征在于：
所述汇聚位置变更部，包括使所述第1光束及所述第2光束汇聚的汇聚透镜、玻璃板、以及根据所述光记录介质的层将所述玻璃板插入所述汇聚透镜和所述第1光检测器之间的光路中的玻璃板插入部。
6.根据权利要求5所述的拾光器，其特征在于：
所述玻璃板包括厚度各不相同的多个玻璃板；
所述玻璃板插入部，根据所述光记录介质的层将所述多个玻璃板选择性地插入所述汇聚透镜和所述第1光检测器之间的光路中。
7.根据权利要求4所述的拾光器，其特征在于：
所述汇聚位置变更部，包括使所述第1光束及所述第2光束汇聚的汇聚透镜、和根据所述光记录介质的层变更所述汇聚透镜在光轴方向的位置的透镜位置变更机构。
8.根据权利要求4所述的拾光器，其特征在于：
所述汇聚位置变更部，包括根据所述光记录介质的层改变所述第1光束及所述第2光束的焦点位置的可变焦透镜。
9.根据权利要求8所述的拾光器，其特征在于：
所述可变焦透镜包括液晶透镜。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的拾光器，其特征在于：
所述汇聚状态变更部，包括对所述第1光束及所述第2光束赋予像散的像散赋予部。
11.根据权利要求10所述的拾光器，其特征在于：
所述像散赋予部，采用光入射面和光出射面的至少其中一面为圆筒面的透镜。
12.根据权利要求10所述的拾光器，其特征在于：
所述像散赋予部，包括使所述第1光束及所述第2光束聚光的聚光透镜和配置在所述聚光透镜与所述第1光检测器之间的光路中的楔状的玻璃板。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的拾光器，其特征在于：
所述固体浸没透镜的端面的周围的形状呈玉米状。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的拾光器，其特征在于：
所述固体浸没透镜的端面上的所述第2光束的中心，处于在所述光记录介质的切线方向或者半径方向上偏离所述固体浸没透镜的端面上的所述第1光束的中心的位置。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的拾光器，其特征在于：
所述光束生成部，还生成第3光束和第4光束；
所述物镜光学系统，使所述第3光束及所述第4光束汇聚到所述光记录介质；
所述第1分歧元件，反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述第3光束及所述第4光束；
所述汇聚状态变更部，使由所述第1分歧元件反射的所述第3光束及所述第4光束汇聚到所述第1光检测器并变更汇聚状态；
所述第1光检测器，检测由所述汇聚状态变更部汇聚的所述第3光束及所述第4光束；
所述第1光束的中心、所述第2光束的中心、所述第3光束的中心及所述第4光束的中心，在所述固体浸没透镜的端面上处于互不相同的位置；
在所述固体浸没透镜的端面上，连接所述第1光束的中心和所述第2光束的中心的直线，垂直于连接所述第3光束的中心和所述第4光束的中心的直线；
所述第1光检测器，还包含接收所述汇聚的第3光束的第3光接收部和接收所述汇聚的第4光束的第4光接收部，基于所述第1光接收部和所述第2光接收部的接收光量之差及所述第3光接收部和所述第4光接收部的接收光量之差，检测所述固体浸没透镜的端面与所述光记录介质的表面的相对倾斜角度。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的拾光器，其特征在于：
所述第1光束为主光束；
所述第2光束为子光束；
所述第1分歧元件，反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述主光束及所述子光束；
所述第1光检测器，检测由所述汇聚状态变更部汇聚的所述主光束及所述子光束；
所述拾光器还包括：
反射被所述光记录介质反射的所述主光束的第2分歧元件；和
检测由所述第2分歧元件反射的所述主光束的第2光检测器。
17.一种倾斜角度检测方法，用于检测多层光记录介质的表面和固体浸没透镜的与所述光记录介质的表面相对置的端面的相对倾斜角度，其特征在于包括以下步骤：
光束生成步骤，生成第1光束和第2光束；
汇聚步骤，通过所述固体浸没透镜使所述第1光束及所述第2光束汇聚到所述光记录介质；
反射步骤，反射被所述固体浸没透镜的端面反射的所述第1光束及所述第2光束；
汇聚状态变更步骤，使在所述反射步骤中反射的所述第1光束及所述第2光束汇聚并变更汇聚状态；
光检测步骤，检测在所述汇聚状态变更步骤中汇聚的所述第1光束及所述第2光束，其中，
所述第1光束的中心与所述第2光束的中心，在所述固体浸没透镜的端面上处于不同的位置；
所述汇聚状态变更步骤，根据所述光记录介质的层变更所述第1光束及所述第2光束的汇聚状态；
所述光检测步骤，基于所述汇聚的第1光束和所述汇聚的第2光束的接收光量之差，检测所述固体浸没透镜的端面和所述光记录介质的表面的相对倾斜角度。
18.一种光信息装置，其特征在于包括：
如权利要求1至16中任一项所述的拾光器；
使光记录介质旋转的马达；
基于从所述拾光器所获得的信号，控制所述马达及所述拾光器的控制部。
19.一种信息处理装置，其特征在于包括：
如权利要求18所述的光信息装置；
处理对所述光信息装置记录的信息及/或从所述光信息装置再生的信息的信息处理部。
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