JP2002157771A - 収差検出装置および収差検出方法並びに光ピックアップ装置 - Google Patents

収差検出装置および収差検出方法並びに光ピックアップ装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ビームを適切に分離することで、各光ビー
ムのスポット径が最も小さくなる位置の相違を大きくし
て、それぞれの光ビームの焦点位置ずれ量を大きくし、
感度よく球面収差を検出できる収差検出装置を提供す
る。 【解決手段】 光ディスク６から反射して２要素対物レ
ンズ９を通過した光ビームを、第１の光ビームと第２の
光ビームに分離するホログラム２と、第１の光ビームお
よび第２の光ビームを受光して焦点位置ずれを検出する
検出装置７、８とを備える。光ビームが光ディスク６の
情報記録層６ｃまたは６ｄ上で最良像点となる場合の波
面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値を境界線とし
て得られるホログラム２の第１の領域２ａおよび第２の
領域２ｂにより、該ホログラム２に入射される光ビーム
を上記第１の光ビームと第２の光ビームとに分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集光光学系におい
て発生する収差を検出するための収差検出装置およびこ
の収差検出装置を備えた光ピックアップ装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報量の増大と共に光ディスクの
記録密度を高くすることが求められている。光ディスク
の高記録密度化は、光ディスクの情報記録層における線
記録密度を高めることやトラックの狭ピッチ化により行
われてきた。この光ディスクの高記録密度化に対応する
ためには、該光ディスクの情報記録層上に集光される光
ビームのビーム径を小さくすることが必要である。
【０００３】光ビームのビーム径を小さくする方法とし
て、光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置の集
光光学系としての対物レンズから照射される光ビームの
開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を大きくすること
と、光ビームの短波長化が考えられる。
【０００４】光ビームの短波長化に関しては、光源を赤
色半導体レーザーから、本格的に商品化の道が開かれて
きた青紫色半導体レーザーへ変更することにより実現可
能と考えられる。
【０００５】一方、高開口数の対物レンズを実現する手
法としては、対物レンズに半球レンズを組み合わせて、
２枚のレンズ（２群レンズ）で対物レンズを構成するこ
とで高開口数を実現する手法が提案されている。
【０００６】一般に、光ディスクでは、埃や傷から情報
記録層を保護するために、情報記録層がカバーガラスで
覆われている。したがって、光ピックアップ装置の対物
レンズを透過した光ビームは、カバーガラスを通過し
て、その下にある情報記録層上で集光されて焦点を結ぶ
ことになる。
【０００７】光ビームがカバーガラスを通過すると、球
面収差（ＳＡ：Spherical Aberration）が発生する。球
面収差ＳＡは、ＳＡ ∝ ｄ・ＮＡ4 ・・
・・・・・・・・（１）で示され、カバーガラスの厚さ
ｄおよび対物レンズのＮＡの４乗に比例する。通常、対
物レンズは、この球面収差を相殺するように設計されて
いるので、対物レンズとカバーガラスを通過した光ビー
ムの球面収差は十分に小さくなっている。
【０００８】しかしながら、カバーガラスの厚さが、予
め定められた値からずれると、情報記録層に集光された
光ビームには、球面収差が発生し、ビーム径が大きくな
ってしまい、情報を正しく読み書きすることができなく
なるという問題が生じる。
【０００９】また、上記の式（１）より、カバーガラス
の厚さ誤差Δｄが大きくなればなるほど、球面収差の誤
差ΔＳＡが大きくなり、情報を正しく読み書きすること
ができなくなることが分かる。
【００１０】また、光ディスクの厚さ方向へ記録情報の
高密度化を進めることができるように、情報記録層を積
層化して形成された多層光ディスクとしては、例えば情
報記録層が２層のＤＶＤ（Digital Veratile Disc ）が
既に商品化されている。このような多層光ディスクを記
録再生する光ピックアップ装置は、光ディスクの各情報
記録層毎に光ビームを十分小さく集光させることが必要
である。
【００１１】上記のような情報記録層が多層光ディスク
では、該光ディスクの表面（カバーガラス表面）から各
情報記録層までの厚みがそれぞれ異なるので、光ビーム
が光ディスクのカバーガラスを通過する際に発生する球
面収差が、各情報記録層ごとに異なる。この場合、例え
ば、隣接する情報記録層で発生する球面収差の差異（誤
差ΔＳＡ）は、式（１）より、隣接する情報記録層の層
間距離ｔ（ｄに相当）に比例する。
【００１２】情報記録層が２層のＤＶＤでは、光ピック
アップ装置の対物レンズのＮＡが０．６程度と小さいの
で、上記式（１）より、カバーガラス厚さ誤差Δｄが多
少大きくなっても、球面収差の誤差ΔＳＡに与える影響
は小さいことが分かる。
【００１３】したがって、従来の開口数ＮＡが０．６程
度の光ピックアップ装置を使用するＤＶＤ装置では、Ｄ
ＶＤのカバーガラスの厚さ誤差Δｄによって発生する球
面収差の誤差ΔＳＡが小さく、各情報記録層毎に集光さ
れる光ビームを十分小さく集光させることができる。
【００１４】ところが、カバーガラスの厚さ誤差Δｄが
等しくても、ＮＡが大きくなるほど大きな球面収差ＳＡ
が発生する。例えば、ＮＡ＝０．６に比べて、ＮＡ＝
０．８５では、約４倍の球面収差ＳＡが発生する。した
がって、上記式（１）より、ＮＡ＝０．８５のように高
ＮＡになればなるほど、カバーガラスの厚さ誤差によっ
て発生する球面収差が大きくなることが分かる。
【００１５】同様に、多層光ディスクの場合、隣接する
情報記録層の層間距離ｔが等しくても、光ピックアップ
装置の対物レンズのＮＡが大きくなるほど大きな球面収
差の差異（誤差ΔＳＡ）が発生する。例えば、ＮＡ＝
０．６に比べて、ＮＡ＝０．８５では、約４倍の球面収
差の差異が発生する。したがって、上記式（１）より、
ＮＡ＝０．８５のように高ＮＡになればなるほど、各情
報記録層毎の球面収差の差異が大きくなることが分か
る。
【００１６】よって、高ＮＡの対物レンズでは、球面収
差の誤差の影響が無視できず、情報の読み取り精度の低
下を招くという問題が生じる。そこで、高ＮＡの対物レ
ンズを用いて高記録密度化を実現するためには球面収差
を補正する必要がある。
【００１７】球面収差を補正する技術として、例えば、
特開２０００−１５５９７９号公報（文献１）、特開２
０００−１８２２５４号公報（文献２）、特開２０００
−１７１３４６号公報（文献３）等に開示された技術が
考えられる。
【００１８】文献１には、光ディスクから反射して集光
する復路の光ビームのうち、該光ビームの光軸を中心と
する径が異なる２つの同心円で挟まれた領域（半リング
状領域）を通過する光ビームのみを集光させて球面収差
を検出し、この検出結果に基づいて球面収差を補正する
技術が開示されている。
【００１９】文献２には、光ディスクから反射して集光
する復路の光ビームを、ホログラム素子によって、該光
ビームの光軸に近い光ビームと、その外側の光ビームと
に分離し、これら２つの光ビームを集光させて球面収差
を検出し、この検出結果に基づいて球面収差を補正する
技術が開示されている。
【００２０】文献３には、光ディスクの情報記録層に光
ビームを集光させたとき、球面収差によって光ビームの
光軸付近の光ビームと光軸付近より外側の光ビームで集
光位置が異なるのを利用して球面収差を検出し、この検
出結果に基づいて球面収差を補正する技術が開示されて
いる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した文
献１ないし文献３においては、以下に示すような問題が
生じる。
【００２２】文献１では、光ビームの光軸を中心とする
径が異なる２つの同心円で挟まれた領域のうち、半リン
グ状領域を通過する光ビームを、球面収差を検出する光
ビームとして利用している。この半リング状領域は、光
ビームの波面を表わす曲線の極値を含む領域であり、こ
の領域を通過する光ビームは、球面収差の無い理想波面
における集光ビームの焦点位置に集光することになる。
このため、光ビームの焦点位置を利用して球面収差誤差
信号を検出する方法に適用することができない。
【００２３】また、文献２および文献３では、分離した
光ビームの焦点位置ずれを検出することで、球面収差を
検出するようになっている。このため、光ビームを適切
に分離しないと、各光ビームのスポット径が最も小さく
なる位置の相違が小さくなるので、それぞれの光ビーム
の焦点位置ずれ量が小さくなり、感度よく球面収差を検
出することができない。
【００２４】本発明は、上記の各問題点を解決するため
になされたもので、その目的は、光ビームを適切に分離
することで、各光ビームのスポット径が最も小さくなる
位置の相違を大きくして、それぞれの光ビームの焦点位
置ずれ量を大きくし、感度よく球面収差を検出できる収
差検出装置および収差検出方法並びに光ピックアップ装
置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明の収差検出装置
は、上記の課題を解決するために、集光光学系を通過し
た光ビームを、該光ビームの光軸を含む第１の光ビーム
と、該光ビームの光軸を含まない第２の光ビームとに分
離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段によ
って分離された２つの光ビームのうち少なくとも一つの
光ビームの焦点位置に基づいて、上記集光光学系の球面
収差を検出する球面収差検出手段とを備え、上記光ビー
ム分離手段は、光ビームが光記録媒体の情報記録層上で
最良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この
曲線の極値を境界線として、該光ビームを上記第１の光
ビームと第２の光ビームとに分離することを特徴として
いる。
【００２６】光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最
良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲
線の極値における接線は、球面収差のない理想波面を表
わす曲線の接線にほぼ平行になる。このことは、光ビー
ムが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の
波面を表わす曲線の極値を通過する光ビームが収束する
収束点（焦点）と、上記最良像点とがほぼ一致すること
を示している。
【００２７】したがって、上記構成のように、光ビーム
分離手段によって、集光光学系を通過した光ビームを、
該光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点とな
る場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値を
境界線とし、上記光ビームの光軸を含む第１の光ビーム
と、該光ビームの光軸を含まない第２の光ビームとに分
離することで、この分離された２つの光ビームの何れの
焦点も最良像点に一致しないことになる。
【００２８】これにより、分離された２つの光ビームの
焦点位置と最良像点とを明確に区別することができるの
で、これら２つの光ビームの焦点位置から最良像点まで
の距離、すなわち各光ビームの焦点位置ずれ量が明確と
なる。よって、このようにして得られた焦点位置ずれ量
を用いれば感度よく上記集光光学系の球面収差を検出す
ることができる。
【００２９】また、分離された２つの光ビームの焦点位
置は、何れも最良像点に一致するものではないので、何
れか一方の光ビームの焦点位置に基づいて集光光学系の
球面収差を検出すればよい。
【００３０】また、上記光ビーム分離手段は、上記第１
の光ビームを分離するための第１の領域と、上記第２の
光ビームを分離するための第２の領域とを有し、上記第
１の領域と第２の領域とは、上記境界線で分割され、該
境界線が円または円弧状であってもよい。
【００３１】上述のように、光ビームを分割する分割線
は、波面収差を表わす曲線の極値を通過すればよいの
で、例えば、分割線は極値付近を通過する楕円や正多角
形などでも球面収差を検出することができる。しかしな
がら、最も感度よく球面収差を検出するには、光ビーム
を正確に波面収差を表わす曲線の極値（光ビームの有効
径の７０％）で分割する必要がある。このためには、上
記分割線（境界線）が円または円弧状であればよく、こ
の場合、最も感度よく球面収差を検出することができ
る。
【００３２】また、本発明の他の収差検出装置は、上記
の課題を解決するために、集光光学系を通過した光ビー
ムを、該光ビームの光軸を含む第１の光ビームと、該光
ビームの光軸を含まない第２の光ビームとに分離する光
ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段により分離さ
れた第１の光ビームと第２の光ビームの少なくとも一方
の光ビームの焦点位置に基づいて、上記集光光学系の球
面収差を検出する収差検出手段とを備え、上記収差検出
手段は、上記第１の光ビームから、該第１の光ビームの
焦点位置ずれを検出し、第１エラー信号を出力する第１
焦点誤差検出部と、上記第２の光ビームから、該第２の
光ビームの焦点位置ずれを検出し、第２エラー信号を出
力する第２焦点誤差検出部とを有し、上記第１エラー信
号をＦ１、上記第２エラー信号をＦ２、上記集光光学系
の焦点誤差量を示す焦点誤差信号ＦＥＳをＦ１＋Ｆ２と
した場合、上記集光光学系の球面収差量を示す球面収差
誤差信号ＳＡＥＳを、 ＳＡＥＳ＝Ｆ１−ＦＥＳ×ｋ１（ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−ＦＥＳ×ｋ２（ｋ２は係数） の何れかの式で求め、この球面収差誤差信号ＳＡＥＳか
ら球面収差を検出することを特徴としている。
【００３３】集光光学系で球面収差が発生した場合、第
１の光ビームの焦点位置と第２の光ビームの焦点位置は
何れも変化する。このため、上記第１の光ビームの焦点
位置ずれを検出して得られた第１エラー信号Ｆ１と第２
の光ビームの焦点位置ずれを検出して得られた第２エラ
ー信号Ｆ２は、何れも球面収差によって変化することに
なる。また、上記第１エラー信号Ｆ１および第２エラー
信号は、球面収差によって正負別々の影響を受ける。
【００３４】したがって、上記の構成のように、上記第
１エラー信号と第２エラー信号との両方を使用して、上
記集光光学系の焦点誤差信号ＦＥＳを求めれば、球面収
差の影響を極力抑えた信号を得ることができる。
【００３５】このように、球面収差の影響を極力抑えた
焦点誤差信号ＦＥＳを用いて球面収差誤差信号ＳＡＥＳ
を求めれば、精度よく球面収差を検出することができ
る。
【００３６】また、本発明の収差検出方法は、上記の課
題を解決するために、集光光学系を通過した光ビーム
を、該光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点
となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極
値を境界線とし、上記光ビームの光軸を含む光ビーム
と、該光ビームの光軸を含まない光ビームとに分離し、
分離した２つの光ビームのうち少なくとも一方の光ビー
ムの焦点位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を
検出することを特徴としている。
【００３７】上記の構成によれば、集光光学系を通過し
た光ビームを、該光ビームが光記録媒体の情報記録層上
で最良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、こ
の曲線の極値を境界線とし、上記光ビームの光軸を含む
光ビームと、該光ビームの光軸を含まない光ビームとに
分離することで、この分離された２つの光ビームの何れ
の焦点も最良像点に一致しないことになる。
【００３８】これにより、分離された２つの光ビームの
焦点位置と最良像点とを明確に区別することができるの
で、これら２つの光ビームの焦点位置から最良像点まで
の距離、すなわち各光ビームの焦点位置ずれ量が明確と
なる。よって、このようにして得られた焦点位置ずれ量
を用いれば感度よく上記集光光学系の球面収差を検出す
ることができる。
【００３９】また、本発明の光ピックアップ装置は、上
記の課題を解決するために、光源と、上記光源から照射
される光ビームを光記録媒体に集光させる集光光学系
と、上記光記録媒体から反射して上記集光光学系を通過
した光ビームを、該光ビームの光軸を含む第１の光ビー
ムと、該光ビームの光軸を含まない第２の光ビームとに
分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段に
よって分離された２つの光ビームのうち少なくとも一つ
の光ビームの焦点位置に基づいて、上記集光光学系の球
面収差を検出する球面収差検出手段と、上記球面収差検
出手段によって検出された球面収差を補正する球面収差
補正手段とを備え、上記光ビーム分離手段は、光ビーム
が光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波
面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値を境界線とし
て、該光ビームを、上記第１の光ビームと第２の光ビー
ムとに分離することを特徴としている。
【００４０】光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最
良像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲
線の極値における接線は、球面収差のない理想波面を表
わす曲線の接線にほぼ平行になる。このことは、光ビー
ムが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となるときの
波面を表わす曲線の極値を通過する光ビームが収束する
収束点（焦点）と、上記最良像点とがほぼ一致すること
を示すことになる。
【００４１】したがって、上記構成のように、光ビーム
分離手段によって、光記録媒体から反射して集光光学系
を通過した光ビームを、該光ビームが光記録媒体の情報
記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わした
とき、この曲線の極値を境界線として、上記光ビームの
光軸を含む光ビームと、該光ビームの光軸を含まない光
ビームとに分離することで、この分離された２つの光ビ
ームの何れの焦点も最良像点に一致しないことになる。
【００４２】これにより、光ビーム分離手段によって分
離された２つの光ビームの焦点位置と最良像点とを明確
に区別することができるので、これら２つの光ビームの
焦点位置から最良像点までの距離、すなわち各光ビーム
の焦点位置ずれ量が明確となる。よって、集光光学系の
球面収差を感度よく検出できる。
【００４３】したがって、精度よく検出された焦点位置
ずれ量に基づいて、集光光学系における焦点位置ずれを
補正することで、高精度に上記集光光学系の球面収差を
補正することができる。
【００４４】また、上記光ビーム分離手段は、光ビーム
から上記第１の光ビームを分離する第１の領域と、光ビ
ームから上記第２の光ビームを分離する第２の領域とを
有し、上記第１の領域と第２の領域は、上記光記録媒体
のトラック方向に直交する方向に対し略平行な直線部分
を少なくとも一部にもつ分割線によって分割されていて
もよい。
【００４５】この場合、第１の光ビームと第２の光ビー
ムとを分離する第１の領域と第２の領域とが、光記録媒
体のトラック方向に直交する方向に対し略平行な直線部
分を少なくとも一部にもつ分割線によって分割されてい
ることで、第１の領域と第２の領域とはラジアル方向に
延びた形状となる。このため、トラッキング制御を行う
場合に、光ビームの中心がラジアル方向に移動しても、
他の領域に光ビームが入射されることはない。
【００４６】したがって、トラッキング制御が行われて
も、常に精度よく球面収差を検出し、この球面収差の補
正を行うことができる。
【００４７】また、本発明の他の光ピックアップ装置
は、上記の課題を解決するために、光源と、上記光源か
ら照射される光ビームを光記録媒体に集光させる集光光
学系と、上記光記録媒体に反射して集光光学系を通過し
た光ビームを、該光ビームの光軸を含む第１の光ビーム
と、該光ビームの光軸を含まない第２の光ビームとに分
離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段によ
り分離された第１の光ビームと第２の光ビームの少なく
とも一つの光ビームの焦点位置のずれ量を検出する焦点
位置ずれ量検出手段と、上記焦点位置ずれ量検出手段に
よって検出された焦点位置ずれ量に基づいて、上記集光
光学系の球面収差を補正する補正手段とを備え、上記焦
点位置ずれ量検出手段は、上記第１の光ビームから、該
第１の光ビームの焦点位置ずれを検出し、第１エラー信
号を出力する第１焦点誤差検出部と、上記第２の光ビー
ムから、該第２の光ビームの焦点位置ずれを検出し、第
２エラー信号を出力する第２焦点誤差検出部とを有し、
上記第１エラー信号をＦ１、上記第２エラー信号をＦ
２、上記集光光学系の焦点誤差量を示す焦点誤差信号Ｆ
ＥＳをＦ１＋Ｆ２とした場合、上記集光光学系の球面収
差量を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳを、 ＳＡＥＳ＝Ｆ１−ＦＥＳ×ｋ１（ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−ＦＥＳ×ｋ２（ｋ２は係数） の何れかの式で求め、上記補正手段は、上記焦点位置ず
れ量検出手段で求められた球面収差誤差信号ＳＡＥＳに
基づいて集光光学系の球面収差を補正することを特徴と
している。
【００４８】集光光学系で球面収差が発生した場合、第
１の光ビームの焦点位置と第２の光ビームの焦点位置は
何れも変化する。このため、上記第１の光ビームの焦点
位置ずれを検出して得られた第１エラー信号Ｆ１と第２
の光ビームの焦点位置ずれを検出して得られた第２エラ
ー信号Ｆ２は、何れも球面収差によって変化することに
なる。また、上記第１エラー信号Ｆ１および第２エラー
信号は、球面収差によって正負別々の影響を受ける。
【００４９】したがって、上記の構成のように、上記第
１エラー信号と第２エラー信号との両方を使用して、上
記集光光学系の焦点誤差信号ＦＥＳを求めれば、球面収
差の影響を極力抑えた信号を得ることができる。
【００５０】このように、球面収差の影響を極力抑えた
焦点誤差信号ＦＥＳを用いて球面収差誤差信号ＳＡＥＳ
を求めれば、精度よく球面収差を検出することができる
ので、球面収差の補正を正確に行うことができる。
【００５１】また、上記焦点位置ずれ量検出手段は、上
記焦点誤差信号ＦＥＳをほぼ０として、上記球面収差誤
差信号ＳＡＥＳを求めるようにしてもよい。
【００５２】この場合、焦点誤差信号ＦＥＳがほぼ０で
ある状態、すなわち焦点ずれが無い状態では、集光光学
系の最良像点と光記録媒体とが一致していると判断され
る。したがって、この状態であれば、球面収差誤差信号
ＳＡＥＳを正確に検出することができる。
【００５３】これにより、最も正確に球面収差を検出す
るには、上述のように、焦点誤差信号ＦＥＳをほぼ０と
して、上記球面収差誤差信号ＳＡＥＳを求める必要があ
る。
【００５４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について説
明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で
は、本発明の収差検出装置を光記録媒体としての光ディ
スクに対して光学的に情報の記録・再生を行う光記録再
生装置に備られた光ピックアップ装置に用いた例につい
て説明する。
【００５５】本実施の形態に係る光記録再生装置は、図
２に示すように、光記録媒体である光ディスク６を回転
駆動するスピンドルモータ６２、光ディスク６に情報を
記録再生する光ピックアップ装置１０、上記スピンドル
モータ６２および光ピックアップ装置１０を駆動制御す
るための駆動制御部５１を備えている。
【００５６】上記光ピックアップ装置１０は、光ディス
ク６に光ビームを照射するための光源としての半導体レ
ーザ１、ホログラム２、コリメートレンズ３、集光光学
系としての２要素対物レンズ９および検出装置７、８を
有している。
【００５７】また、上記２要素対物レンズ９とコリメー
トレンズ３との間には、２要素対物レンズ９からの光ビ
ームあるいはコリメートレンズ３からの光ビームの光路
を約９０°屈折させるミラー６３が設置されている。
【００５８】さらに、上記２要素対物レンズ９は、半導
体レーザ１からの光ビーム照射側からレンズ第１要素
４、レンズ第２要素５の順で配置された構造となってい
る。
【００５９】上記レンズ第１要素４は、周縁部において
ホルダ５２により保持されている。このホルダ５２の外
周部には、フォーカス・アクチュエータ５３およびトラ
ッキング・アクチュエータ６４が設けられている。
【００６０】上記フォーカス・アクチュエータ５３によ
って、２要素対物レンズ９を光軸方向の適切な位置に移
動させて合焦制御が行われる。また、トラッキング・ア
クチュエータ６４によって、２要素対物レンズ９をラジ
アル方向（光ディスク６上に形成されたトラックの方向
および光軸方向とに互いに直交する方向）に移動させて
トラッキング制御が行われる。
【００６１】上記のトラッキング・アクチュエータ６４
を正確に駆動制御することで、光ビームを光ディスク６
の情報トラック上に正確に追跡させるようになってい
る。
【００６２】また、上記レンズ第２要素５は、周縁部に
おいてホルダ５４に保持されている。このホルダ５４の
外周部に対向するホルダ５２の内周面には、上記レンズ
第２要素５を光軸方向に移動させる第２要素アクチュエ
ータ５５が設けられている。この第２要素アクチュエー
タ５５を駆動制御することで、レンズ第１要素４とレン
ズ第２要素５との間隔を調整し、光ピックアップ装置１
０の光学系で生じる球面収差を補正するようになってい
る。
【００６３】上記駆動制御部５１は、上記スピンドルモ
ータ６２の駆動制御を行うスピンドルモータ駆動回路５
６、上記フォーカス・アクチュエータ５３の駆動制御を
行うフォーカス駆動回路５７、上記トラッキング・アク
チュエータ６４の駆動制御を行うトラッキング駆動回路
６１、上記第２要素アクチュエータ５５の駆動制御を行
う第２要素駆動回路５８を有すると共に、上記検出装置
７、８から得られた信号から上記の各制御回路への制御
信号を生成するための制御信号生成回路５９、上記検出
装置７、８から得られた信号から光ディスク６に記録さ
れている情報を再生し、再生信号を生成するための情報
再生回路６０を有している。
【００６４】上記制御信号生成回路５９は、上記検出装
置７、８から得られた信号に基づいて、トラッキングエ
ラー信号、焦点誤差信号ＦＥＳ、球面収差誤差信号ＳＡ
ＥＳを生成し、トラックエラー信号はトラッキング駆動
回路６１へ、焦点誤差信号ＦＥＳはフォーカス駆動回路
５７へ、球面収差誤差信号ＳＡＥＳは第２要素駆動回路
５８へ出力するようになっている。そして、各駆動回路
では、各エラー信号に基づいて各部材の駆動制御を行
う。
【００６５】例えばフォーカス駆動回路５７では、焦点
誤差信号ＦＥＳが入力されれば、このＦＥＳの値に基づ
いて、２要素対物レンズ９を光軸方向に移動させて、該
２要素対物レンズ９の焦点位置ずれを補正するようにフ
ォーカス・アクチュエータ５３を駆動制御する。
【００６６】また、第２要素駆動回路５８では、球面収
差誤差信号ＳＡＥＳが入力されれば、このＳＡＥＳの値
に基づいて、レンズ第２要素５を光軸方向に移動させ
て、光ピックアップ装置１０の光学系で発生した球面収
差を補正するように第２要素アクチュエータ５５を駆動
制御する。但し、球面収差補正機構で球面収差を補正す
る場合には、２要素対物レンズ９のレンズ第１要素４と
レンズ第２要素５との間隔は固定し、該球面収差補正機
構に入力された球面収差誤差信号ＳＡＥＳの値に応じ
て、球面収差を補正する。
【００６７】ここで、上記光ピックアップ装置１０の詳
細について図１を参照しながら以下に説明する。なお、
説明の便宜上、図１に示す光ピックアップ装置１０で
は、図２で示したミラー６３については省略している。
【００６８】上記光ピックアップ装置１０において、ホ
ログラム２、コリメートレンズ３、２要素対物レンズ９
を構成するレンズ第１要素４、レンズ第２要素５は、半
導体レーザ１の光ビーム照射面と光ディスクの光ビーム
反射面との間に形成される光軸ＯＺ上に配置され、検出
装置７、８は、上記ホログラム２の回折光の焦点位置近
傍に配置されている。
【００６９】すなわち、上記構成の光ピックアップ装置
１０において、半導体レーザ１から照射された光ビーム
は、ホログラム２で０次回折光として通過し、コリメー
トレンズ３によって平行光に変換された後、２枚のレン
ズ第１要素４および第２要素５から構成される２要素対
物レンズ９を通過して、光ディスク６上の情報記録層６
ｃまたは６ｄに集光される。
【００７０】一方、光ディスク６の情報記録層６ｃまた
は６ｄから反射された光ビームは、２要素対物レンズ９
のレンズ第２要素５、レンズ第１要素４、コリメートレ
ンズ３の順に各部材を通過してホログラム２に入射さ
れ、ホログラム２にて回折されて検出装置７、８上に集
光される。
【００７１】上記検出装置７は、第１受光部７ａと第２
受光部７ｂを備えており、ホログラム２の＋１次光の焦
点位置より該ホログラム２に近い側に配置されている。
一方上記検出装置８は、第３受光部８ａと第４受光部８
ｂを備えており、ホログラム２の−１次光の焦点位置よ
り該ホログラム２から遠い側に配置されている。
【００７２】また、ホログラム２の＋１次光の焦点位置
と検出装置７の距離と−１次光の焦点位置と検出装置８
の距離はほぼ等しく設定されている。これら検出装置
７、８で光ビームは電気信号に変換される。
【００７３】上記光ディスク６は、カバーガラス６ａ、
基板６ｂ、およびカバーガラス６ａと基板６ｂとの間に
形成された２つの情報記録層６ｃ、６ｄから構成されて
いる。つまり、光ディスク６は２層ディスクであって、
本光ピックアップ装置１０は情報記録層６ｃまたは６ｄ
に光ビームを集光させることで、各情報記録層から情報
を再生し、各情報記録層へ情報を記録するようになって
いる。
【００７４】したがって、以下の説明において、光ディ
スク６の情報記録層は情報記録層６ｃまたは６ｄのいず
れかを表し、光ピックアップ装置１０は、どちらの情報
記録層にも光ビームを集光させ、情報を記録または再生
できるものとする。
【００７５】また、上記ホログラム２は、２分割され２
つの領域２ａ、２ｂを有している。第１の領域２ａは、
光軸ＯＺを中心とする第１の円Ｅ１で囲まれた領域であ
り、第２の領域２ｂは、光軸ＯＺを中心とする第２の円
Ｅ２と第１の円Ｅ１とで囲まれた領域である。
【００７６】上記ホログラム２は、上述したように、半
導体レーザ１側からの射出光を０次回折光として光ディ
スク６側に透過させ、光ディスク６側からの反射光を回
折して検出装置７、８に導くようになっている。したが
って、ホログラム２の各領域は、光ディスク６にて反射
され、ホログラム２の各領域を通過し各領域で回折した
光ビームの＋１次光、−１次光を検出装置７、８のそれ
ぞれの受光部に対して別々に集光させるように形成され
ている。
【００７７】すなわち、光ディスク６の情報記録層６ｃ
あるいは６ｄで反射された光ビームのうち、ホログラム
２の第１の領域２ａを通過した第１の光ビームの＋１次
回折光は、第１受光部７ａ近傍で集光スポットを形成
し、第１の光ビームの−１次回折光は第４受光部８ｂ近
傍で集光スポットを形成し、第２の領域２ｂを通過した
第２の光ビームの＋１次回折光は第２受光部７ｂ近傍で
集光スポットを形成し、第２の光ビームの−１次回折光
は第３受光部８ａ近傍で集光スポットを形成するよう
に、該ホログラム２の各領域が設定されている。
【００７８】したがって、ホログラム２の各領域で回折
された光ビームの＋１次光と−１次光は、それぞれ検出
装置７、８の各受光部に導かれる。
【００７９】また、上述のように上記検出装置７、８の
各受光部を配置することによって、ホログラム２の第１
の領域２ａを通過した第１の光ビームの＋１次光は、第
１受光部７ａで電気信号に変換され、第１の光ビームの
−１次光は第４受光部８ｂで電気信号に変換され、第２
の領域２ｂを通過した第２の光ビームの＋１次光は第２
受光部７ｂで電気信号に変換され、第２の光ビームの−
１次光は第３受光部８ａで電気信号に変換される。
【００８０】上記検出装置７、８の各受光部は、図３に
示すように、それぞれ３つの光検出器を並置して形成さ
れている。すなわち、第１受光部７ａは、光検出器１１
ａ、１１ｂ、１１ｃを並置して形成され、第２受光部７
ｂは、光検出器１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを並置して形成
され、第３受光部８ａは、光検出器１２ａ、１２ｂ、１
２ｃを並置して形成され、第４受光部８ｂは、光検出器
１２ｄ、１２ｅ、１２ｆを並置して形成されている。
【００８１】各光検出器１１ａから１１ｆと１２ａから
１２ｆにおいて受光された光ビームは、それぞれ電気信
号に変換される。各光検出器１１ａから１１ｆと１２ａ
から１２ｆで得られた電気信号は、制御信号生成回路５
９（図２）に入力され、２要素対物レンズ９の焦点位置
ずれや球面収差の検出・調整に使用される。すなわち、
上記制御信号生成回路５９は、集光光学系である２要素
対物レンズ９の球面収差を検出する収差検出手段、焦点
位置ずれ量を検出する焦点位置ずれ量検出手段、球面収
差を補正する球面収差補正手段を兼ねている。
【００８２】また、上記各光検出器からの電気信号は、
例えば情報再生回路６０（図２）に出力され再生信号Ｒ
Ｆに変換される。この時、光ディスク６に記録されてい
る再生信号ＲＦは各光検出器から出力された電気信号の
総和で与えられる。
【００８３】上記電気信号を用いた焦点位置ずれの補正
について以下に説明する。ここでは、球面収差量が無視
できるくらい小さい時、上記電気信号を用いて焦点位置
ずれ補正を行う場合について説明する。
【００８４】光ディスク６の情報記録層６ｃあるいは６
ｄの何れかに焦点が一致している場合、検出装置７の第
１受光部７ａと検出装置８の第４受光部８ｂ、検出装置
７の第２受光部７ｂと検出装置８の第３受光部８ａのビ
ームサイズはほぼ同じ大きさになる。
【００８５】そこで、ホログラム２の第１の領域２ａか
らの回折光を電気信号に変換する光検出器１１ａ〜１１
ｃおよび１２ｄ〜１２ｆの各出力レベルを１１ａＳ〜１
１ｃＳおよび１２ｄＳ〜１２ｆＳとして第１エラー信号
Ｆ１を、 Ｆ１＝（１１ａＳ＋１１ｃＳ−１１ｂＳ）−（１２ｄＳ＋１２ｆＳ−１２ｅＳ） ・・・・・・・（２） で与え、ホログラム２の第２の領域２ｂからの回折光を
電気信号に変換する光検出器１１ｄ〜１１ｆおよび１２
ａ〜１２ｃの各出力レベルを１１ｄＳ〜１１ｆＳおよび
１２ａＳ〜１２ｃＳとして第２エラー信号Ｆ２を、 Ｆ２＝（１１ｄＳ＋１１ｆＳ−１１ｅＳ）−（１２ａＳ＋１２ｃＳ−１２ｂＳ） ・・・・・・・（３） で与えると、Ｆ１、Ｆ２の各エラー信号の出力値は０で
ある。
【００８６】そして、光ディスク６が２要素対物レンズ
９に近づいたり遠ざかって焦点位置が情報記録層６ｃあ
るいは６ｄからずれたとき、各受光部に形成されるビー
ムサイズは変化し、２つのエラー信号は焦点ずれに相当
した値を出力する。よって、常に焦点位置を情報記録層
と一致させておくためにはエラー信号Ｆ１ないしＦ２の
出力を常に０となるように２要素対物レンズ９を光軸Ｏ
Ｚ方向に移動させればよい。
【００８７】上記で示したように、ビームサイズの変化
を利用して焦点位置ずれを検出する方法は一般にビーム
サイズ法と呼ばれる。ここで、焦点位置ずれは、半導体
レーザ１側から２要素対物レンズ９を通過する光ビーム
が集光している焦点と、光ディスク６の情報記録層６ｃ
あるいは６ｄの位置との離反量を表している。よって、
球面収差量が無視できるくらい小さい時、焦点ずれを検
出する焦点誤差信号ＦＥＳは、Ｆ１ないしＦ２で生成す
れば良い。
【００８８】次に、光ピックアップ装置１０の光学系に
焦点ずれが無く球面収差が発生した場合を考える。球面
収差は、光ディスク６のカバーガラス６ａの厚さ変化な
どによって発生する事が考えられる。
【００８９】例えばカバーガラス６ａの厚さが変化し、
球面収差が発生すると光ビームの光軸ＯＺ付近の光ビー
ムと、光ビーム外周部の光ビームとでは、ビームの焦点
位置（ビーム径が最小になる位置）が球面収差が無いと
きの焦点位置と異なってくる。したがって、ホログラム
２の第１の領域２ａによって光ビームの光軸ＯＺ付近の
光ビームを回折し、光ビームの光軸ＯＺ付近の光ビーム
の焦点ずれを検出した第１エラー信号Ｆ１と、光ビーム
外周部の光ビームの焦点ずれを検出した第２エラー信号
Ｆ２の値は球面収差が発生すると０ではなくなり、球面
収差量に応じた値を出力する。
【００９０】よって、球面収差量に応じた値としての球
面収差誤差信号ＳＡＥＳは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ１ ・・・・・・・・・・・・（４） あるいは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２ ・・・・・・・・・・・・（５） によって生成される。
【００９１】これにより、２要素対物レンズ９の球面収
差は、第１エラー信号Ｆ１か第２エラー信号Ｆ２のいず
れか一方から検出することができる。
【００９２】しかしながら、球面収差が発生することに
よる焦点位置ずれの方向は、ビーム内周部とビーム外周
部では異なるので、ビームサイズの変化もビーム内周部
とビーム外周部とでは異なってくる。よって、ビーム内
周部とビーム外周部を正確に分離しなければビームサイ
ズの変化も小さくなり球面収差を感度良く検出すること
ができない。
【００９３】ここで、光ピックアップ装置１０の光学系
に球面収差が発生している場合の光ビームの内周部と外
周部との分離について以下に説明する。
【００９４】まず、光ビームに球面収差が発生しない時
は、図４（ａ）に示すように、光軸ＯＺ上の一点（焦
点）に光ビームが集光される。
【００９５】一方、光ビームに球面収差が発生した時
は、図４（ｂ）に示すように、レンズ外周部では光軸Ｏ
Ｚ上の最良像点よりも遠い位置に焦点Ａが形成され、レ
ンズ内周部の光軸ＯＺに近い側では上記最良像点Ｏより
も近い位置に焦点Ｂが形成される。ここで、上記最良像
点Ｏとは、光ビームのビーム径が最小となる像点の位置
のことである。
【００９６】したがって、図４（ｂ）に示すように、光
ビームに球面収差が発生した場合の球面収差量は、最良
像点Ｏから焦点Ａまでの距離ａ、あるいは最良像点Ｏか
ら焦点Ｂまでの距離ｂで示される。この距離ａあるいは
ｂの何れか一方を用いて、球面収差の補正が行われる。
【００９７】よって、球面収差の補正を精度良く行うに
は、球面収差量を示す距離ａおよび距離ｂを正確に検出
する必要がある。つまり、球面収差を感度良く検出する
必要がある。
【００９８】そこで、球面収差を感度良く検出できるビ
ームの分割半径を、波面から考える。図５は、図４
（ｂ）に示すように、球面収差が発生した時の波面収差
を表している。ここで、球面収差のない場合の理想波面
１３は、光軸ＯＺに垂直な直線に一致している。また、
球面収差発生時に、光ビームが光ディスク６の情報記録
層上で最良像点であるときの波面１４は、光軸ＯＺを中
心として対称な曲線で示されている。
【００９９】実際の光ピックアップ装置１０では、焦点
誤差信号ＦＥＳが０となるように２要素対物レンズ９を
移動させて、情報記録層上で最良像面（最良像点により
形成される光ビーム照射面）となるように調整する。
【０１００】図５から、波面１４は境界線１５ａ、１５
ｂで波面の進む方向が異なることが分かる。この境界線
１５ａ、１５ｂは、波面１４の極値に位置している。
【０１０１】境界線１５ａ、１５ｂより光軸ＯＺ側の波
面１４ｂ、１４ｃの光ディスク６の情報記録層６ｃまた
は６ｄ上での集光は、図６（ａ）のようになる。ここ
で、部材番号１６は球面収差が無い場合の集光を示し、
光軸ＯＺ上の情報記録層６ｃまたは６ｄ上に焦点を結ん
でいる。部材番号１７は、球面収差が発生している場合
の集光を示し、図５の波面１４ｂ、１４ｃは球面収差が
無い場合より情報記録層６ｃまたは６ｄから遠い側にビ
ーム径が最小となる像点をもつことが分かる。
【０１０２】一方、図５の境界線１５ａ、１５ｂから光
軸ＯＺとは反対側の波面１４ａ、１４ｄの光ディスク６
の情報記録層６ｃまたは６ｄ上での反射は、図６（ｂ）
のようになる。部材番号１８は球面収差が無い場合の反
射を示し、光軸ＯＺ上の情報記録層６ｃまたは６ｄ上に
焦点を結んでいる。部材番号１９は球面収差が発生して
いる場合の反射を示し、図５の波面１４ａ、１４ｄは球
面収差が無い場合より情報記録層６ｃまたは６ｄから近
い側にビーム径が最小となる像点をもつことがわかる。
【０１０３】これらの状態は、前記の図４（ｂ）に示す
集光状態に相当している。
【０１０４】よって、図５において境界線１５ａ、１５
ｂから光軸ＯＺ側とその反対側で光ビームを分割してや
れば、情報記録層６ｃまたは６ｄから遠い側に焦点を結
ぶ光ビームと情報記録層６ｃまたは６ｄから近い側に焦
点を結ぶ光ビームとに分けることができる。したがっ
て、何れかの焦点ずれから球面収差を感度良く検出する
ことが出来る。
【０１０５】そこで、境界線１５ａ、１５ｂの位置を探
す。一般的に、波面の収差解析には、波面の形をゼルニ
ケ多項式に最小自乗近似でフィットし、多項式の係数か
ら３次収差を求める。図５の波面をゼルニケ多項式を用
いて最小自乗近似でフィットすると、６ｑ4 −６ｑ2 ＋
１（ｑはビーム有効径で正規化されたビーム中心からの
距離）の項が支配的となる。それから波面１４の極値を
求めてやると境界線１５ａ、１５ｂの位置が分かり、図
５において光軸ＯＺからの距離ｒ１はビーム径ｒとおよ
そ以下の式で示すような関係となる。
【０１０６】 ｒ１＝０．７ｒ ・・・・・・・（６） したがって、ビーム内周部とビーム外周部の分割はホロ
グラム２で行われるので、ホログラム２の領域２ａを形
成する円Ｅ１の半径を、２要素対物レンズ９のアパーチ
ャーで規定される光ビーム有効径の略７０％以下の光ビ
ームがホログラム２の領域２ａで回折されるように設定
し、それ以外の光ビームはホログラム２の領域２ｂで回
折されるようにしておけば、球面収差を感度良く検出す
ることができる。
【０１０７】つまり、図７に示すように、球面収差のな
い理想的な波面３１における焦点位置と、球面収差が発
生した波面３２の境界線１５ａ、１５ｂ上の極値の焦点
位置とは一致している。したがって、波面３２の極値で
光ビームを分割すれば、光ピックアップ装置１０におけ
る焦点位置がずれても、該極値の焦点位置も同じように
ずれるので、常に球面収差を正しく検出することができ
る。
【０１０８】ここで、球面収差誤差信号ＳＡＥＳと光デ
ィスク６のカバーガラス６ａの厚さ変換との関係を図８
のグラフに示す。このグラフでは、ホログラム２の分割
半径ｒ１が０．５ｒ、０．７ｒ、０．９ｒのときのＳＡ
ＥＳの変化であり、ビームの分割半径がビーム有効径の
７０％（ｒ１＝０．７ｒ）のときＳＡＥＳの感度が良く
なっていることが分かる。
【０１０９】以上の説明では、球面収差の検出方法とし
て、光ピックアップ装置１０の光学系に焦点ずれが無く
球面収差が発生した場合を考えた。この場合、球面収差
の検出は、焦点位置のずれと等しい場合を考えているの
で、情報記録層６ｃまたは６ｄ上の光ビームが最良像点
である必要がある。
【０１１０】しかしながら、球面収差が発生すると、エ
ラー信号Ｆ１、Ｆ２は球面収差によって変化するので、
このＦ１あるいはＦ２のみを用いて焦点位置ずれ量を示
す焦点誤差信号ＦＥＳとするのは好ましくない。つま
り、光ピックアップ装置１０の光学系に焦点位置ずれが
発生する、すなわち焦点誤差が発生する場合には、上述
したような球面収差の検出方法を適用できない。
【０１１１】そこで、焦点位置ずれを考慮した場合の球
面収差の検出方法について以下に説明する。
【０１１２】続いて、球面収差が発生しなお且つ、焦点
位置のずれがある場合の球面収差誤差信号ＳＡＥＳと焦
点誤差信号ＦＥＳの生成について述べる。
【０１１３】上記エラー信号Ｆ１、Ｆ２は、図５の説明
から球面収差によって正負別々の影響を受けることがわ
かる。よって、球面収差の影響を極力抑えた焦点誤差信
号ＦＥＳは、 ＦＥＳ＝Ｆ１＋Ｆ２ ・・・・・・（７） のように、Ｆ１とＦ２を両方使用して生成することが望
ましい。
【０１１４】また、球面収差と焦点位置ずれとが発生し
ているとき、球面収差信号に、エラー信号Ｆ１あるいは
Ｆ２のままで用いると焦点位置ずれによって球面収差誤
差信号ＳＡＥＳが変化し、球面収差を正確に検出できな
い。そのため焦点位置ずれの影響を極力抑えて球面収差
を検出する必要があるが、焦点位置ずれの影響を抑える
ために球面収差誤差信号ＳＡＥＳを、 ＳＡＥＳ＝Ｆ１−（Ｆ１＋Ｆ２）×ｋ１ （ｋ１は係数） ・・・・（８） あるいは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−（Ｆ１＋Ｆ２）×ｋ２ （ｋ２は係数） ・・・・（９） で与えてやればよい。この時、定数ｋ１、ｋ２は、焦点
ずれが生じてもＳＡＥＳの変化が小さくなるように決定
すればよい。
【０１１５】ここで、ＳＡＥＳを式（８）で求めたとき
のＳＡＥＳとカバーガラス６ａの厚さ変化との関係を、
図９（ａ）のグラフに示す。また、ＳＡＥＳを式（４）
で求めたときのＳＡＥＳとカバーガラス６ａの厚さ変化
との関係を、図９（ｂ）のグラフに示す。図９（ａ）
（ｂ）中のＡ、Ｂは２要素対物レンズ９と光ディスク６
の距離が±０．２μｍ変化する事による焦点位置ずれに
よって、ＳＡＥＳにオフセットが生じたときの変化を表
している。
【０１１６】図９（ａ）（ｂ）のグラフから、ＳＡＥＳ
を式（８）で求めた場合、焦点位置ずれの影響を小さく
抑えることができ、精度良く球面収差を検出することが
できることが分かる。
【０１１７】以上の２つの球面収差の検出方法では、光
ビームの中心とホログラム２の中心とが一致していると
きを想定している。ところが、実際の光ピックアップ装
置１０では、光ディスク６の情報記録層６ｃまたは６ｄ
上に形成されたトラック上に光ビームを集光させるため
に、２要素対物レンズ９を光ディスク６のラジアル方向
（半径方向）に移動させて常にトラック上に集光させ
る、トラッキング制御を行っている。
【０１１８】ホログラム２と２要素対物レンズ９が一体
で製作されている時は問題ないが、分離して光ピックア
ップ装置１０に装備されている時はトラッキング制御に
よって光ビームの中心はホログラム２の中心と一致しな
い状況が生じる。このとき、図１に示すように同心円状
のホログラム２の形状だと、本来ホログラム２の光軸Ｏ
Ｚを中心とする第１の円Ｅ１で囲まれた領域２ａ、光軸
ＯＺを中心とする第２の円Ｅ２と第１の円Ｅ１とで囲ま
れた領域２ｂで回折されるはずの光ビームの一部がそれ
ぞれ別の領域で回折されてしまう。
【０１１９】このように、光ビームの中心とホログラム
２の中心とにずれがある場合と無い場合とでは、各光検
出器からの電気信号が変化する。そのため、球面収差量
が一定であっても光ビームの中心とホログラム２の中心
のずれ量によって球面収差誤差信号ＳＡＥＳが変化す
る。
【０１２０】そこで、光軸ＯＺが光ディスク６のラジア
ル方向へずれることによる球面収差信号への影響を極力
抑えるには、例えば図１０に示すような領域パターンの
ホログラム２０を使用すればよい。すなわちホログラム
２０は、図１０に示すように、３つの領域２０ａ、２０
ｂ、２０ｃを有する構成となっている。
【０１２１】領域２０ａは、光軸ＯＺと直交し光ディス
ク６のラジアル方向に平行な直線ＣＬ１、ＣＬ２と円Ｅ
３、円弧Ｅ４とで囲まれた領域である。領域２０ｂは、
直線ＣＬ１、ＣＬ２と光軸ＯＺと直交し光ディスク６の
ラジアル方向に平行な直線ＣＬ３、ＣＬ４と円Ｅ３、円
弧Ｅ４と円弧Ｅ５とで囲まれた領域である。領域２０ｃ
は、直線ＣＬ３、ＣＬ４と円３、円弧Ｅ５とで囲まれた
領域である。
【０１２２】このとき直線ＣＬ１、ＣＬ２と直線ＣＬ
３、ＣＬ４は円の中心から等距離ｈ離れている。また、
円弧Ｅ４と円弧Ｅ５は、半径ｒ１の円弧である。上記領
域２０ａと領域２０ｃのホログラムパターンは、同一地
点に集光するように形成されている。
【０１２３】つまり、上記ホログラム２０の各領域のホ
ログラムパターンは、領域２０ａと領域２０ｃで回折さ
れた光ビームが、検出装置７の第２受光部７ｂと検出装
置８の第３受光部８ａとに導かれ、領域２０ｂで回折さ
れた光ビームが、検出装置７の第１受光部７ａと検出装
置８の第４受光部８ｂとに導かれるように形成されてい
る。
【０１２４】上記構成のホログラム２０によれば、トラ
ッキング制御によって光ビームの中心が光ディスク６の
ラジアル方向に移動しても光ビーム内の各位置で異なっ
たホログラムの分割領域に入射することがほとんどな
い。よって、領域２０ａ、２０ｃで回折された光ビーム
から検出したエラー信号と領域２０ｂで回折された光ビ
ームから検出したエラー信号から式（８）あるいは式
（９）を用いることによって、球面収差を検出すること
ができる。
【０１２５】また、ホログラム２０のようなパターンで
も円弧Ｅ４、Ｅ５周辺部でまだトラッキング制御による
対物レンズの移動により異なったホログラムの領域で光
ビームが回折する虞があるので、図１１に示すホログラ
ム２１のように、分割線を完全に直線にする分割パター
ンも考えられる。
【０１２６】この場合、ホログラム２１の中心よりも外
側の領域２１ａ、２１ｃのホログラムパターンは、図１
０に示すホログラム２０の領域２０ａ、２０ｃと同様
に、同一地点に集光するように形成されている。
【０１２７】ここで、図１１に示すホログラム２１を用
いた場合の球面収差誤差信号ＳＡＥＳと光ディスク６の
カバーガラス６Ａの厚さ変化との関係を示すグラフを図
１３（ａ）に示す。また、比較例として、図１２に示す
ように、ラジアル方向に垂直な直線を分割線とするホロ
グラムパターンを有するホログラム２２を用いた場合の
球面収差誤差信号ＳＡＥＳと光ディスク６のカバーガラ
ス６Ａの厚さ変化との関係を示すグラフを図１３（ｂ）
に示す。ホログラム２１および２２の分割線の位置ｈ
は、ｈ＝０．６ｒで計算した。
【０１２８】図１３（ａ）（ｂ）に示すグラフでは、ホ
ログラムと光ビームとの中心がずれていないとき、すな
わちずれ量が０μｍのときと、ホログラムと光ビームと
の中心のずれが、トラッキング制御によって光ディスク
６のラジアル方向に３００μｍずれたときのＳＡＥＳを
合わせて表示している。
【０１２９】図１３（ａ）（ｂ）に示すグラフから、ホ
ログラム２１で光ビームを分離した場合は、ホログラム
２１と光ビームの中心が３００μｍずれてもＳＡＥＳに
影響はないが、ホログラム２２で光ビームを分割した場
合は、ホログラム２２と光ビームの中心ずれによって明
らかに影響を受けていることが分かる。
【０１３０】本実施の形態では、ホログラムにおける第
１の領域と第２の領域の分割は円または、円弧を例に挙
げたが、これに限定されるわけではない。例えば、四角
形等の多角形や自由曲線で分割する事も考えられる。し
かしながら、円または円弧で分割するほうが本実施形態
の説明から球面収差を感度良く検出するには適当である
と考えられる。
【０１３１】なお、本実施の形態では、光ディスク６の
情報記録層から反射した光ビームを検出装置７、８に導
くための手段として、ホログラム２またはホログラム２
０、２１を使用したが、これに限定されるものではな
く、例えば、ビームスプリッタとウェッジプリズムを組
み合わせたものを使用しても良い。しかしながら、装置
の小型化を図る点からは、ホログラムを使用するのが好
ましい。
【０１３２】また、本実施の形態では、ビームサイズ法
を利用したが、これに限定されるものではなく、例えば
図１４（ａ）（ｂ）のような分割パターンのホログラム
２３、２４を使用し受光部は２分割の光検出器に変更し
て、領域２３ａ、２３ｂないし２４ａ、２４ｂから回折
した光ビームから焦点位置ずれを検出するナイフエッジ
法でも同様に球面収差を検出することができる。
【０１３３】さらに、このとき、ホログラム２３、２４
の残り半分の領域をラジアル方向に平行な直線ＣＬ５、
ＣＬ６で分割し、分割した領域２３ｃと２３ｄないし２
４ｃと２４ｄから回折した光ビームの電気信号の差分に
よってトラッキング制御を行うこともできる。この検出
方法は、トラックと集光スポットとの位置関係によっ
て、ラジアル方向に反射回折光パターンのアンバランス
が生じる現象を利用したものであり、所謂プッシュプル
法と呼ばれている検出方法である。
【０１３４】さらに、上記検出方法で検出した球面収差
から、光ピックアップ２０の光学系で発生している球面
収差を補正する手段として、図２において説明したよう
に、２要素対物レンズ９のレンズ第１要素４とレンズ第
２要素５の間隔を調整することによって補正する手段が
考えられるが、これに限定されるものではない。
【０１３５】例えばコリメートレンズ３を移動させて、
半導体レーザ１とコリメートレンズ３との間隔を調整さ
せても良い。この場合、半導体レーザ１から射出されコ
リメートレンズ３を通過した光ビームは非平行となり、
球面収差を発生させることができる。この球面収差によ
り光ピックアップ装置１０の光学系の球面収差を補正す
ることができる。
【０１３６】さらに、球面収差を補正する手段として、
２要素対物レンズ９とコリメートレンズ３との間に、球
面収差補正機構を挿入しても良い。球面収差補正機構
は、光ビームが球面収差補正機構を通過する際に、球面
収差を発生させる光学系を構成している。例えば、球面
収差補正機構として、正のパワーを持つ凸レンズと負の
パワーを持つ凹レンズを組み合わせたアフォーカル光学
系を用いれば良い。２枚のレンズ間隔を調節すること
で、球面収差を発生させることができる。
【０１３７】さらに、球面収差補正機構の別の構成とし
て、正のパワーを持つ２枚の凸レンズを組み合わせたア
フォーカル光学系でもよい。この場合も、２枚のレンズ
間隔を調節することで、球面収差を発生させることがで
きる。
【０１３８】一般に、２要素対物レンズ９は、あらかじ
め定められたカバーガラス６ａの厚み、かつあらかじめ
定められた情報記録層に対して、球面収差が十分補正さ
れている。すなわち、所定の情報記録層に集光する光ビ
ームは、球面収差が含まれておらず、十分小さいビーム
径となっている。
【０１３９】しかしながら、本実施の形態では、２要素
対物レンズ９を構成するレンズ第１要素４とレンズ第２
要素５との間隔を調整して球面収差を補正するので、２
要素対物レンズ９は、あらかじめ定められたカバーガラ
ス６ａの厚み、かつあらかじめ定められた情報記録層に
対して、球面収差を十分補正されている必要がない。
【０１４０】つまり、２要素対物レンズ９、あるいは２
要素対物レンズ９を含む光ピックアップ装置１０の組立
時には、レンズ第１要素４とレンズ第２要素５との間隔
を概してあらかじめ定められた値に調整すればよく、レ
ンズ間隔誤差があってもよい。この組立時のレンズ間隔
誤差によって、２要素対物レンズ９には球面収差が発生
する。さらに、レンズ第１要素４とレンズ第２要素５の
製造時には、レンズ第１要素４とレンズ第２要素５とに
レンズ厚さ誤差があってもよい。この製造時のレンズ厚
さ誤差によって、２要素対物レンズ９には球面収差が発
生する。
【０１４１】これらのレンズ間隔誤差およびレンズ厚さ
誤差によって発生する２要素対物レンズ９の球面収差
は、球面収差誤差信号ＳＡＥＳとして計測され、この球
面収差誤差信号ＳＡＥＳに基づいて補正することができ
る。
【０１４２】また、本実施の形態において２要素対物レ
ンズ９はレンズ第１要素４とレンズ第２要素５の２枚の
レンズから構成されているが、装置の組み立てを簡略化
するために１枚のレンズで対物レンズを構成しても良
い。
【０１４３】さらに、本実施の形態における記録媒体は
情報記録層を２つ有する２層ディスクの例を示したが、
これに限定されるものではなく、情報記録層を１つのみ
有する単層ディスクは言うまでもなく、複数の情報記録
層を有する多層ディスクであっても適用可能であり、上
述したような手段で球面収差を検出し、球面収差を補正
することができる。
【０１４４】また、本発明の収差検出装置は、最良像点
に集光光学系を調整する手段と、集光光学系を通過した
光ビームの光軸を中心として、その中心付近を通過した
光ビームが大きな割合を占める第１の光ビームと、上記
光軸を中心として、その中心付近よりも外側を通過した
光ビームが大きな割合を占める第２の光ビームとの少な
くとも一方の焦点位置に基づいて、該集光光学系の球面
収差を検出する検出手段とを有していてもよい。
【０１４５】これによっても、集光光学系の球面収差を
光学的に検出することができる。
【０１４６】また、上記検出手段は第１および第２の光
ビームの焦点位置ずれをそれぞれ独立して検出する第１
および第２の焦点誤差検出部と、集光光学系を通過した
光ビームから第１および第２の光ビームをそれぞれ第１
および第２焦点誤差検出部に導く光ビーム分離手段を有
し、各検出部の出力に基づいて、集光光学系の球面収差
誤差信号ＳＡＥＳと焦点誤差信号ＦＥＳを生成するよう
にしてもよい。
【０１４７】この場合、焦点ずれと球面収差の検出結果
を電気信号として得ることができる。
【０１４８】さらに、上記光ビーム分離手段は、上記第
１領域と第２領域の分割線を、円または円弧状とし、上
記第１領域は上記集光光学系を通過した光ビームの光軸
を中心とし、集光光学系の対物レンズのアパーチャーで
規定される該光ビーム有効径の略７０％相当の領域が大
きな割合を占める領域で、上記第２の領域は第１の領域
よりも上記中心から外側の領域で、上記第１の領域から
は、上記第１の光ビームを導き、上記第２の領域から
は、上記第２の光ビームを導く光ビーム分離手段であっ
てもよい。
【０１４９】この場合、球面収差を感度よく検出するこ
とができる。
【０１５０】また、上記光ビーム分離手段はホログラム
であってもよい。この場合、光ビーム分離手段を小型化
することができる。
【０１５１】また、本発明の光ピックアップ装置として
は、光源と、該光源から照射される光ビームを記録媒体
に集光させる集光光学系と、上記記録媒体で反射した後
に集光光学系を通過した光ビームの、上記集光光学系の
光軸を中心とし、上記中心付近を通過した光ビームが大
きな割合を占める第１の光ビームと、上記光軸を中心と
し、上記中心付近より外側を通過した光ビームが大きな
割合を占める第２の光ビームとのうち少なくとも一方の
焦点位置に基づいて、上記集光光学系の収差を検出する
手段を有し、上記検出手段が検出した収差に基づいて、
上記集光光学系の球面収差を補正する球面収差補正手段
と、上記検出手段が検出した焦点ずれに基づいて、上記
集光光学系の焦点ずれを補正する補正手段とを備えてい
てもよい。
【０１５２】上記構成によれば、光学的に球面収差を検
出することができる。
【０１５３】また、上記検出手段は第１および第２の光
ビームの焦点位置ずれをそれぞれ独立して検出する第１
および第２の焦点誤差検出部と、集光光学系を通過した
光ビームから第１および第２の光ビームをそれぞれ第１
および第２焦点誤差検出部に導く光ビーム分離手段を有
し、各検出部の出力に基づいて、集光光学系の球面収差
誤差信号ＳＡＥＳと焦点誤差信号ＦＥＳを生成するよう
にしてもよい。
【０１５４】この場合、焦点ずれと球面収差の検出結果
を電気信号として得ることができる。
【０１５５】また、上記光ビーム分離手段は、上記第１
領域と第２領域の分割線を円または円弧状とし、上記第
１領域は上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中
心とし、集光光学系の対物レンズのアパーチャーで規定
される該光ビーム有効径の略７０％相当の領域が大きな
割合を占める領域で、上記第２の領域は第１の領域より
も上記中心から外側の領域で、上記第１の領域からは、
上記第１の光ビームを導き、上記第２の領域からは、上
記第２の光ビームを導く光ビーム分離手段であってもよ
い。
【０１５６】この場合、球面収差を感度良く検出するこ
とができる。
【０１５７】さらに、本発明の光ピックアップ装置は、
複数の情報記録層を有する記録媒体の少なくとも１つの
情報層に集光する集光手段を有し上記収差検出手段が検
出した収差に基づいて、上記球面収差補正手段で球面収
差を補正するものであってもよい。
【０１５８】上記構成によれば、複数の情報記録層を有
する記録媒体でも各情報記録層への情報の記録、各情報
記録層から情報の再生を適切に行うことができる。
【０１５９】
【発明の効果】本発明の収差検出装置は、以上のよう
に、集光光学系を通過した光ビームを、該光ビームの光
軸を含む第１の光ビームと、該光ビームの光軸を含まな
い第２の光ビームとに分離する光ビーム分離手段と、上
記光ビーム分離手段によって分離された２つの光ビーム
のうち少なくとも一つの光ビームの焦点位置に基づい
て、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出
手段とを備え、上記光ビーム分離手段は、光ビームが光
記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を
曲線で表わしたとき、この曲線の極値を境界線として、
該光ビームを上記第１の光ビームと第２の光ビームとに
分離する構成である。
【０１６０】それゆえ、光ビーム分離手段によって分離
された２つの光ビームの焦点位置と最良像点とを明確に
区別することができるので、これら２つの光ビームの焦
点位置から最良像点までの距離（焦点位置ずれ量）が明
確となり、この結果、この焦点位置ずれ量を用いれば感
度よく上記集光光学系の球面収差を検出することができ
るという効果を奏する。
【０１６１】また、上記光ビーム分離手段は、上記第１
の光ビームを分離するための第１の領域と、上記第２の
光ビームを分離するための第２の領域とを有し、上記第
１の領域と第２の領域とは、上記境界線で分割され、該
境界線が円または円弧状であってもよい。
【０１６２】それゆえ、最も感度よく球面収差を検出す
ることができるという効果を奏する。
【０１６３】また、本発明の他の収差検出装置は、以上
のように、集光光学系を通過した光ビームを、該光ビー
ムの光軸を含む第１の光ビームと、該光ビームの光軸を
含まない第２の光ビームとに分離する光ビーム分離手段
と、上記光ビーム分離手段により分離された第１の光ビ
ームと第２の光ビームの少なくとも一方の光ビームの焦
点位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出す
る収差検出手段とを備え、上記収差検出手段は、上記第
１の光ビームから、該第１の光ビームの焦点位置ずれを
検出し、第１エラー信号を出力する第１焦点誤差検出部
と、上記第２の光ビームから、該第２の光ビームの焦点
位置ずれを検出し、第２エラー信号を出力する第２焦点
誤差検出部とを有し、上記第１エラー信号をＦ１、上記
第２エラー信号をＦ２、上記集光光学系の焦点誤差量を
示す焦点誤差信号ＦＥＳをＦ１＋Ｆ２とした場合、上記
集光光学系の球面収差量を示す球面収差誤差信号ＳＡＥ
Ｓを、 ＳＡＥＳ＝Ｆ１−ＦＥＳ×ｋ１（ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−ＦＥＳ×ｋ２（ｋ２は係数） の何れかの式で求め、この球面収差誤差信号ＳＡＥＳか
ら球面収差を検出する構成である。
【０１６４】それゆえ、上記の構成のように、上記第１
エラー信号と第２エラー信号との両方を使用して、上記
集光光学系の焦点誤差信号ＦＥＳを求めれば、球面収差
の影響を極力抑えた信号を得ることができるので、精度
よく球面収差を検出することができるという効果を奏す
る。
【０１６５】また、本発明の収差検出方法は、以上のよ
うに、集光光学系を通過した光ビームを、該光ビームが
光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面
を曲線で表わしたとき、この曲線の極値を境界線とし、
上記光ビームの光軸を含む光ビームと、該光ビームの光
軸を含まない光ビームとに分離し、分離した２つの光ビ
ームのうち少なくとも一方の光ビームの焦点位置に基づ
いて、上記集光光学系の球面収差を検出する構成であ
る。
【０１６６】それゆえ、分離された２つの光ビームの焦
点位置と最良像点とを明確に区別することができるの
で、これら２つの光ビームの焦点位置から最良像点まで
の距離（焦点位置ずれ量）が明確となり、この結果、こ
の焦点位置ずれ量を用いれば感度よく上記集光光学系の
球面収差を検出することができるという効果を奏する。
【０１６７】また、本発明の光ピックアップ装置は、以
上のように、光源と、上記光源から照射される光ビーム
を光記録媒体に集光させる集光光学系と、上記光記録媒
体から反射して上記集光光学系を通過した光ビームを、
該光ビームの光軸を含む第１の光ビームと、該光ビーム
の光軸を含まない第２の光ビームとに分離する光ビーム
分離手段と、上記光ビーム分離手段によって分離された
２つの光ビームのうち少なくとも一つの光ビームの焦点
位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する
球面収差検出手段と、上記球面収差検出手段によって検
出された球面収差を補正する球面収差補正手段とを備
え、上記光ビーム分離手段は、光ビームが光記録媒体の
情報記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わ
したとき、この曲線の極値を境界線として、該光ビーム
を、上記第１の光ビームと第２の光ビームとに分離する
構成である。
【０１６８】それゆえ、光ビーム分離手段によって分離
された２つの光ビームの焦点位置と最良像点とを明確に
区別することができるので、これら２つの光ビームの焦
点位置から最良像点までの距離（焦点位置ずれ量）が明
確となる。
【０１６９】したがって、精度よく検出された焦点位置
ずれ量に基づいて、集光光学系における焦点位置ずれを
補正することで、高精度に上記集光光学系の球面収差を
補正することができるという効果を奏する。
【０１７０】また、上記光ビーム分離手段は、光ビーム
から上記第１の光ビームを分離する第１の領域と、光ビ
ームから上記第２の光ビームを分離する第２の領域とを
有し、上記第１の領域と第２の領域は、上記光記録媒体
のトラック方向に直交する方向に対し略平行な直線部分
を少なくとも一部にもつ分割線によって分割されていて
もよい。
【０１７１】この場合、トラッキング制御が行われて
も、常に精度よく球面収差を検出し、補正することがで
きるという効果を奏する。
【０１７２】また、本発明の他の光ピックアップ装置
は、以上のように、光源と、上記光源から照射される光
ビームを光記録媒体に集光させる集光光学系と、上記光
記録媒体に反射して集光光学系を通過した光ビームを、
該光ビームの光軸を含む第１の光ビームと、該光ビーム
の光軸を含まない第２の光ビームとに分離する光ビーム
分離手段と、上記光ビーム分離手段により分離された第
１の光ビームと第２の光ビームの少なくとも一つの光ビ
ームの焦点位置のずれ量を検出する焦点位置ずれ量検出
手段と、上記焦点位置ずれ量検出手段によって検出され
た焦点位置ずれ量に基づいて、上記集光光学系の球面収
差を補正する補正手段とを備え、上記焦点位置ずれ量検
出手段は、上記第１の光ビームから、該第１の光ビーム
の焦点位置ずれを検出し、第１エラー信号を出力する第
１焦点誤差検出部と、上記第２の光ビームから、該第２
の光ビームの焦点位置ずれを検出し、第２エラー信号を
出力する第２焦点誤差検出部とを有し、上記第１エラー
信号をＦ１、上記第２エラー信号をＦ２、上記集光光学
系の焦点誤差量を示す焦点誤差信号ＦＥＳをＦ１＋Ｆ２
とした場合、上記集光光学系の球面収差量を示す球面収
差誤差信号ＳＡＥＳを、 ＳＡＥＳ＝Ｆ１−ＦＥＳ×ｋ１（ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−ＦＥＳ×ｋ２（ｋ２は係数） の何れかの式で求め、上記補正手段は、上記焦点位置ず
れ量検出手段で求められた球面収差誤差信号ＳＡＥＳに
基づいて集光光学系の球面収差を補正する構成である。
【０１７３】それゆえ、上記第１エラー信号と第２エラ
ー信号との両方を使用して、上記集光光学系の焦点誤差
信号ＦＥＳを求めれば、球面収差の影響を極力抑えた信
号を得ることができるので、精度よく球面収差を検出す
ることができるので、球面収差の補正を正確に行うこと
ができるという効果を奏する。
【０１７４】また、上記焦点位置ずれ量検出手段は、上
記焦点誤差信号ＦＥＳをほぼ０として、上記球面収差誤
差信号ＳＡＥＳを求めるようにしてもよい。
【０１７５】それゆえ、焦点誤差信号ＦＥＳがほぼ０で
ある状態では、球面収差誤差信号ＳＡＥＳを正確に検出
することができるので、最も正確に球面収差を検出する
ことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の概略構成図であ
る。
【図２】図１に示す光ピックアップ装置を備えた光記録
再生装置の概略構成図である。
【図３】図１に示す光ピックアップ装置の検出装置の詳
細を示す説明図である。
【図４】（ａ）は球面収差のない状態のレンズにおける
光ビームの焦点位置を示す説明図であり、（ｂ）は球面
収差の発生しているレンズにおける光ビームの焦点位置
を示す説明図である。
【図５】球面収差が発生したときの波面収差を示した概
念図である。
【図６】（ａ）は図５で示した波面収差の波面の極値を
境に光軸側の光ビームの集光状態を示す説明図であり、
（ｂ）は図５で示した波面収差の波面の極値を境に光軸
から遠ざかる側の光ビームの集光状態を示す説明図であ
る。
【図７】球面収差の無い場合の焦点位置と球面収差の有
る場合の波面の極値での焦点位置との状態を示す説明図
である。
【図８】図１に示す光ピックアップ装置における球面収
差誤差信号ＳＡＥＳと光ディスクのカバーガラスの厚さ
の変化との関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）は焦点位置ずれを補正した場合の光ピッ
クアップ装置における球面収差誤差信号ＳＡＥＳと光デ
ィスクのカバーガラスの厚さの変化との関係を示すグラ
フであり、（ｂ）は焦点位置ずれを補正していない場合
の光ピックアップ装置における球面収差誤差信号ＳＡＥ
Ｓと光ディスクのカバーガラスの厚さの変化との関係を
示すグラフである。
【図１０】本発明の光ピックアップ装置に適用する他の
分割パターンを有するホログラムの平面図である。
【図１１】本発明の光ピックアップ装置に適用するさら
に他の分割パターンを有するホログラムの平面図であ
る。
【図１２】図１１に示すホログラムの比較例としてのホ
ログラムの平面図である。
【図１３】（ａ）は図１１に示すホログラムを用いた場
合の光ピックアップ装置における球面収差誤差信号ＳＡ
ＥＳと光ディスクのカバーガラスの厚さ変化との関係を
示すグラフであり、（ｂ）は図１２に示すホログラムを
用いた場合の光ピックアップ装置における球面収差誤差
信号ＳＡＥＳと光ディスクのカバーガラスの厚さ変化と
の関係を示すグラフである。
【図１４】（ａ）（ｂ）は、本発明の光ピックアップ装
置に適用するさらに他の分割パターンを有するホログラ
ムの平面図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザー（光源） ２ ホログラム（光ビーム分離手段） ２ａ 第１の領域 ２ｂ 第２の領域 ３ コリメートレンズ ４ レンズ第１要素 ５ レンズ第２要素 ６ 光ディスク（光記録媒体） ６ａ カバーガラス ６ｂ 基板 ６ｃ 情報記録層 ６ｄ 情報記録層 ７ 検出装置 ７ａ 第１受光部（第１焦点誤差検出部） ７ｂ 第２受光部（第２焦点誤差検出部） ８ 検出装置 ８ａ 第３受光部（第２焦点誤差検出部） ８ｂ 第４受光部（第１焦点誤差検出部） ９ ２要素対物レンズ（集光光学系） １０ 光ピックアップ装置 １４ 波面（曲線） １５ａ 境界線 １５ｂ 境界線 ２０ ホログラム（光ビーム分離手段） ２１ ホログラム（光ビーム分離手段） ２２ ホログラム（光ビーム分離手段） ２３ ホログラム（光ビーム分離手段） ２４ ホログラム（光ビーム分離手段） ５９ 制御信号生成回路（収差検出手段、球面収差補
正手段、焦点位置ずれ量検出手段） ＣＬ１ 直線（分割線） ＣＬ２ 直線（分割線） ＣＬ３ 直線（分割線） ＣＬ４ 直線（分割線） ＣＬ５ 直線（分割線） ＣＬ６ 直線（分割線） Ｅ１ 第１の円（分割線） Ｅ２ 第２の円（分割線） Ｅ３ 第３の円（分割線） ＯＺ 光軸
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/09 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ Ｌ Ｆターム(参考） 2H049 CA05 CA08 CA15 CA20 2H051 AA14 BA22 CB07 CB11 CB19 CC03 2H087 KA13 NA01 PA02 PA17 PB02 QA02 QA11 QA21 QA33 QA41 5D118 AA18 BA01 BB02 BF02 BF03 CD02 CF02 CF04 DA20 DC03 5D119 AA11 AA22 AA29 BA01 BB13 CA09 DA01 DA05 EA03 EC01 FA05 JA15 JA43 KA02 KA16 KA18 LB07

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】集光光学系を通過した光ビームを、該光ビ
    ームの光軸を含む第１の光ビームと、該光ビームの光軸
    を含まない第２の光ビームとに分離する光ビーム分離手
    段と、 上記光ビーム分離手段によって分離された２つの光ビー
    ムのうち少なくとも一つの光ビームの焦点位置に基づい
    て、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出
    手段とを備え、 上記光ビーム分離手段は、光ビームが光記録媒体の情報
    記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わした
    とき、この曲線の極値を境界線として、該光ビームを上
    記第１の光ビームと第２の光ビームとに分離することを
    特徴とする収差検出装置。
  2. 【請求項２】上記光ビーム分離手段は、上記第１の光ビ
    ームを分離するための第１の領域と、上記第２の光ビー
    ムを分離するための第２の領域とを有し、 上記第１の領域と第２の領域とは、上記境界線で分割さ
    れ、該境界線が円または円弧状であることを特徴とする
    請求項１に記載の収差検出装置。
  3. 【請求項３】集光光学系を通過した光ビームを、該光ビ
    ームの光軸を含む第１の光ビームと、該光ビームの光軸
    を含まない第２の光ビームとに分離する光ビーム分離手
    段と、 上記光ビーム分離手段により分離された第１の光ビーム
    と第２の光ビームの少なくとも一方の光ビームの焦点位
    置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する収
    差検出手段とを備え、 上記収差検出手段は、 上記第１の光ビームから、該第１の光ビームの焦点位置
    ずれを検出し、第１エラー信号を出力する第１焦点誤差
    検出部と、 上記第２の光ビームから、該第２の光ビームの焦点位置
    ずれを検出し、第２エラー信号を出力する第２焦点誤差
    検出部とを有し、 上記第１エラー信号をＦ１、上記第２エラー信号をＦ
    ２、上記集光光学系の焦点誤差量を示す焦点誤差信号Ｆ
    ＥＳをＦ１＋Ｆ２とした場合、 上記集光光学系の球面収差量を示す球面収差誤差信号Ｓ
    ＡＥＳを、 ＳＡＥＳ＝Ｆ１−ＦＥＳ×ｋ１（ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−ＦＥＳ×ｋ２（ｋ２は係数） の何れかの式で求め、この球面収差誤差信号ＳＡＥＳか
    ら球面収差を検出することを特徴とする収差検出装置。
  4. 【請求項４】集光光学系を通過した光ビームを、該光ビ
    ームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合
    の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値を境界線
    とし、上記光ビームの光軸を含む光ビームと、該光ビー
    ムの光軸を含まない光ビームとに分離し、分離した２つ
    の光ビームのうち少なくとも一方の光ビームの焦点位置
    に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出すること
    を特徴とする収差検出方法。
  5. 【請求項５】光源と、 上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光さ
    せる集光光学系と、 上記光記録媒体から反射して上記集光光学系を通過した
    光ビームを、該光ビームの光軸を含む第１の光ビーム
    と、該光ビームの光軸を含まない第２の光ビームとに分
    離する光ビーム分離手段と、 上記光ビーム分離手段によって分離された２つの光ビー
    ムのうち少なくとも一つの光ビームの焦点位置に基づい
    て、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出
    手段と、 上記球面収差検出手段によって検出された球面収差を補
    正する球面収差補正手段とを備え、 上記光ビーム分離手段は、光ビームが光記録媒体の情報
    記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わした
    とき、この曲線の極値を境界線として、該光ビームを、
    上記第１の光ビームと第２の光ビームとに分離すること
    を特徴とする光ピックアップ装置。
  6. 【請求項６】上記光ビーム分離手段は、 光ビームから上記第１の光ビームを分離する第１の領域
    と、 光ビームから上記第２の光ビームを分離する第２の領域
    とを有し、 上記第１の領域と第２の領域は、上記光記録媒体のトラ
    ック方向に直交する方向に対し略平行な直線部分を少な
    くとも一部にもつ分割線によって分割されていることを
    特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
  7. 【請求項７】光源と、 上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光さ
    せる集光光学系と、 上記光記録媒体に反射して集光光学系を通過した光ビー
    ムを、該光ビームの光軸を含む第１の光ビームと、該光
    ビームの光軸を含まない第２の光ビームとに分離する光
    ビーム分離手段と、 上記光ビーム分離手段により分離された第１の光ビーム
    と第２の光ビームの少なくとも一つの光ビームの焦点位
    置のずれ量を検出する焦点位置ずれ量検出手段と、 上記焦点位置ずれ量検出手段によって検出された焦点位
    置ずれ量に基づいて、 上記集光光学系の球面収差を補正する補正手段とを備
    え、 上記焦点位置ずれ量検出手段は、 上記第１の光ビームから、該第１の光ビームの焦点位置
    ずれを検出し、第１エラー信号を出力する第１焦点誤差
    検出部と、 上記第２の光ビームから、該第２の光ビームの焦点位置
    ずれを検出し、第２エラー信号を出力する第２焦点誤差
    検出部とを有し、 上記第１エラー信号をＦ１、上記第２エラー信号をＦ
    ２、上記集光光学系の焦点誤差量を示す焦点誤差信号Ｆ
    ＥＳをＦ１＋Ｆ２とした場合、 上記集光光学系の球面収差量を示す球面収差誤差信号Ｓ
    ＡＥＳを、 ＳＡＥＳ＝Ｆ１−ＦＥＳ×ｋ１（ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−ＦＥＳ×ｋ２（ｋ２は係数） の何れかの式で求め、 上記補正手段は、上記焦点位置ずれ量検出手段で求めら
    れた球面収差誤差信号ＳＡＥＳに基づいて集光光学系の
    球面収差を補正することを特徴とする光ピックアップ装
    置。
  8. 【請求項８】上記焦点位置ずれ量検出手段は、上記焦点
    誤差信号ＦＥＳをほぼ０として、上記球面収差誤差信号
    ＳＡＥＳを求めることを特徴とする請求項７に記載の光
    ピックアップ装置。
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