JP3833448B2 - 光ピックアップ方法および装置および光情報処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ピックアップ方法および装置および光情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップ装置は、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等に代表される光情報記録媒体に対し、光による情報の記録や再生を行う装置として知られ、種々の方式のものが提案され、実用化されている。
光情報記録媒体も近来、ＣＤ系のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ系のＤＶＤ−ＲＯＭ、色素を用いた「ＷＯＲＭメディア」、相変化材料を用いた「ＲＷメディア」、あるいは「照射光量に応じて、蛍光を発するメディア」等多彩になってきている。
さらに「複数の記録層を単一の光情報記録媒体内に積層して多層化」する多層メディア型の光情報記録媒体も提案されつつある（例えば、ODS2000講演no.MB1の“Progress in Optical Disk Recording with over 20 GB of Capacity"）。
光情報記録媒体において、情報の記録は、媒体のトラックに沿って行われるものであり、情報の記録や再生あるいは消去を行うときには、光スポットを記録面上に合焦させ、かつ、光スポットと光情報記録媒体の相対的な変位がトラックに沿って行われるようにする必要がある。
光スポットを記録面上に合焦させる制御は周知の如く「フォーカシング制御」と呼ばれ、ナイフエッジ方式や非点収差方式等、種々の方式が知られている。
また、光スポットがトラックを逸れないようにする制御は周知の如く「トラキング制御」とよばれ、プッシュプル法等種々の方式が知られている。
トラッキング制御の１ジャンルとして「サブスポット方式」がある。
【０００３】
サブスポット方式のトラッキング制御というのは、光源からの光束をグレーティングを用いて０次光束と±１次光束との３光束に分割し、光情報記録媒体の記録面上に、０次光束によるメインビームを形成すると共に、±１次光束による２つのサブスポットをメインスポットを挟んで形成し、２つのサブスポットからの戻り光束の光量に基づいてトラック誤差信号を発生させる制御方式である。
２種のグレーティングを用いることにより、０次光束と、２本の＋１次光束と、２本の−１次光束との、５本の光束を得、メインビームを挟んで、その両側に２つずつのサブビームを形成し、４つのサブスポットからの戻り光束の光量に基づきトラック誤差信号を生成する制御方式も知られている（例えば、特開平５―１２７００号公報）。
ところで、光情報記録媒体は一般に、記録層（その表面が記録面である）を透明な基板で挟持した構造となっており、対物レンズにより集光された光束は、透明な基板を透過して記録面上に集光する。
透明な基板の厚さは、ＣＤ系の光情報記録媒体において１．２ｍｍ、ＤＶＤ系の光情報記録媒体において０．６ｍｍというように、規格で定められているが、実際の製品においては、製造誤差による偏差が存在することは当然である。
光ピックアップ装置の光学系は、光情報記録媒体の基板の「規格で定められた厚さ」に基づいて設計されるので、実際の光情報記録媒体の使用に際して、基板の厚みが規格通りでないと、基板厚みの偏差により「球面収差」が発生する。
この球面収差が大きくなると、光スポットを記録面上に正しく絞り込むことができなくなり、記録面のマークやピットに「適正な大きさの光スポット」を照射できず、戻り光束の光量が低下して、ジッタ低下やＳＮ比の低下、あるいは再生情報の品質の劣化を招来する。
【０００４】
基板厚さの偏差に伴なう「球面収差」に起因する上記の問題を解消するために、光源側から対物レンズに入射する光束の「形態」を変化させて球面収差を補正することが知られている（例えば、特開２０００−３０２９０号公報）。
例えば、対物レンズに「光源側からの光束を平行光束の形態で入射させる」ように設計された光ピックアップ装置の場合、光情報記録媒体の基板の厚さが規格よりも厚い場合には、光スポットの結像位置が記録面よりも光源側になってしまうので、この場合には、光源側から対物レンズに入射する光束の形態を、平行光束から「若干発散性の光束」に変えることにより、対物レンズによる球面収差と基板厚さの偏差による球面収差とを相殺させ、記録面上に適性なサイズの光スポットを形成するのである。
前記特開２０００−３０２９０号公報の記載では「再生信号の高域信号成分の振幅と対応している信号や、２値化した信号と基準のクロック信号とのジッタ量と対応している信号」を発生させ、この信号をサーボ信号として「光源からの光束をコリメートするコリメートレンズ」を光軸方向へ変位させることにより、対物レンズへ光源側から入射する光束の形態を変化させ、記録面上に常に最小径の光スポットを形成するようにしている（同号公報「００２５〜００２９」）。
この方法は、基板厚みの偏差に起因する球面収差の問題を解決する方法として優れている。
しかし、前述のサブスポット方式のトラッキング制御を行う光ピックアップ装置において、上記方法で球面収差の補正を行うと、以下の如き問題が生じる。
即ち、光情報記録媒体の記録面に形成される光スポットは、本来、光源と記録面との間にある光学系（コリメートレンズや対物レンズ）による光源発光部の像であるから、光スポットのサイズは上記光学系の結像倍率により定まる。
【０００５】
この観点からすると、上記球面収差を補正するために対物レンズに入射する光束の形態を変えることは上記光学系の結像倍率を変ずることに他ならない。
このように光源と記録面との間にある光学系の結像倍率が変化すると、サブスポット方式のトラッキング制御を行う場合には、上記球面収差の補正に伴ない、サブスポットの結像位置が記録面上で変位することになるため、サブトラック方式によるトラック誤差信号が影響を受けて劣化し、トラッキング制御の精度が低下する。
前述した「多層メディア型の光情報記録媒体」を用いる場合、光スポットを集光させるべき記録層の表面（記録面）の「基板表面からの深さ」が、記録層ごとに異なるので、どの記録面に光スポットを形成するかにより、発生する球面収差も異なる。そして、このような場合においても「光源側から対物レンズに入射する光束の形態」を変化させることにより球面収差を補正して、所望の記録面上に適正なサイズの光スポットを形成できる。
しかし、多層メディア型の光情報記録媒体に対する光ピックアップ装置においても「サブスポット方式のトラッキング制御」を行うのであれば、上記の球面収差補正に伴ないサブスポット位置の変位が生じて、トラッキング制御の精度低下の問題が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、サブスポット方式のトラッキング制御を行い、基板厚さの偏差や記録面の基板表面からの深さに応じて発生する球面収差を、光源側から対物レンズに入射する光束の形態を変化させて補正する光ピックアップ装置において、球面収差補正に伴なうトラッキング制御の精度低下を有効に防止もしくは軽減することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は「サブスポット方式のトラッキング制御を行い、基板厚さの偏差や記録面の基板表面からの深さに応じて発生する球面収差を、光源側から対物レンズに入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、この球面収差補正に伴なって発生するサブスポットの変位を、グレーティングの変位により補正する」ものである。
この発明は、ＣＤ系のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ系のＤＶＤ−ＲＯＭ、色素を用いた「ＷＯＲＭメディア」、相変化材料を用いた「ＲＷメディア」、あるいは「照射光量に応じて、蛍光を発するメディア」、複数の記録層を単一の光情報記録媒体内に積層して多層化する「多層メディア型の光情報記録媒体」に対する光ピックアップ装置に対して適用できる。
請求項１記載の光ピックアップ方法は「光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、０次光束によりメインスポットを形成するとともに、±１次光束による２つのサブスポットを、メインスポットを挟むように形成し、メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法」であって、以下の点に特徴の一端がある。
即ち、光情報記録媒体の「基板厚さの偏差」により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように「グレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正」する。
上において「情報の記録・再生・消去の１以上を行う」とは、光情報記録媒体に対して光（メインスポット）により、情報の記録を行うこと、再生を行うこと、消去を行うこと、記録と再生とを行うこと、記録と消去とを行うこと、再生と消去とを行うこと、および記録と再生と消去とを行うことを総称する。
【０００８】
「基板厚さの偏差」は、実際の製品としての光情報記録媒体における透明基板の厚さの「規格上の厚さからのずれ」をいう。「光源側から対物レンズに入射する光束の形態」は、規格状態において「平行光束・発散光束・集束光束の何れか」であり、光束の形態を変化させるとは、規格状態の光束形態が平行光束であるならば、基板厚さの偏差に応じて、入射光束を発散光束あるいは集束光束に変化させることをいう。また、規格状態の光束形態が発散光束（もしくは集束光束）である場合には、基板厚さの偏差に応じて、光束の発散性（もしくは収束性）を変化させることを言う。
また、「グレーティングの変位」における「変位」は「並進的な変位と回転的な変位」を総称する。
上記光ピックアップ方法において「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向へ、グレーティングを並進的に変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する」ことができる。
この場合、グレーティングを光源に近づける（または遠ざける）ように並進変位させることにより、サブスポット相互の間隔を小さく（または大きく）することができる。
また、「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線に平行な軸の回りに、グレーティングを回転的に変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する」ことができる。グレーティングを、このように回転的に変位させると、２つのサブスポットの位置を、メインスポットを中心として回転させることができ、この回転変位により、各サブスポットを適正な位置に位置させることができる。
【０００９】
勿論、上記光ピックアップ方法において「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向へ、グレーティングを並進的に変位させるとともに、上記主光線に平行な軸の回りに、グレーティングを回転的に変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する」ことができる。
このように、グレーティングの並進的な変位と回転的な変位とを組み合わせることにより、より精妙な補正が可能である。
サブスポットの位置を「適正なトラック誤差信号が得られる」ように補正するための「グレーティングの変位量」の決定には、種々の方法がある。球面収差補正に伴なうサブスポットの変位量は、球面収差の補正の程度により一義的に定まるから、グレーティング変位による補正量も一義的に定まる。従って、球面収差の補正の程度に対応させてグレーティングの変位量を決定することができる。
請求項１記載の光ピックアップ方法においては「光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定」する。
【００１０】
請求項２記載の光ピックアップ方法においては「光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化（対物レンズと光源との間の距離を変化させると、対物レンズの開口数により対物レンズに有効に入射する光束径が変化するので、入射光束の発散性が変化する）させて球面収差を補正し、対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定」する。
さらに、請求項３記載の光ピックアップ方法においては「光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、上記球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、グレーティングの変位量を決定」する。
この請求項３記載の場合において「光源からの光束を、コリメートレンズによりコリメートした後、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させる」ようにすることができる（請求項４）。この場合「球面収差補正光学系を、正レンズと負レンズとの組み合わせで構成し、上記正レンズおよび／または負レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させ」てもよいし（請求項５）、「球面収差補正光学系を、１対の正レンズにより構成し、少なくとも一方の正レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させ」てもよい（請求項６）。
【００１１】
請求項１〜６の任意の１に記載の光ピックアップ方法において「決定すべきグレーティングの変位量」は、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位量および／または主光線に平行な軸の回りの回転変位量であることができる（請求項７）。
上記請求項１〜７の任意の１に記載の光ピックアップ方法において「２つのサブスポットによる各戻り光束の光量差によりトラック誤差信号を生成」することができる（請求項８）。
上グレーティングの変位に関しては、上記請求項１〜７のものとは別に「２つのサブスポットによる各戻り光束の光量差によりトラック誤差信号を生成し、トラック誤差信号の振幅が最大となるようにグレーティングの変位を行う」ようにすることも考えられる。
この場合において「光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正する」ことができ、さらに「光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて球面収差を補正する」ことができる。このような場合にも「光源からの光束を、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正する」ことができ、この場合「光源からの光束をコリメートレンズによりコリメートした後、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させる」ようにすることができる。
【００１２】
請求項９記載の光ピックアップ装置は、上記請求項１〜８の任意の１に記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置であって、少なくとも、光源と、グレーティングと、対物レンズと、戻り光束検出手段と、制御手段とを有する。
「光源」としては公知の種々のものを用いることができるが、最も実用的且つ一般的なものは「半導体レーザ」である。
「グレーティング」は、光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離するためのものである。
「対物レンズ」は、グレーティングにより分離された３光束を、光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する。
「戻り光束検出手段」は、記録面により反射された３本の戻り光束を受光する手段である。
「制御手段」は、戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う。
【００１３】
この請求項９記載の光ピックアップ装置において「戻り光束検出手段の、サブスポットによる戻り光束を受光するサブスポット用受光部を、各戻り光束に対して分離し、各サブスポット用受光部の受光面の形状を、球面収差補正およびグレーティングの変位に伴なう各サブスポットの変位に拘わらず、各戻り光束を受光できるよう設定する」ことができる（請求項１０）。
請求項１１〜１３記載の光ピックアップ方法は「光源からの光束を、２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、メインスポットの両側に２つづつ形成し、メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法」であって、以下の点を特徴とする。
即ち、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する。
請求項１１記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
請求項１２記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて球面収差を補正し、対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する
請求項１３記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
上記「２種のグレーティング」としては「互いに独立した２個のグレーティング」を用いることができ（請求項１４）、この場合、少なくとも一方のグレーティングの変位を「グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位および／または主光線に平行な軸の回りの回転変位」とすることができる（請求項１５）。
【００１４】
上記請求項１１または１２または１３記載の光ピックアップ方法における「２種のグレーティング」として「２種の直線格子を互いに交叉させて同一基体に形成した交叉グレーティング」を用いることもでき（請求項１６）、この場合、交叉グレーティングの変位を「交叉グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位および／または主光線に平行な軸の回りの回転変位」とすることができる（請求項１７）。
上記請求項１１〜１７の任意の１に記載の光ピックアップ方法においては「４つのサブスポットのうち、少なくともメインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差に基づきトラック誤差信号を生成」することができる（請求項１８）。この場合「４つのサブスポットのうち、メインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差を第１光量差、トラック後方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差を第２光量差とするとき、第１光量差と第２光量差の和をトラック誤差信号とする」こともできる（請求項１９）。
上記請求項１１〜１９の任意の１に記載の光ピックアップ方法において「情報の記録を可能とする」場合には、４つのサブスポットのうち、メインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量和を第１光量和、トラック後方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量和を第２光量和とするとき、情報の記録に際して「第１光量和と第２光量和に基づき記録の確認を行う」ことができる（請求項２０）。
【００１５】
請求項２１記載の光ピックアップ装置は、上記請求項１１〜２０の任意の１に記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置であって、少なくとも、光源と、２種のグレーティングと、対物レンズと、戻り光束検出手段と、制御手段とを有する。
「光源」は、前述の請求項２０記載のものと同様のものである。
「２種のグレーティング」は、光源からの光束を１本の０次光束と２本の＋１次光束および２本の−１次光束の５光束に分離するためのものである。
「対物レンズ」は、５光束を光情報記録媒体の記録面上に基板を介して集光して０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する。
「戻り光束検出手段」は、記録面により反射された５本の戻り光束を受光する手段である。
「制御手段」は、戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じて、フォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う。
請求項２２〜２４記載の光ピックアップ方法は「ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法」であって、以下の如き特徴を有する。
【００１６】
即ち「光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、０次光束によりメインスポットを形成するとともに、±１次光束による２つのサブスポットを、メインスポットを挟むように形成し、メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるようにグレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正」する。
請求項２２記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定する。
請求項２３記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて上記球面収差を補正し、対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定する
請求項２４記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、グレーティングの変位量を決定する。
請求項２５〜２７記載の光ピックアップ方法は「ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法」であって、以下の如き特徴を有する。
即ち「光源からの光束を２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、メインスポットの両側に２つづつ形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正」する。
請求項２５記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
請求項２６記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて球面収差を補正し、対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
請求項２７記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
【００１７】
請求項２８記載の光ピックアップ装置は「ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体に対して、請求項２２または２３または２４記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置」であって、少なくとも、光源と、グレーティングと、対物レンズと、戻り光束検出手段と、制御手段とを有する。
「光源」は、前述の請求項９記載のものと同様のものである。
「グレーティング」は、光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離する。
「対物レンズ」は、３光束を所望の記録層の記録面上に集光して０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する。
「戻り光束検出手段」は、記録面により反射された３本の戻り光束を受光する手段である。
「制御手段」は、戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う。
請求項２９記載の光ピックアップ装置は「ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体に対して、請求項２５または２６または２７記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置」で、少なくとも、光源と、２種のグレーティングと、対物レンズと、戻り光束検出手段と、制御手段とを有する。
「光源」は、前記請求項９記載のものと同様のものである。
「２種のグレーティング」は、光源からの光束を１本の０次光束と、２本の＋１次光束および２本の−１次光束との５光束に分離する。
「対物レンズ」は、５光束を所望の記録層の記録面上に集光して０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する。
「戻り光束検出手段」は、記録面により反射された５本の戻り光束を受光する手段である。
【００１８】
「制御手段」は、戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う。
この発明の光情報処理装置は「ディスク状の光情報記録媒体に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う装置」であって、保持部と、駆動手段と、光ピックアップ装置と、変位駆動手段と、コントロール手段とを有する（請求項３０）。
「保持部」は、光情報記録媒体をセットされる。光情報記録媒体は、前述のＣＤ系のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ系のＤＶＤ−ＲＯＭ、色素を用いた「ＷＯＲＭメディア」、相変化材料を用いた「ＲＷメディア」、あるいは「照射光量に応じて、蛍光を発するメディア」、複数の記録層を単一の光情報記録媒体内に積層して多層化する「多層メディア型の光情報記録媒体」等である。
「駆動手段」は、保持部にセットされた光情報記録媒体を回転駆動する手段である。
「光ピックアップ装置」は、セットされた光情報記録媒体に対し、光による記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置であって、前記請求項９または１０または２１または２８または２９記載のものが用いられる。「変位駆動手段」は、光ピックアップ装置を光情報記録媒体の半径方向へ変位駆動する手段である。「コントロール手段」は、駆動手段・光ピックアップ装置・変位駆動手段をコントロールする手段である。
なお、上記各光ピックアップ装置における「制御手段」や上記「コントロール手段」は、マイクロコンピュータやＣＰＵや適宜の回路構成の制御部と、この制御部により制御される各種のアクチュエータとにより実現できるものである。
また、球面収差の補正を行うにあたって用いられる「サーボ信号」としては、例えば、特開２０００−３０２９０号公報に関連して前述した「再生信号の高域信号成分の振幅と対応している信号や、２値化した信号と基準のクロック信号とのジッタ量と対応している信号」を利用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を説明する。
図１と図２に、この発明の光ピックアップ装置の基本的な実施の形態を２例示す。これらの実施の形態は、上に説明した請求項９または１０または２１または２８または２９記載の光ピックアップ装置の説明に共通に使用される。
図１において、符号１は「光源」としての半導体レーザ、符号２は「グレーティング手段」、符号３はコリメートレンズ、符号４は偏光ビームスプリッタ、符号５は１／４波長板、符号６は対物レンズ、符号７は検出光学系、符号８は受光素子、符号９は制御部、符号１０は光情報記録媒体、符号２０はグレーティング手段変位用のアクチュエータ、符号３０はコリメートレンズ変位用のアクチュエータ、符号６０は「対物レンズを変位させてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行う」ためのアクチュエータを示している。
繁雑を避けるため、図２においても、混同の虞がないと思われるものについては、図１におけると同一の符号を用いた。従って、図２においても、符号１は半導体レーザ、符号２はグレーティング手段、符号６は対物レンズ、符号８は受光素子、符号９は制御部、符号１０は光情報記録媒体、符号２０はグレーティング手段変位用のアクチュエータ、符号６０は「対物レンズを変位させてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行う」ためのアクチュエータを示している。また、図２において、符号４Ａはビームスプリッタ、符号７Ａは検出光学系、符号１１０は光源１を変位させるためのアクチュエータを示している。
前述の如く、図１および図２に示す各実施の形態は、請求項９または１０または２１または２８または２９記載の光ピックアップ装置の説明に共通に使用されるものである。
【００２０】
従って、光情報記録媒体１０は、請求項９または１０または２１に記載の光ピックアップ装置に関する実施の形態を説明する場合においては、通常の単一記録層の光情報記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等で、符号１２は単一記録層の記録面であり、符号１１は「単一記録層を挟持する透明な基板」である。また、図１、図２により、請求項２８または２９に記載の光ピックアップ装置に関する実施の形態を説明する場合には、光情報記録媒体は「多層メディア型の光情報記録媒体」であり、図１、図２に示す記録面は「ｎ層の記録層のうちの所望の記録層の記録面」を表し、符号１１は「基板表面と所望の記録層の記録面との間にあるメディア部分」を指す。
さらに、グレーティング手段２とあるのは、請求項９または１０または２８記載の光ピックアップ装置の実施の形態を説明する場合においては「単一のグレーティング」であり、請求項２１または２９記載の光ピックアップ装置の実施の形態を説明する場合においては「２種のグレーティング」である。
また、図１、図２に示す各アクチュエータ２０、３０、６０、１１０は「動作部と、これを駆動する駆動部」により構成されている。
【００２１】
図１の実施の形態を説明すると、半導体レーザ１から放射された発散光束はグレーティング手段２を透過して０次光束と±１次光束に分離する。ここで、グレーティング手段２が「単一のグレーティング」であるときは０次光束とともに、±１次光束が各１本ずつ、全部で３本の光束に分離する。また、グレーティング手段２が「２種のグレーティング」であるときは０次光束とともに、２本の＋１次光束と２本の−１次光束、即ち、全部で５本の光束に分離する。
これら３本（または５本）の光束はコリメートレンズ３によって実質的な平行光束に変換され、偏光ビームスプリッタ４を透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６により集光光束とされ、光情報記録媒体１０の記録面１２上に３個（または５個）の光スポットとして結像する。これら光スポットのうち、０次光束によるものが「メインスポット」であり、±１次光束によるものが「サブスポット」である。２個（または４個）のサブスポットは、メインスポットを挟むようにして形成される。
光スポットとして結像した各光束は、記録面１２により反射されると、それぞれ戻り光束となり、対物レンズ６を透過して略平行な光束に戻り、１／４波長板５を透過すると、偏光方向を往路の状態から９０度旋回された直線偏光に戻る。従って、この直線偏光は偏光ビームスプリッタ４の偏光分離膜に対してＳ偏光となるため、偏光ビームスプリッタ４により反射されて検出光学系７に入射し、集光レンズ７１により集光光束に変換されたのち、シリンドリカルレンズ７２により非点収差を与えられ受光素子８に入射する。
即ち、図１の実施の形態においては、偏光ビームスプリッタ４と１／４波長板５と、検出光学系７と、受光素子８とが「記録面により反射された３本（または５本）の戻り光束を受光する戻り光束検出手段」を構成している。
【００２２】
受光素子８の出力は制御部９に入力する。
受光素子８は、後述するように「メインスポットによる戻り光束を受光する受光面部分」と「各サブスポットによる戻り光束を受光する受光面部分」とに分離されている。「メインスポットによる戻り光束を受光する受光面部分」は４分割されている。
制御部９は、上記４分割の各分割受光面からの出力に基づき、公知の「非点収差法」による「フォーカス誤差信号」を生成する。
各サブスポットによる戻り光束は対応する受光面部分に受光される。制御部９は、各受光面部分から発生する受光信号に基づき「トラック誤差信号」を生成する。受光素子８の、全受光面部分の出力の和をもって「再生信号」とすることができる。
制御部９は上記生成した「フォーカス誤差信号とトラック誤差信号」をアクチュエータ６０に印加してフォーカシング制御とトラキング制御を行う。このフォーカシング制御とトラキング制御は「メインスポットが常にトラック上に合焦する」ように行われる。
光情報記録媒体１０が単一記録層のもので「透明な基板１１の厚さに偏差がある場合」に偏差により生じる球面収差や、光情報記録媒体１０が多層メディア型の光情報記録媒体で「基板表面と所望の記録層の記録面１２との間にあるメディア部分１１の厚さ」により変化する球面収差の補正は、制御部９からの補正信号によりアクチュエータ２０でコリメートレンズ３を光軸方向へ変位させることにより「対物レンズ６に入射する光束の形態を変化させ」て行い、これに伴なうサブスポットの変位を補正して「適正なトラック誤差信号」が得られるようにする補正は、制御手段９からの補正信号により、アクチュエータ２０でグレーティング手段２を変位させることにより行う。
従って、この実施の形態においては、制御部９とアクチュエータ２０，３０および６０が「制御手段」を構成する。
【００２３】
図２の実施の形態を説明すると、半導体レーザ１から放射された発散光束はグレーティング手段２を透過して０次光束と±１次光束に分離する。グレーティング手段２が「単一のグレーティング」であるときは、０次光束と共に±１次光束が各１本ずつ、全部で３本の光束に分離する。また、グレーティング手段２が「２種のグレーティング」であるときは、０次光束と共に、２本の＋１次光束と２本の−１次光束、即ち、全部で５本の光束に分離する。
これら３本（または５本）の光束は、発散性を保ったままビームスプリッタ４Ａを透過し、対物レンズ６により集光光束とされ、光情報記録媒体１０の記録面１２上に３個（または５個）の光スポットとして結像する。０次光束による光スポットが「メインスポット」、±１次光束による光スポットが「サブスポット」である。２個（または４個）のサブスポットは、メインスポットを挟むようにして形成される。
光スポットとして結像した各光束は、録面１２により反射されると、それぞれ戻り光束となって対物レンズ６を透過して集束光束に戻り、ビームスプリッタ４Ａにより反射されて検出光学系を構成するシリンドリカルレンズ７Ａにより非点収差を与えられ受光素子８に入射する。
図２の実施の形態においては、ビームスプリッタ４Ａと、シリンドリカルレンズ７Ａと、受光素子８とが「記録面により反射された３本（または５本）の戻り光束を受光する戻り光束検出手段」を構成している。
【００２４】
受光素子８の出力は制御手段９に入力する。
受光素子８は、図１に示す実施の形態のものと同じである。
制御手段９は入力信号に応じて、図１の実施の形態の場合と同様にして「フォーカス誤差信号とトラック誤差信号」を生成する。受光素子８の、全受光面部分の出力の和をもって「再生信号」とすることができる。
制御手段９は生成した「フォーカス誤差信号とトラック誤差信号」をアクチュエータ６０に印加してフォーカシング制御とトラッキング制御を行う。
基板厚さの偏差等に起因する前記「球面収差」の補正は、制御手段９からの補正信号によりアクチュエータ１１０で半導体レーザ１を対物レンズ６の光軸方向変位させて半導体レーザ１の発光部と対物レンズ６との物体距離を変えることで「対物レンズ６に入射する光束の形態」を変化させて行い、これに伴なうサブスポットの変位を補正して適正なトラック誤差信号が得られるようにする補正は、制御手段９からの補正信号によりアクチュエータ２０でグレーティング手段２を変位させることにより行う。
従って、図２の実施の形態においては制御部９とアクチュエータ２０，６０、１１０とが「制御手段」を構成する。
【００２５】
なお、図２の実施の形態において、ビームスプリッタ４を「図１における偏光ビームスプリッタ４」に換え、この偏光ビームスプリッタ４と対物レンズ５との間に「１／４波長板５」を配備し、偏光ビームスプリッタ４と１／４波長板５と、シリンドリカルレンズ７Ａと、受光素子８とで「記録面により反射された３本（または５本）の戻り光束を受光する戻り光束検出手段」を構成してもよい。このようにすると「光の利用効率を高める」ことができる。一方、図２の実施の形態の場合のように、ビームスプリッタ４Ａとシリンドリカルレンズ７Ａと受光素子８とで戻り光束検出手段を構成する場合は、光ピックアップ装置を「安価、且つコンパクト」に構成できる。
【００２６】
図１、図２に示した実施の形態は、光情報記録媒体１０が通常の単一記録層のものであり、グレーティング手段２として「単一のグレーティング」を用いるときは「請求項２０記載の光ピックアップ装置」の実施の形態となる。
即ち、この場合、図１、図２の光ピックアップ装置は、光源１と、この光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離するためのグレーティング２と、上記３光束を光情報記録媒体１０の記録面１２上に基板１１を介して集光して０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する対物レンズ６と、記録面１２により反射された３本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段４、５、７、８（または４Ａ、７Ａ、８）と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じて、フォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段９、２０、６０、３０（または９、２０、６０、１１０）とを少なくとも有する。
【００２７】
図１、図２に示した実施の形態はまた、光情報記録媒体１０が通常の単一記録層のもので、グレーティング手段２として「２種のグレーティング」を用いるときは「請求項３０記載の光ピックアップ装置」の実施の形態となる。
即ち、この場合、図１、図２の光ピックアップ装置は、光源１と、この光源からの光束を１本の０次光束と２本の＋１次光束および２本の−１次光束の５光束に分離するための２種のグレーティング２と、上記５光束を光情報記録媒体１０の記録面１２上に基板１１を介して集光して０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する対物レンズ６と、記録面１２により反射された５本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段４、５、７、８（または４Ａ、７Ａ、８）と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御及びグレーティングの変位制御を行う制御手段９、２０、３０、６０（または９，２０，６０，１１０）とを少なくとも有する。
【００２８】
図１、図２に示した実施の形態は、光情報記録媒体１０が「多層メディア型のもの」で、グレーティング手段２として「単一のグレーティング」を用いるときは「請求項２８記載の光ピックアップ装置」の実施の形態となる。
即ち、この場合、図１、図２の光ピックアップ装置は、ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体１０に対する光ピックアップ装置であって、光源１と、この光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離するためのグレーティング２と、上記３光束を所望の記録層の記録面１２上に集光して０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する対物レンズ６と、記録面１２により反射された３本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段４、５、７、８（または４Ａ、７Ａ、８）と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段９、２０、３０、６０（または９、２０、６０，１１０）とを少なくとも有する。
【００２９】
さらに、図１、図２に示した実施の形態は、光情報記録媒体１０が「多層メディア型のもの」で、グレーティング手段２として「２種のグレーティング」を用いるときは「請求項２９記載の光ピックアップ装置」の実施の形態となる。
即ち、この場合、図１、図２の光ピックアップ装置は、ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体１０に対する光ピックアップ装置であって、光源１と、この光源からの光束を１本の０次光束と２本の＋１次光束および２本の−１次光束の５光束とに分離するための２種のグレーティング２と、上記５光束を光情報記録媒体１０の所望の記録面１２上に集光して０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する対物レンズ６と、記録面１２により反射された５本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段４、５、７、８（または４Ａ、７Ａ、８）と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段９、２０、３０、６０（または９、２０、６０，１１０）とを少なくとも有する。
なお、半導体レーザでは、活性層と水平な方向と垂直な方向で射出角が異なるため、図１の光ピックアップ装置において、コリメートレンズ３でコリメートされた光束は光束断面形状が楕円形となる。この場合、必要に応じて、周知のビーム整形プリズムを用いて上記平行光束の光束断面形状を円形に変換し、対物レンズ６でのカップリング効率の向上を図ることができる。
【００３０】
図１には、コリメートレンズ３を光軸方向へ変位させることにより、光源側から対物レンズ６に入射する光束の形態を変化させて球面収差の補正を行う場合を示したが、変形例を２例、図３及び図４に示す。なお、繁雑を避けるため、図３及び図４には、説明に必要な部分のみを示すが、図示されない部分は、図１の光学構成と同様である。また、図１におけると同一の符号を付した部分は、図１におけるものと同様である。
これらの実施の形態は「球面収差補正光学系」を有している。
図３に示した実施の形態では、光源である半導体レーザ１からの光束を、コリメートレンズ３によりコリメートした後、球面収差補正光学系４０を介して対物レンズ６に入射させている。
球面収差補正光学系４０は、正レンズ４１と負レンズ４２との組み合わせにより構成され、負レンズ４２をアクチュエータ４３で光軸方向へ変位させることにより、対物レンズ６への入射光束の光束形態を変化させている。負レンズ４２を変位させるかわりに正レンズ４１を光軸方向へ変位させるようにしてもよいし、正レンズと負レンズとを共に光軸方向に変位させるようにしても良い。
図４に示した実施の形態では、光源である半導体レーザ１からの光束を、コリメートレンズ３によりコリメートした後、球面収差補正光学系５０を介して対物レンズ６に入射させている。
球面収差補正光学系５０は１対の正レンズ５１、５２により構成され、正レンズ５２をアクチュエータ５３により光軸方向へ変位させて、対物レンズ６への入射光束の光束形態を変化させている。正レンズ５２に換えて、あるいは正レンズ５２とともに正レンズ５１を光軸方向へ変位させるようにしてもよい。
【００３１】
以下、図１もしくは図２に即して一般的に説明した実施の形態における、光ピックアップ方法を説明する。
先ず、グレーティング（説明の簡単のために単一のグレーティングの場合を説明する）を、対物レンズの光軸方向へ変位させる場合を説明する。
図５（ａ）は、光源（半導体レーザ）の発光部Ｓ０から放射された光束（の主光線）をグレーティング２により、０次光束「Ｌ０」と、＋１次光束「＋Ｌ１」と、―１次光束「―Ｌ１」に分離した状態を示す。
これら０次光束と±１次光束が対物レンズに入射するわけであるが、対物レンズの側から見ると、＋１次光束「＋Ｌ１」は見かけ上、仮想的な発光源「＋Ｓ１」から放射された光束であり、―１次光束「−Ｌ１」は見かけ上、仮想的な発光源「−Ｓ１」から放射された光束である。
記録面上に結像するメインスポットおよびサブスポットは、光源と記録面との間にある結像光学系による、上記発光源「Ｓ０、＋Ｓ１、―Ｓ１」の像である。従って、２つのサブスポットの間隔は、上記結像光学系の結像倍率と、仮想的な発光源「＋Ｓ１、―Ｓ１」の間隔：Ｄとにより定まる。
そこで、図５（ｂ）に示すように、グレーティング２を発光源Ｓ０に近づけてみると、±１次光束「＋Ｌ１」、「−Ｌ１」の回折角には変化がないので、仮想的な発光源「＋Ｓ１、―Ｓ１」の間隔は「Ｄ’」のように小さくなる。すると、これに応じて、記録面上では２つのサブスポットの間隔が狭まるのである。
即ち、グレーティング２を光源側に近づければ、記録面上でのサブスポットの間隔は狭まり、グレーティング２を光源から遠ざければ、サブスポットの間隔を広げることができる。
【００３２】
図６を参照すると、この図は、図１に示した実施の形態において、光ピックアップ方法を実施する場合を説明するための図である。図中、図１におけると同一の符号は、図１におけると同一のものを示す。また、図示されていない部分は図１の構成と同様である。
図６（ａ−１）において、符号Ｔｉ、Ｔｉ−１、Ｔｉ＋１は、光情報記録媒体のトラックを示し、符号ＳＭはメインスポット、符号ＳＰ１は＋１次光束によるサブスポット、ＳＰ２は−１次光束によるサブスポットを示している。
図６（ａ−１）、（ａ−２）の状態は互いに対応しており、メインスポットＳＭが、適性にトラックＴｉ上をトラッキングされている状態である。
このとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２はトラック直行方向（図の左右方向）において、スポット中心間の間隔がトラック幅に等しくなっている。従って、サブスポットＳＰ１はメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴｉ上に重な」り、サブスポットＳＰ２はメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴｉ上に重な」っている。このような状態で、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２による戻り光束の光量の差をトラック誤差信号を生成すると、トラック誤差信号の振幅が最大になり、良好なトラッキング制御を行うことができる。
次ぎに、光情報記録媒体の基板厚さの偏差等に起因する球面収差を補正するために図６（ｂ−２）に示すように、コリメートレンズ３を距離：Δだけ光源１側に近づけて、対物レンズ６へ入射する光束の形態を若干発散性に変えた場合を考えてみる。因みにこれは、上記「偏差」の場合でいえば、基板厚さが規格値よりも厚い場合に対応する。あるいは多層メディア型の光情報記録媒体の場合であれば、基板表面から「より深い位置にある記録層の記録面に光スポットを結像させる場合」である。
【００３３】
このようにすると、光源１と記録面１２との間にある結像光学系、即ち、コリメートレンズ３と対物レンズとの合成の結像倍率は「図６（ａ−２）の状態よりも拡大倍率」となる。このため、記録面上におけるサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の結像位置は図６（ｂ−１）に示すように、適正な位置（破線で示す位置）から実線で示すようにずれ「光スポット間の間隔」が広がる。このため、サブスポットはトラックＴｉに対して適正な位置になくなり、発生するトラック誤差信号の振幅が小さくなってトラッキング制御の精度が低下する。
そこで、この場合、図６（ｃ−２）に示すように、グレーティング２を光源１側へ距離：δだけ変位させると、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の光源となる「仮想的な発光源」の間隔が小さくなり、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置は、図６（ｃ−１）に示すように、再びトラックＴｉに対して適性な位置を示し、適正なトラッキング制御が可能となる。
この場合、球面収差の補正のためのコリメートレンズ３の変位量：Δと、グレーティング２の移動量：δとの関係は一義的であり、実験的に決定できるから、「Δとδの関係」を制御手段のメモリに、テーブルあるいは関係式として記憶させておき、球面収差補正のためのコリメートレンズ３の変位量：Δに対応させてグレーティング２の移動量：δを発生させ、この距離だけ前述のアクチュエータ２０で移動させればよい。
【００３４】
即ち、図６に即して説明した光ピックアップ方法は、光源１からの光束をグレーティング２により０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズ６により光情報記録媒体の記録面１２に、基板を介して集光して、０次光束によりメインスポットＳＭを形成するとともに、±１次光束による２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２を、メインスポットＳＭを挟むように形成し、メインスポットＳＭにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源１側から対物レンズ６へ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティング２を変位させて、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正する方法であり、光源１から放射され、グレーティング２を透過した０次光束の主光線の方向へ、グレーティング２を並進的に変位させて、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正する。
【００３５】
適正なトラック誤差信号が得られるように、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正することは、上記のようにグレーティングを「グレーティング２を透過した０次光束の主光線の方向」へ並進的に変位させることによって行うことができるが、上記補正のためのグレーティングの変位は上記の並進的な変位に限らず「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線に平行な軸の回りに、グレーティングを回転的に変位」させて行うこともできる。
次ぎに、これを説明する。
図７において、符号Ｔｉ、ＳＭ、ＳＰ１、ＳＰ２は図６におけると同様に、トラック、メインスポット、サブスポットをそれぞれ示している。また、符号２は図６におけると同様、単一のグレーティングを示している。
図７（ａ−１）において、グレーティング２の格子の方向を定める角：ξは規格上の角度である。従って、光源側から入射する光束は、格子に直交する方向へ分離する。このように分離した光束により記録面上に形成されたメインスポットＳＭ、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の様子を図７（ａ―２）に示す。
光情報記録媒体に起因する球面収差を補正する必要がないとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２は「破線で示す位置」にあって、良好なトラック誤差信号が発生される。球面収差を補正したとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２は、例えば、矢印のように変位して「実線の位置」を占める。このようになると、トラック誤差信号は劣化し、トラッキング制御の精度が落ちる。
【００３６】
ところで、適正なトラック誤差信号を発生するためにサブスポットＳＰ１、ＳＰ２のトラックＴiに対する位置関係は、前述の如く、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２が「トラック直行方向（図の左右方向）において、スポット中心間の間隔がトラック幅に等し」く、サブスポットＳＰ１がメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴi上に重な」り、サブスポットＳＰ２がメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴi上に重な」っている状態である。
図７（ａ―１）に示す実線のサブスポット位置から、上記適正な状態を実現するには、図７（ｂ−１）に示すように、グレーティング２を「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線に平行な軸（図面に直交する方向の軸）」の回りに回転させる。グレーティング２をこのように回転させると、記録面上のサブスポットＳＰ１、ＳＰ２は「メインスポットＳＭを中心にして回転」する。このときの回転角（サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の中心を結ぶ直線の回転角）はグレーティングの回転角：ηに等しい。
そこで回転角：ηを調整して、図７（ｂ−２）に示すように、サブスポットＳＰ１がメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴi上に重な」り、サブスポットＳＰ２がメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴi上に重な」っている状態を実現できる。
この場合、球面収差を補正するための「例えば、前述のコリメートレンズの変位量：Δ」とグレーティング２の回転角：ηとの関係は一義的で、実験的に決定できるから、「Δとηの関係」を制御手段のメモリにテーブルあるいは関係式として記憶させておき、球面収差補正のためのコリメートレンズ３の変位量：Δに対応させてグレーティング２の回転量：ηを発生させ、この回転角：ηだけグレーティング２をアクチュエータ２０で回転させればよい。
【００３７】
勿論、光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向へ、グレーティングを並進的に変位させるとともに、上記主光線に平行な軸の回りに、グレーティングを回転的に変位させて、２つのサブスポットの位置を補正するようにできることはいうまでもなく、このようにすることにより、より精妙なサブスポット位置補正を行うことができる。
図６に即して説明した実施の形態では、光源１からの光束をコリメートレンズ３を介して対物レンズ６に入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズ３と光源１との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズ６へ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量：Δに応じて、グレーティングの変位量：δを決定している（請求項１）。
【００３８】
図６や図７に即して説明した実施の形態は、図２に実施の形態を示す光ピックアップ装置に対しても適用できることは言うまでもない。この場合には、光源１からの光束を発散状態で対物レンズ６に入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズ６と光源１との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて上記球面収差を補正し、対物レンズ６と光源５との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定すればよい（請求項２）。
【００３９】
また、図６や図７に即して説明した光ピックアップ方法は、球面収差の補正を「球面収差補正光学系」を用いて行う、図３や図４の実施の形態に対しても適用できる。即ち、光源１からの光束を球面収差補正光学系４０（または５０）を介して対物レンズ６に入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、グレーティング２の変位量を決定すればよく（請求項３）、この場合、図３、図４に示すように、光源１からの光束を、コリメートレンズ３によりコリメートした後、球面収差補正光学系４０（または５０）を介して対物レンズ６に入射させることができる（請求項４）。
球面収差補正光学系は、図３の球面収差補正光学系４０の如く、正レンズ４１と負レンズ４２との組み合わせにより構成し、（正レンズ４１および／または）負レンズ４２の光軸方向への変位により、対物レンズ６への入射光束の光束形態を変化させることもできるし（請求項５）、図４の球面収差補正光学系５０のように、１対の正レンズ５１、５２により構成し、少なくとも一方の正レンズ５２の光軸方向への変位により、対物レンズ６への入射光束の光束形態を変化させることもできる（請求項６）。
勿論、決定すべきグレーティング２の変位量は「グレーティング２を透過した０次光束の主光線の方向への並進変位量および／または上記主光線に平行な軸の回りの回転変位量」である（請求項７）。
トラック誤差信号は、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２による各戻り光束の光量差により生成することができる（請求項８）。
【００４０】
上には「光情報記録媒体に起因する球面収差を補正する補正量に対応させて、グレーティングの変位量を決定する場合」を説明したが、グレーティングの変位量を決定する方法としては、例えば、単一のグレーティングにより３本の光束を発生させる場合「２つのサブスポットによる各戻り光束の光量差によりトラック誤差信号を生成し、トラック誤差信号の振幅が最大となるようにグレーティングの変位を行う」ことも考えられる。
以下に、この場合を説明する。
図８（ａ）は、球面収差の補正に伴ない、メインスポットＳＭとサブスポットＳＰ１、ＳＰ２との間隔が「Ｗ１」に伸び、サブスポットＳＰ１がトラックＴｉとＴｉ−１の間に位置し、サブスポットＳＰ２がトラックＴｉとＴｉ＋１の間に位置した状態である。メインスポットＳＭ、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２が、トラックＴｉに対し相対的にトラック直交方向（図の左右方向）へ変位するとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２による戻り光束の光量に対応して発生する受光信号：ＳＧ１、ＳＧ２は、図８（ａ）の上に示すように略同位相になるため、トラック誤差信号：ＴＥ＝ＳＧ１−ＳＧ２を生成すると、このトラック誤差信号：ＴＥの振幅は図８（ａ）右側に示すように極めて小さく、この場合、精度の良いトラッキング制御は難しい。
図８（ｂ）では、メインスポットＳＭとサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の間隔：Ｗ２が適性で、サブスポットＳＰ１がメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴｉ上に重な」り、サブスポットＳＰ２がメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴｉ上に重な」っている。
【００４１】
このとき、受光信号：ＳＧ１、ＳＧ２は、図８（ｂ）の上に示すように略逆位相になり、トラック誤差信号：ＴＥ＝ＳＧ１−ＳＧ２を生成すると、このトラック誤差信号：ＴＥの振幅は図８（ｂ）右側に示すように最大になる。従ってこの場合「トラック誤差信号のゼロクロス点をトラック位置とするサーボ制御」を行うことにより、精度の良いトラッキング制御を行うことができる。
容易に理解されるように、メインスポットＳＭとサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の間隔：Ｗが、図８（ａ）のＷ１から、（ｂ）のＷ２へ変化するにつれて、トラック誤差信号：ＴＥの振幅が次第に増大し、図８（ｂ）の状態で最大になる。 従って、単一のグレーティングを前記０次光束の主光線の方向へ並進変位させて、上記間隔：Ｗを変化させつつトラック誤差信号：ＴＥをモニタし、トラック誤差信号：ＴＥが最大となるところで、グレーティングの並進変位を停止させれば、図８（ｂ）に示す状態を実現できる。
図９（ａ）は、球面収差の補正に伴ない、メインスポットＳＭとサブスポットＳＰ１、ＳＰ２との間隔が伸び、サブスポットＳＰ１がトラックＴiとＴi-1の間に位置し、サブスポットＳＰ２がトラックＴiとＴi+1の間に位置した状態である。メインスポットＳＭ、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２が、トラックＴiに対し相対的にトラック直交方向（図の左右方向）へ変位するとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２による戻り光束の光量に対応して発生する受光信号：ＳＧ１、ＳＧ２は、図９（ａ）の上に示すように略同位相になるため、トラック誤差信号：ＴＥ＝ＳＧ１−ＳＧ２の振幅は図９（ａ）右側に示すように極めて小さく、精度の良いトラッキング制御は難しくなる。
図９（ｂ）は（ａ）の状態からグレーティングを角：ηだけ回転させ、サブスポットＳＰ１がメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴi上に重な」り、サブスポットＳＰ２がメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴi上に重なって」いる状態を示す。
【００４２】
このとき、受光信号：ＳＧ１、ＳＧ２は、図９（ｂ）の上に示すように略逆位相になり、トラック誤差信号：ＴＥ＝ＳＧ１−ＳＧ２の振幅は、図９（ｂ）右側に示すように最大になるので、トラック誤差信号：ＴＥのゼロクロス点をトラック位置とするサーボ制御を行うことにより、精度の良いトラッキング制御が可能になる。
グレーティングの回転にともない、メインスポットＳＭを中心とするサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の回転角が角：ηに近づくにつれ、トラック誤差信号：ＴＥの振幅は次第に増大し、図９（ｂ）の状態で最大になる。
従って、単一のグレーティングを前記０次光束に平行な軸の回りに回転させつつトラック誤差信号：ＴＥをモニタし、トラック誤差信号：ＴＥが最大となるところで、グレーティングの回転変位を停止させれば、図９（ｂ）に示す状態を実現できる。
このように、トラック誤差信号をモニタしつつ、グレーティングの変位量を決定する方法は勿論、既に説明した「球面収差の種々の補正方法」に対して組み合わせることができる。
例えば、「光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正する」ようにしても良いし、あるいはまた「光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて球面収差を補正する」ようにしてもよい。
【００４３】
更に、球面収差の別の補正方法として「光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正する」ようにしても良い。この場合、光源からの光束を「コリメートレンズによりコリメートした後、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させる」ようにしてもよい。「球面収差補正光学系」は、図３に示した例のように、正レンズと負レンズとの組み合わせで構成され、正レンズおよび／または負レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させるものを用いても良いし、図４に示した例のように、１対の正レンズにより構成され、少なくとも一方の正レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させるものを用いても良い。
図１０は、上に説明してきた「単一のグレーティングにより、光源からの光束を３本の光束に分離する」光ピックアップ装置における、戻り光検出手段の受光部の様子を示す２例である。
図１０（ａ）、（ｂ）において、符号ＰＤＭは、メインスポットＳＭによる戻り光束が形成する検出スポットＳＭ’を受ける受光部、符号ＰＤ１、ＰＤ２はそれぞれ、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２による戻り光束が形成する検出スポットＳＰ１’、ＳＰ２’を受ける受光部である。
【００４４】
図１０（ａ）は「グレーティングに並進的な変位を行わせる場合」、（ｂ）は「グレーティングに回転的な変位を行わせる場合」である。
即ち、戻り光束検出手段の、サブスポットによる戻り光束を受光するサブスポット用受光部ＰＤ１，ＰＤ２は各戻り光束ＳＰ１’、ＳＰ２’に対して分離しており、各サブスポット用受光部ＰＤ１、ＰＤ２は、球面収差補正およびグレーティングの変位に共なう各サブスポットの変位（図１０（ａ）において「Ｘ」、図１０（ｂ）において「Ｘ」と「η」）に拘わらず、各戻り光束ＳＰ１’、ＳＰ２’を受光できるように受光面の形状を設定されている（請求項１０）。
なお、受光部ＰＤＭは４分割であり、メインスポットによる戻り光の検出スポットＳＭ’を受光し、各分割部から出力は非点収差法によるフォーカス誤差信号の生成に供される。
【００４５】
上には、単一のグレーティングを用いて３本の光束を発生させ、メインスポットと±１次光束による２個のサブスポットで「合計３個の光スポット」を記録面上に形成する場合を説明した。
以下には、２種のグレーティングを用い、メインスポットと共に４個のサブスポットを形成する場合を説明する。
図１１（ａ）は、図３に示した例に「２種のグレーティングを用いる光ピクアップ方法」を適用した場合を示している。図３におけると同一のものについては、図３におけると同一の符号を付した。
光源である半導体レーザ１からの発散性の光束は２種のグレーティングを構成する２つのグレーティング２Ａ、２Ｂを透過し、各グレーティング２Ａ、２Ｂを直進的に透過する０次光束と、グレーティング２Ａで発生する±１次光束と、グレーティング２Ｂにより発生する±１次光束との、合計５本の光束に分離してコリメートレンズ３に入射し、それぞれ平行光束化される。
５本の光束は、次いで、球面収差補正光学系４０を透過して平行光束状態で対物レンズ６に入射し、記録面１２上に１つのメインスポットと４つのサブスポットを形成する。なお、記録面は「単一の記録面を持つ通常の光情報記録媒体」におけるものとする。
図１１（ｂ）は「形成された光スポットの様子」を示している。図は理想的な状態で、メインスポットＳＭがトラックＴi上にあり、サブスポットＳＰ１（グレーティング２Ａによるサブスポット）、ＳＰ４（グレーティング２Ｂによるサブスポット）がトラックＴiの左側にあって、これらサブスポットの右半分がトラックＴiに重なっている。また、サブスポットＳＰ２（グレーティング２Ａによるサブスポット）、ＳＰ３（グレーティング２Ｂによるサブスポット）がトラックＴiの右側にあって、これらサブスポットの左半分がトラックＴiに重なっている。
サブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４による各戻り光束により発生する検出信号をそれぞれＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４とするとき、トラック誤差信号：ＴＥは｛（ＳＧ１−ＳＧ２）＋（ＳＧ３−ＳＧ４）｝として構成することもできるし、｛（ＳＧ１−ＳＧ３）＋（ＳＧ４−ＳＧ２）｝として構成することもできる。
【００４６】
図１２は、球面収差の補正に伴ない、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４がそれぞれ、実線で示す正規の位置から「破線の位置」へ変位してしまった状態を示す。この場合、図１１に示すアクチュエータ２０Ａでグレーティング２Ａを、またアクチュエータ２０Ｂでグレーティング２Ｂを、それぞれ光源である半導体レーザ１へ近づけるように並進的に変位させると、各サブスポットは、図１２に矢印で示すように変位するので、各グレーティング２Ａ、２Ｂの変位量を調整することにより、各サブスポットを「実線で示す適正な位置」に戻すことができ、良好なトラッキング制御を回復することができる。
即ち、図１１および１２で実施の形態を説明した光ピックアップ方法は、光源１からの光束を、２種のグレーティング２Ａ、２Ｂの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズ６により光情報記録媒体の記録面１２上に、基板を介して集光して、０次光束によりメインスポットＳＭを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を、メインスポットＳＭの両側に２つづつ形成し、メインスポットＳＭにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法（請求項１１〜１３）である。
【００４７】
上の実施の形態では、４つのサブスポットの位置を補正しているが、例えば、トラック誤差信号：ＴＥとして、前述の｛（ＳＧ１−ＳＧ２）＋（ＳＧ３−ＳＧ４）｝を用いる場合、例えば、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正するのみでも、第１項が改善されるので、トラック誤差信号を有効に改善することができる。
上の実施の形態においては、２種のグレーティングとして、互いに独立した２個のグレーティング２Ａ，２Ｂを用いている（請求項１４）。
上記実施の形態ではまた、グレーティング２Ａ、２Ｂの変位として「グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位」を行っているが、このような変位に換えて、グレーティング２Ａ、２Ｂを「上記主光線に平行な軸の回りに回転変位」させてもよく、さらには一方のグレーティングに対して並進変位を行い他方のグレーティングに対して回転変位を行うようにしても良い（請求項１５）。
２種のグレーティングとしては、図１１に示した「互いに独立した２個のグレーティング」を用いる代わりに、図１３（ａ）に符号２Ｃで示すような「２種の直線格子を互いに交叉させて同一基体に形成した交叉グレーティング」を用いることもできる（請求項１６）。
図１３（ｂ）に示すように、交叉グレーティング２Ｃに主光線ＰＬを持つ光束を透過させると、直進的に透過する０次光束と４本の±１次光束を得ることができる。従って、交叉グレーティング２Ｃを用いると、独立した２つのグレーティング２Ａ、２Ｂを用いる場合に比して、光ピックアップ装置をコンパクト化することが可能である。
【００４８】
サブスポットの位置補正は、交叉グレーティング２Ｃに対して、交叉グレーティング２Ｃを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位および／または上記主光線に平行な軸の回りの回転変位を行うことにより行うことができる（請求項１７）。
但し、交叉グレーティング２Ｃを回転変位させた場合、４つのサブスポットは一体となって回転するので、４つのサブスポットの全てを適性な位置に補正できるわけではない。しかしこのような場合でも、上述の｛（ＳＧ１−ＳＧ２）＋（ＳＧ３−ＳＧ４）｝をトラック誤差信号とする場合であれば、１項または２項を有効に改善できるので、トラック誤差信号の有効な改善が可能である。
上に説明したように、２種のグレーティングを用いる場合、４つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４のうち、少なくともメインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ３による戻り光束の光量差に基づきトラック誤差信号を生成することができる（請求項１８）。
また、４つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４のうち、メインスポットＳＭに関してトラック前方側にある２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ３による戻り光束の光量差：ＳＧ１−ＳＧ３を第１光量差、トラック後方側にある２つのサブスポットＳＰ２、ＳＰ４による戻り光束の光量差：ＳＧ４−ＳＧ２を第２光量差とするとき、第１光量差と第２光量差の和：｛（ＳＧ１−ＳＧ３）＋（ＳＧ４−ＳＧ２）｝をトラック誤差信号とすることもできる（請求項１９）。
【００４９】
２種のグレーティングを用い、４つのサブスポットを利用する光ピックアップ方法の場合「情報の記録」が可能な場合には、４つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４のうち、メインスポットＳＭに関してトラック前方側にある２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ３による戻り光束の光量和である第１光量和：ＳＧ１＋ＳＧ３、トラック後方側にある２つのサブスポットＳＰ２、ＳＰ４による戻り光束の光量和である第２光量和：ＳＧ４＋ＳＧ２を用い、情報の記録に際して、第１光量和と第２光量和に基づき「記録の確認」を行うことができる（請求項２０）。
図１４は、この場合の回路構成のブロック図を示す。符号ＳＰ１’、ＳＰ２’、ＳＰ３’、ＳＰ４’は、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４による戻り光束が形成する「検出スポット」を示し、符号ＳＭ’はメインスポットＳＭによる戻り光束が形成する「検出スポット」を示す。また、符号ＰＤＭ、ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＦＤ、ＰＤ４は、上記各検出スポットを受光する受光部であり「球面収差の補正およびグレーティングの変位に伴なう各サブスポットの変位」に拘わらず、各戻り光束を受光できるように受光面の形状を設定されている。
図の如く、受光部ＰＤ１、ＰＤ３からの出力ＳＧ１、ＳＧ３は、一方において減算器１４１で減算され（第１光量差）、他方において加算器１４４で加算される（第１光量和）。受光部ＰＤ２、ＰＤ４からの出力ＳＧ２、ＳＧ４は、一方において減算器１４２で減算され（第２光量差）、他方において加算器１４５で加算される（第２光量和）。減算器１４１、１４２の出力は加算器１４３により加算されてトラック誤差信号：ＴＥとなる。加算器１４４、１４５の出力は「ベリファイ」即ち「確認」に供される。
【００５０】
情報の記録が行われるときには、後方サブスポットＳＰ２、ＳＰ４による戻り光束の検出スポットＳＰ２’、ＳＰ４’の光量が変化する。出力ＳＧ２、ＳＧ４に対し「後方サブスポットＳＰ２、ＳＰ４が、メインスポットＳＭにより記録されたマークを追従する時間的な遅れ」を補正し、この遅れた時間だけシフトして、書込の信号と後方ビームで検出される信号とを比較して確認を行う。
このとき、記録に伴なうメインスポットＳＭの光量変化は、４つのサブスポットの照射光量を変調させる。そこで、前方のサブスポットＳＰ１、ＳＰ３による信号の和（第１光量和）：ＳＧ１＋ＳＧ３（加算器１４４の出力）により、後方サブスポットＳＰ２、ＳＰ４による信号の和（第２光量和）：ＳＧ２＋ＳＧ４（加算器１４５の出力）を除算する演算を行うことにより「より正確な書込判定信号」を得ることができる。
上記２種のグレーティングを用いる光ピックアップ方法は、図１、図２あるいは図３、図４に示す如き構成の光ピックアップ装置として実現できることは前述した通りである。
図１、図２や、その変形例である図３、図４の実施の形態は、光情報記録媒体として「多層メディア型」のものを用いる光ピックアップ装置の場合にも実施することができる。
多層メディア型の光情報記録媒体は、例えば、図１５に符号１５０で示すもののように、ｎ層の記録層を積載一体化してなるもの（複数の記録層を単一の光情報記録媒体内に積層して多層化してなるもの）である。記録層の数：ｎとしては、２層あるいは４層のものが知られ、蛍光層を用いるものでは、ｎ＝２５のものが報告されている。
【００５１】
上に図３〜図１０に即して説明した、単一のグレーティングを用いる光ピックアップ方法は、光情報記録媒体が「多層メディア型の光情報記録媒体」である場合には、光情報記録媒体の所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法であって、光源１からの光束をグレーティング２により０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズ６により「所望の記録層」の記録面１２上に集光して、０次光束によりメインスポットＳＭを形成するとともに、±１次光束による２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２を、メインスポットＳＭを挟むように形成し、メインスポットＳＭにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、所望の記録層の記録面１２に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズ６へ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティング２を変位させて、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正する光ピックアップ方法（請求項２２〜２４）である。
【００５２】
また、上に図１１〜１４に即して説明した「２種のグレーティングを用いる光ピックアップ方法」は、光情報記録媒体が「多層メディア型の光情報記録媒体」であるときには、光情報記録媒体の所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法であって、光源からの光束を２種のグレーティング２Ａ、２Ｂ（または２Ｃの各直線格子）の各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、０次光束によりメインスポットＳＭを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットＳＰ１〜ＳＰ４を、メインスポットＳＭの両側に２つづつ形成し、メインスポットＳＭにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピッククアップ方法（請求項２５〜２７）である。
【００５３】
最後に、ディスク状の光情報記録媒体に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置（請求項３０）の実施の１形態として、図１５に示す如き「多層メディア型の光情報記録媒体」を用いる場合の実施の１形態を説明する。
図１６において、ディスク状で多層メディア型の光情報記録媒体１５０は「保持部」としてのホルダ１６１にセットされて保持される。ホルダ１６１に保持された光情報記録媒体１５０は回転駆動手段としてのモータＭＴにより回転されるようになっている。光ピックアップＰＵは、上述の請求項２８または２９に記載のものであって、ホルダ１６１にセットされた光情報記録媒体１５０に対し、光による記録・再生・消去の１以上を行う。ここでは、図１に示す構成のものを想定する。
その際、光ピックアップ装置ＰＵは、変位駆動手段１６３により光情報記録媒体１５０の半径方向へ変位駆動される。
上記駆動手段ＭＴ・光ピックアップ装置ＨＰ・変位駆動手段１６３は、コントロール手段であるコントロール部１６４でコントロールされる。コントロール部１６４はマイクロコンピュータ等である。
光情報記録媒体１５０に対して、光による情報の記録を行う場合の手順を簡単に説明する。先ず、光情報記録媒体１５０の有するｎ層の記録層のうち、記録を行うべき記録層（所望の記録層）を特定して、これをコントロール部１６１に設定する。すると、コントロール部１６４は、所望の記録側の記録面が「光情報記録媒体の表面（光照射側）からどの深さにあるか」を検索し、その結果に基づき前述の「球面収差」の補正量を算出する。
【００５４】
算出された補正量に基づき、コントロール部１６４はさらに、上記補正量を補正するのに必要なコリメートレンズの変位量を算出するとともに、このコリメートレンズ変位量に対応するグレーティングの変位量を特定し、特定されたこれら変位量に従い、コリメートレンズ・グレーティングを変位させる。
そして、光ピックアップ装置ＰＵを動作させ、光スポットを記録面のコンテント部に照射してコンテント部に記録されている記録面番号を読み出し、光スポットが正しく「所望の記録面」に結像しているか否かを確認する。光スポットの形成された記録面が「所望の記録面」でないときは、実際に結像された記録面と「所望の記録面」との差に基づき、上記球面収差補正量とグレーティングの変位量とを算出し直し、再度上記の動作を行う。
このようにして、光スポットが所望の記録面上に照射されていることが分かったら、コントローラ１６４は、モータ１６２、光ピックアップ装置ＰＵ、駆動装置１６３を制御して、光ピックアップ装置ＰＵにより光による情報の記録を「所望の記録面」に対して行う。情報の再生や消去を行う場合も同様である。
図１６の装置は、光ピックアップ装置ＰＵとして請求項９または１０または２１に記載のものを用いれば、通常の単一記録層を持つディスク状の光情報記録媒体に対する光情報処理装置となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光ピックアップ方法および装置および光情報処理装置を実現できる。この発明の光ピックアップ方法・装置は、上に説明したように、光情報記録媒体に起因する球面収差を補正して、記録面に適正な大きさの光スポットを形成することができ、また球面収差の補正に伴なうサブスポット位置の変位を有効に補正できるので、精度の良いトラッキング制御で情報の記録等を行うことができる。
従って、この発明の光情報処理装置は、このような光ピックアップ装置を用いることにより、良好な光情報処理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光ピックアップ装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】この発明の光ピックアップ装置の実施の他の形態を説明するための図である。
【図３】球面収差の補正を球面収差補正光学系を用いて行う例を説明する図である。
【図４】球面収差の補正を球面収差補正光学系を用いて行う別例を説明する図である。
【図５】この発明の原理を説明するための図である。
【図６】グレーティングの並進変位によりサブスポットの位置補正を行う場合を説明するための図である。
【図７】グレーティングの回転変位によりサブスポットの位置補正を行う場合を説明するための図である。
【図８】グレーティングの並進変位に伴なうサブスポットの移動と、トラック誤差信号の変化を説明するための図である。
【図９】グレーティングの回転変位に伴なうサブスポットの移動と、トラック誤差信号の変化を説明するための図である。
【図１０】メインスポットとサブスポットによる戻り光束を検出する、戻り光束検出手段の受光部を説明するための図である。
【図１１】２種のグレーティングを用いる光ピックアップ装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図１２】図１１の実施の形態における、グレーティングの変位によるサブスポット位置の補正を説明するための図である。
【図１３】交叉グレーティングを説明するための図である。
【図１４】４つのサブスポットによる各戻り光束に基づく、トラック誤差信号の生成を説明するための図である。
【図１５】多層メディア型の光情報記録媒体の１例を示す図である。
【図１６】光情報処理装置の実施の１形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ（光源）
２ グレーティング手段
３ コリメートレンズ
４ 偏光ビームスプリッタ
５ １／４波長板
６ 対物レンズ
７ 検出光学系
８ 受光素子
２０、３０、６０ アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ピックアップ方法および装置および光情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップ装置は、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等に代表される光情報記録媒体に対し、光による情報の記録や再生を行う装置として知られ、種々の方式のものが提案され、実用化されている。
光情報記録媒体も近来、ＣＤ系のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ系のＤＶＤ−ＲＯＭ、色素を用いた「ＷＯＲＭメディア」、相変化材料を用いた「ＲＷメディア」、あるいは「照射光量に応じて、蛍光を発するメディア」等多彩になってきている。
さらに「複数の記録層を単一の光情報記録媒体内に積層して多層化」する多層メディア型の光情報記録媒体も提案されつつある（例えば、ODS2000講演no.MB1の“Progress in Optical Disk Recording with over 20 GB of Capacity"）。
光情報記録媒体において、情報の記録は、媒体のトラックに沿って行われるものであり、情報の記録や再生あるいは消去を行うときには、光スポットを記録面上に合焦させ、かつ、光スポットと光情報記録媒体の相対的な変位がトラックに沿って行われるようにする必要がある。
光スポットを記録面上に合焦させる制御は周知の如く「フォーカシング制御」と呼ばれ、ナイフエッジ方式や非点収差方式等、種々の方式が知られている。
また、光スポットがトラックを逸れないようにする制御は周知の如く「トラキング制御」とよばれ、プッシュプル法等種々の方式が知られている。
トラッキング制御の１ジャンルとして「サブスポット方式」がある。
【０００３】
サブスポット方式のトラッキング制御というのは、光源からの光束をグレーティングを用いて０次光束と±１次光束との３光束に分割し、光情報記録媒体の記録面上に、０次光束によるメインビームを形成すると共に、±１次光束による２つのサブスポットをメインスポットを挟んで形成し、２つのサブスポットからの戻り光束の光量に基づいてトラック誤差信号を発生させる制御方式である。
２種のグレーティングを用いることにより、０次光束と、２本の＋１次光束と、２本の−１次光束との、５本の光束を得、メインビームを挟んで、その両側に２つずつのサブビームを形成し、４つのサブスポットからの戻り光束の光量に基づきトラック誤差信号を生成する制御方式も知られている（例えば、特開平５―１２７００号公報）。
ところで、光情報記録媒体は一般に、記録層（その表面が記録面である）を透明な基板で挟持した構造となっており、対物レンズにより集光された光束は、透明な基板を透過して記録面上に集光する。
透明な基板の厚さは、ＣＤ系の光情報記録媒体において１．２ｍｍ、ＤＶＤ系の光情報記録媒体において０．６ｍｍというように、規格で定められているが、実際の製品においては、製造誤差による偏差が存在することは当然である。
光ピックアップ装置の光学系は、光情報記録媒体の基板の「規格で定められた厚さ」に基づいて設計されるので、実際の光情報記録媒体の使用に際して、基板の厚みが規格通りでないと、基板厚みの偏差により「球面収差」が発生する。
この球面収差が大きくなると、光スポットを記録面上に正しく絞り込むことができなくなり、記録面のマークやピットに「適正な大きさの光スポット」を照射できず、戻り光束の光量が低下して、ジッタ低下やＳＮ比の低下、あるいは再生情報の品質の劣化を招来する。
【０００４】
基板厚さの偏差に伴なう「球面収差」に起因する上記の問題を解消するために、光源側から対物レンズに入射する光束の「形態」を変化させて球面収差を補正することが知られている（例えば、特開２０００−３０２９０号公報）。
例えば、対物レンズに「光源側からの光束を平行光束の形態で入射させる」ように設計された光ピックアップ装置の場合、光情報記録媒体の基板の厚さが規格よりも厚い場合には、光スポットの結像位置が記録面よりも光源側になってしまうので、この場合には、光源側から対物レンズに入射する光束の形態を、平行光束から「若干発散性の光束」に変えることにより、対物レンズによる球面収差と基板厚さの偏差による球面収差とを相殺させ、記録面上に適性なサイズの光スポットを形成するのである。
前記特開２０００−３０２９０号公報の記載では「再生信号の高域信号成分の振幅と対応している信号や、２値化した信号と基準のクロック信号とのジッタ量と対応している信号」を発生させ、この信号をサーボ信号として「光源からの光束をコリメートするコリメートレンズ」を光軸方向へ変位させることにより、対物レンズへ光源側から入射する光束の形態を変化させ、記録面上に常に最小径の光スポットを形成するようにしている（同号公報「００２５〜００２９」）。
この方法は、基板厚みの偏差に起因する球面収差の問題を解決する方法として優れている。
しかし、前述のサブスポット方式のトラッキング制御を行う光ピックアップ装置において、上記方法で球面収差の補正を行うと、以下の如き問題が生じる。
即ち、光情報記録媒体の記録面に形成される光スポットは、本来、光源と記録面との間にある光学系（コリメートレンズや対物レンズ）による光源発光部の像であるから、光スポットのサイズは上記光学系の結像倍率により定まる。
【０００５】
この観点からすると、上記球面収差を補正するために対物レンズに入射する光束の形態を変えることは上記光学系の結像倍率を変ずることに他ならない。
このように光源と記録面との間にある光学系の結像倍率が変化すると、サブスポット方式のトラッキング制御を行う場合には、上記球面収差の補正に伴ない、サブスポットの結像位置が記録面上で変位することになるため、サブトラック方式によるトラック誤差信号が影響を受けて劣化し、トラッキング制御の精度が低下する。
前述した「多層メディア型の光情報記録媒体」を用いる場合、光スポットを集光させるべき記録層の表面（記録面）の「基板表面からの深さ」が、記録層ごとに異なるので、どの記録面に光スポットを形成するかにより、発生する球面収差も異なる。そして、このような場合においても「光源側から対物レンズに入射する光束の形態」を変化させることにより球面収差を補正して、所望の記録面上に適正なサイズの光スポットを形成できる。
しかし、多層メディア型の光情報記録媒体に対する光ピックアップ装置においても「サブスポット方式のトラッキング制御」を行うのであれば、上記の球面収差補正に伴ないサブスポット位置の変位が生じて、トラッキング制御の精度低下の問題が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、サブスポット方式のトラッキング制御を行い、基板厚さの偏差や記録面の基板表面からの深さに応じて発生する球面収差を、光源側から対物レンズに入射する光束の形態を変化させて補正する光ピックアップ装置において、球面収差補正に伴なうトラッキング制御の精度低下を有効に防止もしくは軽減することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は「サブスポット方式のトラッキング制御を行い、基板厚さの偏差や記録面の基板表面からの深さに応じて発生する球面収差を、光源側から対物レンズに入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、この球面収差補正に伴なって発生するサブスポットの変位を、グレーティングの変位により補正する」ものである。
この発明は、ＣＤ系のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ系のＤＶＤ−ＲＯＭ、色素を用いた「ＷＯＲＭメディア」、相変化材料を用いた「ＲＷメディア」、あるいは「照射光量に応じて、蛍光を発するメディア」、複数の記録層を単一の光情報記録媒体内に積層して多層化する「多層メディア型の光情報記録媒体」に対する光ピックアップ装置に対して適用できる。
請求項１記載の光ピックアップ方法は「光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、０次光束によりメインスポットを形成するとともに、±１次光束による２つのサブスポットを、メインスポットを挟むように形成し、メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法」であって、以下の点に特徴の一端がある。
即ち、光情報記録媒体の「基板厚さの偏差」により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように「グレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正」する。
上において「情報の記録・再生・消去の１以上を行う」とは、光情報記録媒体に対して光（メインスポット）により、情報の記録を行うこと、再生を行うこと、消去を行うこと、記録と再生とを行うこと、記録と消去とを行うこと、再生と消去とを行うこと、および記録と再生と消去とを行うことを総称する。
【０００８】
「基板厚さの偏差」は、実際の製品としての光情報記録媒体における透明基板の厚さの「規格上の厚さからのずれ」をいう。「光源側から対物レンズに入射する光束の形態」は、規格状態において「平行光束・発散光束・集束光束の何れか」であり、光束の形態を変化させるとは、規格状態の光束形態が平行光束であるならば、基板厚さの偏差に応じて、入射光束を発散光束あるいは集束光束に変化させることをいう。また、規格状態の光束形態が発散光束（もしくは集束光束）である場合には、基板厚さの偏差に応じて、光束の発散性（もしくは収束性）を変化させることを言う。
また、「グレーティングの変位」における「変位」は「並進的な変位と回転的な変位」を総称する。
上記光ピックアップ方法において「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向へ、グレーティングを並進的に変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する」ことができる。
この場合、グレーティングを光源に近づける（または遠ざける）ように並進変位させることにより、サブスポット相互の間隔を小さく（または大きく）することができる。
また、「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線に平行な軸の回りに、グレーティングを回転的に変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する」ことができる。グレーティングを、このように回転的に変位させると、２つのサブスポットの位置を、メインスポットを中心として回転させることができ、この回転変位により、各サブスポットを適正な位置に位置させることができる。
【０００９】
勿論、上記光ピックアップ方法において「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向へ、グレーティングを並進的に変位させるとともに、上記主光線に平行な軸の回りに、グレーティングを回転的に変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する」ことができる。
このように、グレーティングの並進的な変位と回転的な変位とを組み合わせることにより、より精妙な補正が可能である。
サブスポットの位置を「適正なトラック誤差信号が得られる」ように補正するための「グレーティングの変位量」の決定には、種々の方法がある。球面収差補正に伴なうサブスポットの変位量は、球面収差の補正の程度により一義的に定まるから、グレーティング変位による補正量も一義的に定まる。従って、球面収差の補正の程度に対応させてグレーティングの変位量を決定することができる。
請求項１記載の光ピックアップ方法においては「光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定」する。
【００１０】
請求項２記載の光ピックアップ方法においては「光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化（対物レンズと光源との間の距離を変化させると、対物レンズの開口数により対物レンズに有効に入射する光束径が変化するので、入射光束の発散性が変化する）させて球面収差を補正し、対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定」する。
さらに、請求項３記載の光ピックアップ方法においては「光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、上記球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、グレーティングの変位量を決定」する。
この請求項３記載の場合において「光源からの光束を、コリメートレンズによりコリメートした後、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させる」ようにすることができる（請求項４）。この場合「球面収差補正光学系を、正レンズと負レンズとの組み合わせで構成し、上記正レンズおよび／または負レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させ」てもよいし（請求項５）、「球面収差補正光学系を、１対の正レンズにより構成し、少なくとも一方の正レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させ」てもよい（請求項６）。
【００１１】
請求項１〜６の任意の１に記載の光ピックアップ方法において「決定すべきグレーティングの変位量」は、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位量および／または主光線に平行な軸の回りの回転変位量であることができる（請求項７）。
上記請求項１〜７の任意の１に記載の光ピックアップ方法において「２つのサブスポットによる各戻り光束の光量差によりトラック誤差信号を生成」することができる（請求項８）。
上グレーティングの変位に関しては、上記請求項１〜７のものとは別に「２つのサブスポットによる各戻り光束の光量差によりトラック誤差信号を生成し、トラック誤差信号の振幅が最大となるようにグレーティングの変位を行う」ようにすることも考えられる。
この場合において「光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正する」ことができ、さらに「光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて球面収差を補正する」ことができる。このような場合にも「光源からの光束を、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正する」ことができ、この場合「光源からの光束をコリメートレンズによりコリメートした後、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させる」ようにすることができる。
【００１２】
請求項９記載の光ピックアップ装置は、上記請求項１〜８の任意の１に記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置であって、少なくとも、光源と、グレーティングと、対物レンズと、戻り光束検出手段と、制御手段とを有する。
「光源」としては公知の種々のものを用いることができるが、最も実用的且つ一般的なものは「半導体レーザ」である。
「グレーティング」は、光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離するためのものである。
「対物レンズ」は、グレーティングにより分離された３光束を、光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する。
「戻り光束検出手段」は、記録面により反射された３本の戻り光束を受光する手段である。
「制御手段」は、戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う。
【００１３】
この請求項９記載の光ピックアップ装置において「戻り光束検出手段の、サブスポットによる戻り光束を受光するサブスポット用受光部を、各戻り光束に対して分離し、各サブスポット用受光部の受光面の形状を、球面収差補正およびグレーティングの変位に伴なう各サブスポットの変位に拘わらず、各戻り光束を受光できるよう設定する」ことができる（請求項１０）。
請求項１１〜１３記載の光ピックアップ方法は「光源からの光束を、２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、メインスポットの両側に２つづつ形成し、メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法」であって、以下の点を特徴とする。
即ち、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する。
請求項１１記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
請求項１２記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて球面収差を補正し、対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する
請求項１３記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
上記「２種のグレーティング」としては「互いに独立した２個のグレーティング」を用いることができ（請求項１４）、この場合、少なくとも一方のグレーティングの変位を「グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位および／または主光線に平行な軸の回りの回転変位」とすることができる（請求項１５）。
【００１４】
上記請求項１１または１２または１３記載の光ピックアップ方法における「２種のグレーティング」として「２種の直線格子を互いに交叉させて同一基体に形成した交叉グレーティング」を用いることもでき（請求項１６）、この場合、交叉グレーティングの変位を「交叉グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位および／または主光線に平行な軸の回りの回転変位」とすることができる（請求項１７）。
上記請求項１１〜１７の任意の１に記載の光ピックアップ方法においては「４つのサブスポットのうち、少なくともメインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差に基づきトラック誤差信号を生成」することができる（請求項１８）。この場合「４つのサブスポットのうち、メインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差を第１光量差、トラック後方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差を第２光量差とするとき、第１光量差と第２光量差の和をトラック誤差信号とする」こともできる（請求項１９）。
上記請求項１１〜１９の任意の１に記載の光ピックアップ方法において「情報の記録を可能とする」場合には、４つのサブスポットのうち、メインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量和を第１光量和、トラック後方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量和を第２光量和とするとき、情報の記録に際して「第１光量和と第２光量和に基づき記録の確認を行う」ことができる（請求項２０）。
【００１５】
請求項２１記載の光ピックアップ装置は、上記請求項１１〜２０の任意の１に記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置であって、少なくとも、光源と、２種のグレーティングと、対物レンズと、戻り光束検出手段と、制御手段とを有する。
「光源」は、前述の請求項２０記載のものと同様のものである。
「２種のグレーティング」は、光源からの光束を１本の０次光束と２本の＋１次光束および２本の−１次光束の５光束に分離するためのものである。
「対物レンズ」は、５光束を光情報記録媒体の記録面上に基板を介して集光して０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する。
「戻り光束検出手段」は、記録面により反射された５本の戻り光束を受光する手段である。
「制御手段」は、戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じて、フォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う。
請求項２２〜２４記載の光ピックアップ方法は「ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法」であって、以下の如き特徴を有する。
【００１６】
即ち「光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、０次光束によりメインスポットを形成するとともに、±１次光束による２つのサブスポットを、メインスポットを挟むように形成し、メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるようにグレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正」する。
請求項２２記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定する。
請求項２３記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて上記球面収差を補正し、対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定する
請求項２４記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、グレーティングの変位量を決定する。
請求項２５〜２７記載の光ピックアップ方法は「ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法」であって、以下の如き特徴を有する。
即ち「光源からの光束を２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、メインスポットの両側に２つづつ形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正」する。
請求項２５記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
請求項２６記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて球面収差を補正し、対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
請求項２７記載の光ピックアップ方法では、光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定する。
【００１７】
請求項２８記載の光ピックアップ装置は「ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体に対して、請求項２２または２３または２４記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置」であって、少なくとも、光源と、グレーティングと、対物レンズと、戻り光束検出手段と、制御手段とを有する。
「光源」は、前述の請求項９記載のものと同様のものである。
「グレーティング」は、光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離する。
「対物レンズ」は、３光束を所望の記録層の記録面上に集光して０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する。
「戻り光束検出手段」は、記録面により反射された３本の戻り光束を受光する手段である。
「制御手段」は、戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う。
請求項２９記載の光ピックアップ装置は「ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体に対して、請求項２５または２６または２７記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置」で、少なくとも、光源と、２種のグレーティングと、対物レンズと、戻り光束検出手段と、制御手段とを有する。
「光源」は、前記請求項９記載のものと同様のものである。
「２種のグレーティング」は、光源からの光束を１本の０次光束と、２本の＋１次光束および２本の−１次光束との５光束に分離する。
「対物レンズ」は、５光束を所望の記録層の記録面上に集光して０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する。
「戻り光束検出手段」は、記録面により反射された５本の戻り光束を受光する手段である。
【００１８】
「制御手段」は、戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う。
この発明の光情報処理装置は「ディスク状の光情報記録媒体に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う装置」であって、保持部と、駆動手段と、光ピックアップ装置と、変位駆動手段と、コントロール手段とを有する（請求項３０）。
「保持部」は、光情報記録媒体をセットされる。光情報記録媒体は、前述のＣＤ系のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ系のＤＶＤ−ＲＯＭ、色素を用いた「ＷＯＲＭメディア」、相変化材料を用いた「ＲＷメディア」、あるいは「照射光量に応じて、蛍光を発するメディア」、複数の記録層を単一の光情報記録媒体内に積層して多層化する「多層メディア型の光情報記録媒体」等である。
「駆動手段」は、保持部にセットされた光情報記録媒体を回転駆動する手段である。
「光ピックアップ装置」は、セットされた光情報記録媒体に対し、光による記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置であって、前記請求項９または１０または２１または２８または２９記載のものが用いられる。「変位駆動手段」は、光ピックアップ装置を光情報記録媒体の半径方向へ変位駆動する手段である。「コントロール手段」は、駆動手段・光ピックアップ装置・変位駆動手段をコントロールする手段である。
なお、上記各光ピックアップ装置における「制御手段」や上記「コントロール手段」は、マイクロコンピュータやＣＰＵや適宜の回路構成の制御部と、この制御部により制御される各種のアクチュエータとにより実現できるものである。
また、球面収差の補正を行うにあたって用いられる「サーボ信号」としては、例えば、特開２０００−３０２９０号公報に関連して前述した「再生信号の高域信号成分の振幅と対応している信号や、２値化した信号と基準のクロック信号とのジッタ量と対応している信号」を利用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を説明する。
図１と図２に、この発明の光ピックアップ装置の基本的な実施の形態を２例示す。これらの実施の形態は、上に説明した請求項９または１０または２１または２８または２９記載の光ピックアップ装置の説明に共通に使用される。
図１において、符号１は「光源」としての半導体レーザ、符号２は「グレーティング手段」、符号３はコリメートレンズ、符号４は偏光ビームスプリッタ、符号５は１／４波長板、符号６は対物レンズ、符号７は検出光学系、符号８は受光素子、符号９は制御部、符号１０は光情報記録媒体、符号２０はグレーティング手段変位用のアクチュエータ、符号３０はコリメートレンズ変位用のアクチュエータ、符号６０は「対物レンズを変位させてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行う」ためのアクチュエータを示している。
繁雑を避けるため、図２においても、混同の虞がないと思われるものについては、図１におけると同一の符号を用いた。従って、図２においても、符号１は半導体レーザ、符号２はグレーティング手段、符号６は対物レンズ、符号８は受光素子、符号９は制御部、符号１０は光情報記録媒体、符号２０はグレーティング手段変位用のアクチュエータ、符号６０は「対物レンズを変位させてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行う」ためのアクチュエータを示している。また、図２において、符号４Ａはビームスプリッタ、符号７Ａは検出光学系、符号１１０は光源１を変位させるためのアクチュエータを示している。
前述の如く、図１および図２に示す各実施の形態は、請求項９または１０または２１または２８または２９記載の光ピックアップ装置の説明に共通に使用されるものである。
【００２０】
従って、光情報記録媒体１０は、請求項９または１０または２１に記載の光ピックアップ装置に関する実施の形態を説明する場合においては、通常の単一記録層の光情報記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等で、符号１２は単一記録層の記録面であり、符号１１は「単一記録層を挟持する透明な基板」である。また、図１、図２により、請求項２８または２９に記載の光ピックアップ装置に関する実施の形態を説明する場合には、光情報記録媒体は「多層メディア型の光情報記録媒体」であり、図１、図２に示す記録面は「ｎ層の記録層のうちの所望の記録層の記録面」を表し、符号１１は「基板表面と所望の記録層の記録面との間にあるメディア部分」を指す。
さらに、グレーティング手段２とあるのは、請求項９または１０または２８記載の光ピックアップ装置の実施の形態を説明する場合においては「単一のグレーティング」であり、請求項２１または２９記載の光ピックアップ装置の実施の形態を説明する場合においては「２種のグレーティング」である。
また、図１、図２に示す各アクチュエータ２０、３０、６０、１１０は「動作部と、これを駆動する駆動部」により構成されている。
【００２１】
図１の実施の形態を説明すると、半導体レーザ１から放射された発散光束はグレーティング手段２を透過して０次光束と±１次光束に分離する。ここで、グレーティング手段２が「単一のグレーティング」であるときは０次光束とともに、±１次光束が各１本ずつ、全部で３本の光束に分離する。また、グレーティング手段２が「２種のグレーティング」であるときは０次光束とともに、２本の＋１次光束と２本の−１次光束、即ち、全部で５本の光束に分離する。
これら３本（または５本）の光束はコリメートレンズ３によって実質的な平行光束に変換され、偏光ビームスプリッタ４を透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６により集光光束とされ、光情報記録媒体１０の記録面１２上に３個（または５個）の光スポットとして結像する。これら光スポットのうち、０次光束によるものが「メインスポット」であり、±１次光束によるものが「サブスポット」である。２個（または４個）のサブスポットは、メインスポットを挟むようにして形成される。
光スポットとして結像した各光束は、記録面１２により反射されると、それぞれ戻り光束となり、対物レンズ６を透過して略平行な光束に戻り、１／４波長板５を透過すると、偏光方向を往路の状態から９０度旋回された直線偏光に戻る。従って、この直線偏光は偏光ビームスプリッタ４の偏光分離膜に対してＳ偏光となるため、偏光ビームスプリッタ４により反射されて検出光学系７に入射し、集光レンズ７１により集光光束に変換されたのち、シリンドリカルレンズ７２により非点収差を与えられ受光素子８に入射する。
即ち、図１の実施の形態においては、偏光ビームスプリッタ４と１／４波長板５と、検出光学系７と、受光素子８とが「記録面により反射された３本（または５本）の戻り光束を受光する戻り光束検出手段」を構成している。
【００２２】
受光素子８の出力は制御部９に入力する。
受光素子８は、後述するように「メインスポットによる戻り光束を受光する受光面部分」と「各サブスポットによる戻り光束を受光する受光面部分」とに分離されている。「メインスポットによる戻り光束を受光する受光面部分」は４分割されている。
制御部９は、上記４分割の各分割受光面からの出力に基づき、公知の「非点収差法」による「フォーカス誤差信号」を生成する。
各サブスポットによる戻り光束は対応する受光面部分に受光される。制御部９は、各受光面部分から発生する受光信号に基づき「トラック誤差信号」を生成する。受光素子８の、全受光面部分の出力の和をもって「再生信号」とすることができる。
制御部９は上記生成した「フォーカス誤差信号とトラック誤差信号」をアクチュエータ６０に印加してフォーカシング制御とトラキング制御を行う。このフォーカシング制御とトラキング制御は「メインスポットが常にトラック上に合焦する」ように行われる。
光情報記録媒体１０が単一記録層のもので「透明な基板１１の厚さに偏差がある場合」に偏差により生じる球面収差や、光情報記録媒体１０が多層メディア型の光情報記録媒体で「基板表面と所望の記録層の記録面１２との間にあるメディア部分１１の厚さ」により変化する球面収差の補正は、制御部９からの補正信号によりアクチュエータ２０でコリメートレンズ３を光軸方向へ変位させることにより「対物レンズ６に入射する光束の形態を変化させ」て行い、これに伴なうサブスポットの変位を補正して「適正なトラック誤差信号」が得られるようにする補正は、制御手段９からの補正信号により、アクチュエータ２０でグレーティング手段２を変位させることにより行う。
従って、この実施の形態においては、制御部９とアクチュエータ２０，３０および６０が「制御手段」を構成する。
【００２３】
図２の実施の形態を説明すると、半導体レーザ１から放射された発散光束はグレーティング手段２を透過して０次光束と±１次光束に分離する。グレーティング手段２が「単一のグレーティング」であるときは、０次光束と共に±１次光束が各１本ずつ、全部で３本の光束に分離する。また、グレーティング手段２が「２種のグレーティング」であるときは、０次光束と共に、２本の＋１次光束と２本の−１次光束、即ち、全部で５本の光束に分離する。
これら３本（または５本）の光束は、発散性を保ったままビームスプリッタ４Ａを透過し、対物レンズ６により集光光束とされ、光情報記録媒体１０の記録面１２上に３個（または５個）の光スポットとして結像する。０次光束による光スポットが「メインスポット」、±１次光束による光スポットが「サブスポット」である。２個（または４個）のサブスポットは、メインスポットを挟むようにして形成される。
光スポットとして結像した各光束は、録面１２により反射されると、それぞれ戻り光束となって対物レンズ６を透過して集束光束に戻り、ビームスプリッタ４Ａにより反射されて検出光学系を構成するシリンドリカルレンズ７Ａにより非点収差を与えられ受光素子８に入射する。
図２の実施の形態においては、ビームスプリッタ４Ａと、シリンドリカルレンズ７Ａと、受光素子８とが「記録面により反射された３本（または５本）の戻り光束を受光する戻り光束検出手段」を構成している。
【００２４】
受光素子８の出力は制御手段９に入力する。
受光素子８は、図１に示す実施の形態のものと同じである。
制御手段９は入力信号に応じて、図１の実施の形態の場合と同様にして「フォーカス誤差信号とトラック誤差信号」を生成する。受光素子８の、全受光面部分の出力の和をもって「再生信号」とすることができる。
制御手段９は生成した「フォーカス誤差信号とトラック誤差信号」をアクチュエータ６０に印加してフォーカシング制御とトラッキング制御を行う。
基板厚さの偏差等に起因する前記「球面収差」の補正は、制御手段９からの補正信号によりアクチュエータ１１０で半導体レーザ１を対物レンズ６の光軸方向変位させて半導体レーザ１の発光部と対物レンズ６との物体距離を変えることで「対物レンズ６に入射する光束の形態」を変化させて行い、これに伴なうサブスポットの変位を補正して適正なトラック誤差信号が得られるようにする補正は、制御手段９からの補正信号によりアクチュエータ２０でグレーティング手段２を変位させることにより行う。
従って、図２の実施の形態においては制御部９とアクチュエータ２０，６０、１１０とが「制御手段」を構成する。
【００２５】
なお、図２の実施の形態において、ビームスプリッタ４を「図１における偏光ビームスプリッタ４」に換え、この偏光ビームスプリッタ４と対物レンズ５との間に「１／４波長板５」を配備し、偏光ビームスプリッタ４と１／４波長板５と、シリンドリカルレンズ７Ａと、受光素子８とで「記録面により反射された３本（または５本）の戻り光束を受光する戻り光束検出手段」を構成してもよい。このようにすると「光の利用効率を高める」ことができる。一方、図２の実施の形態の場合のように、ビームスプリッタ４Ａとシリンドリカルレンズ７Ａと受光素子８とで戻り光束検出手段を構成する場合は、光ピックアップ装置を「安価、且つコンパクト」に構成できる。
【００２６】
図１、図２に示した実施の形態は、光情報記録媒体１０が通常の単一記録層のものであり、グレーティング手段２として「単一のグレーティング」を用いるときは「請求項２０記載の光ピックアップ装置」の実施の形態となる。
即ち、この場合、図１、図２の光ピックアップ装置は、光源１と、この光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離するためのグレーティング２と、上記３光束を光情報記録媒体１０の記録面１２上に基板１１を介して集光して０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する対物レンズ６と、記録面１２により反射された３本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段４、５、７、８（または４Ａ、７Ａ、８）と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じて、フォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段９、２０、６０、３０（または９、２０、６０、１１０）とを少なくとも有する。
【００２７】
図１、図２に示した実施の形態はまた、光情報記録媒体１０が通常の単一記録層のもので、グレーティング手段２として「２種のグレーティング」を用いるときは「請求項３０記載の光ピックアップ装置」の実施の形態となる。
即ち、この場合、図１、図２の光ピックアップ装置は、光源１と、この光源からの光束を１本の０次光束と２本の＋１次光束および２本の−１次光束の５光束に分離するための２種のグレーティング２と、上記５光束を光情報記録媒体１０の記録面１２上に基板１１を介して集光して０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する対物レンズ６と、記録面１２により反射された５本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段４、５、７、８（または４Ａ、７Ａ、８）と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御及びグレーティングの変位制御を行う制御手段９、２０、３０、６０（または９，２０，６０，１１０）とを少なくとも有する。
【００２８】
図１、図２に示した実施の形態は、光情報記録媒体１０が「多層メディア型のもの」で、グレーティング手段２として「単一のグレーティング」を用いるときは「請求項２８記載の光ピックアップ装置」の実施の形態となる。
即ち、この場合、図１、図２の光ピックアップ装置は、ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体１０に対する光ピックアップ装置であって、光源１と、この光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離するためのグレーティング２と、上記３光束を所望の記録層の記録面１２上に集光して０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する対物レンズ６と、記録面１２により反射された３本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段４、５、７、８（または４Ａ、７Ａ、８）と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段９、２０、３０、６０（または９、２０、６０，１１０）とを少なくとも有する。
【００２９】
さらに、図１、図２に示した実施の形態は、光情報記録媒体１０が「多層メディア型のもの」で、グレーティング手段２として「２種のグレーティング」を用いるときは「請求項２９記載の光ピックアップ装置」の実施の形態となる。
即ち、この場合、図１、図２の光ピックアップ装置は、ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体１０に対する光ピックアップ装置であって、光源１と、この光源からの光束を１本の０次光束と２本の＋１次光束および２本の−１次光束の５光束とに分離するための２種のグレーティング２と、上記５光束を光情報記録媒体１０の所望の記録面１２上に集光して０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する対物レンズ６と、記録面１２により反射された５本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段４、５、７、８（または４Ａ、７Ａ、８）と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段９、２０、３０、６０（または９、２０、６０，１１０）とを少なくとも有する。
なお、半導体レーザでは、活性層と水平な方向と垂直な方向で射出角が異なるため、図１の光ピックアップ装置において、コリメートレンズ３でコリメートされた光束は光束断面形状が楕円形となる。この場合、必要に応じて、周知のビーム整形プリズムを用いて上記平行光束の光束断面形状を円形に変換し、対物レンズ６でのカップリング効率の向上を図ることができる。
【００３０】
図１には、コリメートレンズ３を光軸方向へ変位させることにより、光源側から対物レンズ６に入射する光束の形態を変化させて球面収差の補正を行う場合を示したが、変形例を２例、図３及び図４に示す。なお、繁雑を避けるため、図３及び図４には、説明に必要な部分のみを示すが、図示されない部分は、図１の光学構成と同様である。また、図１におけると同一の符号を付した部分は、図１におけるものと同様である。
これらの実施の形態は「球面収差補正光学系」を有している。
図３に示した実施の形態では、光源である半導体レーザ１からの光束を、コリメートレンズ３によりコリメートした後、球面収差補正光学系４０を介して対物レンズ６に入射させている。
球面収差補正光学系４０は、正レンズ４１と負レンズ４２との組み合わせにより構成され、負レンズ４２をアクチュエータ４３で光軸方向へ変位させることにより、対物レンズ６への入射光束の光束形態を変化させている。負レンズ４２を変位させるかわりに正レンズ４１を光軸方向へ変位させるようにしてもよいし、正レンズと負レンズとを共に光軸方向に変位させるようにしても良い。
図４に示した実施の形態では、光源である半導体レーザ１からの光束を、コリメートレンズ３によりコリメートした後、球面収差補正光学系５０を介して対物レンズ６に入射させている。
球面収差補正光学系５０は１対の正レンズ５１、５２により構成され、正レンズ５２をアクチュエータ５３により光軸方向へ変位させて、対物レンズ６への入射光束の光束形態を変化させている。正レンズ５２に換えて、あるいは正レンズ５２とともに正レンズ５１を光軸方向へ変位させるようにしてもよい。
【００３１】
以下、図１もしくは図２に即して一般的に説明した実施の形態における、光ピックアップ方法を説明する。
先ず、グレーティング（説明の簡単のために単一のグレーティングの場合を説明する）を、対物レンズの光軸方向へ変位させる場合を説明する。
図５（ａ）は、光源（半導体レーザ）の発光部Ｓ０から放射された光束（の主光線）をグレーティング２により、０次光束「Ｌ０」と、＋１次光束「＋Ｌ１」と、―１次光束「―Ｌ１」に分離した状態を示す。
これら０次光束と±１次光束が対物レンズに入射するわけであるが、対物レンズの側から見ると、＋１次光束「＋Ｌ１」は見かけ上、仮想的な発光源「＋Ｓ１」から放射された光束であり、―１次光束「−Ｌ１」は見かけ上、仮想的な発光源「−Ｓ１」から放射された光束である。
記録面上に結像するメインスポットおよびサブスポットは、光源と記録面との間にある結像光学系による、上記発光源「Ｓ０、＋Ｓ１、―Ｓ１」の像である。従って、２つのサブスポットの間隔は、上記結像光学系の結像倍率と、仮想的な発光源「＋Ｓ１、―Ｓ１」の間隔：Ｄとにより定まる。
そこで、図５（ｂ）に示すように、グレーティング２を発光源Ｓ０に近づけてみると、±１次光束「＋Ｌ１」、「−Ｌ１」の回折角には変化がないので、仮想的な発光源「＋Ｓ１、―Ｓ１」の間隔は「Ｄ’」のように小さくなる。すると、これに応じて、記録面上では２つのサブスポットの間隔が狭まるのである。
即ち、グレーティング２を光源側に近づければ、記録面上でのサブスポットの間隔は狭まり、グレーティング２を光源から遠ざければ、サブスポットの間隔を広げることができる。
【００３２】
図６を参照すると、この図は、図１に示した実施の形態において、光ピックアップ方法を実施する場合を説明するための図である。図中、図１におけると同一の符号は、図１におけると同一のものを示す。また、図示されていない部分は図１の構成と同様である。
図６（ａ−１）において、符号Ｔｉ、Ｔｉ−１、Ｔｉ＋１は、光情報記録媒体のトラックを示し、符号ＳＭはメインスポット、符号ＳＰ１は＋１次光束によるサブスポット、ＳＰ２は−１次光束によるサブスポットを示している。
図６（ａ−１）、（ａ−２）の状態は互いに対応しており、メインスポットＳＭが、適性にトラックＴｉ上をトラッキングされている状態である。
このとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２はトラック直行方向（図の左右方向）において、スポット中心間の間隔がトラック幅に等しくなっている。従って、サブスポットＳＰ１はメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴｉ上に重な」り、サブスポットＳＰ２はメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴｉ上に重な」っている。このような状態で、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２による戻り光束の光量の差をトラック誤差信号を生成すると、トラック誤差信号の振幅が最大になり、良好なトラッキング制御を行うことができる。
次ぎに、光情報記録媒体の基板厚さの偏差等に起因する球面収差を補正するために図６（ｂ−２）に示すように、コリメートレンズ３を距離：Δだけ光源１側に近づけて、対物レンズ６へ入射する光束の形態を若干発散性に変えた場合を考えてみる。因みにこれは、上記「偏差」の場合でいえば、基板厚さが規格値よりも厚い場合に対応する。あるいは多層メディア型の光情報記録媒体の場合であれば、基板表面から「より深い位置にある記録層の記録面に光スポットを結像させる場合」である。
【００３３】
このようにすると、光源１と記録面１２との間にある結像光学系、即ち、コリメートレンズ３と対物レンズとの合成の結像倍率は「図６（ａ−２）の状態よりも拡大倍率」となる。このため、記録面上におけるサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の結像位置は図６（ｂ−１）に示すように、適正な位置（破線で示す位置）から実線で示すようにずれ「光スポット間の間隔」が広がる。このため、サブスポットはトラックＴｉに対して適正な位置になくなり、発生するトラック誤差信号の振幅が小さくなってトラッキング制御の精度が低下する。
そこで、この場合、図６（ｃ−２）に示すように、グレーティング２を光源１側へ距離：δだけ変位させると、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の光源となる「仮想的な発光源」の間隔が小さくなり、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置は、図６（ｃ−１）に示すように、再びトラックＴｉに対して適性な位置を示し、適正なトラッキング制御が可能となる。
この場合、球面収差の補正のためのコリメートレンズ３の変位量：Δと、グレーティング２の移動量：δとの関係は一義的であり、実験的に決定できるから、「Δとδの関係」を制御手段のメモリに、テーブルあるいは関係式として記憶させておき、球面収差補正のためのコリメートレンズ３の変位量：Δに対応させてグレーティング２の移動量：δを発生させ、この距離だけ前述のアクチュエータ２０で移動させればよい。
【００３４】
即ち、図６に即して説明した光ピックアップ方法は、光源１からの光束をグレーティング２により０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズ６により光情報記録媒体の記録面１２に、基板を介して集光して、０次光束によりメインスポットＳＭを形成するとともに、±１次光束による２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２を、メインスポットＳＭを挟むように形成し、メインスポットＳＭにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源１側から対物レンズ６へ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティング２を変位させて、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正する方法であり、光源１から放射され、グレーティング２を透過した０次光束の主光線の方向へ、グレーティング２を並進的に変位させて、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正する。
【００３５】
適正なトラック誤差信号が得られるように、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正することは、上記のようにグレーティングを「グレーティング２を透過した０次光束の主光線の方向」へ並進的に変位させることによって行うことができるが、上記補正のためのグレーティングの変位は上記の並進的な変位に限らず「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線に平行な軸の回りに、グレーティングを回転的に変位」させて行うこともできる。
次ぎに、これを説明する。
図７において、符号Ｔｉ、ＳＭ、ＳＰ１、ＳＰ２は図６におけると同様に、トラック、メインスポット、サブスポットをそれぞれ示している。また、符号２は図６におけると同様、単一のグレーティングを示している。
図７（ａ−１）において、グレーティング２の格子の方向を定める角：ξは規格上の角度である。従って、光源側から入射する光束は、格子に直交する方向へ分離する。このように分離した光束により記録面上に形成されたメインスポットＳＭ、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の様子を図７（ａ―２）に示す。
光情報記録媒体に起因する球面収差を補正する必要がないとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２は「破線で示す位置」にあって、良好なトラック誤差信号が発生される。球面収差を補正したとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２は、例えば、矢印のように変位して「実線の位置」を占める。このようになると、トラック誤差信号は劣化し、トラッキング制御の精度が落ちる。
【００３６】
ところで、適正なトラック誤差信号を発生するためにサブスポットＳＰ１、ＳＰ２のトラックＴiに対する位置関係は、前述の如く、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２が「トラック直行方向（図の左右方向）において、スポット中心間の間隔がトラック幅に等し」く、サブスポットＳＰ１がメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴi上に重な」り、サブスポットＳＰ２がメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴi上に重な」っている状態である。
図７（ａ―１）に示す実線のサブスポット位置から、上記適正な状態を実現するには、図７（ｂ−１）に示すように、グレーティング２を「光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線に平行な軸（図面に直交する方向の軸）」の回りに回転させる。グレーティング２をこのように回転させると、記録面上のサブスポットＳＰ１、ＳＰ２は「メインスポットＳＭを中心にして回転」する。このときの回転角（サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の中心を結ぶ直線の回転角）はグレーティングの回転角：ηに等しい。
そこで回転角：ηを調整して、図７（ｂ−２）に示すように、サブスポットＳＰ１がメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴi上に重な」り、サブスポットＳＰ２がメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴi上に重な」っている状態を実現できる。
この場合、球面収差を補正するための「例えば、前述のコリメートレンズの変位量：Δ」とグレーティング２の回転角：ηとの関係は一義的で、実験的に決定できるから、「Δとηの関係」を制御手段のメモリにテーブルあるいは関係式として記憶させておき、球面収差補正のためのコリメートレンズ３の変位量：Δに対応させてグレーティング２の回転量：ηを発生させ、この回転角：ηだけグレーティング２をアクチュエータ２０で回転させればよい。
【００３７】
勿論、光源から放射され、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向へ、グレーティングを並進的に変位させるとともに、上記主光線に平行な軸の回りに、グレーティングを回転的に変位させて、２つのサブスポットの位置を補正するようにできることはいうまでもなく、このようにすることにより、より精妙なサブスポット位置補正を行うことができる。
図６に即して説明した実施の形態では、光源１からの光束をコリメートレンズ３を介して対物レンズ６に入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズ３と光源１との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズ６へ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正し、コリメートレンズと光源との間隔の変化量：Δに応じて、グレーティングの変位量：δを決定している（請求項１）。
【００３８】
図６や図７に即して説明した実施の形態は、図２に実施の形態を示す光ピックアップ装置に対しても適用できることは言うまでもない。この場合には、光源１からの光束を発散状態で対物レンズ６に入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズ６と光源１との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて上記球面収差を補正し、対物レンズ６と光源５との間隔の変化量に応じて、グレーティングの変位量を決定すればよい（請求項２）。
【００３９】
また、図６や図７に即して説明した光ピックアップ方法は、球面収差の補正を「球面収差補正光学系」を用いて行う、図３や図４の実施の形態に対しても適用できる。即ち、光源１からの光束を球面収差補正光学系４０（または５０）を介して対物レンズ６に入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を球面収差補正光学系により補正し、球面収差補正光学系の補正量に応じて、グレーティング２の変位量を決定すればよく（請求項３）、この場合、図３、図４に示すように、光源１からの光束を、コリメートレンズ３によりコリメートした後、球面収差補正光学系４０（または５０）を介して対物レンズ６に入射させることができる（請求項４）。
球面収差補正光学系は、図３の球面収差補正光学系４０の如く、正レンズ４１と負レンズ４２との組み合わせにより構成し、（正レンズ４１および／または）負レンズ４２の光軸方向への変位により、対物レンズ６への入射光束の光束形態を変化させることもできるし（請求項５）、図４の球面収差補正光学系５０のように、１対の正レンズ５１、５２により構成し、少なくとも一方の正レンズ５２の光軸方向への変位により、対物レンズ６への入射光束の光束形態を変化させることもできる（請求項６）。
勿論、決定すべきグレーティング２の変位量は「グレーティング２を透過した０次光束の主光線の方向への並進変位量および／または上記主光線に平行な軸の回りの回転変位量」である（請求項７）。
トラック誤差信号は、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２による各戻り光束の光量差により生成することができる（請求項８）。
【００４０】
上には「光情報記録媒体に起因する球面収差を補正する補正量に対応させて、グレーティングの変位量を決定する場合」を説明したが、グレーティングの変位量を決定する方法としては、例えば、単一のグレーティングにより３本の光束を発生させる場合「２つのサブスポットによる各戻り光束の光量差によりトラック誤差信号を生成し、トラック誤差信号の振幅が最大となるようにグレーティングの変位を行う」ことも考えられる。
以下に、この場合を説明する。
図８（ａ）は、球面収差の補正に伴ない、メインスポットＳＭとサブスポットＳＰ１、ＳＰ２との間隔が「Ｗ１」に伸び、サブスポットＳＰ１がトラックＴｉとＴｉ−１の間に位置し、サブスポットＳＰ２がトラックＴｉとＴｉ＋１の間に位置した状態である。メインスポットＳＭ、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２が、トラックＴｉに対し相対的にトラック直交方向（図の左右方向）へ変位するとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２による戻り光束の光量に対応して発生する受光信号：ＳＧ１、ＳＧ２は、図８（ａ）の上に示すように略同位相になるため、トラック誤差信号：ＴＥ＝ＳＧ１−ＳＧ２を生成すると、このトラック誤差信号：ＴＥの振幅は図８（ａ）右側に示すように極めて小さく、この場合、精度の良いトラッキング制御は難しい。
図８（ｂ）では、メインスポットＳＭとサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の間隔：Ｗ２が適性で、サブスポットＳＰ１がメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴｉ上に重な」り、サブスポットＳＰ２がメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴｉ上に重な」っている。
【００４１】
このとき、受光信号：ＳＧ１、ＳＧ２は、図８（ｂ）の上に示すように略逆位相になり、トラック誤差信号：ＴＥ＝ＳＧ１−ＳＧ２を生成すると、このトラック誤差信号：ＴＥの振幅は図８（ｂ）右側に示すように最大になる。従ってこの場合「トラック誤差信号のゼロクロス点をトラック位置とするサーボ制御」を行うことにより、精度の良いトラッキング制御を行うことができる。
容易に理解されるように、メインスポットＳＭとサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の間隔：Ｗが、図８（ａ）のＷ１から、（ｂ）のＷ２へ変化するにつれて、トラック誤差信号：ＴＥの振幅が次第に増大し、図８（ｂ）の状態で最大になる。 従って、単一のグレーティングを前記０次光束の主光線の方向へ並進変位させて、上記間隔：Ｗを変化させつつトラック誤差信号：ＴＥをモニタし、トラック誤差信号：ＴＥが最大となるところで、グレーティングの並進変位を停止させれば、図８（ｂ）に示す状態を実現できる。
図９（ａ）は、球面収差の補正に伴ない、メインスポットＳＭとサブスポットＳＰ１、ＳＰ２との間隔が伸び、サブスポットＳＰ１がトラックＴiとＴi-1の間に位置し、サブスポットＳＰ２がトラックＴiとＴi+1の間に位置した状態である。メインスポットＳＭ、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２が、トラックＴiに対し相対的にトラック直交方向（図の左右方向）へ変位するとき、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２による戻り光束の光量に対応して発生する受光信号：ＳＧ１、ＳＧ２は、図９（ａ）の上に示すように略同位相になるため、トラック誤差信号：ＴＥ＝ＳＧ１−ＳＧ２の振幅は図９（ａ）右側に示すように極めて小さく、精度の良いトラッキング制御は難しくなる。
図９（ｂ）は（ａ）の状態からグレーティングを角：ηだけ回転させ、サブスポットＳＰ１がメインスポットＳＭの左側にあって「スポットの右半分がトラックＴi上に重な」り、サブスポットＳＰ２がメインスポットＳＭの右側にあって「スポットの左半分がトラックＴi上に重なって」いる状態を示す。
【００４２】
このとき、受光信号：ＳＧ１、ＳＧ２は、図９（ｂ）の上に示すように略逆位相になり、トラック誤差信号：ＴＥ＝ＳＧ１−ＳＧ２の振幅は、図９（ｂ）右側に示すように最大になるので、トラック誤差信号：ＴＥのゼロクロス点をトラック位置とするサーボ制御を行うことにより、精度の良いトラッキング制御が可能になる。
グレーティングの回転にともない、メインスポットＳＭを中心とするサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の回転角が角：ηに近づくにつれ、トラック誤差信号：ＴＥの振幅は次第に増大し、図９（ｂ）の状態で最大になる。
従って、単一のグレーティングを前記０次光束に平行な軸の回りに回転させつつトラック誤差信号：ＴＥをモニタし、トラック誤差信号：ＴＥが最大となるところで、グレーティングの回転変位を停止させれば、図９（ｂ）に示す状態を実現できる。
このように、トラック誤差信号をモニタしつつ、グレーティングの変位量を決定する方法は勿論、既に説明した「球面収差の種々の補正方法」に対して組み合わせることができる。
例えば、「光源からの光束をコリメートレンズを介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて球面収差を補正する」ようにしても良いし、あるいはまた「光源からの光束を発散状態で対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて球面収差を補正する」ようにしてもよい。
【００４３】
更に、球面収差の別の補正方法として「光源からの光束を球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させ、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、球面収差補正光学系により補正する」ようにしても良い。この場合、光源からの光束を「コリメートレンズによりコリメートした後、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させる」ようにしてもよい。「球面収差補正光学系」は、図３に示した例のように、正レンズと負レンズとの組み合わせで構成され、正レンズおよび／または負レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させるものを用いても良いし、図４に示した例のように、１対の正レンズにより構成され、少なくとも一方の正レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させるものを用いても良い。
図１０は、上に説明してきた「単一のグレーティングにより、光源からの光束を３本の光束に分離する」光ピックアップ装置における、戻り光検出手段の受光部の様子を示す２例である。
図１０（ａ）、（ｂ）において、符号ＰＤＭは、メインスポットＳＭによる戻り光束が形成する検出スポットＳＭ’を受ける受光部、符号ＰＤ１、ＰＤ２はそれぞれ、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２による戻り光束が形成する検出スポットＳＰ１’、ＳＰ２’を受ける受光部である。
【００４４】
図１０（ａ）は「グレーティングに並進的な変位を行わせる場合」、（ｂ）は「グレーティングに回転的な変位を行わせる場合」である。
即ち、戻り光束検出手段の、サブスポットによる戻り光束を受光するサブスポット用受光部ＰＤ１，ＰＤ２は各戻り光束ＳＰ１’、ＳＰ２’に対して分離しており、各サブスポット用受光部ＰＤ１、ＰＤ２は、球面収差補正およびグレーティングの変位に共なう各サブスポットの変位（図１０（ａ）において「Ｘ」、図１０（ｂ）において「Ｘ」と「η」）に拘わらず、各戻り光束ＳＰ１’、ＳＰ２’を受光できるように受光面の形状を設定されている（請求項１０）。
なお、受光部ＰＤＭは４分割であり、メインスポットによる戻り光の検出スポットＳＭ’を受光し、各分割部から出力は非点収差法によるフォーカス誤差信号の生成に供される。
【００４５】
上には、単一のグレーティングを用いて３本の光束を発生させ、メインスポットと±１次光束による２個のサブスポットで「合計３個の光スポット」を記録面上に形成する場合を説明した。
以下には、２種のグレーティングを用い、メインスポットと共に４個のサブスポットを形成する場合を説明する。
図１１（ａ）は、図３に示した例に「２種のグレーティングを用いる光ピクアップ方法」を適用した場合を示している。図３におけると同一のものについては、図３におけると同一の符号を付した。
光源である半導体レーザ１からの発散性の光束は２種のグレーティングを構成する２つのグレーティング２Ａ、２Ｂを透過し、各グレーティング２Ａ、２Ｂを直進的に透過する０次光束と、グレーティング２Ａで発生する±１次光束と、グレーティング２Ｂにより発生する±１次光束との、合計５本の光束に分離してコリメートレンズ３に入射し、それぞれ平行光束化される。
５本の光束は、次いで、球面収差補正光学系４０を透過して平行光束状態で対物レンズ６に入射し、記録面１２上に１つのメインスポットと４つのサブスポットを形成する。なお、記録面は「単一の記録面を持つ通常の光情報記録媒体」におけるものとする。
図１１（ｂ）は「形成された光スポットの様子」を示している。図は理想的な状態で、メインスポットＳＭがトラックＴi上にあり、サブスポットＳＰ１（グレーティング２Ａによるサブスポット）、ＳＰ４（グレーティング２Ｂによるサブスポット）がトラックＴiの左側にあって、これらサブスポットの右半分がトラックＴiに重なっている。また、サブスポットＳＰ２（グレーティング２Ａによるサブスポット）、ＳＰ３（グレーティング２Ｂによるサブスポット）がトラックＴiの右側にあって、これらサブスポットの左半分がトラックＴiに重なっている。
サブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４による各戻り光束により発生する検出信号をそれぞれＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３、ＳＧ４とするとき、トラック誤差信号：ＴＥは｛（ＳＧ１−ＳＧ２）＋（ＳＧ３−ＳＧ４）｝として構成することもできるし、｛（ＳＧ１−ＳＧ３）＋（ＳＧ４−ＳＧ２）｝として構成することもできる。
【００４６】
図１２は、球面収差の補正に伴ない、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４がそれぞれ、実線で示す正規の位置から「破線の位置」へ変位してしまった状態を示す。この場合、図１１に示すアクチュエータ２０Ａでグレーティング２Ａを、またアクチュエータ２０Ｂでグレーティング２Ｂを、それぞれ光源である半導体レーザ１へ近づけるように並進的に変位させると、各サブスポットは、図１２に矢印で示すように変位するので、各グレーティング２Ａ、２Ｂの変位量を調整することにより、各サブスポットを「実線で示す適正な位置」に戻すことができ、良好なトラッキング制御を回復することができる。
即ち、図１１および１２で実施の形態を説明した光ピックアップ方法は、光源１からの光束を、２種のグレーティング２Ａ、２Ｂの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズ６により光情報記録媒体の記録面１２上に、基板を介して集光して、０次光束によりメインスポットＳＭを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４を、メインスポットＳＭの両側に２つづつ形成し、メインスポットＳＭにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法（請求項１１〜１３）である。
【００４７】
上の実施の形態では、４つのサブスポットの位置を補正しているが、例えば、トラック誤差信号：ＴＥとして、前述の｛（ＳＧ１−ＳＧ２）＋（ＳＧ３−ＳＧ４）｝を用いる場合、例えば、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正するのみでも、第１項が改善されるので、トラック誤差信号を有効に改善することができる。
上の実施の形態においては、２種のグレーティングとして、互いに独立した２個のグレーティング２Ａ，２Ｂを用いている（請求項１４）。
上記実施の形態ではまた、グレーティング２Ａ、２Ｂの変位として「グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位」を行っているが、このような変位に換えて、グレーティング２Ａ、２Ｂを「上記主光線に平行な軸の回りに回転変位」させてもよく、さらには一方のグレーティングに対して並進変位を行い他方のグレーティングに対して回転変位を行うようにしても良い（請求項１５）。
２種のグレーティングとしては、図１１に示した「互いに独立した２個のグレーティング」を用いる代わりに、図１３（ａ）に符号２Ｃで示すような「２種の直線格子を互いに交叉させて同一基体に形成した交叉グレーティング」を用いることもできる（請求項１６）。
図１３（ｂ）に示すように、交叉グレーティング２Ｃに主光線ＰＬを持つ光束を透過させると、直進的に透過する０次光束と４本の±１次光束を得ることができる。従って、交叉グレーティング２Ｃを用いると、独立した２つのグレーティング２Ａ、２Ｂを用いる場合に比して、光ピックアップ装置をコンパクト化することが可能である。
【００４８】
サブスポットの位置補正は、交叉グレーティング２Ｃに対して、交叉グレーティング２Ｃを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位および／または上記主光線に平行な軸の回りの回転変位を行うことにより行うことができる（請求項１７）。
但し、交叉グレーティング２Ｃを回転変位させた場合、４つのサブスポットは一体となって回転するので、４つのサブスポットの全てを適性な位置に補正できるわけではない。しかしこのような場合でも、上述の｛（ＳＧ１−ＳＧ２）＋（ＳＧ３−ＳＧ４）｝をトラック誤差信号とする場合であれば、１項または２項を有効に改善できるので、トラック誤差信号の有効な改善が可能である。
上に説明したように、２種のグレーティングを用いる場合、４つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４のうち、少なくともメインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ３による戻り光束の光量差に基づきトラック誤差信号を生成することができる（請求項１８）。
また、４つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４のうち、メインスポットＳＭに関してトラック前方側にある２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ３による戻り光束の光量差：ＳＧ１−ＳＧ３を第１光量差、トラック後方側にある２つのサブスポットＳＰ２、ＳＰ４による戻り光束の光量差：ＳＧ４−ＳＧ２を第２光量差とするとき、第１光量差と第２光量差の和：｛（ＳＧ１−ＳＧ３）＋（ＳＧ４−ＳＧ２）｝をトラック誤差信号とすることもできる（請求項１９）。
【００４９】
２種のグレーティングを用い、４つのサブスポットを利用する光ピックアップ方法の場合「情報の記録」が可能な場合には、４つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４のうち、メインスポットＳＭに関してトラック前方側にある２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ３による戻り光束の光量和である第１光量和：ＳＧ１＋ＳＧ３、トラック後方側にある２つのサブスポットＳＰ２、ＳＰ４による戻り光束の光量和である第２光量和：ＳＧ４＋ＳＧ２を用い、情報の記録に際して、第１光量和と第２光量和に基づき「記録の確認」を行うことができる（請求項２０）。
図１４は、この場合の回路構成のブロック図を示す。符号ＳＰ１’、ＳＰ２’、ＳＰ３’、ＳＰ４’は、サブスポットＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４による戻り光束が形成する「検出スポット」を示し、符号ＳＭ’はメインスポットＳＭによる戻り光束が形成する「検出スポット」を示す。また、符号ＰＤＭ、ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＦＤ、ＰＤ４は、上記各検出スポットを受光する受光部であり「球面収差の補正およびグレーティングの変位に伴なう各サブスポットの変位」に拘わらず、各戻り光束を受光できるように受光面の形状を設定されている。
図の如く、受光部ＰＤ１、ＰＤ３からの出力ＳＧ１、ＳＧ３は、一方において減算器１４１で減算され（第１光量差）、他方において加算器１４４で加算される（第１光量和）。受光部ＰＤ２、ＰＤ４からの出力ＳＧ２、ＳＧ４は、一方において減算器１４２で減算され（第２光量差）、他方において加算器１４５で加算される（第２光量和）。減算器１４１、１４２の出力は加算器１４３により加算されてトラック誤差信号：ＴＥとなる。加算器１４４、１４５の出力は「ベリファイ」即ち「確認」に供される。
【００５０】
情報の記録が行われるときには、後方サブスポットＳＰ２、ＳＰ４による戻り光束の検出スポットＳＰ２’、ＳＰ４’の光量が変化する。出力ＳＧ２、ＳＧ４に対し「後方サブスポットＳＰ２、ＳＰ４が、メインスポットＳＭにより記録されたマークを追従する時間的な遅れ」を補正し、この遅れた時間だけシフトして、書込の信号と後方ビームで検出される信号とを比較して確認を行う。
このとき、記録に伴なうメインスポットＳＭの光量変化は、４つのサブスポットの照射光量を変調させる。そこで、前方のサブスポットＳＰ１、ＳＰ３による信号の和（第１光量和）：ＳＧ１＋ＳＧ３（加算器１４４の出力）により、後方サブスポットＳＰ２、ＳＰ４による信号の和（第２光量和）：ＳＧ２＋ＳＧ４（加算器１４５の出力）を除算する演算を行うことにより「より正確な書込判定信号」を得ることができる。
上記２種のグレーティングを用いる光ピックアップ方法は、図１、図２あるいは図３、図４に示す如き構成の光ピックアップ装置として実現できることは前述した通りである。
図１、図２や、その変形例である図３、図４の実施の形態は、光情報記録媒体として「多層メディア型」のものを用いる光ピックアップ装置の場合にも実施することができる。
多層メディア型の光情報記録媒体は、例えば、図１５に符号１５０で示すもののように、ｎ層の記録層を積載一体化してなるもの（複数の記録層を単一の光情報記録媒体内に積層して多層化してなるもの）である。記録層の数：ｎとしては、２層あるいは４層のものが知られ、蛍光層を用いるものでは、ｎ＝２５のものが報告されている。
【００５１】
上に図３〜図１０に即して説明した、単一のグレーティングを用いる光ピックアップ方法は、光情報記録媒体が「多層メディア型の光情報記録媒体」である場合には、光情報記録媒体の所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法であって、光源１からの光束をグレーティング２により０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズ６により「所望の記録層」の記録面１２上に集光して、０次光束によりメインスポットＳＭを形成するとともに、±１次光束による２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２を、メインスポットＳＭを挟むように形成し、メインスポットＳＭにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、所望の記録層の記録面１２に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズ６へ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティング２を変位させて、２つのサブスポットＳＰ１、ＳＰ２の位置を補正する光ピックアップ方法（請求項２２〜２４）である。
【００５２】
また、上に図１１〜１４に即して説明した「２種のグレーティングを用いる光ピックアップ方法」は、光情報記録媒体が「多層メディア型の光情報記録媒体」であるときには、光情報記録媒体の所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法であって、光源からの光束を２種のグレーティング２Ａ、２Ｂ（または２Ｃの各直線格子）の各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、０次光束によりメインスポットＳＭを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットＳＰ１〜ＳＰ４を、メインスポットＳＭの両側に２つづつ形成し、メインスポットＳＭにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピッククアップ方法（請求項２５〜２７）である。
【００５３】
最後に、ディスク状の光情報記録媒体に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置（請求項３０）の実施の１形態として、図１５に示す如き「多層メディア型の光情報記録媒体」を用いる場合の実施の１形態を説明する。
図１６において、ディスク状で多層メディア型の光情報記録媒体１５０は「保持部」としてのホルダ１６１にセットされて保持される。ホルダ１６１に保持された光情報記録媒体１５０は回転駆動手段としてのモータＭＴにより回転されるようになっている。光ピックアップＰＵは、上述の請求項２８または２９に記載のものであって、ホルダ１６１にセットされた光情報記録媒体１５０に対し、光による記録・再生・消去の１以上を行う。ここでは、図１に示す構成のものを想定する。
その際、光ピックアップ装置ＰＵは、変位駆動手段１６３により光情報記録媒体１５０の半径方向へ変位駆動される。
上記駆動手段ＭＴ・光ピックアップ装置ＨＰ・変位駆動手段１６３は、コントロール手段であるコントロール部１６４でコントロールされる。コントロール部１６４はマイクロコンピュータ等である。
光情報記録媒体１５０に対して、光による情報の記録を行う場合の手順を簡単に説明する。先ず、光情報記録媒体１５０の有するｎ層の記録層のうち、記録を行うべき記録層（所望の記録層）を特定して、これをコントロール部１６１に設定する。すると、コントロール部１６４は、所望の記録側の記録面が「光情報記録媒体の表面（光照射側）からどの深さにあるか」を検索し、その結果に基づき前述の「球面収差」の補正量を算出する。
【００５４】
算出された補正量に基づき、コントロール部１６４はさらに、上記補正量を補正するのに必要なコリメートレンズの変位量を算出するとともに、このコリメートレンズ変位量に対応するグレーティングの変位量を特定し、特定されたこれら変位量に従い、コリメートレンズ・グレーティングを変位させる。
そして、光ピックアップ装置ＰＵを動作させ、光スポットを記録面のコンテント部に照射してコンテント部に記録されている記録面番号を読み出し、光スポットが正しく「所望の記録面」に結像しているか否かを確認する。光スポットの形成された記録面が「所望の記録面」でないときは、実際に結像された記録面と「所望の記録面」との差に基づき、上記球面収差補正量とグレーティングの変位量とを算出し直し、再度上記の動作を行う。
このようにして、光スポットが所望の記録面上に照射されていることが分かったら、コントローラ１６４は、モータ１６２、光ピックアップ装置ＰＵ、駆動装置１６３を制御して、光ピックアップ装置ＰＵにより光による情報の記録を「所望の記録面」に対して行う。情報の再生や消去を行う場合も同様である。
図１６の装置は、光ピックアップ装置ＰＵとして請求項９または１０または２１に記載のものを用いれば、通常の単一記録層を持つディスク状の光情報記録媒体に対する光情報処理装置となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光ピックアップ方法および装置および光情報処理装置を実現できる。この発明の光ピックアップ方法・装置は、上に説明したように、光情報記録媒体に起因する球面収差を補正して、記録面に適正な大きさの光スポットを形成することができ、また球面収差の補正に伴なうサブスポット位置の変位を有効に補正できるので、精度の良いトラッキング制御で情報の記録等を行うことができる。
従って、この発明の光情報処理装置は、このような光ピックアップ装置を用いることにより、良好な光情報処理を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光ピックアップ装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図２】この発明の光ピックアップ装置の実施の他の形態を説明するための図である。
【図３】球面収差の補正を球面収差補正光学系を用いて行う例を説明する図である。
【図４】球面収差の補正を球面収差補正光学系を用いて行う別例を説明する図である。
【図５】この発明の原理を説明するための図である。
【図６】グレーティングの並進変位によりサブスポットの位置補正を行う場合を説明するための図である。
【図７】グレーティングの回転変位によりサブスポットの位置補正を行う場合を説明するための図である。
【図８】グレーティングの並進変位に伴なうサブスポットの移動と、トラック誤差信号の変化を説明するための図である。
【図９】グレーティングの回転変位に伴なうサブスポットの移動と、トラック誤差信号の変化を説明するための図である。
【図１０】メインスポットとサブスポットによる戻り光束を検出する、戻り光束検出手段の受光部を説明するための図である。
【図１１】２種のグレーティングを用いる光ピックアップ装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図１２】図１１の実施の形態における、グレーティングの変位によるサブスポット位置の補正を説明するための図である。
【図１３】交叉グレーティングを説明するための図である。
【図１４】４つのサブスポットによる各戻り光束に基づく、トラック誤差信号の生成を説明するための図である。
【図１５】多層メディア型の光情報記録媒体の１例を示す図である。
【図１６】光情報処理装置の実施の１形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ（光源）
２ グレーティング手段
３ コリメートレンズ
４ 偏光ビームスプリッタ
５ １／４波長板
６ 対物レンズ
７ 検出光学系
８ 受光素子
２０、３０、６０ アクチュエータ
Claims (30)
- 光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、上記±１次光束による２つのサブスポットを、上記メインスポットを挟むように形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、
光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、
適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束をコリメートレンズを介して上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、上記コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から上記対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて上記球面収差を補正し、
上記コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、上記グレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - 光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、上記±１次光束による２つのサブスポットを、上記メインスポットを挟むように形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、
光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、
適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束を発散状態で上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、上記対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて上記球面収差を補正し、
上記対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、上記グレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - 光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、上記±１次光束による２つのサブスポットを、上記メインスポットを挟むように形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、
光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、
適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束を球面収差補正光学系を介して上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、上記球面収差補正光学系により補正し、
上記球面収差補正光学系の補正量に応じて、グレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項３記載の光ピックアップ方法において、
光源からの光束を、コリメートレンズによりコリメートした後、球面収差補正光学系を介して対物レンズに入射させることを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項４記載の光ピックアップ方法において、
球面収差補正光学系を、正レンズと負レンズとの組み合わせにより構成し、上記正レンズおよび／または負レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させることを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項４記載の光ピックアップ方法において、
球面収差補正光学系を、１対の正レンズにより構成し、少なくとも一方の正レンズの光軸方向への変位により、対物レンズへの入射光束の光束形態を変化させることを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１〜６の任意の１に記載の光ピックアップ方法において、
決定すべきグレーティングの変位量が、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位量および／または上記主光線に平行な軸の回りの回転変位量であることを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１〜７の任意の１に記載の光ピックアップ方法において、
２つのサブスポットによる各戻り光束の光量差によりトラック誤差信号を生成することを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１〜８の任意の１に記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置であって、
光源と、
この光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離するためのグレーティングと、
上記３光束を光情報記録媒体の記録面上に基板を介して集光して上記０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する対物レンズと、
上記記録面により反射された３本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段と、
この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、上記制御信号に応じて、フォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段と、を少なくとも有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項９記載の光ピックアップ装置において、
戻り光束検出手段の、サブスポットによる戻り光束を受光するサブスポット用受光部は各戻り光束に対して分離しており、各サブスポット用受光部は、球面収差補正およびグレーティングの変位に伴なう各サブスポットの変位に拘わらず、各戻り光束を受光できるように受光面の形状を設定されていることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光源からの光束を、２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、上記メインスポットの両側に２つづつ形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、
光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポット の位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束をコリメートレンズを介して上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、上記コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から上記対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて上記球面収差を補正し、
上記コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、上記少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - 光源からの光束を、２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、上記メインスポットの両側に２つづつ形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、
光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束を発散状態で上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、上記対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて上記球面収差を補正し、
上記対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、上記少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - 光源からの光束を、２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより光情報記録媒体の記録面上に、基板を介して集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、上記メインスポットの両側に２つづつ形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ方法において、
光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて補正するとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束を球面収差補正光学系を介して上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、上記球面収差補正光学系により補正し、
上記球面収差補正光学系の補正量に応じて、上記少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１１または１２または１３記載の光ピックアップ方法において、
２種のグレーティングとして、互いに独立した２個のグレーティングを用いることを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１４記載の光ピックアップ方法において、
グレーティングの変位として、グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位および／または上記主光線に平行な軸の回りの回転変位を行うことを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１１または１２または１３記載の光ピックアップ方法において、
２種のグレーティングとして、２種の直線格子を互いに交叉させて同一基体に形成した交叉グレーティングを用いることを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１６記載の光ピックアップ方法において、
交叉グレーティングの変位として、交叉グレーティングを透過した０次光束の主光線の方向への並進変位および／または上記主光線に平行な軸の回りの回転変位を行うことを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１１〜１７の任意の１に記載の光ピックアップ方法において、
４つのサブスポットのうち、少なくともメインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差に基づきトラック誤差信号を生成することを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１８記載の光ピックアップ方法において、
４つのサブスポットのうち、メインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差を第１光量差、トラック後方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量差を第２光量差とするとき、第１光量差と第２光量差の和をトラック誤差信号とすることを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１１〜１９の任意の１に記載の光ピックアップ方法において、
情報の記録が可能であり、
４つのサブスポットのうち、メインスポットに関してトラック前方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量和を第１光量和、トラック後方側にある２つのサブスポットによる戻り光束の光量和を第２光量和とするとき、情報の記録に際して、第１光量和と第２光量和に基づき、記録の確認を行うことを特徴とする光ピックアップ方法。 - 請求項１１〜２０の任意の１に記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置であって、
光源と、
この光源からの光束を１本の０次光束と２本の＋１次光束および２本の−１次光束の５光束に分離するための２種のグレーティングと、
上記５光束を光情報記録媒体の記録面上に基板を介して集光して上記０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する対物レンズと、
上記記録面により反射された５本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、上記制御信号に応じて、フォーカシング制御、トラッキング制御、球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段と、を少なくとも有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、
光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、こ
れら３光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、上記±１次光束による２つのサブスポットを、上記メインスポットを挟むように形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、
上記所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する 光ピックアップ方法であって、
上記光源からの光束をコリメートレンズを介して上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、上記コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から上記対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて上記球面収差を補正し、
上記コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、上記グレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、
光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、上記±１次光束による２つのサブスポットを、上記メインスポットを挟むように形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、
上記所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束を発散状態で上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、上記対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて上記球面収差を補正し、
上記対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、上記グレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、
光源からの光束をグレーティングにより０次光束と±１次光束の３光束に分離し、これら３光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、上記±１次光束による２つのサブスポットを、上記メインスポットを挟むように形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、
上記所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、グレーティングを変位させて、２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束を球面収差補正光学系を介して上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、上記球面収差補正光学系により補正し、
上記球面収差補正光学系の補正量に応じて、グレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、
光源からの光束を２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、上記メインスポットの両側に２つづつ形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、上記所望の記録層の記録面に 光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束をコリメートレンズを介して上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、上記コリメートレンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から上記対物レンズへ入射する光束の形態を集束光束もしくは発散光束に変化させて上記球面収差を補正し、
上記コリメートレンズと光源との間隔の変化量に応じて、上記少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、
光源からの光束を２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、上記メインスポットの両側に２つづつ形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、上記所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束を発散状態で上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差に応じて、上記対物レンズと光源との間隔を変化させることにより、光源側から対物レンズへ入射する発散光束の発散状態を変化させて上記球面収差を補正し、
上記対物レンズと光源との間隔の変化量に応じて、上記少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体の、所望の記録層に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、
光源からの光束を２種のグレーティングの各々により０次光束と±１次光束に分離することにより５本の光束を得、これら５光束を、共通の対物レンズにより所望の記録層の記録面上に集光して、上記０次光束によりメインスポットを形成するとともに、各±１次光束により４つのサブスポットを、上記メインスポットの両側に２つづつ形成し、上記メインスポットにより情報の記録・再生・消去の１以上を行い、上記所望の記録層の記録面に光スポットを形成するための球面収差の補正を、光源側から対物レンズへ入射する光束の形態を変化させて行うとともに、適正なトラック誤差信号が得られるように、少なくとも１種のグレーティングを変位させて、少なくとも２つのサブスポットの位置を補正する光ピックアップ方法であって、
光源からの光束を球面収差補正光学系を介して上記対物レンズに入射させ、上記光情報記録媒体の基板厚さの偏差により発生する球面収差を、上記球面収差補正光学系により補正し、
上記球面収差補正光学系の補正量に応じて、上記少なくとも１種のグレーティングの変位量を決定することを特徴とする光ピックアップ方法。 - ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体に対して、請求項２２または２３または２４記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置であって、
光源と、
この光源からの光束を０次光束と±１次光束の３光束に分離するためのグレーティングと、
上記３光束を所望の記録層の記録面上に集光して上記０次光束によるメインスポットと、±１次光束による２つのサブスポットを形成する対物レンズと、
上記記録面により反射された３本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段と、この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、上記制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段と、を少なくとも有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - ｎ層の記録層を積載一体化してなる多層メディア型の光情報記録媒体に対して、請求項２５または２６または２７記載の光ピックアップ方法を実施するための光ピックアップ装置であって、
光源と、
この光源からの光束を１本の０次光束と２本の＋１次光束および２本の−１次光束の５光束とに分離するための２種のグレーティングと、
上記５光束を所望の記録層の記録面上に集光して上記０次光束によるメインスポットと、各±１次光束による４つのサブスポットを形成する対物レンズと、
上記記録面により反射された５本の戻り光束を受光する戻り光束検出手段と、
この戻り光束検出手段の検出信号に基づき制御信号を含む各種信号を生成し、上記制御信号に応じてフォーカシング制御およびトラッキング制御を行い、また、上記所望の記録層の記録面に対応する球面収差の補正制御およびグレーティングの変位制御を行う制御手段と、を少なくとも有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - ディスク状の光情報記録媒体に対して光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置であって、
光情報記録媒体をセットされる保持部と、
この保持部にセットされた光情報記録媒体を回転駆動する駆動手段と、
上記セットされた光情報記録媒体に対し、光による記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置と、この光ピックアップ装置を光情報記録媒体の半径方向へ変位駆動する変位駆動手段と、上記駆動手段・光ピックアップ装置・変位駆動手段をコントロールするコントロール手段とを有し、光ピックアップ装置として、請求項９または１０または２１または２８または２９記載のものを用いることを特徴とする光情報処理装置。
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