JP2009009617A - 光ヘッドと光情報装置とコンピュータと映像記録再生装置と映像再生装置とサーバーとカーナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも２つの対物レンズを搭載するヘッドにおいて、２つの対物レンズを有するどちらの光学系のコマ収差も調整することができ、どちらの対物レンズから出射される光のスポット特性も良好にし、再生および記録特性が良好となる光ヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】２つの対物レンズをレンズホルダーに直接固定して一方の対物レンズを有する光学系のコマ収差調整は対物レンズをレンズホルダーごと傾けて行い、もう一方の対物レンズを有する光学系のコマ収差調整はコマ収差補正手段を用いて補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ヘッド及び光記録再生装置及びこれを用いたコンピュータ、映像記録再生装置、映像再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステムに関するものである。

近年、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）はディジタル情報をコンパクトディスク（ＣＤ）に対して約６倍の記録密度で記録できることから、大容量の光記録媒体として注目されている。しかしながら、情報の大容量化に伴い更なる高密度な光記録媒体が要望されている。ここで、ＤＶＤ（波長６６０ｎｍ、開口数（ＮＡ）０．６）よりも高密度化を達成するには光源の波長をより短く、対物レンズのＮＡをより大きくすることが必要となる。例えば４０５ｎｍの青色レーザーを使用してＮＡ０．８５の対物レンズを使用することでＤＶＤの５倍の記録密度が達成されるＢｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）がある。このような３種類のディスクに対して再生及び記録を行うためには異なる波長を異なる記録媒体に集光する対物レンズが必要であるが、上記３種類の記録媒体に１つの対物レンズで対応することは非常に困難である。そこで、たとえば光ヘッドにＢＤ対応の対物レンズとＤＶＤ及びＣＤに対応する対物レンズの２つが搭載されている光ヘッドを考える。このような２つの対物レンズを光ヘッドに搭載する場合、それぞれのレンズを調整しなければ大きな収差、特に対物レンズの傾きに起因するコマ収差が発生し再生や記録特性が劣化することになる。この課題に対応した２つの対物レンズが搭載され２つのレンズの相対傾きを調整する事が可能な光ヘッドが特許文献１に提案されている。

ここで図面を参照しながら、上述した従来の光ヘッドの２レンズの傾き調整機構の一例について説明する。

図１５は従来の光ヘッドの２レンズの傾き調整機構構成を示す模式図である。ここで、１５１は第１の対物レンズ、１５２は第２の対物レンズ、１５３は傾動ホルダー、１５４はレンズホルダーである。

第１の対物レンズ１５１は第１の波長の光を第１の記録媒体に集光するレンズである。第２の対物レンズ１５２は第１と波長が異なる第２の波長の光を第１の光記録媒体と基材厚や記録容量が異なる第２の光記録媒体に集光するレンズである。傾動ホルダー１５３は第２の対物レンズが搭載され、底面の一部が球面をなしており第２の対物レンズの傾きを変化させることができるホルダーである。レンズホルダー１５４は第１及び第２の対物レンズが搭載され、光記録媒体の記録面に光を集光するために光軸方向及び光軸に垂直な方向に制御される図示しない対物レンズアクチュエータに搭載されるホルダーである。

このように構成された傾き調整機構について説明する。２つの対物レンズのうち一方の対物レンズである第１の対物レンズ１５１はレンズホルダー１５４に直接搭載され、レンズホルダー３０に対する傾き調整はできないのに対して、他方の対物レンズである第２の対物レンズ１５２は傾動ホルダー１５３を介してレンズホルダー１５４に搭載されレンズホルダー１５４に対して傾き調整が可能である。傾動ホルダー１５３は底面の一部が球面をなしており、その中心は第２の対物レンズ１５２の主点位置近傍にある。レンズホルダー１５４側には球面あるいは円錐面が形成された凹部が設けられ、傾動ホルダー１５３を摺動可能に保持する。従って第１の対物レンズ１５１を基準にして第２の対物レンズ１５２の傾きを調整することで両者の光軸を平行にすることが可能となる。

このような構成にすれば、２つの対物レンズを搭載した光ヘッドにおいて２つの対物レンズの相対角度を調整することができ、どちらの対物レンズで集光される光も収差の少ない良好な光スポットが光記録媒体の記録面上で形成されることができるので安定な再生および記録を行うことができる。
特開平１０−１１７６５号公報

しかしながら、上記のような構成の光ヘッドでは、２つの対物レンズの相対角度を調整するために傾動ホルダー１５３上に接着された第２の対物レンズ１５２を第１の対物レンズの傾きに合わせるように傾けてレンズホルダー１５４に接着固定されている。このような構成の場合、対物レンズアクチュエータに搭載される部品が数多くの接着剤で固定されているため、対物レンズアクチュエータの特性、特に高次共振が問題となる。また、上記したように傾けて第２の対物レンズをレンズホルダーに接着固定しているため、温度変化等の環境変化でレンズの傾きが変化してコマ収差が発生し記録再生するときのスポットが劣化し記録再生特性が劣化する。

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、第１及び第２の対物レンズを直接レンズホルダーに搭載し、相対角度を調整する代わりに片方の対物レンズが搭載されている光学系中にコマ収差補正手段を搭載することで相対角度を調整することを行い、どちらの対物レンズで集光される光も収差の少ない良好な光スポットが光記録媒体の記録面上で形成されることができるので安定な再生および記録を行うことができ、さらに対物レンズが直接レンズホルダーに搭載されているので対物レンズアクチュエータの高次共振の問題がなく温度変化等の環境変化があっても対物レンズの傾きは変化しない光ヘッドを提供することを第１の目的とする。また、この光ヘッドを用いることにより記録再生性能が良好な光記録再生装置を提供することを第２の目的とする。また、これを用いることにより記録再生性能が良好なコンピュータ、映像記録再生装置、映像再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステムを提供することを第３の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の光ヘッドは、少なくとも２種類の光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドであって、前記光ヘッドは第１の光源と、前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、前記第１の光源から出射された光を前記光記録媒体のうちの第１の光記録媒体に集光する第１の対物レンズと、前記第２の光源から出射された光を前記光記録媒体のうちの第１の光記録媒体と種類が異なる第２の光記録媒体に集光する第２の対物レンズと、前記第１の光源と前記第１の対物レンズとの間に配置され、コマ収差を補正するコマ収差補正手段とを有し、前記光ヘッドにおいて、前記第２の対物レンズは前記第２の対物レンズで形成される光スポットのコマ収差が略０になるように所望の角度だけ傾けられ、前記第１の対物レンズで形成される光スポットのコマ収差が略０になるように前記コマ収差補正手段がコマ収差を発生することを特徴とする。これにより、光源を２つ以上有しているので複数種類の光記録媒体に対応が可能である。さらに、高倍速時の記録及び再生特性が良好である。

上記光ヘッドでは、前記第１の光源の波長は前記第２の光源の波長より長いことが好ましい。これにより、コマ収差補正手段の特性が良好となる。

上記光ヘッドでは、前記第１の光源の波長は４５０ｎｍ以上であることが好ましい。これにより、コマ収差補正手段の特性が良好となる。

上記光ヘッドでは、前記第２の光源の波長は４５０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、高密度の光記録媒体に対応することが可能となる。

上記光ヘッドでは、前記第１の光源と前記第１の対物レンズの間もしくは前記第２の光源と前記第２の対物レンズの間に球面収差を補正する球面収差補正手段が配置されていることが好ましい。これにより、記録及び再生特性がさらに良好となる。

上記光ヘッドでは、前記コマ収差補正手段はラジアル方向及びタンジェンシャル方向のどちらの方向にもコマ収差を発生することが好ましい。これにより、２方向の収差を補正できるので記録及び再生特性が良好となる。

上記光ヘッドでは、前記コマ収差補正手段が透明な導電性薄膜を有する一対の基板間に配置された位相変化層を含む光学素子であることが好ましい。これにより、コマ収差をメカ的な可動手段を用いることがなくコマ収差を補正することが可能となるためコマ収差補正手段が小型化でき、これにより光ヘッドの小型化が可能となる。

上記光ヘッドでは、前記位相変化層は屈折率が変化する材料であることが好ましい。これにより入射した光の位相を容易に変化させることができる。

上記光ヘッドでは、前記位相変化層が液晶であることが好ましい。これにより入射した光の位相を変化させるために印加する電圧が小さくてすむ。

上記光ヘッドでは、前記位相変化層は体積が変化する材料であることが好ましい。これにより、入射した光の位相を容易に変化させることができる。また、偏光方向には依存せず位相を与えることが可能となる。

上記光ヘッドでは、前記位相変化層がＰＬＺＴであることが好ましい。これにより、コマ収差補正手段を薄くすることができる。

上記光ヘッドでは、前記球面収差補正手段が１つのレンズ群で構成されていることが好ましい。これにより、往路、復路どちらにも球面収差補正が可能となり、光ヘッドの性能が向上する。

上記光ヘッドでは、前記球面収差補正手段が正レンズ群と負レンズ群で構成されていることが好ましい。これにより、往路、復路どちらにも球面収差補正が可能となり、光ヘッドの性能が向上する。

上記光ヘッドでは、前記球面収差補正手段が透明な導電性薄膜を有する一対の基板間に配置された位相変化層を含む光学素子であることが好ましい。これにより球面収差をメカ的な可動手段を用いることがなく球面収差を補正することが可能となるためで球面収差補正手段が小型化でき、これにより光ヘッドの小型化が可能となる。

上記光ヘッドでは、前記位相変化層により入射された光を発散光もしくは収束光に変換することが好ましい。これにより対物レンズがシフトしても他の収差が発生しないので光ヘッドの性能が劣化しない。

上記光ヘッドでは、前記第１の光源から前記第１の対物レンズの間もしくは前記第２の光源から前記第２の対物レンズの間もしくは前記第１の光源から前記第１の対物レンズの間及び前記第２の光源から前記第２の対物レンズの間にｎ／４波長板（ｎは１以上の奇数）を配置したことが好ましい。これにより、光の利用効率を高くすることが可能となる。

上記光ヘッドでは、前記ｎ／４波長板（ｎは１以上の奇数）は表裏認識マーカーを設けたことが好ましい。これにより、ｎ／４波長板の表裏を間違うことなく光ヘッドに搭載することが可能となる。

上記光ヘッドでは、前記表裏認識マーカーは切りかきであることが好ましい。これにより、ｎ／４波長板を所望の大きさに切断するときと同じ工程でつけることが可能となるので均一な位置に形成できる。また低コスト化につながる。

上記光ヘッドでは、前記表裏認識マーカーはパターニングされたマーカーであることが好ましい。これにより、さらに表裏判別が容易になる。

上記光ヘッドでは、前記第１の光記録媒体もしくは前記第２の光記録媒体が記録層を２つ以上有する多層光記録媒体であることが好ましい。これにより、記録密度の高密度化に向く。

上記光ヘッドでは、前記第１の対物レンズもしくは前記第２の対物レンズのＮＡが０．７以上であることが好ましい。これにより、記録密度の高密度化に向く。

上記光ヘッドでは、前記ＮＡが０．７以上である対物レンズにおいて傾斜角度が大きい面には単層の反射防止膜を、傾斜角度が小さい面には多層の反射防止膜を設けたることが好ましい。これにより、対物レンズのスポット径を小さくすることが可能となり、光ヘッドの再生及び記録特性が良好となる。

上記光ヘッドでは、前記コマ収差補正手段は第１の光記録媒体が傾いたときに発生するコマ収差を補正する補正手段をかねることが好ましい。これにより、さらに再生及び記録特性が良好となる。また、別の手段を用いずに光記録媒体が傾いたときに発生するコマ収差を補正することができるので光ヘッドの小型化に向く。

上記目的を達成するため、本発明の光ヘッドの組み立て方法は、少なくとも２種類の光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドの組み立て方法であって、前記光ヘッドは第１の光源と、前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、前記第１の光源から出射された光を前記光記録媒体のうちの第１の光記録媒体に集光する第１の対物レンズと、前記第２の光源から出射された光を前記光記録媒体のうちの第１の光記録媒体と種類が異なる第２の光記録媒体に集光する第２の対物レンズと、前記第１の光源と前記第１の対物レンズとの間に配置され、コマ収差を補正するコマ収差補正手段とを有し、前記光ヘッドは前記第２の対物レンズは前記第２の対物レンズで形成される光スポットのコマ収差が略０になるように所望の角度だけ傾けられ、前記第１の対物レンズで形成される光スポットのコマ収差が略０になるように前記コマ収差補正手段はコマ収差を発生させて組み立てられていることを特徴とする。これにより、光源を２つ以上有しているので複数種類の光記録媒体に対応する光ヘッドを組み立てることが可能となる。さらに、高倍速時の記録及び再生特性が良好となる。

上記目的を達成するため、本発明の光情報装置は、光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光情報装置であって、前記光記録媒体に信号の記録または再生を行う請求項１から２３のいずれかに記載の光ヘッドを備えることを特徴とする。これにより、記録再生性能が良好な光情報装置を実現することが可能となる。

上記目的を達成するため、本発明のコンピュータは、請求項２５記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。これにより、記録再生性能が良好なコンピュータを実現することが可能となる。

上記目的を達成するため、本発明の映像記録再生装置は、請求項２５記載の光情報装置を備え、光記録媒体に映像を記録し、および再生することを特徴とする。これにより、記録再生性能が良好な映像記録再生装置を実現することが可能となる。

上記目的を達成するため、本発明の映像再生装置は、請求項２５記載の光情報装置を備え、光記録媒体から映像を再生することを特徴とする。これにより、再生性能が良好な映像再生装置を実現することが可能となる。

上記目的を達成するため、本発明のサーバーは、請求項２５記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。これにより、記録再生性能が良好なサーバーを実現することが可能となる。

上記目的を達成するため、本発明のカーナビゲーションシステムは、請求項２５記載の光情報装置を外部記憶装置として備えることを特徴とする。これにより、記録再生性能が良好なカーナビゲーションシステムを実現することが可能となる。

以上のように本発明によれば、２つの対物レンズをレンズホルダーに直接固定して一方の対物レンズを有する光学系のコマ収差調整は対物レンズをレンズホルダーごと傾けて行い、もう一方の対物レンズを有する光学系のコマ収差調整はコマ収差補正手段を用いて補正することで２つの対物レンズを有するどちらの光学系のコマ収差を調整することができどちらの対物レンズから出射される光のスポット特性は良好になり再生および記録特性が良好となる。また、レンズホルダーに２つのレンズが直接接着固定されているので対物レンズアクチュエータの特性が良好となり、高倍速時の記録及び再生特性が良好になる。また、温度変化等の環境変化があっても傾きが変化することがないので環境変化時の再生および記録特性が良好である。

また、この光ヘッドを用いることで、高性能な高密度記録／再生が可能な光情報装置を実現することが可能となる。

さらに、この光情報装置を用いることにより記録再生性能が良好なコンピュータ、映像記録再生装置、映像再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステムを実現することが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光ヘッド装置の線図的概略説明図、図２は本発明の実施の形態１における光ヘッド装置の概略斜視図である。

図１において、１は第１の光源、２はビームシェーパ、３は偏光ビームスプリッタ、４は第１のコリメータレンズ、５は立ち上げプリズム、６は１／４波長板、７は回折レンズ、８は第１の対物レンズ、９は第１の光記録媒体、１０は第１の回折格子、１１は検出レンズ、１２は第１の光検出器、１３は第１の集積ユニット、１４は前光ホログラム、１５はウェッジビームスプリッター、１６は第２のコリメータレンズ、１７はコマ収差補正手段、１８は偏光ホログラムユニット、１９は第２の対物レンズ、２０は第２の光記録媒体、２１は第３の光記録媒体、２２は第２の集積ユニット、２３はリレーレンズ、２４は第２の光源光量制御用光検出器、２５は第１の光源１から出射された光、２６は第１の集積ユニット１３から出射された光、２７は第２の集積ユニット２２から出射された光、２８は対物レンズ駆動手段（対物レンズアクチュエータ）であり、第１のコリメータレンズ４と図示しない１軸アクチュエーターとで球面収差補正手段を構成している。

ここで、第１の光源１は、例えばＧａＮ系の半導体レーザー素子（波長３９０〜４５０ｎｍ）で構成され、第１の光記録媒体９の記録層に対し、記録再生用のコヒーレント光を出力する光源である。ビームシェーパ２は凸面と、その反対側に凹面の両シリンドリカル面を持つレンズであり、第１の光源１から出射された楕円形の光を円形に変換するレンズであり、光の利用効率を高めることができる。偏光ビームスプリッタ３はある直線偏光に対しては５％の透過率、９５％の反射率を有し、前記直線偏光に対して直交する直線偏光に対しては１００％の透過率を有する特性である。第１のコリメータレンズ４は第１の光源１から出射された発散光を平行光に変換するレンズである。また、球面収差補正手段は第１の光記録媒体９の基材厚が最適基材厚より異なったときに生じる球面収差を補正するためのものであり、第１のコリメータレンズ４と図示しない一軸アクチュエータで構成されており、第１のコリメータレンズ４の位置を変えることで上記球面収差を補正することが可能である。立ち上げプリズム５は５ａ面と５ｂ面を有し、どちらにも多層膜が形成されており、５ａ面で第１の光源１から出射された光を１００％反射させ、５ｂ面で第１及び第２の集積ユニット１３及び２２から出射された光を１００％反射させ、それぞれの光を第１から第３の光記録媒体９、２０、２１の方向に向かわせる光学素子である。１／４波長板６は複屈折材料で形成されており、直線偏光を円偏光に変換する光学素子である。回折レンズ７は回折格子がレンズ面上に形成されており、たとえば再生から記録への切り替え時に第１の光源１の波長が変わったときの屈折率変化による第１の対物レンズ８の焦点距離変化を抑えることができる。第１の対物レンズ８は第１の光記録媒体９の記録層に光を集光するレンズであり、開口数（ＮＡ）が０．８５である。第１の回折格子１０（パターンは図示しない）は透過率が８０％で、±１次回折効率が８％の特性で回折光を用いてトラッキング誤差信号を得ることができる。検出レンズ１１は、入射面が円筒面で、出射面がレンズ光軸に対し回転対称面になっており、入射光に対していわゆる非点収差法によるフォーカス誤差信号の検出を可能とするための非点収差を与えるものである。第１の光検出器１２は第１の光記録媒体９の記録層で反射された光を受光して光を電気信号に変換するものである。第１の集積ユニット１３は第２の光源１３ａ（波長６４０〜６８０ｎｍ）と第２の光検出器（図示しない）と第１の光源光量制御用光検出器（図示しない）とが内蔵されている素子である。前光ホログラム１４は一部に反射型のホログラムが形成されており、このホログラムで反射された光が第１の集積ユニット１３の中の第１の光源光量制御用光検出器に集光され第１の光源光量制御用光検出器から出力される電気信号をもとに第２の光源１３ａのパワーを制御する。ウェッジビームスプリッター１５は第１の集積ユニット１３から出力された光は１００％反射し、第２の集積ユニット２２から出力される光は９５％透過し５％反射する波長選択素子である。この素子は透過した発散光の収差を補正するために透過する２つの面が非平行になっている。第２のコリメータレンズ１６は第１の集積ユニット１３から出射された発散光を平行光に変換するレンズである。コマ収差補正手段１７は後で詳細に述べるが液晶で形成されており、入射した光にコマ収差を与える光学素子である。偏光ホログラムユニット１８は偏光ホログラム１８ａと第２の光源１３ａの波長に対しては１／４波長板としての特性で第３の光源２２ａの波長に対しては４／４波長板としての特性を有する複屈折材料、たとえば水晶や樹脂で形成されている波長板１８ｂを貼り合わせた光学素子である。ここで、偏光ホログラム１８ａは特開平６−２７３２２号公報に開示されているので詳細には述べないが、複屈折を有するニオブ酸リチウム基板の所定の一部をプロトン交換し、そのプロトン交換部をエッチングして構成され、異常光線の透過率を１００％、常光線に対しては回折格子として作用する光学素子である。第２の対物レンズ１９は第２の光源１３ａから出射された光を第２の光記録媒体２０の記録層に集光し、第３の光源２２ａから出射された光を第３の光記録媒体２１の記録層に集光するレンズであり、第２の光源１３ａの光に対して開口数（ＮＡ）が０．６である。第２の集積ユニット２２は第３の光源２２ａ（波長７６０〜８００ｎｍ）と第３の光検出器（図示しない）と３ビーム用回折格子２２ｂとが内蔵されている素子である。リレーレンズ２３は第２のコリメートレンズ１６の光の取り込み効率を変化させるレンズである。第２の光源光量制御用光検出器２４はウェッジビームスプリッター１５で反射された光を受光し出力される電気信号をもとに第２の集積ユニット２２中の第３の光源２２ａのパワーを制御する。対物レンズ駆動手段（対物レンズアクチュエータ）２８は、第１及び第２の対物レンズ８と１９を、第１から第３の光記録媒体９、２０、２１の記録面と直交するフォーカシング方向Ｆおよび光記録媒体のトラッキング方向Ｔの両方向に、移動可能である。

このように構成された光ヘッドの動作について説明する。図１において、方向Ｔは第１及び第２の対物レンズ８及び１９の光軸に対して垂直であり、かつ、第１から第３の光記録媒体９、２０、２１のトラック溝延伸方向に対して略垂直な方向（紙面に垂直方向）、方向Ｆは第１または第２の対物レンズ８または１９の光軸方向すなわちフォーカシング方向である。また、Ｔ軸は、第１から第３の光記録媒体９、２０、２１の内周、外周を記録再生する際に光ヘッドを動かす方向である。Ｙ軸はＴ軸に垂直な方向であり、また、第２の対物レンズ１９の位置において、第１から第３の光記録媒体９、２０、２１のトラック溝延伸方向に対して略平行な方向でもある。これらの軸表示は、立ち上げプリズム５から第１から第３の光記録媒体９、２０、２１の範囲に関して表示している。他の部分は、描きやすさのためＹ軸回りに９０°回転して表示している。位置関係は図２において、より明確に表した。

第１の光源（短波長光源で例えば青色光源）１から放射された光２５はビームシェーパ２により楕円形状から円形状にビーム整形され、偏光ビームスプリッタ３で９５％は反射され、第１のコリメートレンズ４によって平行度を変換し、断面が略３角形の立ち上げプリズム５の斜面５ａによって反射され光軸を記録密度の高い第１の光記録媒体９（たとえばＢｌｕ−ｒａｙディスク）に対して直角の方向に折り曲げる。立ち上げプリズム５で反射された光は１／４波長板６により直線偏光から円偏光に変換され、回折レンズ７を透過し、第１の対物レンズ８により第１の光記録媒体９の記録面上に収束される。ここで、第１のコリメートレンズ４は平行度を緩くする、すなわち、発散度を緩和する事が望ましいが、２枚の凹凸レンズを組み合わせてもよい。あとで述べる様に球面収差を補正するために第１のコリメートレンズ４をその光軸方向に動かす際には、第１のコリメートレンズ４を２枚の凹凸レンズで構成するのであれば、２枚の内の１枚だけを移動すればよい。また、第１の光記録媒体９の記録面にて反射された円偏光の光は第１の対物レンズ８、回折レンズ７を透過し、１／４波長板６により円偏光から第１の光源１から出射された直線偏光と直交する方向の直線偏光に変換される。この直線偏光の光は立ち上げプリズム５で反射され、第１のコリメートレンズ４を透過し、偏光ビームスプリッタ３の接合面を透過して最終面で反射しその光軸方向を直交させ、第１の回折格子１０により８０％が透過され、±１次光あわせて１６％が回折する。この透過光及び回折光は検出レンズ１１を透過して非点収差が与えられ、第１の光検出器１２に入射される。第１の光検出器１２によって光電変換され、情報信号、サーボ信号（焦点制御のためのフォーカス誤差信号や、トラッキング制御のためのトラッキング誤差信号）を得るための電気信号を得る。また、第１の光源１から出射された光のうちで偏光ビームスプリッタ３を透過した５％の光は図示していない光源光量制御用光検出器で受光し、光源光量制御用光検出器から出力される電気信号をもとに第１の光源１のパワーを制御する。なお、立ち上げプリズム５の断面は３角形であるが、頂点（プリズム全体としてみれば稜線）を面取りして、チッピング（欠け）を防止してもよい。この場合を含め、断面は略３角形と称する。

また、第２の集積ユニット１３中に内蔵されている第２の光源１３ａ（例えば赤色光源）から放射された光２６は前光ホログラム１４を透過し、ウェッジビームスプリッター１５で反射され、第２のコリメートレンズ１６によって平行度を変換（例えば略平行光へ）され、立ち上げプリズム５の、上記とは別の面５ｂによって光軸を記録密度の低い第２の光記録媒体２０（例えばＤＶＤ）に対して直角の方向に折り曲げる。立ち上げプリズム５で反射された光はコマ収差補正手段１７により必要とするコマ収差を与えられ、偏光ホログラムユニット１８の偏光ホログラム１８ａを透過し、波長板１８ｂにより直線偏光から円偏光に変換され、第２の対物レンズ１９により第２の光記録媒体２０の記録面上に収束される。第２の光記録媒体２０の記録面にて反射された光は、第２の対物レンズ１９を透過し、偏光ホログラムユニット１８の波長板１８ｂにより円偏光から第２の光源１３ａから出射された直線偏光と直交する方向の直線偏光に変換され、偏光ホログラム１８ａによりほとんどが回折され、この回折光はコマ収差補正手段１７を透過し、立ち上げプリズム５を反射され、第２のコリメートレンズ１６を透過し、ウェッジビームスプリッター１５で反射され、前光ホログラムを透過し第１の集積ユニット１３中の第２の光検出器（図示しない）に入射される。図示していない第２の光検出器（例えば光源と光検出器の集積ユニット１３に内蔵）によって光電変換され、情報信号、サーボ信号（焦点制御のためのフォーカス誤差信号や、トラッキング制御のためのトラッキング誤差信号）を得るための電気信号を得る。光検出器は、例えば光源と光検出器の集積ユニット１３に内蔵すれば、光ヘッドの小型、薄型化を実現でき、安定性を得ることができる。また、第２の光源１３ａから出射された光の一部は前光ホログラム１４で反射され、第１の集積ユニット１３中に内蔵されている第１の光源光量制御用光検出器（図示しない）に集光され第１の光源光量制御用光検出器から出力される電気信号をもとに第２の光源１３ａのパワーを制御する。

また、さらに上記２種の光記録媒体よりも記録密度の低い第３の光記録媒体２１（例えばコンパクトディスク：ＣＤ）の再生または記録を行うためには、第２の集積ユニット２２中に内蔵されている第３の光源２２aを備えて、第３の光源２２ａ（例えば赤外光源）から放射された光２７をリレーレンズ２３を透過し、ウェッジビームスプリッター１５を９５％透過、５％反射し、透過光は第２のコリメートレンズ１６により平行度を変換（例えば略平行光へ）し、立ち上げプリズム５の、面５ｂによって光軸を記録密度の低い第３の光記録媒体２１に対して直角の方向に折り曲げる。立ち上げプリズム５で反射された光はコマ収差補正手段１７を透過しコマ収差が与えられ、偏光ホログラムユニット１８の偏光ホログラム１８ａを透過し、波長板１８ｂを透過し（入射した光の偏光方向は変換されない）、第２の対物レンズ１９により第３の光記録媒体２１の記録面上に収束される。第３の光記録媒体２１の記録面にて反射された光は第２の対物レンズ１９を透過し、偏光ホログラムユニット１８の波長板１８ｂでは偏光は変換されず、そのため偏光ホログラム１８ａでは回折されず透過することになる。偏光ホログラムユニット１８を透過した光はコマ収差補正手段１７を透過し立ち上げプリズム５を反射し第２のコリメートレンズ１６、ウェッジビームスプリッター１５、リレーレンズ２３を透過しホログラム２２ｂなどの分岐手段によってはじめとは別の方向に分岐され、図示していない第３の光検出器（例えば光源と光検出器の第２の集積ユニット２２に内蔵）によって光電変換され、情報信号、サーボ信号（焦点制御のためのフォーカス誤差信号や、トラッキング制御のためのトラッキング誤差信号）を得るための電気信号を得る。また、第３の光源２２ａから出射された光の一部はウェッジビームスプリッター１５で反射され、第２の光源光量制御用光検出器２４に集光され第２の光源光量制御用光検出器２４から出力される電気信号をもとに第３の光源２２ａのパワーを制御する。光検出器は、例えば光源と光検出器の集積ユニットに内蔵すれば、光ヘッドの小型、薄型化を実現でき、安定性を得ることができる。

また、上記において分岐手段はそれぞれ異なるものを例示したがいずれを用いても構成可能である。

次に、コマ収差補正手段１７について詳細に述べる。ラジアル方向及びタンジェンシャル方向の直交するコマ収差を補正することができる光学素子が特開平１１−１１０８０２号公報に開示されており、この光学素子について簡単に述べる。図３に上記光学素子の断面図を、図４に光学素子に用いられているパターン図を示す。図３において、３１は第１の基板、３２は第１の基板３１に略平行に配置された第２の基板、３３は第１の基板３１と液晶３７との間に配置された第１の電圧印加電極、３４は第１の電圧印加電極３３に対向するように第１の電圧印加電極に略平行に配置された第２の電圧印加電極、３５は第１の電圧印加電極３３を覆うように形成された透光性樹脂膜、３６は第２の電圧印加電極３４を覆うように形成された透光性樹脂膜と、３７は透光性樹脂膜３５及び３６の間（第１の電圧印加電極３３と第２の電圧印加電極３４との間）に配置された液晶、３８は液晶３７を囲むように透光性樹脂膜３５及び３６の間に配置された封止樹脂である。ここで、第１の基板３１及び第２の基板３２は、たとえばガラスからなり、透光性である。また、第１の電圧印加電極３３は液晶３７に所望の電圧を印加するための電極である。第１の電圧印加電極３３は、第１の基板３１の内側（液晶３７側）の主面上に形成されている。また、第２の電圧印加電極３４は、液晶３７に所望の電圧を印加するための電極であり、第１の電圧印加電極３３とともに、液晶３７に第１及び第２の電圧印加電極を用いて合成された所望の電圧を印加する。第２の電圧印加電極３４は、第２の基板３２の内側（液晶３７側）の主面上に形成されている。第１及び第２の電圧印加電極３３及び３４は、透光性であり、たとえばＩＴＯからなりそれぞれ所望の電圧を与えるためにパターンが形成されている。また、透光性樹脂膜３５及び３６は、液晶３７を所定の方向に配向させるための配向膜であり、たとえばポリビニルアルコール膜からなる。透光性樹脂膜３５または３６をラビング処理することによって、液晶３７を所定の方向に配向させることができる。また、液晶３７は、入射した光の位相を変化させる位相変化層として機能する。液晶３７は、たとえばネマチック液晶からなる。第１の電圧印加電極３３と第２の電圧印加電極３４との間の電圧差を変化させることによって液晶３７の屈折率を変化させることができ、これによって入射した光の位相を変化させることができる。また、封止樹脂３８は、液晶３７を封止するためのものであり、たとえばエポキシ樹脂からなる。また、第１及び第２の電圧印加電極３３及び３４は図３（それぞれａ及びｂ）に示したようなセグメント電極で構成されている。このように構成された光学素子の動作について説明する。外部から制御電圧が光学素子の第１及び第２の電圧印加電極３３及び３４のセグメント電極のそれぞれに印加され、本発明の光学素子に入射される光にパターンに対応した位相を与えるようにする。図４に示したパターンでは入射した光にラジアル及びタンジェンシャル方向のコマ収差の波面を与えることが可能となる。

次に、上記した光学素子１７を用いて光ヘッドを調整することについて述べる。図５に対物レンズアクチュエータ２８に搭載されるレンズホルダーとレンズホルダーに搭載されている第１及び第２の対物レンズ８及び１９の断面図を示す。図５において５１はレンズホルダーである。２つの対物レンズ８及び１９はレンズホルダー５１に直接接着固定されている。また、レンズホルダー５１は対物レンズアクチュエータ２８に接着固定されている。ここで、たとえば、第１の光源１から出射される光の第１の対物レンズ１９を出射後のコマ収差を干渉計等の収差測定器でモニターしてこのコマ収差が０になるように対物レンズアクチュエータ２８を傾ける。レンズはその作製誤差によりレンズそのものにコマ収差があり、レンズを透過した光はコマ収差を有することになる。本発明の光学系ではビームシェーパ２、第１のコリメートレンズ４、回折レンズ６、第１の対物レンズ８がコマ収差を有しておりこの第１の光源１から出射される光を第１の光記録媒体９に集光する光学系トータルでは大きなコマ収差を有することになる。また、第１の対物レンズ８は入射する光の光軸に対して傾けることでコマ収差が発生するので第１の対物レンズ８を傾けることで発生するコマ収差を用いて光学系が有するコマ収差を補正することが可能となる。このように第１の光源１から出射された光に対して対物レンズアクチュエータ２８を傾けてしまうので、第２及び第３の光源１３ａ及び２２ａから出射された光に対して第２の対物レンズ１９もある傾きになる。従って、第２の対物レンズ１９を傾けて発生するコマ収差を用いて第２の対物レンズ１９を有する光学系のコマ収差を補正することができなくなる。そこで、第２の対物レンズ１９の傾きや第２の対物レンズ１９を有する光学系が有するコマ収差の総和を上記したコマ収差補正手段１７を用いて補正することで第２の対物レンズ１９を有する光学系のコマ収差調整を行う。ここで、調整時にコマ収差補正手段１７に印加した電圧の情報についてはこの光ヘッドを搭載する装置で管理する。そのためにはたとえば、光ヘッドにメモリを搭載しこのメモリに記憶すればよい。このようにすれば、従来例で述べたように対物レンズを傾動ホルダー等の別部材に接着固定した物をレンズホルダーに接着固定するような接着が多い状態を構成することがないため対物レンズアクチュエータの特性、特に高次共振特性が良好となり高倍速時の再生及び記録特性が良好となる。また、レンズホルダー５１に傾いた状態で対物レンズを取り付けないので温度変化等の環境変化で傾きが変化することはない。

次に、液晶を用いたコマ収差補正手段１７の搭載箇所について述べる。液晶を用いたコマ収差補正手段１７は図３に示した構成であるが、電圧印加電極はＩＴＯ膜で構成されており、この膜は４５０ｎｍ以下では吸収があるため電圧を印加して駆動するコマ収差補正手段１７は４５０ｎｍ以下の波長の光に対する透過率が悪くなる。そこで、上記のコマ収差補正手段１７は長波長光源に対応する光学系中に配置することが望ましい。

また、高ＮＡの対物レンズである第１の対物レンズ８はその作製が難しく大きなコマ収差を有することになる。そこで、第１の対物レンズ８を有する光学系はコマ収差が大きい。そのため、第１の対物レンズ８を有する光学系のコマ収差を補正するために対物レンズアクチュエータ２８を傾けて補正する場合大きく傾ける必要がある。ここで、高ＮＡの対物レンズの光記録媒体までの距離（作動距離）は小さくなるため対物レンズアクチュエータを大きく傾ける場合作動距離の確保が困難となる。そこで、コマ収差補正手段は高ＮＡの対物レンズを有する光学系中に搭載することが望ましい。

以上述べたように、２つの対物レンズをレンズホルダーに直接固定して一方の対物レンズを有する光学系のコマ収差調整は対物レンズをレンズホルダーごと傾けて行い、もう一方の対物レンズを有する光学系のコマ収差調整はコマ収差補正手段を用いて補正することで２つの対物レンズを有するどちらの光学系のコマ収差を調整することができどちらの対物レンズから出射される光のスポット特性は良好になり再生および記録特性が良好となる。また、レンズホルダーに２つのレンズが直接接着固定されているので対物レンズアクチュエータの特性が良好となり、高倍速時の記録及び再生特性が良好になる。また、温度変化等の環境変化があっても傾きが変化することがないので環境変化時の再生および記録特性が良好である。

なお、コマ収差補正手段１７を光記録媒体が傾いたときに発生するコマ収差を補正することと兼用すればさらに再生及び記録特性が良好となる。

ここで、１／４波長板６について述べる。光ヘッドの薄型化のために１／４波長板６を薄型化するため水晶１枚で構成した場合を考える。この場合、１／４波長板６に入射する光の入射角度や入射方向（表及び裏）により１／４波長板６の特性が変化することが知られている。すなわち、１／４波長板６の取り付け方を間違えた場合、入射する直線偏光が円偏光に変換されなくなり、第１の光記録媒体９からの反射光のほとんどが第１の光源１から出射された直線偏光と同じ直線偏光になるため偏光ビームスプリッタ３を透過せず第１の光検出器１２に光が入射されない状態になり、第１の光記録媒体９の再生及び記録ができなくなる。この課題に対応するため図６に示したように波長板に表裏識別マーカーを設ける。本実施例では表裏識別マーカーとして波長板の一部に切りかきをいれている。また、切りかきの付け方は１／４波長板６を所望の大きさに切断する際に切断する刃の入れる深さを変えて切りかきを形成すれば作製工程が同じになるため切りかきの位置が一定の場所に作ることができばらつき要因が無くなる。また切りかきをつけてもコストアップにつながらない。なお、パターニングを行い表裏識別マーカーを形成しても何ら問題はない。上記１／４波長板は第１の光源１と第１の対物レンズ８の間に配置されている場合について述べたが第２もしくは第３の光源１３ａもしくは２２ａから第２の対物レンズ１９の間に配置される場合であっても表裏を判別することのできる本発明の１／４波長板を用いることは有効である。

また、第１及び第２の対物レンズ８、１９は、対物レンズアクチュエータ２８の所定の位置にそれぞれ固定されている。対物レンズ８と１９はＹ方向つまり光記録媒体のトラック溝の延伸方向に略平行に並べることが望ましい。これと直角方向に並べると、光記録媒体の最外周や最内周へアクセスしたときに使っていない対物レンズが内側の、光記録媒体を回転させるモータにぶつかったり、外側は機器の外装と干渉する恐れがある。Ｙ方向に対物レンズ８と１９を並べることにより、光記録媒体を回転させるモータなどに光ヘッドがぶつかることなく異種光記録媒体の互換が可能である。

図２は先に述べたように本発明の実施の形態１における光ヘッドの概略斜視図である。光記録媒体９、２０、２１は簡単のため省略した。３０は図１では省略してあったスピンドルモータ（光記録媒体を回転させるモータ）である。また、第１の対物レンズ９はＮＡ０．８５またはより大きな開口数である。開口数が大きいので、光記録媒体に対して記録あるいは再生を行う場合、光記録媒体に光が入射する面から記録面までを満たす透明基材の厚みに対して球面収差が顕著に発生する。本実施例では第１のコリメートレンズ４を第１のコリメートレンズ４の光軸方向へ移動することにより第１のコリメートレンズ４から第１の対物レンズ８へと向かう光の発散収束度を変化させる。第１の対物レンズ８に入射する光の発散収束度が変化すると球面収差が変化するのでこれを利用して基材厚差に起因する球面収差を補正する。２９は、第１のコリメートレンズ４を第１のコリメートレンズ４の光軸方向へ移動するための駆動手段である。具体的にはステッピングモーターやブラシレスモーターなどを用いることができる。図では省略しているが、第１のコリメートレンズ４を保持するホルダと、駆動手段２９の駆動力をホルダへ伝える歯車を備える。第１のコリメートレンズ４を保持するホルダは、第１のコリメートレンズ４と一体成型すれば、部品点数の削減を図ることもできる。なお、追記型ＤＶＤにおいても２層ディスクが存在し、このディスクに対応するために球面収差補正手段を配置すればさらに再生及び記録特性は良好になる。そこで第２の光源から第２の対物レンズの間に球面収差補正手段を設けても良い。

ここで、球面収差補正を第１のコリメートレンズの位置を変えて行うため偏光ビームスプリッタ３と立ち上げプリズム５の距離は大きな空間が必要である。この空間を確保しながら光ヘッド全体の大きさを小さくする必要がある。ここで、第２の光源１３ａもしくは第３の光源２２ａから第２の対物レンズ１９の集光点までの距離が第２及び第３の光源１３ａ及び２２ａの発振器長の整数倍であるとき第２及び第３の光源１３ａ及び２２ａへの戻り光で大きなノイズが発生し再生及び記録特性が劣化する。通常これを回避するために光学系の全長を発振器長の整数倍からはずれるように設計するが本発明の光ヘッドでは球面収差補正のために大きな空間を確保しかつ光ヘッドの大きさをできる限り小型化するために上記の光学長の変化のためにある厚さを有したガラス板を搭載することで対応する事ができる。これはある空間にガラスがあるとその屈折率分だけ光学長がのびるからである。搭載場所は収束光中や平行光中の何処でも何ら問題ないが第２の光源１３ａと第３の光源２２ａに対応する光学系の共通部の所に搭載すれば２つの光学系のどちらも光学長を変えることができ部品点数を減らすことが可能となり、共通でないところに搭載すれば光学系個々に光学長を変えることができ光学長の微調が可能となる。

ここで、第１及び第２の対物レンズ８及び１９を光記録媒体の内周側（半径２０ｍｍ程度）まで移動可能にするためには、スピンドルモータ３０との間を小さくしておく必要がある。そのためには、球面収差補正のために第１のコリメートレンズ４を移動させる駆動手段２９を、第１のコリメートレンズ４の光軸を中心にして、Ｒ方向に関して、スピンドルモータ３０の反対側へ配置する。あるいは、球面収差補正のために第１のコリメートレンズ４を移動させる駆動手段２９を、第１及び第２の対物レンズ９及び１９の中心を結ぶ線を中心にして、Ｒ方向に関して、スピンドルモータ３０の反対側へ配置する。言い換えると、光記録媒体の外周側へ駆動手段３０を配置する。このようにすることにより、球面収差の補正と内周側への移動を両立することができる。

また、第１のコリメートレンズ４の光軸をＹ軸に略平行にすることにより第１及び第２の対物レンズ８及び１９や複数の波長の光源を含む光学系をＴ方向に細くして、光記録媒体の、より内周側での再生や書き込みを実現することが可能になる。

青色ＬＤ光源は駆動電圧が５Ｖ程度以上である。赤色ＬＤ光源が３Ｖ程度であるのに比べると駆動電圧が高いため、消費電力が多く、それだけ発熱も多いため、温度上昇に注意が必要である。さらに、電気ノイズが信号に乗る前に増倍することによって信号／雑音の比率を高くするために、光検出器と信号増幅用のアンプを同じチップ上に作り込むことが望ましいが、アンプも通電により発熱するため青色と近接すると青色ＬＤ光源の温度上昇を加速するという課題に対しては、図１や図２に示したように、青色ＬＤ光源１と、第１の光検出器１２を第１のコリメートレンズ４の光軸に対して、Ｔ軸方向に関して反対方向に配置する。これによって、光検出器とアンプを集積化して高い信号／雑音比を得ると共に、青色ＬＤ光源の温度上昇を防止できるという効果を得ることができる。

さらに、青色光源や赤色光源を使う光記録システムは短い波長を使用することにより記録密度を上げ、大容量の記録再生を行うことを目的としている。大容量の情報を扱うためには情報の記録再生速度も速くする必要があり。特に記録する際には、出射光強度を高速に変化させて高速に記録を行う必要がある。すなわち光強度を高速に変調するために、青色ＬＤ光源を発光させるために流す電流を高速に変調する必要がある。さらにそのためには電流を制御する回路あるいは大規模集積回路（ＬＳＩ）を光源に近接して配置する必要がある。発光電流を制御する回路は青色も赤色も共通部分が多いので、単一のＬＳＩで構成することが、回路の小型化のために必要である。以上のことをまとめると発光電流を制御する回路を単一のＬＳＩで構成し（図では省略）、かつその近傍に青色光源と赤色光源を配置することが望ましい。また、光記録媒体のより内周側まで記録再生を可能にするために、これら光源は光記録媒体の外周側へ配置することが望ましい。

なお、第１の光源１から出射される光２５と、第２の光源１３ａから出射れる光２６、あるいは、第３の光源２２ａから出射れる光２７が立ち上げプリズム５へ入射する光軸は互いに平行であることが望ましい。それによって、反射面５ａと反射面５ｂを、ともに紙面に対して垂直に設定し、かつ、対物レンズへの入射角度を対物レンズの光軸と平行にできる。反射面５ａと反射面５ｂを、ともに紙面に対して垂直に設定できるので、立ち上げプリズム５は紙面に垂直方向に長く作成したバーを切断して効率よく作成することが可能になり、低コストに作成可能となる。

また、第２の対物レンズ１９は光記録媒体の略中心を通り光ヘッドを内外周へとシーク動作によって移動する線上に配置させることが望ましい。こうすることによって例えば、ホログラム２２ｂの部材の一部に回折格子を形成し、サブビームを形成し、これを利用して３ビーム法によるトラッキング誤差信号検出を行うことが可能であり、安定な信号検出を行うことができる。また、このとき、第１の対物レンズ８は光記録媒体の略中心を通り光ヘッドを内外周へとシーク動作によって移動する線上からはずれることになるので、サブビームを用いない１ビーム法によってトラッキング誤差信号を検出することが望ましい。

なお、図示しているように、第１の光源１を半導体レーザにする場合、その側に凸の、反対側に凹の両シリンドリカル面を持つレンズを光源１の近傍に設けることにより、光源１から放射される光ビームの遠視野像が楕円形であるところをより円形に近づけて光の利用効率を高めることができる。また、凸レンズ作用を持つ回折レンズ６を光路中に設けることにより、波長が変わったときの屈折率変化による第１の対物レンズ８の焦点距離変化を抑えることができる。ここで、回折レンズ７を、曲率を持った面上に作製することにより、０次回折光、すなわち、回折レンズの作用を受けなかった光が生じたときに、平面で反射して迷光を生じることを防ぐことができる効果がある。

さらに、１／４波長板６を設けることにより、偏光ビームスプリッタ３における光利用効率を向上させることができる。さらに、第１の対物レンズ８の開口数（ＮＡ）を０．８以上の大きなものにする場合、第１の光記録媒体９の基材厚み誤差により球面収差が大きく変動するので、第１のコリメートレンズ４を光軸方向に移動するための駆動手段を設けることにより、情報再生や記録を安定に行うことを可能にできる。

さらに、第２の光源１３ａと第３の光源２２ａを別個のもので構成する場合にはウェッジビームスプリッター１７を用いることによって、両光源から出射される光の利用効率を高めることができる。なお、光源１３ａと光源２２ａを単一の半導体チップに集積化することにより、ウェッジビームスプリッター１５を省略し、部品点数削減も可能である。

なお、実施形態１では球面収差補正手段としてコリメータレンズを可動させる方式を用いているが特開２０００−１３１６０３号公報に開示されている正レンズ群と負レンズ群を用いても何ら問題はない。また、球面収差補正手段としてレンズを用いない方式であっても良い。例えば、特願２００１−２２１９２７号公報に開示されている位相変化層を用いた方式であっても良い。この方式に使われる光学素子について簡単に述べる。図６に位相変化層として液晶を用いた光学素子の断面図を、図８に光学素子に用いられているパターン図である。図６において、６１は第１の基板、６２は第１の基板６１に略平行に配置された第２の基板、６３は第１の基板６１と液晶６７との間に配置された電圧印加電極、６４は電圧印加電極２３に対向するように電圧印加電極に略平行に配置された対向電極、６５は電圧印加電極６３を覆うように形成された透光性樹脂膜、６６は対向電極６４を覆うように形成された透光性樹脂膜と、６７は透光性樹脂膜６５及び６６の間（電圧印加電極６３と対向電極６４との間）に配置された液晶、６８は液晶６７を囲むように透光性樹脂膜６５及び６６の間に配置された封止樹脂である。ここで、第１の基板６１及び第２の基板６２は、たとえばガラスからなり、透光性である。また、電圧印加電極６３は液晶６７に所望の電圧を印加するための電極である。電圧印加電極６３は、第１の基板６１の内側（液晶６７側）の主面上に形成されている。また、対向電極６４は、電圧印加電極６３とともに、液晶６７に所望の電圧を印加するための電極である。対向電極６４は、第２の基板６２の内側（液晶６７側）の主面上に形成されている。対向電極６４は、透光性であり、たとえばＩＴＯからなる。なお、対向電極６４は、第２の基板６２の内側の主面のうち、少なくともセグメント電極に対向する部分に略均一に形成される。また、透光性樹脂膜６５及び６６は、液晶６７を所定の方向に配向させるための配向膜であり、たとえばポリビニルアルコール膜からなる。透光性樹脂膜６５または６６をラビング処理することによって、液晶６７を所定の方向に配向させることができる。また、液晶６７は、入射した光の位相を変化させる位相変化層として機能する。液晶６７は、たとえばネマチック液晶からなる。電圧印加電極６３と対向電極６４との間の電圧差を変化させることによって液晶６７の屈折率を変化させることができ、これによって入射した光の位相を変化させることができる。また、封止樹脂６８は、液晶６７を封止するためのものであり、たとえばエポキシ樹脂からなる。また、電圧印加電極６３は図８に示したように、同心円状のセグメント電極で構成されている。このセグメント電極は透光性であり、たとえばＩＴＯからなる。このように構成された光学素子の動作について説明する。外部から制御電圧が光学素子の電圧印加電極のセグメント電極のそれぞれに印加され、本発明の光学素子に入射される光にパワー成分の位相を与えるようにする。このように入射された光の発散度合いを変化することが可能となり、この非平行な光が対物レンズに入射することで球面収差が発生し、この球面収差で光記録媒体の厚さが設計基材厚からずれたときに生じる球面収差を補正することとなる。ここで、位相変化層として電圧に応じて屈折率が変化する液晶を用いたが、電圧に応じて厚さ（体積）が変化するＰＬＺＴ（酸化鉛、ランタン、酸化ジルコニウム、酸化チタンを含むペロブスカイト構造の透明結晶体）を用いてもよい。さらにＰＬＺＴは固体であるので液晶のように基板や封止樹脂は必要ではないため、光学素子を薄くすることが可能である。実施の形態１で述べた方法では、レンズで構成されているため、往路は当然として復路においても光記録媒体の基材厚に起因する収差を補正することが可能であるため、安定した制御信号を得ることができる。また、ここで述べた方式では位相変化層を用いた光学素子で光記録媒体の基材厚に起因する収差を補正しているので光ヘッドの小型化に向いている。また、レンズ方式及び上記位相変化層を用いた方式のどちらも収束光及び発散光を用いて球面収差を補正するので対物レンズがレンズシフトしても球面収差補正性能が劣化しない。

また、上記実施形態では対物レンズへ向かう光が光源から出射される光の９５％になるように光源から出射された光の偏光方向の直線偏光に対しプリズムの反射率が９５％、透過率が５％になっているが、光源の出力を安定に検出するためには透過率が５０％以下であることが望ましい。また、対物レンズへ向かう光を大きくロスすることなく光源の出力を安定に検出するためには透過率が２０％以下であることがより好ましい。

ここで、高ＮＡの対物レンズについて述べる。ＮＡが０．７をこえる単一の対物レンズは有効径内の傾斜角度が５０度をこえるものになるため、その透過率が問題となる。すなわち、レンズの中心部を透過する光の透過率に対し、レンズの有効径最外周においては透過率がかなり小さくなる。ここで、対物レンズで集光された光のスポット径は光の中心の強度に対する光の端の強度の比が小さいとスポット径は大きくなる。この場合、スポット径が大きくなるので光ヘッドの再生性能や記録性能が悪くなる。この課題に対応するため、特開２００１−６２０４号公報では対物レンズの反射防止膜において光源側の面は単層の反射防止膜を設け対物レンズの中心の透過率に対する最外周の透過率の比をできるだけ１に近づけるもしくは１より大きくすることが提案されている。ここで、光ディスク側の反射防止膜については言及されていないが、光ディスク側の面は大きな傾斜角度はないがＮＡ０．８５の場合、５８度の角度で光が対物レンズに入射してくる。このため、光源側の傾斜角度が大きい面と同様の現象が生じる。ここで、光ディスク側の面は大きな傾斜角度がないため蒸着をした場合の膜厚の厚さむらは生じないため光ディスク側の面については均一な膜厚の多層膜を形成することが可能となり対物レンズの中心の透過率に対する最外周の透過率の比を１より大きくすることが可能となる。これに対し、光源側の傾斜角度の大きい面は蒸着時の膜厚が均一にならないので上記公報にも提案されているように単層の反射防止膜を設けることが良い。すなわち、反射防止膜の作製の観点から対物レンズの傾斜角度の大きい面は単層の反射防止膜を設け、傾斜角の小さい面は多層の反射防止膜を設けて対物レンズの中心の透過率に対する最外周の透過率の比をできるだけ１に近づけるもしくは１より大きくすることで光ヘッドの再生及び記録特性を良化させることが可能となる。この対物レンズを第１の実施例の光ヘッドに用いることで光ヘッドの再生及び記録特性を良化させているが、１つの高ＮＡ対物レンズが搭載されている光ヘッドであっても同等の特性が得られることは言うまでもない。

また、上記実施形態ではｎ／４波長板として１／４波長板を使用しているが、ｎが奇数であれば何ら問題はない。

また、上記実施形態では対物レンズは単レンズを用いているが高いＮＡを有する組レンズであっても何ら問題はない。

また、上記実施形態では無限系の光ヘッドを示したが、コリメータレンズを用いない有限系の光ヘッドであっても良い。

また、上記実施形態では偏光光学系の光ヘッドを示したが、無偏光光学系の光ヘッドであっても良い。

また、上記実施形態では光を対物レンズに向かわせるために立ち上げプリズムを用いたが、立ち上げミラーを２つ用いても何ら問題がない。さらに第１から第３の光源から出射された光は異なる方向から立ち上げプリズムに入射されているが一方向から立ち上げプリズムに向かっても問題はない。

（実施の形態２）
実施形態２では、本発明の光情報装置の一例について説明する。実施形態２の光情報装置は、光記録媒体に対して信号の記録及び再生または再生のみを行う装置である。

図９に実施形態２の光情報装置９０の構成を模式的に示す。図９において９１は光ヘッド、９２はモータ、９３は電気回路、９４はターンテーブル、９５はクランパー、９６は光ヘッドの駆動装置である。光ヘッド９１については、実施形態１で説明したものと同様であるため、重複する説明は省略する。

図９において光記録媒体９（あるいは２０、２１）は、ターンテーブル９４に乗せられ、モータ９２によって回転される。実施の形態１に示した光ヘッド９１は、前記光ディスクの所望の情報の存在するトラックのところまで、光ヘッドの駆動装置９６によって粗動される。

前記光ヘッド９１は、また、前記光記録媒体９との位置関係に対応して、フォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号を電気回路９３へ送る。前記電気回路９３はこの信号に対応して、前記光ヘッド９１へ、対物レンズを微動させるための信号を送る。この信号によって、前記光ヘッド９１は、前記光記録媒体９に対してフォーカス制御と、トラッキング制御を行い、前記光ヘッド９１によって、情報の読みだし、または書き込み（記録）や消去を行う。

以上のように光ヘッドとして実施形態１の光ヘッドを用いているため、単一の光ヘッドによって、記録密度の異なる複数の光記録媒体に対応することができるという効果を有する。また、２つのどちらの対物レンズから出射される光のスポット特性は良好になり再生および記録特性が良好である光情報装置が実現できる。また、対物レンズアクチュエータの特性が良好であり、高倍速時の記録及び再生特性が良好な光情報装置が実現できる。さらに、温度変化等の環境変化があっても再生および記録特性が良好な光情報装置が実現できる。

（実施の形態３）
実施形態３では、本発明の光ディスクドライブ（光情報装置）を具備した、コンピュータの一例について説明する。

図１０に実施形態３のコンピュータの構成を模式的に示す。コンピュータは実施の形態２の光ディスクドライブ１０１と、情報の入力を行うための入力装置であるキーボード１０２と、情報の表示を行うための出力装置であるモニター１０３と前記入力装置から入力された情報や、前記光ディスクドライブ１０１から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置１０４とを備える。ここで、入力装置はマウス、タッチパネルであってもよく、出力装置はプリンターであっても良い。

上述の実施の形態２の光ディスクドライブを外部記憶装置として具備したコンピュータは、光ディスクに情報を安定に記録あるいは再生でき、広い用途に使用できるという効果を有するものとなる。光ディスクドライブはその大容量性を生かして、コンピュータ内のハードディスクのバックアップをとったり、メディア（光ディスク）が安価で携帯が容易であること、他の光ディスクドライブでも情報が読み出せるという互換性があることを生かして、プログラムやデータを人と交換したり、自分用に持ち歩いたりすることができる。また、ＤＶＤやＣＤ等の既存のメディアの再生／記録にも対応できる。

（実施の形態４）
実施形態４では、本発明の光ディスクドライブ（光情報装置）を具備した、光ディスクレコーダー（映像記録再生装置）の一例について説明する。

図１１に実施形態４の光ディスクレコーダー（映像記録再生装置）の構成を模式的に示す。光ディスクレコーダー１１１は実施の形態２の光ディスクドライブ（図示せず）を内蔵しており、記録している映像の表示を行うためのモニター１１２と接続されて使用される。

上述の実施の形態２の光ディスクドライブを具備した、光ディスクレコーダー１１１は、光ディスクに映像を安定に記録あるいは再生でき、広い用途に使用できるという効果を有するものとなる。光ディスクレコーダーはメディア（光ディスク）に映像を記録し、好きな時にそれを再生することができる。光ディスクではテープのように記録後や再生後に巻き戻しの作業が必要なく、ある番組を記録しながらその番組の先頭部分を再生する追っかけ再生や、ある番組を記録しながら以前に記録した番組を再生する同時記録再生が可能となる。メディアが安価で携帯が容易であること、他の光ディスクレコーダーでも情報が読み出せるという互換性があることを生かして、記録した映像を人と交換したり、自分用に持ち歩いたりすることができる。またＤＶＤやＣＤ等の既存のメディアの再生／記録にも対応する。

なお、ここでは光ディスクドライブだけを備える場合について述べたが、ハードディスクを内蔵していても良いし、ビデオテープの録画再生機能を内蔵していても良い。その場合映像の一時退避や、バックアップが容易にできる。

（実施の形態５）
実施形態５では、本発明の光ディスクドライブ（光情報装置）を具備した、光ディスクプレーヤー（映像再生装置）の一例について説明する。

図１２に実施形態５の光ディスクプレーヤー（映像再生装置）の構成を模式的に示す。液晶モニター１２２を備えた光ディスクプレーヤー１２１は実施の形態３の光ディスクドライブ（図示せず）を内蔵しており、光ディスクに記録された映像を液晶モニター１２１に表示することができる。上述の実施の形態２の光ディスクドライブを具備した、光ディスクプレーヤーは、異なる種類の光ディスクの映像を安定に再生でき、広い用途に使用できるという効果を有するものとなる。

光ディスクプレーヤーはメディア（光ディスク）に記録された映像を、好きな時に再生することができる。光ディスクではテープのように再生後に巻き戻しの作業が必要なく、ある映像の任意の場所にアクセスして再生することができる。またＤＶＤやＣＤ等の既存のメディアの再生にも対応する。

（実施の形態６）
実施形態６では、本発明の光ディスクドライブ（光情報装置）を具備した、サーバーの一例について説明する。

図１３に実施形態６のサーバーの構成を模式的に示す。サーバー１３１は実施の形態２の光ディスクドライブ１３２と、情報の表示を行うためのモニター１３３と、情報の入力を行うためのキーボード１３４とを備え、ネットワーク１３５と接続されている。

上述の実施の形態２の光ディスクドライブ１３２を外部記憶装置として具備した、サーバーは、異なる種類の光ディスクに情報を安定に記録あるいは再生でき、広い用途に使用できるという効果を有するものとなる。光ディスクドライブはその大容量性を生かして、ネットワーク１３５からの要求に応じ、光ディスクに記録されている情報（画像、音声、映像、ＨＴＭＬ文書、テキスト文書等）を送出する。また、ネットワークから送られてくる情報をその要求された場所に記録する。また、ＤＶＤやＣＤ等の既存のメディアに記録された情報も再生が可能であるので、それらの情報を送出することも可能となる。

（実施の形態７）
実施形態７では、本発明の光ディスクドライブ（光情報装置）を具備した、カーナビゲーションシステムの一例について説明する。

図１４に実施形態７のカーナビゲーションシステムの構成を模式的に示す。カーナビゲーションシステムは実施の形態３の光ディスクドライブ（図示せず）を内蔵しており、地形や行き先情報の表示を行うための液晶モニター１４１と接続されて使用される。

上述の実施の形態２の光ディスクドライブを具備した、カーナビゲーションシステムは、異なる種類の光ディスクに映像を安定に記録あるいは再生でき、広い用途に使用できるという効果を有するものとなる。カーナビゲーションシステムはメディア（光ディスク）に記録された地図情報と、地上位置確定システム（ＧＰＳ）や、ジャイロスコープ、速度計、走行距離計等の情報を元に、現在位置を割り出しその位置を、液晶モニター上に表示する。また行き先を入力すると、地図情報や道路情報をもとに行き先までの最適な経路を割り出し、それを液晶モニターに表示する。

地図情報を記録するために大容量の光ディスクを用いることで、一枚のディスクで広い地域をカバーして細かい道路情報を提供することができる。また、その道路近辺に付随する、レストランやコンビニエンスストア、ガソリンスタンドなどの情報も同時に光ディスクに格納して提供することができる。さらに、道路情報は時間がたつと古くなり、現実と合わなくなるが、光ディスクは互換性がありメディアが安価であるため、新しい道路情報を収めたディスクと交換することで最新の情報を得ることができる。またＤＶＤやＣＤ等の既存のメディアの再生／記録にも対応するため、自動車の中で映画を見たり音楽を聴いたりすることも可能である。

以上、本発明の実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に適用することができる。

また、上記実施形態では、光のみによって情報を記録する光記録媒体について述べたが、光および磁気によって情報を記録する光記録媒体についても同様の効果が得られることはいうまでもない。

また、上記実施形態では、光記録媒体が光ディスクである場合について説明したが、カード状の光記録媒体など、類似の機能を実現する光学的情報記録再生装置に適用することができる。

本発明にかかる光ヘッドは、記録再生性能が良好なコンピュータ、映像記録再生装置、映像再生装置、サーバー、カーナビゲーションシステムとして有用である。

本発明の光ヘッドについて一例を示す模式図 本発明の光ヘッドについて一例を示す斜視図 位相変化層を有するコマ収差補正手段の一例を示す断面図 位相変化層を有するコマ収差補正手段の電極パターンの一例を示す図 レンズホルダー上に２つの対物レンズが搭載されている状態を示す図 １／４波長板の斜視図 位相変化層を有する球面収差補正手段の一例を示す断面図 位相変化層を有する球面収差補正手段の電極パターンの一例を示す図 本発明の光情報装置について一例を示す模式図 本発明のコンピュータについて一例を示す模式図 本発明の映像記録再生装置について一例を示す模式図 本発明の映像再生装置について一例を示す模式図 本発明のサーバーについて一例を示す模式図 本発明のカーナビゲーションシステムについて一例を示す模式図 従来の光ヘッドにおけるレンズホルダー上に２つの対物レンズが搭載されている状態を示す図

符号の説明

１ 第１の光源
２ ビームシェーパ
３ 偏光ビームスプリッタ
４ 第１のコリメータレンズ
５ 立ち上げプリズム
６ １／４波長板
７ 回折レンズ
８ 第１の対物レンズ
９ 第１の光記録媒体
１０ 第１の回折格子
１１ 検出レンズ
１２ 第１の光検出器
１３ 第１の集積ユニット
１４ 前光ホログラム
１５ ウェッジビームスプリッター
１６ 第２のコリメータレンズ
１７ コマ収差補正手段
１８ 偏光ホログラムユニット
１９ 第２の対物レンズ
２０ 第２の光記録媒体
２１ 第３の光記録媒体
２２ 第２の集積ユニット
２３ リレーレンズ
２４ 第２の光源光量制御用光検出器
２５ 第１の光源１から出射された光
２６ 第１の集積ユニット１３から出射された光
２７ 第２の集積ユニット２２から出射された光
２８ 対物レンズアクチュエータ

Claims (30)

1. 少なくとも２種類の光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドであって、
   前記光ヘッドは第１の光源と、
   前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、
   前記第１の光源から出射された光を前記光記録媒体のうちの第１の光記録媒体に集光する第１の対物レンズと、
   前記第２の光源から出射された光を前記光記録媒体のうちの第１の光記録媒体と種類が異なる第２の光記録媒体に集光する第２の対物レンズと、
   前記第１の光源と前記第１の対物レンズとの間に配置され、コマ収差を補正するコマ収差補正手段とを有し、
   前記光ヘッドにおいて、前記第２の対物レンズは前記第２の対物レンズで形成される光スポットのコマ収差が略０になるように所望の角度だけ傾けられ、前記第１の対物レンズで形成される光スポットのコマ収差が略０になるように前記コマ収差補正手段がコマ収差を発生することを特徴とする光ヘッド。
2. 前記第１の光源の波長は前記第２の光源の波長より長いことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
3. 前記第１の光源の波長は４５０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項２記載の光ヘッド。
4. 前記第２の光源の波長は４５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の光ヘッド。
5. 前記第１の光源と前記第１の対物レンズの間もしくは前記第２の光源と前記第２の対物レンズの間に球面収差を補正する球面収差補正手段が配置されていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
6. 前記コマ収差補正手段はラジアル方向及びタンジェンシャル方向のどちらの方向にもコマ収差を発生することを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
7. 前記コマ収差補正手段が透明な導電性薄膜を有する一対の基板間に配置された位相変化層を含む光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
8. 位相変化層は屈折率が変化する材料であることを特徴とする光ヘッド。
9. 前記位相変化層が液晶である請求項８に記載の光ヘッド。
10. 位相変化層は体積が変化する材料であることを特徴とする光ヘッド。
11. 前記位相変化層がＰＬＺＴである請求項１０に記載の光ヘッド。
12. 前記球面収差補正手段が１つのレンズ群で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光ヘッド。
13. 前記球面収差補正手段が正レンズ群と負レンズ群で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光ヘッド。
14. 前記球面収差補正手段が透明な導電性薄膜を有する一対の基板間に配置された位相変化層を含む光学素子であることを特徴とする請求項５に記載の光ヘッド。
15. 前記位相変化層により入射された光を発散光もしくは収束光に変換することを特徴とする請求項１４に記載の光ヘッド。
16. 前記第１の光源から前記第１の対物レンズの間もしくは前記第２の光源から前記第２の対物レンズの間もしくは前記第１の光源から前記第１の対物レンズの間及び前記第２の光源から前記第２の対物レンズの間にｎ／４波長板（ｎは１以上の奇数）を配置したことを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
17. 前記ｎ／４波長板（ｎは１以上の奇数）は表裏認識マーカーを設けたことを特徴とする請求項１６に記載の光ヘッド。
18. 前記表裏認識マーカーは切りかきであることを特徴とする請求項１７に記載の光ヘッド。
19. 前記表裏認識マーカーはパターニングされたマーカーであることを特徴とする請求項１７に記載の光ヘッド。
20. 前記第１の光記録媒体もしくは前記第２の光記録媒体が記録層を２つ以上有する多層光記録媒体であることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
21. 前記第１の対物レンズもしくは前記第２の対物レンズのＮＡが０．７以上であることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
22. 前記ＮＡが０．７以上である対物レンズにおいて傾斜角度が大きい面には単層の反射防止膜を、傾斜角度が小さい面には多層の反射防止膜を設けたことを特徴とする請求項２１記載の光ヘッド。
23. 前記コマ収差補正手段は第１の光記録媒体が傾いたときに発生するコマ収差を補正する補正手段をかねることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
24. 少なくとも２種類の光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光ヘッドの組み立て方法であって、
    前記光ヘッドは第１の光源と、
    前記第１の光源と波長が異なる第２の光源と、
    前記第１の光源から出射された光を前記光記録媒体のうちの第１の光記録媒体に集光する第１の対物レンズと、
    前記第２の光源から出射された光を前記光記録媒体のうちの第１の光記録媒体と種類が異なる第２の光記録媒体に集光する第２の対物レンズと、
    前記第１の光源と前記第１の対物レンズとの間に配置され、コマ収差を補正するコマ収差補正手段とを有し、
    前記光ヘッドは前記第２の対物レンズは前記第２の対物レンズで形成される光スポットのコマ収差が略０になるように所望の角度だけ傾けられ、前記第１の対物レンズで形成される光スポットのコマ収差が略０になるように前記コマ収差補正手段はコマ収差を発生させて組み立てられていることを特徴とする光ヘッドの組み立て方法。
25. 光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光情報装置であって、
    前記光記録媒体に信号の記録または再生を行う請求項１から２３のいずれかに記載の光ヘッドを備えることを特徴とする光情報装置。
26. 請求項２５記載の光情報装置を外部記憶装置として備えるコンピュータ。
27. 請求項２５記載の光情報装置を備え、光記録媒体に映像を記録し、および再生する映像記録再生装置。
28. 請求項２５記載の光情報装置を備え、光記録媒体から映像を再生する映像再生装置。
29. 請求項２５記載の光情報装置を外部記憶装置として備えるサーバー。
30. 請求項２５記載の光情報装置を外部記憶装置として備えるカーナビゲーションシステム。

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