JP3835526B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を用いて情報の記録または再生を行う光ディスク装置に用いられる光ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの発展に伴って、いろいろな種類の光ディスクが製造され、一つの光ディスク装置で複数の規格の光ディスクを記録再生する需要が高まっている。
【０００３】
光ディスクは、使用する光源波長に対して透明な基板、あるいは透明なカバー層を介し、その裏側に設けられた情報層にアクセスをする構成が一般的である。市場の要求に対応して容量アップを図るため、情報層の記録密度の向上を常に求められている。このため、新しく規格が作成される光ディスクほど、微小な集光スポットを情報層に形成しやすいように、透明層の厚さが薄くなるのが一般的である。
典型的な例としては、ＣＤとＤＶＤの光ディスクがある、ＣＤが１．２ｍｍの透明基板を使用するのに対し、ＤＶＤは０．６ｍｍの透明基板を使用している。容量は、ＣＤが約６４０ＭＢに対し、ＤＶＤは約４．７ＧＢと向上している。
【０００４】
光ディスクに用いられる透明層の厚さが異なると、回折限界に近い集光スポットを形成しようした場合、従来の対物レンズでは対応することが難しかった。
【０００５】
そこで新たなレンズ構造の研究開発が行われ、レンズの表面に回折格子を形成したり、表面形状を複雑な非球面形状とすることなどで、基板厚さの異なる複数の光ディスクに対しても実用的に問題のない集光スポットを形成することが可能となってきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにして製造された対物レンズにおいては、形状が複雑で製造上のトレランスが小さくなっていることもあり、設計と同じものを作るのが難しくなっている。
【０００７】
特に光ディスクと対物レンズの間の設置角度の最適値が、光ディスクの種類によって異なってしまうという問題が生じている。
【０００８】
図１０にそのような対物レンズの特性例を示す。図では、レンズの設置角度に対して、２種類の光ディスクから情報を再生したときの信号ジッタ量の変化を示している。第１の光ディスクと第２の光ディスクではジッタ量最小となる最適な設置角度がずれている。
【０００９】
従来は、破線矢印で示すような両方の光ディスクの特性のバランスが取れる設置角度で使用をしているが、それぞれの光ディスクを最適設置角度で使用する場合と比べ、光ディスクのそりなどの誤差要因に対するトレランスが減少し、波面収差が増大する問題が生じている。
【００１０】
そこで本発明は、複数の光ディスクに対しての波面収差の発生を抑制する光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光ヘッド装置は、それぞれ異なる厚さの透明層が形成されている複数の光ディスクに対応可能な対物レンズを有する光ヘッドを備えた光ヘッド装置において、
前記光ディスクに対して前記対物レンズが略最適な特性を実現する最適設置角度が、前記各光ディスクのうちの基準とする基準光ディスクに対して、前記対物レンズの初期設定角度として設定されており、
前記基準光ディスクとは異なる別の前記光ディスクに前記対物レンズを対応させる場合、前記初期設定角度から、前記別の光ディスクに対する前記最適設置角度までのずれ量を検出する検出手段と、
前記初期設定角度から、前記別の光ディスクに対する前記最適設置角度までのずれ量を補正することで、前記別の光ディスクに対する波面収差を補正する波面収差補正手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記の通りの本発明の光ヘッド装置は、基準光ディスクに対して、対物レンズの初期設定角度を設定し、別の光ディスクに対物レンズを対応させる場合には、検出手段により、初期設定角度に対する、別の光ディスクの最適設置角度のずれ量を検出する。そして、対物レンズの設置角度のずれにより生じる波面収差を波面収差補正手段で補正する。このように、本発明は、対物レンズの初期設定角度を、基準光ディスクと別の光ディスクとの特性のバランスが取れる設置角度ではなく、基準光ディスクに対して設定している。そして、波面収差補正手段により、この基準光ディスクに対してなされた初期設定角度を基準として別の光ディスクに対して最適設置角度に変更するため、基準光ディスクはもちろんのこと、別の光ディスクに対しても波面収差を精度よく補正することができる。
【００１３】
また、本発明の光ヘッド装置は、各光ディスクのうち透明層の厚さの最も厚い基準光ディスクに対して初期設定角度が設定されているものであってもよい。この場合、透明層の厚さの最も厚い基準光ディスク、すなわち、信号ジッタ量のマージンが最も小さくて厳しい光ディスクに対して初期設定角度が設定されているため、基準光ディスクよりも信号ジッタ量のマージンが大きい別の光ディスクに対応する際、波面収差を精度よく補正することができる。
【００１４】
また、本発明の光ヘッド装置は、各光ディスクのうち透明層の厚さの最も薄い基準光ディスクに対して初期設定角度が設定されているものであってもよい。
【００１５】
また、本発明の光ヘッド装置は、検出手段が、再生のみ可能な基準光ディスクに対して設定された初期設定角度からの、記録および再生が可能な別の光ディスクに対する最適設置角度のずれ量を検出する機能を有し、
波面収差補正手段が、検出手段による検出結果に基づき、ずれ量を補正するものであってもよい。
【００１６】
また、本発明の光ヘッド装置は、波面収差補正手段が、光ディスクに対する対物レンズの角度を所定の量だけ変更させることで、記録および再生が可能な基準光ディスクに対して設定された初期設定角度からの、別の光ディスクである再生のみ可能な光ディスクに対しての最適設置角度のずれ量を補正する機能を有するものであってもよい。
【００１７】
また、本発明の光ヘッド装置は、初期設定角度から、予め設定された所定角度まで補正する手段を有し、検出手段が、所定角度から最適設置角度までの残差ずれ量を検出する機能を有し、波面収差補正手段が、検出手段による検出結果に基づき残差ずれ量を補正することで、別の光ディスクに対する波面収差を補正する機能を有するものであってもよい。この場合、波面収差補正手段による補正量が小さくて済むことより、補正精度を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明の光ヘッド装置は、波面収差補正手段が、対物レンズの設置角度を変化させるアクチュエータ機構を有するものであってもよい。
【００１９】
また、本発明の光ヘッド装置は、波面収差補正手段が、液晶素子であってもよい。この場合、機械的な駆動機構により波面収差の補正をするものでないため、機構を簡単化することができる。
【００２０】
また、本発明の光ヘッド装置は、検出手段が、光ディスクに形成された情報トラックに対して略直交する方向となる最適設置角度のずれを検出する機能を有し、波面収差補正手段が、検出手段による検出結果に基づき略直交となる方向のずれを補正することで、別の光ディスクに対する波面収差を補正する機能を有するものであってもよい。
【００２１】
また、本発明の光ヘッド装置は、光ディスクへの記録に対応する光を出射する第１の光源と、第１の光源から出射される光の波長とは異なる波長の、光ディスクの再生に対応する光を出射する第２の光源とを有し、
波面収差補正手段が、１種類の別の光ディスクに対してのみ波面収差を補正する固定光学素子を有するものであってもよい。
【００２２】
また、本発明の光ヘッド装置は、固定光学素子は、第１の光源、あるいは第２の光源のいずれか一方からの光の波長に対してのみ波面収差を発生する波長選択素子であってもよい。
【００２３】
また、本発明の光ヘッド装置は、それぞれ波面収差補正量が異なる複数の固定光学素子を有し、各固定光学素子のなかで、必要な補正量に対して最も近い補正量を持つ固定光学素子を選択して設置する手段を有するものであってもよい。
【００２４】
また、本発明の光ヘッド装置は、対物レンズを、光ディスクに形成された情報トラックに対してのフォーカス方向およびトラック方向に移動可能に搭載したアクチュエータと、対物レンズがアクチュエータに搭載された状態で、各光ディスクの最適設置角度を評価し、初期設定角度、および波面収差の補正量を求める手段とを有するものであってもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に本実施形態の光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図を示す。図１（ａ）は、情報層３と厚さｔ1の透明層４を持つ第１の光ディスク１に対して本実施形態の光ヘッド装置がアクセスしている状態を、図１（ｂ）は、第１の光ディスク１よりも薄い厚さｔ2の透明層４を有する第２の光ディスク２に対して本実施形態の光ヘッド装置がアクセスしている状態をそれぞれ示している。
【００２６】
本実施形態の光ヘッドは、チルト付きレンズアクチェータ６に設置された対物レンズ５と光学系７とで構成されている。これ以外に、一般的に知られているようにサーボ制御の電気回路なども用いられるが、本発明の原理とは直接関係ないので図１では省略してある。また、光学系７もレーザ光源や光検出器、ビームスプリッタなどで構成され、光ディスク反射光よりフォーカスやトラックなどのエラーを検出する一般的に知られたものが利用可能である。さらに、光源として複数の波長光源を有し、光ディスクの種類によって異なる波長の光源を使用するものもある。
【００２７】
対物レンズ５は、光ディスクの面ぶれやトラックずれに対応するために、フォーカス方向とトラック横断方向への位置調整が可能であるとともに、さらに、対物レンズ５の傾き角度を可変調整することが可能なチルト付きレンズアクチェータ６に搭載されている。チルトは、フォーカスやトラック制御と同じように、電磁力により対物レンズ５を搭載した部分の傾きを変化させることで実現できる。
【００２８】
対物レンズ５の持つ設置角度に対する信号ジッタ量特性は、図２に示すグラフのようになる。図２中、第１の光ディスク１のジッタの変化を実線で、第２の光ディスク２のジッタの変化を一点鎖線で示している。第２の光ディスク２よりも透明層４が厚い第１の光ディスク１の方が一般に記録密度が低いため、ジッタの変化は、第１の光ディスク１の方が第２の光ディスク２に比べてゆるやかになっている。
【００２９】
図１（ａ）に示すチルト付きレンズアクチェータ６の設置角度は、基準光ディスクとなる第１の光ディスク１に対して対物レンズ５の設置角度が最適になるように初期調整されている。これは、図２の矢印Ａで示す設置角度が第１の初期設定量の条件となる。この第１の初期設定量の条件は、矢印Ｂで示す第２の光ディスク２に対する対物レンズ５の最適な設置角度である、第２の初期設定量の条件から大きくずれている。よって、対物レンズ５の設置角度を第２の光ディスク２に最適化させるために、チルト付きレンズアクチェータ６のチルト機能を用いて対物レンズ５の設置角度を、矢印Ａの角度から矢印Ｂの角度まで変化させる。対物レンズ５の設置角度が矢印Ｂとなった状態を模式的に示しているのが図１（ｂ）である。
【００３０】
設置角度の調整量としては、第１の光ディスク１および第２の光ディスク２の２種類の光ディスクに対する、図２に示す矢印Ａと矢印Ｂとの２つの最適設置角度の違い分だけ調整することも考えられる。しかし、第２の光ディスク２のように記録密度が高い光ディスクにおいては、図２に示すようにもともとのジッタ量の設置角度に対するマージンが少ないため、チルト付きレンズアクチェータ６のチルト特性の変動や、第２の光ディスク２のそり等があると常時最適な設置角度を保つことは難しい。そこで第２の光ディスク２と対物レンズ５の相対的な傾き量の変化を光学系７の検出器により検出して、その検出量に応じてチルト量を調整すれば、第２の光ディスク２に対して、より精度の高い設置角度を実現することができる。
【００３１】
チルトの検出器としては、ＬＥＤ光を発光させ反射光を２分割センサで受光してバランスの変化よりチルト変化を検出する専用のチルトセンサや、エラー検出光学系から演算して求める方法、また対物レンズ５のチルトを変化させたときの信号ジッタ量より検出する方法などであってもよい。
【００３２】
また、対物レンズ５のチルト調整機能としては、光ヘッドを半径方向にアクセスさせるキャリッジを搭載したベース構造ごと傾ける方法、光ヘッド全体を傾ける方法、光ヘッド内のレンズアクチェータ全体を傾ける方法なども利用可能である。
【００３３】
また、チルトを検出して対物レンズ５の設置角度を調整するときに、初期設定からのずれの全てを対物レンズ５のチルト調整機能のみで調整することも考えられるが、対物レンズ５の持っている設置角度のずれ量が大きな場合は、あらかじめ設定してある対物レンズ特性相当の角度分の補正分をオフセットとし、残差分をチルトの検出結果に基づいて補正することも可能である。つまり、ずれ量の大部分である図２の矢印Ａ−Ｂ間の２つの差分を単にオフセットにより角度調整し、残差分（図２中、矢印Ｂ−Ｃ間）のみをチルト検出して角度調整するものであってもよい。この場合、ずれ量の全てをチルト調整機能により調整するのに比べ、残差分の補正量が小さくなるため、補正の精度を上げることが可能となる。
【００３４】
以上、透明層４の厚い第１の光ディスク１を基準光ディスクとして対物レンズ５の初期設定角度を設定した例を示したが、透明層４の厚さが薄い第２の光ディスク２を基準光ディスクとして対物レンズ５の初期設定角度を設定するものであってもよい。設定角度のマージンが、光ディスクのそり変化量など変動要因と比べて大きな値であり、初期設定のみで対応可能なマージンが得られる場合、第２の光ディスク２を基準光ディスクとすることは、特に好適である。
【００３５】
図３に示すように、マージンａの第１の光ディスク１に比べて小さいマージンｂの第２の光ディスク２に初期設置角度を合わせるということは、機械的に決められる初期設置角度を、第１の光ディスク１を対象に初期設定するのに比べて厳しい条件で初期設定するということになる。なお、この厳しい条件とは、精度の高い初期設定が求められるということを指す。例えば、図３において、矢印Ａで第１の光ディスク１を対象に設置角度が初期設定された場合では、設置角度Ａからδずれることで信号ジッタ量がＮ1だけ増加するのに対し、矢印Ｂで第２の光ディスク２を対象に設置角度が初期設定された場合では、設置角度Ｂから同じδだけずれることで、信号ジッタ量の増分がＮ1よりも大きいＮ2分増加してしまう。このように、厳しい条件で機械的な初期設定をしておくことで、第１の光ディスク１の設置角度ずれに対するマージンは大きいため、多少のチルトの補正における誤差の発生はマージンで吸収することができ、実用上問題のない特性を実現することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、設置角度のずれに対して、対物レンズ５のチルト調整により対応する光ヘッドに関して説明したが、本実施形態では、対物レンズの設置角度は変化させずに、光学的に補償する構成の光ヘッドに関して説明する。なお、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同様の構成要素に関しては、第１の実施形態で用いた符号を用いて説明する。
【００３７】
図４に本実施形態の光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図を示す。
【００３８】
本実施形態の光ヘッドは、対物レンズ５が搭載されたレンズアクチェータ１６と光学系７との間に、波面補正素子１２が設置されている。この波面補正素子１２は、透過光の波面をダイナミックに制御することが可能なものである。
【００３９】
図５（ａ）にその一例として、液晶素子１３による波面補正素子１２を示す。この液晶素子１３は、電極に加える電圧によって、液晶の屈折率を変化させ、光ディスク１０に対する透過光の波面位相を変化させることができるものである。液晶素子１３上は電極パターン１４によっていくつかの領域に分割されている。図５では、５つの領域に分割され透過する光ビーム１５の等価波面の位相を、電圧を印可することで領域ごとに独立に調整することができる。
【００４０】
設置角度ずれによって発生する波面収差は大部分がコマ収差であり、光ビームの一点鎖線Ｘ−Ｘ’の位置におけるコマ収差の分布は、図５（ｂ）の曲線ａで示すような変化となる。従って、この分布を補償するような位相差を液晶素子で発生させれば、対物レンズ５の角度を変化させた場合と同じ効果を得ることができる。
【００４１】
実際には、波面収差の値を完全に０にする必要はなく、所定の値以下に押さえれば実用上の問題はなくなるので、曲線の変化を階段状の補正で近似する方法が利用できる。図５（ｂ）のハッチングｂで示したものが、液晶素子１３による補正量である。この補正量の大きさを電極に加える電圧をダイナミックに変えることで自由に制御することができるので、液晶素子１３、すなわち、波面補正素子１２を第１の実施形態で示したチルト付きレンズアクチェータ１６と同じように機能させることができる。また、本実施形態の場合、メカ的な可動部分がないというメリットがある。なお、補正するべき設置角度ずれ量が大きい場合に対しては、電極パターンの分割を細かくすることで対応することができる。
【００４２】
ダイナミック制御が可能な波面補正素子１２としては、図６に示すように曲面の曲率がほぼ等しい、凹レンズ１４ａと凸レンズ１４ｂとをペアで光路中に設置したものも利用できる。この場合、光軸に直交方向で互いに反対方向に２つのレンズ位置をずらすことで、ずらす量に対応した波面収差を得ることができるが、この収差がほぼコマ収差と同じ波面形状をしていることを利用している。
【００４３】
ところで、対物レンズ５は一般に回転対称であるため、光ディスクの種類による最適設置角度のずれの方向は、レンズ面内で一般に任意の方向となる。
【００４４】
光ディスクにおいては、情報は円盤の上にスパイラル状に形成されたトラックにそって記録されることが多いが、円盤状の光ディスクの場合、その形状から円盤の円周方向に比べ、半径方向のそり量が大きくなる傾向がある。つまり、トラック方向に比べ、トラック直交方向のそり量が大きいことになる。このため、従来使用されてきた対物レンズ５の設置角度を調整する機能は、トラック直交方向のみを補正するものが多い。
【００４５】
上述した各実施形態において、最適設置角度のずれの方向は規定していないが、調整できる方向がトラック直交方向のみに限定される場合、補正可能なものはトラック直交方向のずれ量のみで、トラック平行方向にあるずれ量は補正できないことになる。
【００４６】
このような場合も、トラック平行方向の設置角度ずれは再生信号の固定的な歪みとなるので、ある程度は電気的な波形等価回路で補正することができ、実用的にはそのまま使用することも可能なことが多い。
【００４７】
しかし、さらに装置マージン確保が求められ、設置角度ずれ量のすべてを補正したい場合は、あらかじめ対物レンズ５の設置角度ずれの方向を評価しておき、ずれの方向がトラック直交方向となるように対物レンズ５をレンズアクチェータに固定すればよい。
（第３の実施形態）
以上の説明は透明層の厚さの異なる２種類の光ディスクについて行ったが、３種類以上に増えた場合でも、最も透明層が厚い光ディスク、あるいは最も薄い光ディスクを基準光ディスクとして初期設置角度調整を行うことで、同様の効果を得ることが可能である。
【００４８】
図７に、波長の異なる２つの光源を用いて２種類の光ディスクに対応する、本実施形態の光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図を示す。なお、本実施形態の説明において、第１および第２の実施形態と同様の構成要素に関しては、第１および第２の実施形態で用いた符号を用いて説明する。
【００４９】
第１の光源２１と第２の光源２２とからの出射光の光路は合分波プリズム２３によって同じ光路となり、コリメートレンズ２０とレンズアクチェータ１１に設置した対物レンズ５によって、光ディスク１０に集光される。光ディスク１０の反射光は逆の経路をたどって信号検出光学系２４に導かれ、エラー信号や情報信号が検出される。
【００５０】
本実施形態の光ヘッドは、２種類の光ディスクと２種類の光源が１対１で対応している。また、光学系の途中の第１の光源２１および第２の光源２２の出射光が重なる部分に、波面補正素子１２が設置されている。波面補正素子１２は、図７ではコリメートレンズ２０と対物レンズ５との間に設置されているが、第１の光源２１および第２の光源２２の光路が重なる部分ならばどこでも良い。この波面補正素子１２は、波長選択性を持った固定光学素子となっている。
【００５１】
例えば、第１の光源２１でアクセスする厚さｔ1の第１の光ディスクに対して対物レンズ５の最適設置角度が初期設定されている場合、第２の光源２２でアクセスする厚さｔ2の第２の光ディスクでは、最適角度から異なる。このとき発生する波面収差を補正する位相差は波長選択性のある波面補正素子１２が発生する。なお、波面補正素子１２は、第１の光源２１からの出射光に対しては位相差を生じない。
【００５２】
初期設定を第２の光ディスクに合わせる場合は、逆に第１の光源２１からの出射光も対して位相差を生じさせ、第２の光源２２からの出射光には位相差を生じない素子を使用する。
【００５３】
このような素子を用いれば、他に波面収差の調整機能を設けることなく、厚さの異なる２つの光ディスクに対して、どちらもほぼ最適な設置角度条件でアクセスすることが可能となる。また、固定の光学素子のため、特性の変化が少なく調整量の誤差も小さい。
【００５４】
具体的な固定光学素子２５の構成としては、図８に示すように、単純な段差表面の素子断面形状２７をもつ光学透明板を利用することができる。段差パターン２６は、液晶素子で用いられたのと同じような、コマ収差を近似的に補正する
波長選択機能は次のように働く。
【００５５】
波長のλ1とλ2において、材料の屈折率ｎが変化しないとすると、表面の段差をｄ（図８においては、ｄはｄ1およびｄ2の値を取りうる）とすれば、それぞれに波長の光が段差ｄで発生する位相差ａ、ｂは
２π（ｎ−１）ｄ／λ1＝ａ
２π（ｎ−１）ｄ／λ2＝ｂ
となる。いまａ＝２ｍπ（ｍは整数）とすれば、λ1に対しては実質的に波面位相差は無くなることになる。このとき、
ｂ＝２ｍπλ1／λ2
となる。ｍ＝１として、λ1＝０．７８μｍ、λ２＝０．６５μｍとすれば、０．４πの位相差を、ｍ＝２とすれば０．８πの位相差を、λ2の波長を使用する場合にのみ選択的に発生することができる。ｍを変えることで、離散的にではあるが、いくつかの位相差を実現することができるので、これを用いて、適当な段差を設定することでコマ収差を補正することができる。
【００５６】
離散値しか補正量を取れない波長選択制の素子で、適当な補正が実現できない場合は、第２の光源２２の直後の一方の光源の出射光のみが存在する光路中に、固定光学素子２５、すなわち、波面補正素子１２を設置することもできる。この場合は、図８と同じような段差が形成された素子を用い、任意の段差で任意の位相差を実現することができる。ただし、光源近くでビーム径が小さいため、波面補正素子１２の加工精度や設置精度は、対物レンズ５近くに設置する場合と比べて高いものが必要となる。
【００５７】
最適設置角度のずれ量がほぼ一定の場合は、波面補正素子１２も一種類でよいが、ずれ量が光ヘッドごとにある一定範囲でばらつくような場合、そのばらつき範囲をカバーする補正量の波面補正素子１２を数種類用意しておき、必要な補正量に対して、もっとも近い補正量を持つ波面補正素子１２を設置することで、ある程度の広いばらつき範囲であっても、実用的に問題のない状態まで補正をすることも可能である。
【００５８】
ところで、２種類の光ディスクに対応する場合、一方の光ディスク記録と再生との両方が行われ、他方は再生のみが行われることがある。同じ光ディスクで記録と再生の設置角度依存を調べると、図９に示すように、記録のマージンの方が狭くなることが多い。
【００５９】
そこで、初期設定を行う基準光ディスクは再生のみの光ディスクとして、記録再生を行う光ディスクは補正機能でダイナミックに補正する、あるいは、初期設定を行う基準光ディスクは記録再生を行う光ディスクとして、再生のみの光ディスクは固定値を補正機能で補正する、という第１の実施形態において図２で説明した場合と同じような設定方法が利用可能となる。
【００６０】
異なる種類の光ディスクに対する対物レンズ５の最適設置角度の評価は、光ヘッド全体を組み上げた段階で評価することもできるが、基本的に対物レンズ５単体の特性に依存する場合が多い。
【００６１】
そこで、別に評価光学系等を構成し、対物レンズ５単体は、あるいはハンドリングがしやすいようにレンズアクチェータへ設置した状態で、ずれ量を評価し、その値を光ヘッドの補正量として利用することも可能であり、光ヘッド生産の効率を上げることができる。
【００６２】
さらに、対物レンズ５の製造ロット内ばらつきが小さければ、抜き取り評価のみで済ますことも可能である。
【００６３】
なお、上述した各実施形態は、どのように組み合わせて用いるものであってもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、対物レンズの初期設定角度を基準光ディスクに対して設定し、波面収差補正手段により、この基準光ディスクに対してなされた初期設定角度を基準として別の光ディスクに対して最適設置角度に変更するため、基準光ディスクはもちろんのこと、別の光ディスクに対しても波面収差を精度よく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における光ヘッドの対物レンズの設置角度に対する信号ジッタ量特性を示すグラフである。
【図３】透明層の厚さが薄い第２の光ディスクに初期設置角度を合わせた場合を説明するためのグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態における光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図である。
【図５】液晶素子による波面補正素子の正面図である。
【図６】波面補正素子として、曲面の曲率がほぼ等しい凹レンズ凸レンズとを用いた光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図である。
【図８】固定光学素子の側断面図および正面図である。
【図９】同じ光ディスクにおける記録時および再生時の信号ジッタ量特性を示すグラフである。
【図１０】従来の光ヘッドにおける対物レンズの初期設定角度の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 第１の光ディスク
２ 第２の光ディスク
３ 情報層
４ 透明層
５ 対物レンズ
６ チルト付レンズアクチェータ
７ 光学系
１１ レンズアクチェータ
１２ 波面補正素子
１３ 液晶素子
１４ 電極パターン
１５ 光ビーム
２０ コリメートレンズ
２１ 第１の光源
２２ 第２の光源
２３ 合分波プリズム
２４ 信号検出光学系
２５ 固定光学素子
２６ 段差パターン
２７ 素子断面形状
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を用いて情報の記録または再生を行う光ディスク装置に用いられる光ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの発展に伴って、いろいろな種類の光ディスクが製造され、一つの光ディスク装置で複数の規格の光ディスクを記録再生する需要が高まっている。
【０００３】
光ディスクは、使用する光源波長に対して透明な基板、あるいは透明なカバー層を介し、その裏側に設けられた情報層にアクセスをする構成が一般的である。市場の要求に対応して容量アップを図るため、情報層の記録密度の向上を常に求められている。このため、新しく規格が作成される光ディスクほど、微小な集光スポットを情報層に形成しやすいように、透明層の厚さが薄くなるのが一般的である。
典型的な例としては、ＣＤとＤＶＤの光ディスクがある、ＣＤが１．２ｍｍの透明基板を使用するのに対し、ＤＶＤは０．６ｍｍの透明基板を使用している。容量は、ＣＤが約６４０ＭＢに対し、ＤＶＤは約４．７ＧＢと向上している。
【０００４】
光ディスクに用いられる透明層の厚さが異なると、回折限界に近い集光スポットを形成しようした場合、従来の対物レンズでは対応することが難しかった。
【０００５】
そこで新たなレンズ構造の研究開発が行われ、レンズの表面に回折格子を形成したり、表面形状を複雑な非球面形状とすることなどで、基板厚さの異なる複数の光ディスクに対しても実用的に問題のない集光スポットを形成することが可能となってきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにして製造された対物レンズにおいては、形状が複雑で製造上のトレランスが小さくなっていることもあり、設計と同じものを作るのが難しくなっている。
【０００７】
特に光ディスクと対物レンズの間の設置角度の最適値が、光ディスクの種類によって異なってしまうという問題が生じている。
【０００８】
図１０にそのような対物レンズの特性例を示す。図では、レンズの設置角度に対して、２種類の光ディスクから情報を再生したときの信号ジッタ量の変化を示している。第１の光ディスクと第２の光ディスクではジッタ量最小となる最適な設置角度がずれている。
【０００９】
従来は、破線矢印で示すような両方の光ディスクの特性のバランスが取れる設置角度で使用をしているが、それぞれの光ディスクを最適設置角度で使用する場合と比べ、光ディスクのそりなどの誤差要因に対するトレランスが減少し、波面収差が増大する問題が生じている。
【００１０】
そこで本発明は、複数の光ディスクに対しての波面収差の発生を抑制する光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光ヘッド装置は、それぞれ異なる厚さの透明層が形成されている複数の光ディスクに対応可能な対物レンズを有する光ヘッドを備えた光ヘッド装置において、
前記光ディスクに対して前記対物レンズが略最適な特性を実現する最適設置角度が、前記各光ディスクのうちの基準とする基準光ディスクに対して、前記対物レンズの初期設定角度として設定されており、
前記基準光ディスクとは異なる別の前記光ディスクに前記対物レンズを対応させる場合、前記初期設定角度から、前記別の光ディスクに対する前記最適設置角度までのずれ量を検出する検出手段と、
前記初期設定角度から、前記別の光ディスクに対する前記最適設置角度までのずれ量を補正することで、前記別の光ディスクに対する波面収差を補正する波面収差補正手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記の通りの本発明の光ヘッド装置は、基準光ディスクに対して、対物レンズの初期設定角度を設定し、別の光ディスクに対物レンズを対応させる場合には、検出手段により、初期設定角度に対する、別の光ディスクの最適設置角度のずれ量を検出する。そして、対物レンズの設置角度のずれにより生じる波面収差を波面収差補正手段で補正する。このように、本発明は、対物レンズの初期設定角度を、基準光ディスクと別の光ディスクとの特性のバランスが取れる設置角度ではなく、基準光ディスクに対して設定している。そして、波面収差補正手段により、この基準光ディスクに対してなされた初期設定角度を基準として別の光ディスクに対して最適設置角度に変更するため、基準光ディスクはもちろんのこと、別の光ディスクに対しても波面収差を精度よく補正することができる。
【００１３】
また、本発明の光ヘッド装置は、各光ディスクのうち透明層の厚さの最も厚い基準光ディスクに対して初期設定角度が設定されているものであってもよい。この場合、透明層の厚さの最も厚い基準光ディスク、すなわち、信号ジッタ量のマージンが最も小さくて厳しい光ディスクに対して初期設定角度が設定されているため、基準光ディスクよりも信号ジッタ量のマージンが大きい別の光ディスクに対応する際、波面収差を精度よく補正することができる。
【００１４】
また、本発明の光ヘッド装置は、各光ディスクのうち透明層の厚さの最も薄い基準光ディスクに対して初期設定角度が設定されているものであってもよい。
【００１５】
また、本発明の光ヘッド装置は、検出手段が、再生のみ可能な基準光ディスクに対して設定された初期設定角度からの、記録および再生が可能な別の光ディスクに対する最適設置角度のずれ量を検出する機能を有し、
波面収差補正手段が、検出手段による検出結果に基づき、ずれ量を補正するものであってもよい。
【００１６】
また、本発明の光ヘッド装置は、波面収差補正手段が、光ディスクに対する対物レンズの角度を所定の量だけ変更させることで、記録および再生が可能な基準光ディスクに対して設定された初期設定角度からの、別の光ディスクである再生のみ可能な光ディスクに対しての最適設置角度のずれ量を補正する機能を有するものであってもよい。
【００１７】
また、本発明の光ヘッド装置は、初期設定角度から、予め設定された所定角度まで補正する手段を有し、検出手段が、所定角度から最適設置角度までの残差ずれ量を検出する機能を有し、波面収差補正手段が、検出手段による検出結果に基づき残差ずれ量を補正することで、別の光ディスクに対する波面収差を補正する機能を有するものであってもよい。この場合、波面収差補正手段による補正量が小さくて済むことより、補正精度を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明の光ヘッド装置は、波面収差補正手段が、対物レンズの設置角度を変化させるアクチュエータ機構を有するものであってもよい。
【００１９】
また、本発明の光ヘッド装置は、波面収差補正手段が、液晶素子であってもよい。この場合、機械的な駆動機構により波面収差の補正をするものでないため、機構を簡単化することができる。
【００２０】
また、本発明の光ヘッド装置は、検出手段が、光ディスクに形成された情報トラックに対して略直交する方向となる最適設置角度のずれを検出する機能を有し、波面収差補正手段が、検出手段による検出結果に基づき略直交となる方向のずれを補正することで、別の光ディスクに対する波面収差を補正する機能を有するものであってもよい。
【００２１】
また、本発明の光ヘッド装置は、光ディスクへの記録に対応する光を出射する第１の光源と、第１の光源から出射される光の波長とは異なる波長の、光ディスクの再生に対応する光を出射する第２の光源とを有し、
波面収差補正手段が、１種類の別の光ディスクに対してのみ波面収差を補正する固定光学素子を有するものであってもよい。
【００２２】
また、本発明の光ヘッド装置は、固定光学素子は、第１の光源、あるいは第２の光源のいずれか一方からの光の波長に対してのみ波面収差を発生する波長選択素子であってもよい。
【００２３】
また、本発明の光ヘッド装置は、それぞれ波面収差補正量が異なる複数の固定光学素子を有し、各固定光学素子のなかで、必要な補正量に対して最も近い補正量を持つ固定光学素子を選択して設置する手段を有するものであってもよい。
【００２４】
また、本発明の光ヘッド装置は、対物レンズを、光ディスクに形成された情報トラックに対してのフォーカス方向およびトラック方向に移動可能に搭載したアクチュエータと、対物レンズがアクチュエータに搭載された状態で、各光ディスクの最適設置角度を評価し、初期設定角度、および波面収差の補正量を求める手段とを有するものであってもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に本実施形態の光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図を示す。図１（ａ）は、情報層３と厚さｔ1の透明層４を持つ第１の光ディスク１に対して本実施形態の光ヘッド装置がアクセスしている状態を、図１（ｂ）は、第１の光ディスク１よりも薄い厚さｔ2の透明層４を有する第２の光ディスク２に対して本実施形態の光ヘッド装置がアクセスしている状態をそれぞれ示している。
【００２６】
本実施形態の光ヘッドは、チルト付きレンズアクチェータ６に設置された対物レンズ５と光学系７とで構成されている。これ以外に、一般的に知られているようにサーボ制御の電気回路なども用いられるが、本発明の原理とは直接関係ないので図１では省略してある。また、光学系７もレーザ光源や光検出器、ビームスプリッタなどで構成され、光ディスク反射光よりフォーカスやトラックなどのエラーを検出する一般的に知られたものが利用可能である。さらに、光源として複数の波長光源を有し、光ディスクの種類によって異なる波長の光源を使用するものもある。
【００２７】
対物レンズ５は、光ディスクの面ぶれやトラックずれに対応するために、フォーカス方向とトラック横断方向への位置調整が可能であるとともに、さらに、対物レンズ５の傾き角度を可変調整することが可能なチルト付きレンズアクチェータ６に搭載されている。チルトは、フォーカスやトラック制御と同じように、電磁力により対物レンズ５を搭載した部分の傾きを変化させることで実現できる。
【００２８】
対物レンズ５の持つ設置角度に対する信号ジッタ量特性は、図２に示すグラフのようになる。図２中、第１の光ディスク１のジッタの変化を実線で、第２の光ディスク２のジッタの変化を一点鎖線で示している。第２の光ディスク２よりも透明層４が厚い第１の光ディスク１の方が一般に記録密度が低いため、ジッタの変化は、第１の光ディスク１の方が第２の光ディスク２に比べてゆるやかになっている。
【００２９】
図１（ａ）に示すチルト付きレンズアクチェータ６の設置角度は、基準光ディスクとなる第１の光ディスク１に対して対物レンズ５の設置角度が最適になるように初期調整されている。これは、図２の矢印Ａで示す設置角度が第１の初期設定量の条件となる。この第１の初期設定量の条件は、矢印Ｂで示す第２の光ディスク２に対する対物レンズ５の最適な設置角度である、第２の初期設定量の条件から大きくずれている。よって、対物レンズ５の設置角度を第２の光ディスク２に最適化させるために、チルト付きレンズアクチェータ６のチルト機能を用いて対物レンズ５の設置角度を、矢印Ａの角度から矢印Ｂの角度まで変化させる。対物レンズ５の設置角度が矢印Ｂとなった状態を模式的に示しているのが図１（ｂ）である。
【００３０】
設置角度の調整量としては、第１の光ディスク１および第２の光ディスク２の２種類の光ディスクに対する、図２に示す矢印Ａと矢印Ｂとの２つの最適設置角度の違い分だけ調整することも考えられる。しかし、第２の光ディスク２のように記録密度が高い光ディスクにおいては、図２に示すようにもともとのジッタ量の設置角度に対するマージンが少ないため、チルト付きレンズアクチェータ６のチルト特性の変動や、第２の光ディスク２のそり等があると常時最適な設置角度を保つことは難しい。そこで第２の光ディスク２と対物レンズ５の相対的な傾き量の変化を光学系７の検出器により検出して、その検出量に応じてチルト量を調整すれば、第２の光ディスク２に対して、より精度の高い設置角度を実現することができる。
【００３１】
チルトの検出器としては、ＬＥＤ光を発光させ反射光を２分割センサで受光してバランスの変化よりチルト変化を検出する専用のチルトセンサや、エラー検出光学系から演算して求める方法、また対物レンズ５のチルトを変化させたときの信号ジッタ量より検出する方法などであってもよい。
【００３２】
また、対物レンズ５のチルト調整機能としては、光ヘッドを半径方向にアクセスさせるキャリッジを搭載したベース構造ごと傾ける方法、光ヘッド全体を傾ける方法、光ヘッド内のレンズアクチェータ全体を傾ける方法なども利用可能である。
【００３３】
また、チルトを検出して対物レンズ５の設置角度を調整するときに、初期設定からのずれの全てを対物レンズ５のチルト調整機能のみで調整することも考えられるが、対物レンズ５の持っている設置角度のずれ量が大きな場合は、あらかじめ設定してある対物レンズ特性相当の角度分の補正分をオフセットとし、残差分をチルトの検出結果に基づいて補正することも可能である。つまり、ずれ量の大部分である図２の矢印Ａ−Ｂ間の２つの差分を単にオフセットにより角度調整し、残差分（図２中、矢印Ｂ−Ｃ間）のみをチルト検出して角度調整するものであってもよい。この場合、ずれ量の全てをチルト調整機能により調整するのに比べ、残差分の補正量が小さくなるため、補正の精度を上げることが可能となる。
【００３４】
以上、透明層４の厚い第１の光ディスク１を基準光ディスクとして対物レンズ５の初期設定角度を設定した例を示したが、透明層４の厚さが薄い第２の光ディスク２を基準光ディスクとして対物レンズ５の初期設定角度を設定するものであってもよい。設定角度のマージンが、光ディスクのそり変化量など変動要因と比べて大きな値であり、初期設定のみで対応可能なマージンが得られる場合、第２の光ディスク２を基準光ディスクとすることは、特に好適である。
【００３５】
図３に示すように、マージンａの第１の光ディスク１に比べて小さいマージンｂの第２の光ディスク２に初期設置角度を合わせるということは、機械的に決められる初期設置角度を、第１の光ディスク１を対象に初期設定するのに比べて厳しい条件で初期設定するということになる。なお、この厳しい条件とは、精度の高い初期設定が求められるということを指す。例えば、図３において、矢印Ａで第１の光ディスク１を対象に設置角度が初期設定された場合では、設置角度Ａからδずれることで信号ジッタ量がＮ1だけ増加するのに対し、矢印Ｂで第２の光ディスク２を対象に設置角度が初期設定された場合では、設置角度Ｂから同じδだけずれることで、信号ジッタ量の増分がＮ1よりも大きいＮ2分増加してしまう。このように、厳しい条件で機械的な初期設定をしておくことで、第１の光ディスク１の設置角度ずれに対するマージンは大きいため、多少のチルトの補正における誤差の発生はマージンで吸収することができ、実用上問題のない特性を実現することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、設置角度のずれに対して、対物レンズ５のチルト調整により対応する光ヘッドに関して説明したが、本実施形態では、対物レンズの設置角度は変化させずに、光学的に補償する構成の光ヘッドに関して説明する。なお、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同様の構成要素に関しては、第１の実施形態で用いた符号を用いて説明する。
【００３７】
図４に本実施形態の光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図を示す。
【００３８】
本実施形態の光ヘッドは、対物レンズ５が搭載されたレンズアクチェータ１６と光学系７との間に、波面補正素子１２が設置されている。この波面補正素子１２は、透過光の波面をダイナミックに制御することが可能なものである。
【００３９】
図５（ａ）にその一例として、液晶素子１３による波面補正素子１２を示す。この液晶素子１３は、電極に加える電圧によって、液晶の屈折率を変化させ、光ディスク１０に対する透過光の波面位相を変化させることができるものである。液晶素子１３上は電極パターン１４によっていくつかの領域に分割されている。図５では、５つの領域に分割され透過する光ビーム１５の等価波面の位相を、電圧を印可することで領域ごとに独立に調整することができる。
【００４０】
設置角度ずれによって発生する波面収差は大部分がコマ収差であり、光ビームの一点鎖線Ｘ−Ｘ’の位置におけるコマ収差の分布は、図５（ｂ）の曲線ａで示すような変化となる。従って、この分布を補償するような位相差を液晶素子で発生させれば、対物レンズ５の角度を変化させた場合と同じ効果を得ることができる。
【００４１】
実際には、波面収差の値を完全に０にする必要はなく、所定の値以下に押さえれば実用上の問題はなくなるので、曲線の変化を階段状の補正で近似する方法が利用できる。図５（ｂ）のハッチングｂで示したものが、液晶素子１３による補正量である。この補正量の大きさを電極に加える電圧をダイナミックに変えることで自由に制御することができるので、液晶素子１３、すなわち、波面補正素子１２を第１の実施形態で示したチルト付きレンズアクチェータ１６と同じように機能させることができる。また、本実施形態の場合、メカ的な可動部分がないというメリットがある。なお、補正するべき設置角度ずれ量が大きい場合に対しては、電極パターンの分割を細かくすることで対応することができる。
【００４２】
ダイナミック制御が可能な波面補正素子１２としては、図６に示すように曲面の曲率がほぼ等しい、凹レンズ１４ａと凸レンズ１４ｂとをペアで光路中に設置したものも利用できる。この場合、光軸に直交方向で互いに反対方向に２つのレンズ位置をずらすことで、ずらす量に対応した波面収差を得ることができるが、この収差がほぼコマ収差と同じ波面形状をしていることを利用している。
【００４３】
ところで、対物レンズ５は一般に回転対称であるため、光ディスクの種類による最適設置角度のずれの方向は、レンズ面内で一般に任意の方向となる。
【００４４】
光ディスクにおいては、情報は円盤の上にスパイラル状に形成されたトラックにそって記録されることが多いが、円盤状の光ディスクの場合、その形状から円盤の円周方向に比べ、半径方向のそり量が大きくなる傾向がある。つまり、トラック方向に比べ、トラック直交方向のそり量が大きいことになる。このため、従来使用されてきた対物レンズ５の設置角度を調整する機能は、トラック直交方向のみを補正するものが多い。
【００４５】
上述した各実施形態において、最適設置角度のずれの方向は規定していないが、調整できる方向がトラック直交方向のみに限定される場合、補正可能なものはトラック直交方向のずれ量のみで、トラック平行方向にあるずれ量は補正できないことになる。
【００４６】
このような場合も、トラック平行方向の設置角度ずれは再生信号の固定的な歪みとなるので、ある程度は電気的な波形等価回路で補正することができ、実用的にはそのまま使用することも可能なことが多い。
【００４７】
しかし、さらに装置マージン確保が求められ、設置角度ずれ量のすべてを補正したい場合は、あらかじめ対物レンズ５の設置角度ずれの方向を評価しておき、ずれの方向がトラック直交方向となるように対物レンズ５をレンズアクチェータに固定すればよい。
（第３の実施形態）
以上の説明は透明層の厚さの異なる２種類の光ディスクについて行ったが、３種類以上に増えた場合でも、最も透明層が厚い光ディスク、あるいは最も薄い光ディスクを基準光ディスクとして初期設置角度調整を行うことで、同様の効果を得ることが可能である。
【００４８】
図７に、波長の異なる２つの光源を用いて２種類の光ディスクに対応する、本実施形態の光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図を示す。なお、本実施形態の説明において、第１および第２の実施形態と同様の構成要素に関しては、第１および第２の実施形態で用いた符号を用いて説明する。
【００４９】
第１の光源２１と第２の光源２２とからの出射光の光路は合分波プリズム２３によって同じ光路となり、コリメートレンズ２０とレンズアクチェータ１１に設置した対物レンズ５によって、光ディスク１０に集光される。光ディスク１０の反射光は逆の経路をたどって信号検出光学系２４に導かれ、エラー信号や情報信号が検出される。
【００５０】
本実施形態の光ヘッドは、２種類の光ディスクと２種類の光源が１対１で対応している。また、光学系の途中の第１の光源２１および第２の光源２２の出射光が重なる部分に、波面補正素子１２が設置されている。波面補正素子１２は、図７ではコリメートレンズ２０と対物レンズ５との間に設置されているが、第１の光源２１および第２の光源２２の光路が重なる部分ならばどこでも良い。この波面補正素子１２は、波長選択性を持った固定光学素子となっている。
【００５１】
例えば、第１の光源２１でアクセスする厚さｔ1の第１の光ディスクに対して対物レンズ５の最適設置角度が初期設定されている場合、第２の光源２２でアクセスする厚さｔ2の第２の光ディスクでは、最適角度から異なる。このとき発生する波面収差を補正する位相差は波長選択性のある波面補正素子１２が発生する。なお、波面補正素子１２は、第１の光源２１からの出射光に対しては位相差を生じない。
【００５２】
初期設定を第２の光ディスクに合わせる場合は、逆に第１の光源２１からの出射光も対して位相差を生じさせ、第２の光源２２からの出射光には位相差を生じない素子を使用する。
【００５３】
このような素子を用いれば、他に波面収差の調整機能を設けることなく、厚さの異なる２つの光ディスクに対して、どちらもほぼ最適な設置角度条件でアクセスすることが可能となる。また、固定の光学素子のため、特性の変化が少なく調整量の誤差も小さい。
【００５４】
具体的な固定光学素子２５の構成としては、図８に示すように、単純な段差表面の素子断面形状２７をもつ光学透明板を利用することができる。段差パターン２６は、液晶素子で用いられたのと同じような、コマ収差を近似的に補正する
波長選択機能は次のように働く。
【００５５】
波長のλ1とλ2において、材料の屈折率ｎが変化しないとすると、表面の段差をｄ（図８においては、ｄはｄ1およびｄ2の値を取りうる）とすれば、それぞれに波長の光が段差ｄで発生する位相差ａ、ｂは
２π（ｎ−１）ｄ／λ1＝ａ
２π（ｎ−１）ｄ／λ2＝ｂ
となる。いまａ＝２ｍπ（ｍは整数）とすれば、λ1に対しては実質的に波面位相差は無くなることになる。このとき、
ｂ＝２ｍπλ1／λ2
となる。ｍ＝１として、λ1＝０．７８μｍ、λ２＝０．６５μｍとすれば、０．４πの位相差を、ｍ＝２とすれば０．８πの位相差を、λ2の波長を使用する場合にのみ選択的に発生することができる。ｍを変えることで、離散的にではあるが、いくつかの位相差を実現することができるので、これを用いて、適当な段差を設定することでコマ収差を補正することができる。
【００５６】
離散値しか補正量を取れない波長選択制の素子で、適当な補正が実現できない場合は、第２の光源２２の直後の一方の光源の出射光のみが存在する光路中に、固定光学素子２５、すなわち、波面補正素子１２を設置することもできる。この場合は、図８と同じような段差が形成された素子を用い、任意の段差で任意の位相差を実現することができる。ただし、光源近くでビーム径が小さいため、波面補正素子１２の加工精度や設置精度は、対物レンズ５近くに設置する場合と比べて高いものが必要となる。
【００５７】
最適設置角度のずれ量がほぼ一定の場合は、波面補正素子１２も一種類でよいが、ずれ量が光ヘッドごとにある一定範囲でばらつくような場合、そのばらつき範囲をカバーする補正量の波面補正素子１２を数種類用意しておき、必要な補正量に対して、もっとも近い補正量を持つ波面補正素子１２を設置することで、ある程度の広いばらつき範囲であっても、実用的に問題のない状態まで補正をすることも可能である。
【００５８】
ところで、２種類の光ディスクに対応する場合、一方の光ディスク記録と再生との両方が行われ、他方は再生のみが行われることがある。同じ光ディスクで記録と再生の設置角度依存を調べると、図９に示すように、記録のマージンの方が狭くなることが多い。
【００５９】
そこで、初期設定を行う基準光ディスクは再生のみの光ディスクとして、記録再生を行う光ディスクは補正機能でダイナミックに補正する、あるいは、初期設定を行う基準光ディスクは記録再生を行う光ディスクとして、再生のみの光ディスクは固定値を補正機能で補正する、という第１の実施形態において図２で説明した場合と同じような設定方法が利用可能となる。
【００６０】
異なる種類の光ディスクに対する対物レンズ５の最適設置角度の評価は、光ヘッド全体を組み上げた段階で評価することもできるが、基本的に対物レンズ５単体の特性に依存する場合が多い。
【００６１】
そこで、別に評価光学系等を構成し、対物レンズ５単体は、あるいはハンドリングがしやすいようにレンズアクチェータへ設置した状態で、ずれ量を評価し、その値を光ヘッドの補正量として利用することも可能であり、光ヘッド生産の効率を上げることができる。
【００６２】
さらに、対物レンズ５の製造ロット内ばらつきが小さければ、抜き取り評価のみで済ますことも可能である。
【００６３】
なお、上述した各実施形態は、どのように組み合わせて用いるものであってもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、対物レンズの初期設定角度を基準光ディスクに対して設定し、波面収差補正手段により、この基準光ディスクに対してなされた初期設定角度を基準として別の光ディスクに対して最適設置角度に変更するため、基準光ディスクはもちろんのこと、別の光ディスクに対しても波面収差を精度よく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における光ヘッドの対物レンズの設置角度に対する信号ジッタ量特性を示すグラフである。
【図３】透明層の厚さが薄い第２の光ディスクに初期設置角度を合わせた場合を説明するためのグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態における光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図である。
【図５】液晶素子による波面補正素子の正面図である。
【図６】波面補正素子として、曲面の曲率がほぼ等しい凹レンズ凸レンズとを用いた光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における光ヘッド装置における光ヘッドの概略構成図である。
【図８】固定光学素子の側断面図および正面図である。
【図９】同じ光ディスクにおける記録時および再生時の信号ジッタ量特性を示すグラフである。
【図１０】従来の光ヘッドにおける対物レンズの初期設定角度の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 第１の光ディスク
２ 第２の光ディスク
３ 情報層
４ 透明層
５ 対物レンズ
６ チルト付レンズアクチェータ
７ 光学系
１１ レンズアクチェータ
１２ 波面補正素子
１３ 液晶素子
１４ 電極パターン
１５ 光ビーム
２０ コリメートレンズ
２１ 第１の光源
２２ 第２の光源
２３ 合分波プリズム
２４ 信号検出光学系
２５ 固定光学素子
２６ 段差パターン
２７ 素子断面形状
Claims (13)
- それぞれ異なる厚さの透明層が形成されている複数の光ディスクに対応可能な対物レンズを有する光ヘッドを備えた光ヘッド装置において、
前記光ディスクに対して前記対物レンズが略最適な特性を実現する最適設置角度が、前記各光ディスクのうちの基準とする基準光ディスクに対して、前記対物レンズの初期設定角度として設定されており、
前記基準光ディスクとは異なる別の前記光ディスクに前記対物レンズを対応させる場合、前記初期設定角度から、前記別の光ディスクに対する前記最適設置角度までのずれ量を検出する検出手段と、
前記初期設定角度から、前記別の光ディスクに対する前記最適設置角度までのずれ量を補正することで、前記別の光ディスクに対する波面収差を補正する波面収差補正手段とを有することを特徴とする光ヘッド装置。 - 前記各光ディスクのうち前記透明層の厚さの最も厚い前記基準光ディスクに対して前記初期設定角度が設定されている請求項１に記載の光ヘッド装置。
- 前記各光ディスクのうち前記透明層の厚さの最も薄い前記基準光ディスクに対して前記初期設定角度が設定されている請求項１に記載の光ヘッド装置。
- 前記検出手段が、再生のみ可能な前記基準光ディスクに対して設定された前記初期設定角度からの、記録および再生が可能な前記別の光ディスクに対する前記最適設置角度のずれ量を検出する機能を有し、
前記波面収差補正手段が、前記検出手段による検出結果に基づき、前記ずれ量を補正する請求項１に記載の光ヘッド装置。 - 前記波面収差補正手段が、前記光ディスクに対する前記対物レンズの角度を所定の量だけ変更させることで、記録および再生が可能な前記基準光ディスクに対して設定された前記初期設定角度からの、前記別の光ディスクである再生のみ可能な前記光ディスクに対しての前記最適設置角度のずれ量を補正する機能を有する請求項１に記載の光ヘッド装置。
- 前記初期設定角度から、予め設定された所定角度まで補正する手段を有し、前記検出手段が、前記所定角度から前記最適設置角度までの残差ずれ量を検出する機能を有し、前記波面収差補正手段が、前記検出手段による検出結果に基づき前記残差ずれ量を補正することで、前記別の光ディスクに対する波面収差を補正する機能を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
- 前記波面収差補正手段が、前記対物レンズの設置角度を変化させるアクチュエータ機構を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
- 前記波面収差補正手段が、液晶素子である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
- 前記検出手段が、前記光ディスクに形成された情報トラックに対して略直交する方向となる前記最適設置角度のずれを検出する機能を有し、前記波面収差補正手段が、前記検出手段による検出結果に基づき前記略直交となる方向のずれを補正することで、前記別の光ディスクに対する波面収差を補正する機能を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
- 前記光ディスクへの記録に対応する光を出射する第１の光源と、前記第１の光源から出射される光の波長とは異なる波長の、前記光ディスクの再生に対応する光を出射する第２の光源とを有し、
前記波面収差補正手段が、１種類の前記別の光ディスクに対してのみ波面収差を補正する固定光学素子を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 前記固定光学素子は、前記第１の光源、あるいは前記第２の光源のいずれか一方からの光の波長に対してのみ波面収差を発生する波長選択素子である請求項１０に記載の光ヘッド装置。
- それぞれ波面収差補正量が異なる複数の前記固定光学素子を有し、前記各固定光学素子のなかで、必要な補正量に対して最も近い補正量を持つ前記固定光学素子を選択して設置する手段を有する請求項１０に記載の光ヘッド装置。
- 前記対物レンズを、前記光ディスクに形成された情報トラックに対してのフォーカス方向およびトラック方向に移動可能に搭載したアクチュエータと、前記対物レンズが前記アクチュエータに搭載された状態で、前記各光ディスクの前記最適設置角度を評価し、前記初期設定角度、および前記波面収差の補正量を求める手段とを有する請求項１ないし１２に記載の光ヘッド装置。
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