JP2004531018A

JP2004531018A - 光走査装置

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Publication number: JP2004531018A
Application number: JP2003509449A
Authority: JP
Inventors: ユッテ，ペートルス　テー
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-10-07
Also published as: KR20040014943A; CN1305052C; WO2003003360A1; EP1405308A1; CN1522439A; US7215605B2; US20040170105A1

Abstract

光走査装置（１）は、放射ビーム（８）を供給する放射源（１）を有し；放射ビームを走査スポット（１４）へ変換するレンズ系を有し；検出系（６）は、四分円検出器（２０）、放射ビームを第１の非点収差放射ビーム（２１）へ変換するために、第１の量のコマ（Ｗ_３１ ^ａ）を発生する非点収差発生要素（１８）を有し、そして、第１の量のコマを補償するために、第２の量のコマ（Ｗ_３１ ^ｂ）を発生するコマ補正要素（１９）を有する。コマ補正要素は、項”Ａ．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）”を含む関数”Ｈ（ｒ，θ）”により定義される形状を有する補正面（１９Ａ）を有し、”Ｈ”は、レンズ系の光軸に沿った補正面の位置であり、”ｒ”と”θ”は、極座標を示し、”Ａ”は、第２の量のコマに依存する第１の定数を示す。

Description

【０００１】
本発明は、光記録担体の情報層を走査する光走査装置に関連し、前記装置は、
− 放射ビームを供給する放射源を有し、
− 前記放射ビームを前記情報層の位置の走査スポットへ変換するレンズ系を有し、前記レンズ系は光軸を有し、
− 検出系は、
− 前記放射ビームを第１の非点収差放射ビームへ変換する非点収差発生要素を有し、前記要素は、第１の非点収差放射ビームがコマ収差を含むように、更に第１の量のコマを発生し、
− 前記第１の量のコマを補償するために、第２の量のコマを発生するコマ補正要素を有し、それにより、前記第１の非点収差放射ビームを実質的にコマ収差から自由な第２の非点収差放射ビームに変換し、
− 前記第２の非点収差放射ビームを電気信号に変換する四分円検出器を有する。
【０００２】
”情報層の走査”は、放射ビームにより：情報層から情報を読み出す（”読出しモード”）、情報層へ情報を書き込む（” 書き込みモード”）及び／又は、情報層から情報を消去する、ことを指す。
【０００３】
一般的に言えば、オープニングパラグラフに記載のこの形式の従来の光走査装置では、走査される情報層内に走査スポットを焦点のあった状態に維持するために”フォーカスエラー信号”が使用される。この信号は、Ｇ．Ｂｏｕｗｈｕｉｓ，Ｊ．Ｂｒａａｔ，Ａ．Ｈｕｉｊｓｅｒ他の”光ディスクシステムの原理”７５−８０（ＡｄａｍＨｉｌｇｅｒ１９８５）（ＩＳＢＮ０−８５２７４−７８５−３）から知られる、既知の”非点収差法”により一般的には形成される。非点収差法は、放射ビームの光路内に、自発的に導入された光学収差、非点収差に基づいている。典型的には、光軸に関して４５度の角度で傾斜された平面平行板ユニットが、非点収差要素として使用され：放射ビームがこの要素を横切るときに、非点収差が発生される。
【０００４】
更に、”ラジアルトラッキングエラー信号”が、トラック上に走査スポットを維持するために使用される。この信号は、Ｇ．Ｂｏｕｗｈｕｉｓ，Ｊ．Ｂｒａａｔ，Ａ．Ｈｕｉｊｓｅｒ他の”光ディスクシステムの原理”７０−７３（ＡｄａｍＨｉｌｇｅｒ１９８５）（ＩＳＢＮ０−８５２７４−７８５−３）から知られる、良く知られた”ラジアルプッシュプル法”により一般的には形成される。
【０００５】
そのような従来の光走査装置の出くわす問題は、平面平行板が、非点収差に加えて、追加の収差、コマを発生することである。コマは、ザイデル係数W_３１の形式で、表現される。以下の式は、波長λと係数W_３１に関して正規化された”２乗平均平方根”W_{３１ｒｍｓ}を与える。
【０００６】
【数１】

”ｄ”は平面平行板の厚みを示し、”ｎ”は平面平行板の屈折率を示し、”α”は光軸との平面平行板の角度（好ましくは４５度）し示し、”ＮＡ”は平面平行板に入射する放射ビームの開口数を示す。更なる情報は、Ｍ．ＢｏｒｎとＥ．Ｗｏｌｆの”光学の原理”４６９−４７０（ＰｅｒｇａｍｏｎＰｒｅｓｓ）（ＩＳＢＮ０−０８−０２６４８２−４）を参照する。
【０００７】
そのようなコマ収差の存在は、平面平行板により発生されるコマにより、四分円検出器の中心のスポットが対称でないために、フォーカストラッキング信号に影響するので、望ましくない。
【０００８】
この問題の第１の解決方法は、（式（１）で与えられるＷ_{３１ｒｍｓ}の形式で表現されうる）発生されるコマの量は、厚みｄに比例して変わるので、平面平行板の厚みｄを減少することよりなる。
【０００９】
しかしながら、第１の解決方法は、以下の欠点を有する。第１に、板がザイデル係数Ｗ_２２の形式で表現されるある量の非点収差を発生するので、平面平行板の厚みは、板により発生される非点収差の量にも影響する。以下の式は、波長λと係数W_２２に関して正規化された”２乗平均平方根” W_{２２ｒｍｓ}を与える。
【００１０】
【数２】

”ｄ”、”ｎ”、”α”及び”ＮＡ”は式（１）で定義されたのと同じである。第２に、薄い板でさえも実質的な量のコマを発生する。例えば、計算は、１．１ｍｍ厚の平面平行板は、ＮＡ＝０．１３５、α＝４５度、ｎ＝１．５１の場合に、７１ｍλｒｍｓに等しいコマの量を発生することを示す。第３に、板の厚みは好ましくは、機械的な制約特に、担体上の曲げの制限のために、１ｍｍよりも大きい。
【００１１】
第２の解決方法は、（式（１）で与えられるＷ_{３１ｒｍｓ}の形式で表現されうる）発生されるコマの量は、開口数ＮＡに比例して変わるので、平面平行板に入射する放射ビームの開口数ＮＡを減少させることよりなる。しかしながら、第２の解決方法は、開口数ＮＡにも依存する、放射源に関連するレーザパワーをも減少させという欠点を有する。
【００１２】
前述の問題に対する他の解決方法も、従来技術には存在する。
【００１３】
米国特許番号４，７０９，１３９は、オープニングパラグラフに記載のこの形式の光走査装置を開示し、コマ補正要素が、レンズ系の光軸に関して非点収差発生要素と反対に傾斜された、平面平行板により、形成される。この結果、非点収差発生要素とコマ補正要素は、反対の方向に向けられた等しい量のコマとともに、同じ方向に向けられた等しい量の非点収差を発生し、それにより、非点収差発生要素により発生されるコマの量は、コマ補正要素により発生されるコマの量により除去される。
【００１４】
しかしながら、米国特許番号４，２０９，１３９に記載の装置は、追加の平面平行板を必要とし、スペースをとり、余分な量の非点収差を発生しそして、四分円検出器でスポットのフォーカス調整を妨げるという欠点を有する。
【００１５】
米国特許番号５，４９６，９９３は、オープニングパラグラフに記載のこの形式の光走査装置を開示し、非点収差発生要素は、平面平行板で形成されそして、コマ補正要素は、くさび形状の光学要素により形成される。くさび形状の光学要素は、板の傾斜の方向に正反対の方向に傾斜している入射面を有し、それにより、板により発生されるコマの量の方向に正反対の方向のコマの量を発生する。言いかえると、くさび形状要素により発生されるコマの量は、板により発生されるコマの量を補償する。
【００１６】
しかしながら、米国特許番号５，４９６，９９３は、欠点を有する。特に、コマ補正要素は、コマに加えて、余分な量の非点収差を発生する。
【００１７】
本発明の目的は、前述の欠点を解決する光走査装置を提供することである。
【００１８】
本発明に従って、これらの目的は、オープニングパラグラフに記載の光走査装置により達成され、これは、前記コマ補正要素は、項”Ａ．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）”を含む関数”Ｈ（ｒ，θ）”により定義される形状を有する補正面を有し、”Ｈ”は、前記レンズ系の光軸に沿った前記補正面の位置であり、”ｒ”と”θ”は、前記第１の非点収差放射ビームの断面の極座標を示し、”Ａ”は、コマ補正要素により発生された前記量のコマに依存する第１の定数を示す、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明に従った光走査装置の好ましい実施例では、前記関数”Ｈ（ｒ，θ）”は、
Ｈ（ｒ，θ）＝Ａ．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）＋Ｂ．ｒ＋Ｃ．ｒ^２．ｃｏｓ^２（θ−θｏ）
により定義され、”Ｂ”、”Ｃ”及び”θｏ”は、第２の定数、第３の定数及び第４の定数をそれぞれ示す。
【００２０】
そのようなコマ補正要素の利点は、追加の量の非点収差を発生すること無しにそして非点収差発生要素により発生される非点収差の量に影響すること無しに、第１の量のコマを補正する第２の量のコマを発生することである。
【００２１】
そのようなコマ補正要素の他の利点は、第２の非点収差放射ビームの断面は、もはや、コマ収差により変形されないので、ラジアル対フォーカスクロストークを減少することである。
【００２２】
そのようなコマ補正要素の他の利点は、第２の非点収差放射ビームは傾斜されす、それにより、四分円検出器の位置のシフトを避けそしてそれゆえに自由な作動距離の増加を避けることである。
【００２３】
そのようなコマ補正要素の他の利点は、サーボレンズの入射面として形成され、サーボレンズの出射面は、例えば、負の球面レンズを形成するのに優位に使用されうる。これは、優位に、レンズ系の光軸の方向にサーボレンズを移動することにより、そして、サーボレンズが非球面レンズで形成されていない場合には、四分円検出器を移動することにより、四分円検出器で第２の非点収差放射ビームのフォーカス調整を可能とする結果となる。
【００２４】
そのようなコマ補正要素の他の利点は、四分円検出器でスポットのフォーカス調整に使用できることである。
【００２５】
本発明の目的、利点及び特徴は、添付の図面に示されたように、本発明の以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【００２６】
図１は、光記録担体３の情報層２を走査する本発明に従った光走査装置１の光学構成要素の概略を示す。
【００２７】
示されているように、光記録担体３は、透明層６０を有し、その一方の側には情報層２が配置されている。透明層から遠く配置された情報層の側は、保護層６１により環境の影響から保護されている。透明層は、情報層の機械的な支持を提供することにより、光記録担体の基板として働く。代わりに、透明層は、情報層を保護する単一の機能を有しても良く、機械的な支持は、例えば、保護層により又は追加の情報層と最も上の情報層に接続された透明層により、情報層の他の側の層により提供される。情報層２は、トラックを含む担体３の面である。”トラック”は、焦点の合わされた放射が追従する経路であり、その上に情報を表す光学的に読出し可能なマークが配置されている。マークは、例えば、ピット又は周囲と異なる反射係数又は磁化の方向を有する領域の形式でもよい。光記録担体３がディスクの形状を有する場合には、所定のトラックに関して以下が定義される：”ラジアル方向”はトラックとディスクの中心の間の方向であり、”接線方向”は、トラックの接線及び”ラジアル方向”に垂直の方向である。
【００２８】
走査中は、光記録担体３は、（図１に示していない）スピンドル上で回転し、そして、情報層２は透明層６０を通して走査される。
【００２９】
図１に示されたように、光走査装置１は、放射源４、光軸ＯＯ’を有するレンズ系５、ビームスプリッタ１８及び検出系６を有する。光走査装置１は好ましくは、更にサーボ回路６Ａ、フォーカスアクチュエータ６Ｂ、ラジアルアクチュエータ６Ｄ及び誤り訂正のためにの情報処理ユニット６Ｃを有する。
【００３０】
放射源４は、放射ビーム８を供給するように配置される。好ましくは、放射源４は、選択された波長λの放射ビーム８を放射する少なくとも１つの半導体レーザを有する。例えば、光記録担体３がＤＶＤフォーマットの場合には、放射ビーム８の波長λは、６２０から７００ｎｍの間であり、好ましくは、６６０ｎｍに等しい。更に好ましくは、光走査装置１は更に、中央放射ビーム即ち、放射ビーム８からの−１と＋１次の回折されたビームとして第１及び第２のサテライト放射ビーム１０及び１１を形成する回折格子構造９を有する。
【００３１】
ビームスプリッタ１８は、放射ビーム８を（サテライト放射ビーム１０と１１とともに）レンズ系５に向かって反射するように配置される。好ましくは、ビームスプリッタ１８は、光軸に関して角度αを形成するために、光軸ＯＯ’に関して傾斜している平面平行板により形成される。好ましくは角度αは４５度に等しい。特に、平面平行板は、ビームスプリッタの機能に加えて、以下に記載のように、非点収差を発生する。
【００３２】
レンズ系５は、情報層２の位置に走査スポット１４を構成するために、放射ビーム８を（サテライト放射ビーム１０と１１とともに）焦点の合わされた放射ビーム１３へ変換する。レンズ系５は、第１の対物レンズ１５を有し；好ましくは更に、コリメータレンズ７と第２の対物レンズ１６を有する。好ましくは、放射ビーム８の開口数がほぼ０．８５に等しい場合には、第２の対物レンズ１６は、第１の対物レンズ１５とともに使用され、放射ビーム８の開口数が０．４５と０．６５の間の場合には第１の対物レンズ１５のみが使用される。
【００３３】
コリメータレンズ７は、放射ビーム８を（サテライト放射ビーム１０と１１とともに）実質的に平行にされたビーム１２に変換するために配置される。
【００３４】
第１の対物レンズ１５は、平行にされたビーム１２を収束する放射ビーム１７に変換するように配置される。更に、対物レンズ１５は、好ましくは非球面である。
【００３５】
第２の対物レンズ１６は、集束放射ビーム１７を焦点の合わされた放射ビーム１３へ変換するように配置される。それは、対物レンズ１５と対向する凸状面１５ａと情報層２の位置に面する平面１５ｂを有する平凸レンズにより形成される。特に、対物レンズ１６は、対物レンズ１５とともに、単一レンズ系よりも光学構成要素の相互位置に大きな許容度を有する対のレンズ系を構成する。更に、対物レンズ１６は、好ましくは、非球面である。
【００３６】
示されているように、光記録担体３がＤＶＤフォーマットの場合には、焦点の合わされた放射ビーム１３の選択された開口数は、ほぼ、”読出しモード”では０．６０そして、”書き込みモード”では０．６５に等しい。
【００３７】
このように、走査中は、焦点の合わされた放射ビーム１３は、情報層２上で反射し、それにより、前方向集束ビーム１７の光路に戻る反射されたビームを形成する。レンズ系５は、反射された放射ビームを、第１の集束反射放射ビーム６３に変換する。最後に、ビームスプリッタ１８は、反射された放射ビーム６３の少なくとも一部を、検出系６に向かって、放射ビーム２１の形で、透過することにより、反射された放射ビーム１７から前方向放射ビーム８を分離する。
【００３８】
検出系６は、放射ビーム２１とサテライト放射ビームを捕捉し、そして、１つ又はそれ以上の電気信号にそれらを変換するように構成される。１つの信号は、情報信号Ｉ_ｄａｔａであり、その値は情報層２上で走査される情報を表す。情報信号Ｉ_ｄａｔａは、誤り訂正のための情報処理ユニット６Ｃにより処理される。検出系６からの他の信号は、フォーカスエラー信号Ｉ_{ｆｏｃｕｓ}及びラジアルトラックキングエラー信号Ｉ_{ｒａｄｉａｌ}である。信号Ｉ_{ｆｏｃｕｓ}は、走査スポット１４と情報層２の位置の間の（レンズ系５の光軸に沿った）高さの軸方向の差を表す。好ましくは、この信号は、上述のように、”非点収差法”から形成される。ラジアルトラックキングエラー信号Ｉ_{ｒａｄｉａｌ}は、走査スポット１４と、走査スポット１４により追従されるべき情報層２のトラックの中心の間の情報層２の面での距離を表す。好ましくは、この信号は、上述の”ラジアルプッシュプル法”から構成される。
【００３９】
サーボ回路６Ａは、信号Ｉ_{ｆｏｃｕｓ}とＩ_{ｒａｄｉａｌ}に応じて、それぞれフォーカスアクチュエータ６Ｂとラジアルアクチュエータ６Ｄを制御するサーボ制御信号Ｉ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を供給するように配置される。フォーカスアクチュエータ６Ｂは、レンズ系５の光軸に沿って対物レンズ１５と１６の位置を制御し、それにより、情報層２の面と実質的にそれが一致するように、走査スポット１４の位置を制御する。ラジアルアクチュエータ６Ｄは、レンズ系５の光軸に垂直な方向に対物レンズ１５と１６の位置を制御し、それにより、情報層２で追従するトラックの中心線と実質的にそれが一致するように、走査スポット１４のラジアル位置を制御する。
【００４０】
図２は、図１の検出系６の概略であり；検出系６は、（好ましくはビームスプリッタ１８により構成される）非点収差発生要素、コマ補正要素１９及び四分円検出器２０を有することを詳細に示す。複数の任意の選択として、参照符号”Ｚ−軸”は、レンズ系５の光軸ＯＯ’の方向を示し、参照符号”Ｘ−軸”と”Ｙ−軸”は、それぞれラジアル及び接線方向に対応する四分円検出器１２の２つの方向を示す。
【００４１】
非点収差発生要素１８は、放射ビーム８を第１の非点収差放射ビーム２１へ変換するように配置される。更に、非点収差発生要素１８は、非点収差放射ビーム２１がコマを含むように第１の量のコマを発生する。非点収差発生要素がビームスプリッタ１８を構成する平面平行板により構成される選択された場合には、板は、上述のように、Ｚ−軸に関して角度α、好ましくは４５度、を形成する。この好ましい場合には、前記第１の量のコマは、式（１）により与えられるのと同様な、ザイデル係数Ｗ_{３１ｒｍｓ} ^ａの形式で表現される。
【００４２】
コマ補正要素１９は、前記第１量のコマ（即ち、この場合にはＷ_{３１ｒｍｓ} ^ａ）を補償するために第２の量のこまを発生しそれにより、非点収差放射ビーム２１を、実質的にコマ偏差から自由な第２の非点収差放射ビーム２２変換するように配置される（用語”実質的に”は以下で説明する）。次に、前記第２の量のコマは、ザイデル係数Ｗ_３１ ^ｂの２乗平均平方根Ｗ_{３１ｒｍｓ} ^ｂの形に表現されうる。更に、コマ補正要素１９は、項”Ａ．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）”を含む関数”Ｈ（ｒ，θ）”により定義される形状を有する補正面１９Ａによ形成され、：”Ｈ”は、レンズ系の光軸に沿った補正面の位置であり、”ｒ”と”θ”は、非点収差放射ビーム２１の断面の極座標を示し、”Ａ”は、コマ補正要素１９により発生される量のコマ（即ち、更に詳細に以下に記載するように、正規化された２乗平均平方根Ｗ_{３１ｒｍｓ} ^ｂに関する）に依存する第１の定数を示す。
【００４３】
光走査装置１の好ましい実施例では、関数”Ｈ（ｒ，θ）”は、
Ｈ（ｒ，θ）＝Ａ．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）＋Ｂ．ｒ＋Ｃ．ｒ^２．ｃｏｓ^２（θ−θｏ）（３）
により定義され、”Ｈ”、”ｒ”、”θ”は上述の定義され、”Ｂ”、”Ｃ”及び”θｏ”は、第２の定数、第３の定数及び第４の定数をそれぞれ示す。
【００４４】
光走査装置１の好ましい実施例では、補正面１９Ａは、レンズ１９’の入射面として形成され、それにより、レンズ１９’の出射面１９Ｂは、追加の光学的関数を提供する。例えば、出射面１９Ｂは、球面レンズを形成するために、球面に湾曲される。補正面１９Ａの３つの実施例を含む、レンズ１９’の３つの実施例は、以下に詳細に記載される。
【００４５】
四分円検出器２０は、非点収差放射ビーム２２を信号Ｉ_ｄａｔａ、Ｉ_{ｆｏｃｕｓ}及びＩ_{ｒａｄｉａｌ}に変換するように構成される。”非点収差法”に従って、信号Ｉ_{ｆｏｃｕｓ}を発生するために、四分円検出器２０は次を含む：（ａ）それぞれ検出信号Ｉ_Ｃ１、Ｉ_Ｃ２、Ｉ_Ｃ３及びＩ_Ｃ４を供給するための、（図２に示されたように）４つの第１の放射検知検出要素Ｃ１からＣ４及び、（ｂ）信号Ｉ_Ｃ１からＩ_Ｃ４に応じて、信号Ｉ_ｄａｔａ及びＩ_{ｆｏｃｕｓ}を供給する、第１の電子回路。既知の”ラジアルプッシュプル法”に従って、ラジアルトラッキング信号Ｉ_{ｒａｄｉａｌ}を発生するために、検出系３９は、これらの検出要素の出力信号に応じて、信号Ｉ_{ｒａｄｉａｌ}を供給する、第２の放射検知検出要素と第２の電子回路を有する、
補正面１９Ａの３つの実施例を含むレンズ１９’の３つの実施例を、以下に詳細に説明する。図３から５は、それぞれ、補正面１９Ａの第１、第２及び第３の実施例を含む、レンズ１９’の第１、第２及び第３の実施例の断面図を示す。参照符号１９’１、１９’２及び１９’３は、レンズ１９’のそれぞれ第１、第２及び第３の実施例を示し、１９Ａ１、１９Ａ２及び１９Ａ３は、それぞれ、補正面１９Ａの第１、第２及び第３の実施例を示し、そして、参照符号１９Ｂ１、１９Ｂ２及び１９Ｂ３は、それぞれ、レンズ１９’１、１９’２及び１９’３の出射面の第１、第２及び第３の実施例を示す。
【００４６】
図３を参照すると、式（３）でＡ≠０、Ｂ＝０及びＣ＝０の場合には、補正面１９Ａ１は、以下の式に対応し：
Ｈ１（ｒ，θ）＝Ａ１．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）（４）
”Ａ１”は、式（３）に関して定義された定数”Ａ”に対応する。前述のように、Ａ１はＷ_{３１ｒｍｓ} ^ｂに依存し；特に、以下の式により与えられ：
【００４７】
【数３】

”Ｗ_{３１ｒｍｓ} ^ｂ”は１９Ａ１により発生されたコマの量Ｗ_３１ ^ｂに関連する”２乗平均平方根”値であり、”λ”は非点収差放射ビーム２２の波長であり、”Ｌ”は（図３に示されたように）補正面１９Ａ１から球面レンズ１９Ｂ１の物体までの距離であり、”ＮＡ”は非点収差放射ビーム２２の開口数であり、”ｎ_ｌｅｎｓ”は、レンズ１９’１の屈折率である。更に、平面平行板１８により発生されたコマの量を補償するために、式（５）の値Ｗ_{３１ｒｍｓ} ^ｂは、理想的には式（１）により与えられる”２乗平均平方根”値Ｗ_{３１ｒｍｓ} ^ａに等しい。
【００４８】
例により、式（１）で、ｄ＝１．１ｍｍ、ＮＡ＝０．１３５、α＝４５度そして、ｎ＝１．５１の場合には、値Ｗ_{３１ｒｍｓ} ^ａは、７１ｍλｒｍｓに等しい。そして、ｎ_ｌｅｎｓ＝１．５７、ＮＡ＝０．１６、λ＝７９０ｎｍ、Ｌ＝２．８ｍｍの場合には、定数Ａ１の理想値Ａ１_{ｉｄｅａｌ}は、最終的に式（５）から知られ、Ｗ_{３１ｒｍｓ} ^ｂは、理想的には、７１ｍλｒｍｓに等しい。実際には、理想値Ａ１_{ｉｄｅａｌ}は、得られず、そして、実質的にコマから自由な第２の非点収差放射ビーム２２を構成するために、パラメータの実際の値Ａ１_{ａｃｔｕａｌ}が第１の量のコマＷ_３１ ^ａを、補償することになる。例えば、Ａ１_{ａｃｔｕａｌ}＝０．１ｍｍ^−２の場合には、結果値Ｗ_{３１ｒｍａ} ^ｂは、７１ｍλｒｍｓに等しい。言いかえると、理想と実際の値の間の５ｍλｒｍｓの差は、許容され、；記載では、”実質的にコマから自由な”は、非点収差放射ビーム２２の結果のコマの量の”２乗平均平方根”値は、１０ｍλｒｍｓより小さいことを意味する。
【００４９】
図４を参照すると、式（３）でＡ≠０、Ｂ≠０及びＣ＝０の場合には、補正面１９Ａ２は、以下の式に対応し：
Ｈ２（ｒ，θ）＝Ａ２．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）＋Ｂ２．ｒ
”Ａ２”と”Ｂ２”は、式（３）に関してそれぞれ定義された定数”Ａ”と”Ｂ”に対応する。非点収差発生要素１８が板により形成される場合には、定数Ａ２は、図３に関して記載のように計算されうる。定数Ｂ２は、Ｙ−方向に”Ａ．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）”だけ湾曲された補正面の平均傾斜を補償するための補正面１９Ａ２の一定の傾斜を表し：それは典型的には、１度よりも小さい。特に、一定の傾斜は、コマ補正に有意な効果を有せず、モールドを作ることに関して、補正面１９Ａ２を面１９Ａ１に関して優位にする。そのようなシリンドリカル面を形成することの他の利点は、平面平行板により発生された量に加えて、第２の量の非点収差を発生することである。
【００５０】
図５を参照すると、式（３）でＡ≠０、Ｂ≠０及びＣ≠０及びθｏ＝０の場合には、補正面１９Ａ３は、以下の式に対応し：
Ｈ３（ｒ，θ）＝Ａ３．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）＋Ｂ３．ｒ＋Ｃ３．ｒ^２．ｃｏｓ^２（θ）
”Ａ３”、”Ｂ３”及び”Ｃ３”は、式（３）に関してそれぞれ定義された定数”Ａ”、”Ｂ”及び”Ｃ”に対応する。特に、”Ｃ３．ｒ^２．ｃｏｓ^２（θ）”項は、板１８により発生される非点収差の量に加えられる、追加の非点収差の量即ち、式（２）により表現されるＷ_２２、を発生する、シリンドリカル面を表し、：係数Ｃ３は次のように表現される：
【００５１】
【数４】

”Ｒｃｙｌ”は、シリンドリカル面に関連するシリンダ半径である。
【００５２】
代わりに、Ｃ≠０及びθｏ≠０の場合には、対応するシリンドリカル面の方位角は、Ｙ−方向に関して角度θｏを構成する。これは、優位に、平面平行板１８から出現する非点収差放射ビーム２１の焦点線を回転する結果となる。
【００５３】
説明の問題として、光走査装置１の動作−特に、放射ビーム２１に関するコマ補正要素１９の効果は、は以下のように記載される。図６Ａと６Ｂは、本発明に従った補正をそれぞれ有する及び有しない、四分円検出器２０上の放射ビーム２２の断面の概略を示す図である。そして、図７Ａと７Ｂは、それぞれ、本発明に従った補正を有する及び有しない、四分円検出器に入射する放射ビーム２２に関する（シミュレーションにより発生された）フォーカスSカーブを示す。
【００５４】
図６Ａと６Ｂは、四分円検出器２０の面で放射ビーム２２の光線の交差を表すドットを示す。図６Ａを参照すると、非点収差放射ビーム２２は、本発明に従ったコマ補正と共に、ビームの中心に関して、実質的に対称である。図６Ｂを参照すると、非点収差放射ビーム２２は、本発明に従った補正無しで、第１のコマの量により影響を受け、そして、従って、ビームの中心に関して、対称である。
【００５５】
図７Ａと７Ｂに関して、フォーカスＳカーブの（信号Ｉ_{ｆｏｃｕｓ}の最大値に関して）正規化された値ＦＥは、以下の式に従って、検出信号Ｉ_Ｃ１からＩ_Ｃ４の測定値から得られる：
【００５６】
【数５】

図７Ａを参照すると、非点収差放射ビーム２２に関連するフォーカスＳカーブ６１は、本発明に従った補正で、ＦＥ＝０に対応する点に関して実質的に対称となる。
【００５７】
図７Ｂを参照すると、非点収差放射ビーム２２に関連するフォーカスＳカーブ６２は、本発明に従った補正無しで、放射ビーム２２内のコマの存在により影響されるピーク６３を有する。当業者は、そのようなピークの存在の欠点は、光走査装置が特にチョックに敏感なことであることに、注意する。
【００５８】
そのようなコマ補正要素の利点は、フォーカス調整の目的で四分円検出器２０に関してレンズ１９’の位置を調整するときに、補正要素により発生されたコマの量の些細な変化となることである。例えば、計算は、軸ＯＯ’に沿ったレンズ１９’の位置の０．２ｍｍの変化は、７１ｍλｒｍｓに関して重大ではないと考えられる発生されたコマの量の５ｍλｒｍｓの変化となる、ことを示している。
【００５９】
添付の請求項に記載の本発明の範囲を離れること無しに、多くの変形及び修正が、上述の実施例に関連して使用される。
【００６０】
代わりとして、コマ補正要素は、更にコマ収差を発生する、平面平行板以外のどのような非点収差発生要素とも組み合わせることができる。
【００６１】
代わりとして、光走査装置は、同時にマルチトラック走査を実行できる形式でもよい。これは、例えば、米国特許番号４，４４９，２１２に記載のように、”読出しモード”でのデータ読み出し及び／又は、”書き込みモード”でのデータ書き込み速度を改善する結果となる。米国特許番号４，４４９，２１２に従ったマルチトラック配置の記載は、参照によりここに組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施例に従った光走査装置の構成要素の概略を示す図である。
【図２】図１に示された検出系の構成要素の概略を示す図である。
【図３】図２に示されたコマ収差補正要素の第１の実施例の断面図を示す。
【図４】図２に示されたコマ収差補正要素の第２の実施例の断面図を示す。
【図５】図２に示されたコマ収差補正要素の第３の実施例の断面図を示す。
【図６Ａ】本発明に従った補正を有する四分円検出器上の第２の非点収差放射ビームの断面の概略を示す図である。
【図６Ｂ】本発明に従った補正を有しない四分円検出器上の第２の非点収差放射ビームの断面の概略を示す図である。
【図７Ａ】本発明に従った補正を有する四分円検出器に入射する放射ビームに関して測定されたフォーカスSカーブを示す図である。
【図７Ｂ】本発明に従った補正を有しない四分円検出器に入射する放射ビームに関して測定されたフォーカスSカーブを示す図である。

Claims

光記録担体の情報層を走査する光走査装置であって、前記装置は、
− 放射ビームを供給する放射源を有し、
− 前記放射ビームを前記情報層の位置の走査スポットへ変換するレンズ系を有し、前記レンズ系は光軸を有し、
− 検出系は、
− 前記放射ビームを第１の非点収差放射ビームへ変換する非点収差発生要素を有し、前記要素は、第１の非点収差放射ビームがコマ収差を含むように、更に第１の量のコマを発生し、
− 前記第１の量のコマを補償するために、第２の量のコマを発生するコマ補正要素を有し、それにより、前記第１の非点収差放射ビームを実質的にコマ収差から自由な第２の非点収差放射ビームに変換し、
− 前記第２の非点収差放射ビームを電気信号に変換する四分円検出器を有し、
前記コマ補正要素は、項Ａ．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）を含む関数Ｈ（ｒ，θ）により定義される形状を有する補正面を有し、”Ｈ”は、前記レンズ系の光軸に沿った前記補正面の位置であり、”ｒ”と”θ”は、前記第１の非点収差放射ビームの断面の極座標を示し、”Ａ”は、前記第２の量のコマに依存する第１の定数を示す、ことを特徴とする光走査装置。
前記関数Ｈ（ｒ，θ）は、
Ｈ（ｒ，θ）＝Ａ．ｒ^３．ｃｏｓ（θ）＋Ｂ．ｒ＋Ｃ．ｒ^２．ｃｏｓ^２（θ−θｏ）
により定義され、”Ｂ”、”Ｃ”及び”θｏ”は、第２の定数、第３の定数及び第４の定数をそれぞれ示すことを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
前記非点収差発生要素は、前記光軸に関して予め定められた角度で傾斜している平面平行板により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
前記補正面は、レンズの入射面として形成され、そして、前記レンズは異方性に湾曲された出射面を有することを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
前記検出系は、更に、フォーカスエラー信号及び／又はラジアルトラッキングエラー信号を供給するように配置され、更に、走査される前記情報層及び／又は前記情報層のトラックの位置に関して前記走査スポットの位置を制御する、前記フォーカスエラー信号及び／又は前記ラジアルトラッキングエラー信号に応答するサーボ回路とアクチュエータを有することを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
更に、誤り訂正の情報処理ユニットを有することを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。