JP4752906B2 - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク等の光記録媒体に対して、情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ、光ディスク装置等に用いられる対物レンズ、並びに、これを用いた光ピックアップ及び光ディスク装置に関する。

従来より、情報信号の記録媒体として、波長７８５ｎｍ程度の光ビームを用いるＣＤ（Compact Disc）や、ＣＤより高密度記録を実現した波長６６０ｎｍ程度の波長の光ビームを用いるＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の光ディスクがある。さらに、光ディスクには、ＤＶＤより高密度記録が実現された青紫色半導体レーザによる波長４０５ｎｍ程度の光ビームを用いて信号の記録再生を行う高密度記録が可能な光ディスク（以下、「高密度記録光ディスク」という。）がある。この高密度記録光ディスクとして、例えばＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））のような、信号を記録する記録層を保護するカバー層（保護層）の厚さを薄くした構造のものが提案されている。

上述のＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクに情報信号の記録を行い、あるいは光ディスクに記録された情報信号の再生を行うために光ピックアップが用いられている。かかる光ピックアップは、光ビームを出射する光源や、光源から出射される光ビームを光ディスクの記録層に集光する対物レンズや、光源からの光ビームを対物レンズに導く固定光学系等を有している。

かかる光ピックアップにおいて、従来、光ディスクの記録層に光ビームを集光させる対物レンズの組み立て調整時に、この対物レンズを基準となる反り等のない理想的な光ディスク（以下「基準ディスク」ともいう。）に対して傾斜させることがある。換言すると、組み立て調整時に、固定光学系から対物レンズに導かれる光ビームの光軸と、対物レンズの光軸とを傾斜させることがある。これは、対物レンズを傾斜させて組み立てることにより、対物レンズ自体が持つコマ収差や、固定光学系等を構成する光ピックアップのその他の部品により発生するコマ収差を相殺し低減するものである。かかる手法は、コマ収差を低減することを目的として一般的に用いられている。そして、上述のようなコマ収差を低減する場合には、対物レンズは、傾斜して配置されることとなる。

ところで、対物レンズと光ディスクとの相対的な傾きにより発生するコマ収差は、対物レンズの開口数（ＮＡ）の３乗とカバー層厚さとに比例し、波長の逆数に比例することが知られている。従って、高ＮＡで且つ短波長の組み合わせとなるＢＤ用の光ピックアップ等の場合、コマ収差が問題となりやすく、これを解消するため上述のレンズ調整法が一般的に用いられている。

かかる光ピックアップ用の対物レンズとしては、量産性向上や軽量化等のために、その材料を、従来広く用いられていたガラスからプラスチック（合成樹脂）へ置き換えることが望まれる。近年、青色レーザに対する優れた耐光性をもつプラスチックの開発により、プラスチック製の対物レンズの導入検討が進められている。一般に、ガラス製の対物レンズは温度変化による屈折率変化が小さいため、温度変化により発生する光学系の球面収差量が小さく、温度変化による振る舞いは問題にならない。

しかし、一般に使用されているプラスチック製のレンズは温度変化の影響を大きく受け、変形、屈折率変化等の割合がガラス製のレンズと比べて大きい。その一方で、光ピックアップは、様々な環境で用いられており、所定の温度範囲内で正常に動作することが要求される。この環境温度変化に伴う屈折率変化により、球面収差が発生することとなる。したがって、従来の光ピックアップ装置では問題とならなかった屈折率変化による球面収差の変動も、レーザの短波長化と高いＮＡの対物レンズとの組み合わせにおいては、無視できない量となる。

屈折率変化による変動球面収差は、光ピックアップ光学系に含まれるコリメータレンズを光軸方向へ駆動させることで、相殺し低減させることが可能である。しかし、かかる球面収差を低減するためのコリメータレンズの移動により、対物レンズへの光ビームの入射倍率の変動が問題となる。すなわち、対物レンズへの光ビームの入射倍率は、変動球面収差の量に略比例して大きく変動する。

ここで、対物レンズへの入射倍率が変動すると、アプラナートな設計からずれが生じることとなり、対物レンズを傾けたときに発生するコマ収差の量が変化する。以下では、対物レンズをΔθ［ｄｅｇ］傾斜（以下、「レンズチルト」ともいう。）させたときに発生するコマ収差量がΔＷ_ＬＴ［λｒｍｓ］あった場合のΔＷ_ＬＴ／Δθで定義される感度を「レンズチルト感度」ともいう。そして、環境温度が高温のときと、低温のときとで、最適な球面収差を与える入射倍率が異なり、これに伴い、高温と低温とでレンズチルト感度が異なることとなる。

ところで、上述のように対物レンズを傾斜方向に調整固定した場合、常温等の調整時の温度においてはコマ収差は低減されている。このような状態で環境温度変化によりレンズチルト感度が変化した場合には、調整時に補正しようとしたコマ収差量と、対物レンズの傾斜により実際に発生するコマ収差量とが異なるという問題があった。換言すると、レンズチルト感度が環境温度変化で異なることで、実際の傾斜角度と最適な調整角度とが異なることとなり、信号品質に影響を及ぼす大きさのコマ収差が発生するという問題がある。また、環境温度変化における高温と低温とでレンズチルト感度の変化の挙動が異なり、レンズチルト感度が非常に低くなる場合がある。かかる場合には、温度変化で発生したコマ収差や、光ディスクの反りで発生するコマ収差をレンズチルトによりキャンセルすることができないという問題があった。そして、上述のようなコマ収差により、信号品質に悪影響を及ぼすという問題があった。

特開２００８−１１２５７５号公報

本発明の目的は、光ピックアップを構成する対物レンズをプラスチック製とすることによる量産性や軽量化を向上させるとともに、環境温度変化があったときにも、適切にコマ収差を低減することを可能として良好な記録再生特性を実現する光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明に光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と、略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、上記レンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ_ＬＴ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ_ＬＴ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部と、上記対物レンズ近傍の温度を検出する温度検出部とを備え、上記レンズチルト感度検知部は、上記温度検出部による検出温度に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない。
また、本発明に光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と、略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、上記対物レンズのレンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ _ＬＴ ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ _ＬＴ ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部と、上記光源と上記対物レンズとの間の光路上に設けられ該光源から出射された光ビームの発散角を変換するコリメータレンズを光軸方向に駆動することにより、該対物レンズに入射する光ビームの入射倍率を変化させるコリメータレンズ駆動部と、上記コリメータレンズの位置を検出する位置検出部とを備え、上記レンズチルト感度検知部は、上記コリメータレンズの位置に対する上記対物レンズに入射する光ビームの入射倍率の関係と、上記入射倍率に対するレンズチルト感度の関係とに基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない。
また、本発明に光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と、略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、上記対物レンズのレンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ _ＬＴ ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ _ＬＴ ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部とを備え、上記レンズチルト感度検知部は、上記対物レンズにチルトウォブリング動作を加えた際に検知されるジッタ又はＲＦ信号の変化に基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない。

また、本発明に係る光ディスク装置は、回転駆動される光ディスクに対して光ビームを照射することにより情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップを備える光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップとして、上述したようなものを用いるものである。

本発明は、対物レンズをプラスチック製とすることにより、量産性や軽量化を向上させるとともに、レンズチルト感度の変動を考慮した構成とすることにより、環境温度変化があったときにもコマ収差の補償を実現する。すなわち、本発明は、量産性や軽量化を実現させるとともに、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。

以下、発明を実施するための最良の形態を以下の順で説明する。
１．光ディスク装置の全体構成
２．光ピックアップの全体構成
３．対物レンズのレンズチルト感度について
４．レンズチルト補正の手法について
５．２層及び多層光ディスクに対する場合のレンズチルト補正の手法について
６．チルト補正処理（第１の例）
７．チルト補正処理（第２の例）
８．チルト補正処理（第３の例）

〔１．光ディスク装置の全体構成〕
以下、本発明が適用された光ディスク装置について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明が適用された光ディスク装置１は、光ディスク２から情報記録再生を行う光ピックアップ３と、光ディスク２を回転する回転駆動部となるスピンドルモータ４とを備える。また、光ディスク装置１は、光ピックアップ３を光ディスク２の径方向に移動させる送りモータ５を備えている。この光ディスク装置１は、フォーマットの異なる３種類の光ディスク及び記録層が積層化された光ディスクに対して情報信号の記録や再生を行うことができる３規格間互換性を実現した光ディスク装置である。

ここで用いられる光ディスク２は、例えば、発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを光源に用いた高密度記録が可能なＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））等の高密度記録型の第１の光ディスク１１である。この第１の光ディスク１１は、１００μｍｍ程度のカバー層を有し波長４０５ｎｍ程度の光ビームがカバー層側から照射される。なお、この第１の光ディスクには、記録層が単層である光ディスク（カバー層厚さ：１００μｍ）や、記録層が２層である所謂２層光ディスクがあるが、更に、多くの記録層を有していても良い。２層光ディスクの場合は、記録層Ｌ０のカバー層厚さが１００μｍ程度とされ、記録層Ｌ１のカバー層厚さが７５μｍ程度とされている。

また、ここで用いられる光ディスク２は、例えば、発光波長を６５５ｎｍ程度の半導体レーザを光源に用いたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の第２の光ディスク１２である。第２の光ディスク１２は、０．６ｍｍ程度のカバー層を有し、波長６５５ｎｍ程度の光ビームがカバー層側から照射される。なお、この第２の光ディスク１２においても、複数の記録層を設けても良い。

更に、ここで用いられる光ディスク２は、例えば、発光波長が７８５ｎｍ程度の半導体レーザを光源に用いたＣＤ(Compact Disc）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（ReWritable）等の第３の光ディスク１３である。第３の光ディスク１３は、１．２ｍｍ程度のカバー層を有し波長７８５ｎｍ程度の光ビームがカバー層側から照射される。

なお、以下、特に第１乃至第３の光ディスク１１，１２，１３を区別しないときは、単
に光ディスク２ともいう。

光ディスク装置１において、スピンドルモータ４及び送りモータ５は、サーボ制御部９によりディスク種類に応じて駆動制御されている。これにより、スピンドルモータ４は、例えば、第１の光ディスク１１、第２の光ディスク１２、第３の光ディスク１３を所定の回転数で駆動する。

光ピックアップ３は、３波長互換光学系を有する光ピックアップであり、規格の異なる光ディスクの記録層に対して異なる波長の光ビームを記録層に照射すると共に、この光ビームの記録層における反射光を検出する。

光ディスク装置１は、光ピックアップ３から出力された信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成するプリアンプ１４を備える。また、光ディスク装置１は、プリアンプ１４からの信号を復調し又は外部コンピュータ１７等からの信号を変調するための信号変復調器及びエラー訂正符号ブロック（以下、信号変復調器＆ＥＣＣブロックと記す。）１５を備える。また、光ディスク装置１は、インターフェース１６と、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１８と、オーディオ・ビジュアル処理部１９と、オーディオ・ビジュアル信号入出力部２０とを備える。

このプリアンプ１４は、光検出器からの出力に基づいて、非点収差法等によってフォーカスエラー信号を生成し、また、３ビーム法、ＤＰＤ法、ＤＰＰ法等によってトラッキングエラー信号を生成する。また、プリアンプ１４は、更にＲＦ信号を生成し、ＲＦ信号を、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５に出力する。また、プリアンプ１４は、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とをサーボ制御部９に出力する。

信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、第１の光ディスク１１に対して、データの記録を行うとき、インターフェース１６又はＤ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１８から入力されたディジタル信号に対して、以下の処理を行う。すなわち、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、第１の光ディスク１１に対してデータを記録するとき、入力されたディジタル信号に対して、ＬＤＣ−ＥＣＣ及びＢＩＳ等のエラー訂正方式によってエラー訂正処理を行う。信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、次いで、１−７ＰＰ方式等の変調処理を行う。また、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、第２の光ディスク１２に対してデータを記録するとき、ＰＣ（Product Code）等のエラー訂正方式に従ってエラー訂正処理を行い、次いで、８−１６変調等の変調処理を行う。更に、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、第３の光ディスク１３に対してデータを記録するとき、ＣＩＲＣ等のエラー訂正方式によってエラー訂正処理を行い、次いで、８−１４変調処理等の変調処理を行う。そして、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、変調されたデータをレーザ制御部２１に出力する。更に、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、各光ディスクの再生を行うとき、プリアンプ１４から入力されたＲＦ信号に基づいて、変調方式に応じた復調処理を行う。更に、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、エラー訂正処理を行って、インターフェース１６又はデータをＤ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１８に出力する。

なお、データ圧縮してデータ記録するときには、圧縮伸長部を信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５とインターフェース１６又はＤ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１８との間に設けても良い。この場合、データは、ＭＰＥＧ２やＭＰＥＧ４といった方式でデータが圧縮される。

サーボ制御部９は、プリアンプ１４からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が入力される。サーボ制御部９は、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が０となるようなフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成し、これらのサーボ信号に基づいて、対物レンズを駆動する３軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動部を駆動制御する。サーボ制御部９は、プリアンプ１４からの出力より、同期信号等を検出して、ＣＬＶ（Constant Linear Velocity）やＣＡＶ（Constant Angular Velocity）、更にはこれらの組み合わせの方式等でスピンドルモータを制御する。

レーザ制御部２１は、光ピックアップ３のレーザ光源を制御する。特に、この具体例では、レーザ制御部２１は、記録モード時と再生モード時とで発光部のレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。また、光ディスク２の種類に応じてもレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。レーザ制御部２１は、ディスク種類判別部２２によって検出された光ディスク２の種類に応じて光ピックアップ３のレーザ光源を切り換えている。

ディスク種類判別部２２は、第１〜第３の光ディスク１１，１２，１３の間の表面反射率や形状的及び外形的な違い等から反射光量の変化を検出し光ディスク２の異なるフォーマットを検出する。

光ディスク装置１を構成する各ブロックは、ディスク種類判別部２２における検出結果に応じて、装着される光ディスク２の仕様に基づく信号処理ができるように構成されている。

システムコントローラ７は、ディスク種類判別部２２で判別された光ディスクの種類に応じて装置全体を制御する。また、システムコントローラ７は、ユーザからの操作入力に応じて、光ディスク最内周にあるプリマスタードピットやグルーブ等に記録されたアドレス情報や目録情報（Table Of Contents；ＴＯＣ）に基づいて、各部を制御する。すなわち、システムコントローラ７は、上述の情報に基づいて、記録再生を行う光ディスクの記録位置や再生位置を特定し、特定した位置に基づいて、各部を制御する。

以上のように構成された光ディスク装置１は、スピンドルモータ４によって、光ディスク２を回転操作する。そして、光ディスク装置１は、サーボ制御部９からの制御信号に応じて送りモータ５を駆動制御し、光ピックアップ３を光ディスク２の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク２に対して情報信号の記録や再生を行う。

具体的には、光ディスク装置１により記録再生するときには、サーボ制御部９は、ＣＡＶやＣＬＶやこれらの組み合わせで光ディスク２を回転する。光ピックアップ３は、光源から光ビームを照射して光検出器により光ディスク２からの戻りの光ビームを検出し、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成する。また、光ピックアップ３は、これらフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動部により対物レンズを駆動してフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行う。

また、光ディスク装置１により記録する際には、外部コンピュータ１７からの信号がインターフェース１６を介して信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５に入力される。信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、インターフェース１６又はＡ／Ｄ変換器１８から入力されたディジタルデータに対して上述したような所定のエラー訂正符号を付加し、更に所定の変調処理を行った後に記録信号を生成する。レーザ制御部２１は、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５で生成された記録信号に基づいて、光ピックアップ３のレーザ光源を制御して、所定の光ディスクに記録する。

また、光ディスク２に記録された情報を光ディスク装置１により再生する際には、光検出器で検出された信号に対して、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５が復調処理を行う。信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がコンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェース１６を介して外部コンピュータ１７に出力される。これにより、外部コンピュータ１７は、光ディスク２に記録された信号に基づいて動作することができる。また、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がオーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ変換器１８でデジタルアナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部１９に供給される。そして、オーディオ・ビジュアル処理部１９でオーディオ・ビジュアル処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部２０を介して、図示しない外部のスピーカやモニターに出力される。

〔２．光ピックアップの全体構成〕
本発明を適用した光ピックアップ３は、図２に示すように、第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部を有する第１の光源部３１を備える。また、光ピックアップ３は、第１の波長より長い第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第２の波長より長い第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部とを有する第２の光源部３２を備える。また、光ピックアップ３は、この第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスク２の信号記録面上に集光する集光光学デバイスとしての対物レンズ３４を備える。また、光ピックアップ３は、第１乃至第３の出射部と、対物レンズ３４との間の光路上に配置され且つ光軸方向に移動可能とされるコリメータレンズ３５を備える。かかるコリメータレンズ３５は、第１乃至第３の波長の光ビームの発散角を変換して略平行光の状態又は所定の発散角を有する状態となるように調整して出射させる発散角変換素子として機能する。

また、光ピックアップ３は、光路分離部として機能する第１及び第２のビームスプリッタ３６，３７を備える。かかる第１及び第２のビームスプリッタ３６，３７は、復路の光ビームの光路と、第１乃至第３の出射部から出射された往路の各光ビームの光路とを分離する光路分離部である。ここで、復路の光ビームとは、対物レンズ３４により光ディスク２の信号記録面に集光されてこの信号記録面で反射された戻りの第１乃至第３の波長の光ビームを意味するものとする。また、光ピックアップ３は、この第１及び第２のビームスプリッタ３６，３７により分離された復路（戻り）の第１乃至第３の波長の光ビームを受光する共通の受光部３８を有する光検出器３９を備える。また、光ピックアップ３は、第１のビームスプリッタ３６と受光部３８との間に設けられるマルチレンズ４０を備える。かかるマルチレンズ４０は、第１のビームスプリッタ３６からの復路の第１乃至第３の波長の光ビームを受光部３８の受光面に集光されるカップリングレンズとして機能する。

また、光ピックアップ３は、第１の光源部３１の第１の出射部と第１のビームスプリッタ３６との間に設けられる第１のグレーティング４１を備える。かかる第１のグレーティング４１は、第１の出射部から出射された第１の波長の光ビームをトラッキングエラー信号等の検出のために３ビームに回折する機能を有する。また、光ピックアップ３は、第２の光源部３２の第２及び第３の出射部と第２のビームスプリッタ３７との間に設けられる第２のグレーティング４２を備える。かかる第２のグレーティング４２は、第２及び第３の出射部から出射された第２及び第３の波長の光ビームをそれぞれトラッキングエラー信号等の検出のために３ビームに回折する機能を有する。

さらに、光ピックアップ３は、コリメータレンズ３５と対物レンズ３４との間に設けられ、入射した第１乃至第３の波長の光ビームに１／４波長の位相差を与える１／４波長板４３を備える。また、光ピックアップ３は、対物レンズ３４と１／４波長板４３との間に設けられる立ち上げミラー４４を備える。この立ち上げミラー４４は、対物レンズ３４の光軸に直交する平面内で上述した光学部品を経由された光ビームを反射して立ち上げることにより対物レンズ３４の光軸方向に光ビームを出射させる。

第１の光源部３１は、例えば半導体レーザ等からなり、第１の光ディスク１１に対応すべく設計波長が４０５ｎｍ程度とする第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部としての発光部を有する。第２の光源部３２は、第２の光ディスク１２に対応すべく設計波長が６５５ｎｍ程度とする第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部を有する。また、第２の光源部３２は、第３の光ディスク１３に対応すべく設計波長が７８５ｎｍ程度とする第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部を有する。この第２の光源部３２において、第２及び第３の出射部は、この第２及び第３の出射部から出射される第２及び第３の波長の光ビームの光軸に直交する同一平面内に各発光点が位置するように配置されている。尚、ここでは、第１の出射部を第１の光源部３１に配置し、第２及び第３の出射部を第２の光源部３２に配置するように構成したが、これに限られるものではなく、第１乃至第３の出射部をそれぞれ別々の光源部に配置するように構成してもよい。また、第１乃至第３の出射部を略同一位置に有する光源部となるように構成してもよい。

第１のグレーティング４１は、第１の光源部３１と第１のビームスプリッタ３６との間に設けられている。第１のグレーティング４１は、第１の光源部３１の第１の出射部から出射された第１の波長の光ビームをトラッキングエラー信号等の検出のために３ビームに回折して第１のビームスプリッタ３６側に出射させる。

第２のグレーティング４２は、第２の光源部３２と第２のビームスプリッタ３７との間に設けられている。第２のグレーティング４２は、第２の光源部３２の第２及び第３の出射部から出射された第２及び第３の波長の光ビームをトラッキングエラー信号等の検出のためにそれぞれ３ビームに回折して第２のビームスプリッタ３７側に出射させる。この第２のグレーティング４２は、波長依存性を有する所謂２波長グレーティングであり、第２及び第３の波長の光ビームに対して所定の３ビームに回折する機能を有している。

第１のビームスプリッタ３６は、以下のような機能を有する分離面３６ａを有している。分離面３６ａは、第１のグレーティング４１で回折され入射された第１の波長の光ビームを反射させて第２のビームスプリッタ３７側に出射させるとともに、復路の第１乃至第３の波長の光ビームを透過させてマルチレンズ４０側に出射させる機能を有している。この分離面３６ａは、波長依存性、偏光依存性等を有して形成されることにより上述のような機能を発揮する。そして、第１のビームスプリッタ３６は、この分離面３６ａにより、復路の第１の波長の光ビームの光路と、第１の出射部から出射された往路の第１の波長の光ビームの光路とを分離する光路分離部として機能する。

第２のビームスプリッタ３７は、以下のような機能を有する合成分離面３７ａを有している。合成分離面３７ａは、第１のビームスプリッタ３６からの往路の第１の波長の光ビームを透過させてコリメータレンズ３５側に出射させる。また、合成分離面３７ａは、第２のグレーティング４２からの往路の第２及び第３の波長の光ビームを反射させてコリメータレンズ３５側に出射させて導く。これとともに、合成分離面３７ａは、復路の第１乃至第３の波長の光ビームを透過させて第１のビームスプリッタ３６側に出射させる機能を有している。この合成分離面３７ａは、波長依存性、偏光依存性等を有して形成されることにより上述のような機能を発揮する。そして、第２のビームスプリッタ３７は、この合成分離面３７ａにより、往路の第１の波長の光ビームの光路と、往路の第２及び第３の波長の光ビームの光路とを合成してコリメータレンズ３５側に導く光路合成部として機能する。また、第２のビームスプリッタ３７は、この合成分離面３７ａにより、復路の第２及び第３の波長の光ビームの光路と、第２及び第３の出射部から出射された往路の第２及び第３の波長の光ビームの光路とを分離する光路分離部として機能する。

尚、この光ピックアップ３では、第１及び第２のビームスプリッタ３６，３７に光路分離部としての機能を持たせるとともに、第２のビームスプリッタ３７に光路合成部としての機能を持たせるように構成したが、これに限られるものではない。すなわち、往路における第１乃至第３の波長の光ビームの光路を合成する光路合成部と、以下のような光路分離部とを設けるように構成してもよい。かかる光路分離部は、復路における第１乃至第３の波長の光ビームの光路を、この各第１乃至第３の波長の光ビームの往路の光路から分離して受光部３８側に導くものであればよい。

コリメータレンズ３５は、第２のビームスプリッタ３７と、１／４波長板４３との間に配置され、通過する光ビームの発散角を変換する発散角変換部である。コリメータレンズ３５は、光源部３１，３２から出射され入射された光ビームの発散角を変換して略平行光等の所望の角度にする。

また、このコリメータレンズ３５は、例えば、カバー層厚の誤差や温度変化等の要因により発生する球面収差を補正するために移動され、位置に応じて、対物レンズ３４に入射する光ビームの発散角を変換する。すなわち、コリメータレンズ３５は、光軸方向に移動可能とされ、光ピックアップ３には、このコリメータレンズ３５を光軸方向に駆動して移動させるコリメータレンズ駆動部４５が設けられている。コリメータレンズ駆動部４５は、例えば送りモータによってリードスクリューを回転させてコリメータレンズ３５を移動させてもよい。また、コリメータレンズ駆動部４５は、対物レンズ駆動部のように、マグネットとコイルに流れる電流との作用により、コリメータレンズ３５を移動させてもよい。さらに、リニアモータ等を用いてもよい。そして、コリメータレンズ３５は、移動されることにより、平行光より僅かに収束された状態である収束光の状態で、又は僅かに発散された状態である発散光の状態で対物レンズ３４に入射させることで、発生する球面収差を低減する。尚、光ピックアップ３には、コリメータレンズ駆動部４５により移動されたコリメータレンズ３５の位置を検出する位置センサー等のコリメータ位置検出部４６を設けるように構成してもよい。

また、コリメータレンズ３５は、光ピックアップが記録層が複数設けられている光ディスクに対して情報信号の記録再生を行う場合、フォーカスサーチによって表面反射率の変化が検出され又識別信号が読み出されることにより、記録層毎に適切な位置に移動される。この際、コリメータレンズ３５は、各記録層に応じた位置に移動されることで、各記録層から光ディスクの光入射側の表面までの厚さ（「カバー層厚さ」ともいう。）の違いに起因する球面収差を低減する。すなわち、コリメータレンズ３５及びコリメータレンズ駆動部４５は、複数の記録層のそれぞれに対して適切に光ビームのビームスポットを形成することができる。このように、コリメータレンズ３５等は、光軸方向に駆動されることで対物レンズ３４への光ビームの入射倍率を変化させることで、温度変化やカバー層厚さ変化により発生する球面収差を低減でき、適切なビームスポットを形成することを可能とする。ここで、対物レンズ３４への光ビームの入射倍率は、Ｓ’／Ｓで定義される倍率である。すなわち、Ｓは、物点から対物レンズ３４の物側主面までの光軸方向の距離であり、Ｓ’は、対物レンズ３４の像側主面から像点までの光軸方向の距離である。

以上のように、コリメータレンズ３５及びコリメータレンズ駆動部４５は、対物レンズ３４への光ビームの入射倍率を変換する入射倍率可変部として機能する。ここで、本発明を適用した光ピックアップ３を構成する入射倍率可変部は、これに限られるものではなく、所謂ビームエキスパンダや液晶素子等であってもよい。

１／４波長板４３は、コリメータレンズ３５により発散角を変換された往路の第１乃至第３の波長の光ビームに、１／４波長の位相を付与することにより、直線偏光状態から円偏光状態として立ち上げミラー４４に出射させる。また、１／４波長板４３は、立ち上げミラー４４から導かれた復路の第１乃至第３の波長の光ビームに、１／４波長の位相を付与することにより、円偏光状態から直線偏光状態としてコリメータレンズ３５側に出射させる。

立ち上げミラー４４は、１／４波長板４３により１／４波長の位相差を付与された光ビームを反射して、対物レンズ３４側に出射させる。

対物レンズ３４は、コリメータレンズ３５により発散角を変換され１／４波長板４３及び立ち上げミラー４４を経由して入射した第１乃至第３の波長の光ビームを光ディスク２の記録面に集光させる。対物レンズ３４の入射側には、開口絞りが設けられ、この開口絞りは、対物レンズ３４に入射する光ビームの開口数を所望の開口数となるように開口制限を行う。具体的に、第１の波長に対して例えば０．８５程度のＮＡとなるように、第２の波長に対して例えば０．６０程度のＮＡとなるように、第３の波長に対して例えば０．４５程度のＮＡとなるように開口制限を行う。また、対物レンズ３４の入射側又は出射側の面に、共通の対物レンズによる３波長互換を実現するための回折部等を設けるように構成してもよい。

この対物レンズ３４は、レンズホルダ４７に保持されており、このレンズホルダ４７は、固定部に、サスペンションを介して、トラッキング方向やフォーカス方向に変位可能に支持されている。このレンズホルダ４７には、対物レンズ３４の近傍に、温度検出素子４８が設けられている。温度検出素子４８は、ＣＭＯＳ温度センサＩＣ、サーミスタ等であって、温度変化に対して出力電圧（温度信号）がリニアに変化する。これにより、温度検出素子４８は、対物レンズ３４又は対物レンズ３４の周辺の温度を検出する。なお、この温度検出素子４８は、対物レンズ３４の温度変化に伴う球面収差等の変化を検出するために用いるものであるから、対物レンズ３４の温度又は対物レンズ３４の近傍の温度を検出できれば、取付位置は、レンズホルダ４７に限定されるものではない。

対物レンズ３４は、光ピックアップ３に設けられる対物レンズ駆動部４９により移動自在に保持されている。この対物レンズ３４は、光検出器３９で検出された光ディスク２からの戻り光により生成されたトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズ駆動部４９により変位される。これにより、対物レンズ３４は、光ディスク２に近接離間する方向（フォーカス方向）及び光ディスク２の径方向（トラッキング方向）の２軸方向へ変位される。対物レンズ３４は、第１乃至第３の発光部からの光ビームが光ディスク２の記録面上で常に焦点が合うように、この光ビームを集束すると共に、この集束された光ビームを光ディスク２の記録面上に形成された記録トラックに追従させる。また、対物レンズ３４は、上述の２軸方向のみならず、対物レンズ３４のチルト方向に傾斜可能とされ、光検出器３９で検出されたＲＦ信号等に基づいて当該チルト方向に対物レンズ駆動部４９により傾けられる。このように、対物レンズ駆動部４９は、フォーカス方向、トラッキング方向及びチルト方向に対物レンズ３４を駆動するものであり、所謂３軸アクチュエータである。かかる対物レンズ３４は、チルト方向に傾斜されることにより、コマ収差を低減することが可能である。

ここで、チルト方向としては、図３に示すように、上述のフォーカス方向Ｆ及びトラッキング方向Ｔに直交するタンジェンシャル方向Ｔｚを軸とした軸回り方向である所謂ラジアルチルト方向Ｔｉｒを意味するが、これに限られるものではない。すなわち、当該対物レンズ３４は、トラッキング方向を軸とした軸回り方向である所謂タンジェンシャルチルト方向に駆動可能なように構成しても良い。また、ラジアルチルト方向及びタンジェンシャルチルト方向に駆動可能とした４軸方向に駆動可能なように構成しても良い。このように、タンジェンシャルチルト方向にも駆動可能な構成とした場合には、後述の対物レンズ３４の効果により、タンジェンシャルチルト方向のコマ収差についても、温度変化によらず良好に低減することを実現する。

対物レンズ駆動部４９は、固定部と、対物レンズ３４を保持すると共に固定部に対して可動とされた可動部となるレンズホルダ４７とから構成されると共に、各駆動方向に駆動力を発生させるコイルやマグネットを有して構成される。なお、対物レンズ駆動部４９は、上述のようなサスペンション支持型であってもよいし、固定部の支軸に回動可能に取り付けられた軸摺動型であってもよい。対物レンズ駆動部４９は、例えば、フォーカス方向に駆動力を発生させるフォーカスコイルとマグネットや、トラッキング方向に駆動力を発生させるトラッキングコイルとマグネットや、チルト方向に駆動力を発生させるチルトコイルとマグネットを有している。ここで、チルト用として、単独してチルトコイルやマグネットを設けることなく、フォーカスコイルの内、トラッキング方向やタンジェンシャル方向に並んで配置されるフォーカスコイルに発生する駆動力に差を設けて、チルト方向に駆動力を発生させても良い。

この対物レンズ３４は、開口数（ＮＡ）が０．８５程度とされたプラスチック製の単玉対物レンズである。対物レンズ３４は、プラスチック製であることにより、従来のガラス製に比べて量産性や軽量化が図られる。

この対物レンズ３４は、記録層の切換や製造誤差により光ディスク２のカバー層厚さ変化があったときや、環境温度変化があったとき、コリメータレンズ３５を光軸方向に移動させ対物レンズ３４への入射倍率を変化させて、常に球面収差を補正、すなわち低減する。

また、対物レンズ３４は、環境温度変化やカバー層厚さ変化や、環境温度変化に伴い入射する光ビームの入射倍率に変化があったとき、後述の制御部５０に制御され対物レンズ駆動部４９によって、チルト方向に傾けられることにより、コマ収差を打ち消す。

また、対物レンズ３４は、光ピックアップ３の固定光学系５１の光軸と、対物レンズ３４の光軸とが略一致するように取り付けられている。ここで、光ピックアップ３の固定光学系５１とは、対物レンズ駆動部４９に少なくとも３軸方向に可動自在に取り付けられる対物レンズ３４以外の光学部品を意味するものとする。すなわち、固定光学系５１は、光軸方向にのみ駆動されるコリメータレンズ３５や、光源部３１，３２、受光部３８、立ち上げミラー４４やその間の光路上に設けられた各種光学部品により構成され、対物レンズ３４に光ビームを導く導光光学系を意味するものとする。そして、対物レンズ３４は、レンズホルダ４７に取り付けられる際に、従来のように固定光学系等の初期コマ収差を考慮して傾斜調整させて取り付けられるのではなく、固定光学系５１の光軸に一致するように取り付けられる。換言すると、対物レンズ３４は、変位していない基準状態のレンズホルダ４７に、固定光学系５１により導かれ対物レンズ３４に入射する光ビームの光軸と、対物レンズ３４の光軸とが略一致するように取り付けられている。ここで、略一致とは、取付誤差の範囲程度であれば許容でき、取付角度θ_ＯＬの絶対値が０．１５ｄｅｇ以内であれば十分である。尚、固定光学系の各種光学部品や対物レンズ３４自体が有する所謂初期コマ収差については、後述のように、光ピックアップ３自体をチルト方向に傾斜させることにより、取り除くことが可能である。

また、この対物レンズ３４は、光ピックアップ３の使用環境温度範囲において、レンズチルト感度ΔＷ_ＬＴ／Δθが、｜ΔＷ_ＬＴ／Δθ｜＜０．０２９を満たす範囲を含んでいる。換言すると、後述のように、一般的には、使用環境温度範囲の全ての範囲で｜ΔＷ_ＬＴ／Δθ｜≧０．０２９を満たせば、そのレンズチルト感度によりコマ収差を補正して適正な範囲内とすることができる。しかし、屈折率の温度依存性が高いプラスチック製対物レンズを形成する際に、かかる条件を具備することは容易ではなく、対物レンズを形成する際の制約が大きくなりすぎることを意味する。本発明を適用した光ピックアップ３では、後述の〔４．レンズチルト補正の手法〕で詳細に説明するような手法を採用することにより、対物レンズ３４を形成する際の制約を緩和するとともに、コマ収差を適正な範囲内に抑えることを可能とする。

尚、ここで説明する対物レンズ３４は、第１乃至第３の光ディスク１１，１２，１３に対応すべく第１乃至第３の波長の光ビームを異なるカバー層厚さを有する各光ディスクの記録層に良好に集光するものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、例えば、第１の光ディスク専用として、第１の波長の光ビームを第１の光ディスク１１に良好に集光するように構成されるようにしてもよい。

ところで、マルチレンズ４０は、第１のビームスプリッタ３６と受光部３８との間の光路上に配置され、例えば屈折面を有することにより、以下の作用を有する。すなわち、マルチレンズ４０は、入射された光ビームに対して、所定の倍率及び屈折力を付与して光検出器３９のフォトディテクタ等の受光部３８の受光面に適切に集光する。マルチレンズ４０は、入射した復路の各波長の光ビームを共通の受光部３８上に集光させるために発散角を変換する素子として機能することで発散角変換機能を発揮する。

光検出器３９は、フォトディテクタ等の受光素子からなる受光部３８を有し、マルチレンズ４０で集光された戻りの第１乃至第３の波長の光ビームをこの共通の受光部３８で受光する。光検出器３９は、これにより、情報信号（ＲＦ信号）をプリアンプ１４に出力すると共に、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号等の各種信号を検出し、サーボ制御部９に出力する。

以上のように構成された光ピックアップ３は、この光検出器３９により検出された戻り光により生成されたフォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号に基づいて、対物レンズ３４を駆動変位して、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行う。光ピックアップ３は、対物レンズ３４が駆動変位されることにより、光ディスク２の信号記録面に対して合焦する合焦位置に移動され、光ビームが光ディスク２の記録トラック上に合焦されて、光ディスク２に対して情報信号の記録又は再生を行う。また、光ピックアップ３は、光ディスクの反り等により発生するコマ収差を対物レンズ３４を対物レンズ駆動部４９によりチルト方向に傾斜させることにより低減することができる。これにより、光ピックアップ３及びこれを用いた光ディスク装置１は、良好な記録再生特性を有する。

ところで、対物レンズ３４のようにＢＤ用でレンズの開口数が高く設定されている場合には、記録層の切換、カバー層の厚み誤差等を原因とするカバー層の厚さ変化によって発生する球面収差の量は大きい。また、対物レンズ３４は、材料をガラスからプラスチックとすることにより、屈折率の温度依存性が高いことに起因して、温度変化によって発生する球面収差の量も大きい。この球面収差を補正するために対物レンズ３４に入射する光ビームの入射倍率を変更する必要があり、この入射倍率の変動に伴い、レンズチルト感度も変化し、対物レンズ３４のチルト補正値が最適値からずれることになる。

そこで、本発明の光ピックアップ３では、温度変化に伴いコリメータレンズ３５の位置や対物レンズ３４の傾きを調整するための演算を行う制御部５０を備えている。この制御部５０には、光検出器３９よりＲＦ信号が入力されると共に、温度検出素子４８より温度の温度信号が入力される。制御部５０は、入力された温度信号やＲＦ信号のジッタ量を監視し、コリメータレンズ駆動部４５を駆動し、コリメータレンズ３５を光軸方向に移動し球面収差補正を行う。また、制御部５０は、対物レンズ駆動部４９を駆動し、対物レンズ３４を光検出器３９で検出される信号が良好となるようにチルト方向に傾けコマ収差補正を行う。

また、かかる光ピックアップ３において、制御部５０は、対物レンズ３４のレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部として機能する。このレンズチルト感度は、対物レンズ３４のレンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ_ＬＴ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ_ＬＴ／Δθで表される感度である。

レンズチルト感度検知部としての制御部５０は、温度検出素子４８により検出された信号に基づいて、当該温度におけるレンズチルト感度を検知する。ここで、レンズチルト感度は、対物レンズ３４の形状や構成材料の屈折率等により温度毎に一義的に決まる値であり、温度に対するレンズチルト感度の関係と、温度検出素子４８で検出された信号に基づく温度に基づいて決定される。そして、レンズチルト感度を検知した制御部５０は、このレンズチルト感度が一定以上の場合には、レンズチルト補正が可能であると判断して、対物レンズ３４を傾斜させてレンズチルト補正を行わせる。また、制御部５０は、このレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が困難であると判断して、レンズチルト補正を行わせない。ここで、一定とは、レンズチルト補正が可能であるか困難であるかを示す所定の閾値であるが、この詳細については後述する。

尚、ここでは、温度検出素子４８により検出される温度に基づいて制御部５０によりレンズチルト感度を検知するように構成したがこれに限られるものではない。すなわち、制御部５０は、コリメータ位置検出部４６で検出されたコリメータレンズ３５の位置に基づいて、レンズチルト感度を検知するように構成してもよい。かかる場合には、対物レンズ３４に入射する光ビームの入射倍率に対するレンズチルト感度の関係と、コリメータ位置検出部４６で検出された信号に基づくコリメータレンズ３５の位置とに基づいて決定される。これは、コリメータレンズ３５の位置と、入射倍率との関係は一義的に決まるものであるとともに、球面収差を補正するための入射倍率は、温度変化に応じて一義的に決まる値であることに基づいている。コリメータ位置検出部４６の検出結果を用いる場合には、上述の温度検出素子４８を設けなくともよい。尚、コリメータ位置検出部４６での検出結果をレンズチルト感度検知に用いる場合で、且つ多層光ディスクであった場合には、各記録層毎の入射倍率に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、レンズチルト感度を検知するように構成しても良い。これは、多層光ディスクの各記録層は、それぞれカバー層厚さが異なるため、それぞれの球面収差を適正なものとするためのコリメータレンズ３５の位置が異なるからである。よって、各記録層毎の関係を用いることで、より良好なコマ収差低減が可能となる。

さらにまた、制御部５０は、対物レンズ３４にチルトウォブリング動作を加えた際に検知されるジッター変化に基づいて、レンズチルト感度を検知するように構成してもよい。ここでは、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボがオンとなっている状態で、対物レンズ３４をチルト方向に揺動する動作をさせ、かかる場合のジッターの変化に基づいてレンズチルト感度を検知する。この手法は、レンズチルト感度とジッター変化とが以下の特性を有することに基づいている。すなわち、レンズチルト感度がレンズチルト補正を行うことが可能な程度の感度を有している場合には、このジッター変化が大きくなるという特性がある。その一方で、レンズチルト感度がレンズチルト補正を行うことが困難な程度の感度しか有していない場合には、このジッター変化が小さいという特性があり、これらに基づいている。そして、この場合、制御部５０は、上述の一定以上のレンズチルト感度を有するジッター変化の閾値に基づいてジッター変化がこの閾値より大きければ一定以上のレンズチルト感度を有すると判断してレンズチルト補正を行う。一方、制御部５０は、ジッター変化がこの閾値より小さければ一定未満のレンズチルト感度であると判断してレンズチルト補正を行わない。

また、制御部５０は、対物レンズ３４にチルトウォブリング動作を加えた際に検知されるＲＦ信号に基づいて、レンズチルト感度を検知するように構成してもよい。ここでは、少なくともフォーカスサーボがオンとなっている状態で、対物レンズ３４をチルト方向に揺動する動作をさせ、かかる場合のＲＦ信号の変化に基づいてレンズチルト感度を検知する。この手法は、レンズチルト感度とＲＦ信号変化とが以下の特性を有することに基づいている。すなわち、レンズチルト感度がレンズチルト補正を行うことが可能な程度の感度を有している場合には、このＲＦ信号の変化が大きくなるという特性がある。その一方で、レンズチルト感度がレンズチルト補正を行うことが困難な程度の感度しか有していない場合にはこのＲＦ信号の変化が小さいという特性があり、これらに基づいている。そして、この場合、制御部５０は、上述の一定以上のレンズチルト感度を有するＲＦ信号変化の閾値に基づいてＲＦ信号変化がこの閾値より大きければ一定以上のレンズチルト感度を有すると判断してレンズチルト補正を行う。一方、制御部５０は、ＲＦ信号変化がこの閾値より小さければ一定未満のレンズチルト感度であると判断してレンズチルト補正を行わない。

〔３．対物レンズのレンズチルト感度について〕
次に、本発明を適用した光ピックアップ３等を構成する対物レンズ３４のレンズチルト感度について説明するが、それに先立ち上述のような光ピックアップ３の光学系に発生する球面収差の挙動について詳細に説明する。

まず、図４に３５℃を設計センターとした焦点距離が同一の、ＢＤ用ガラス製対物レンズとＢＤ用プラスチック製対物レンズの温度変化に対する球面収差発生量の関係を示す。図４中横軸は、温度［℃］を示し、縦軸は、３次球面収差［λｒｍｓ］を示す。また、Ｌ_１ｇは、ガラス製対物レンズの関係を示し、Ｌ_１ｐは、プラスチック製対物レンズの関係を示す。図４に示すように、プラスチック製対物レンズは、温度変化による屈折率変化が大きいため、温度変化に依存する球面収差の変化量がガラス製対物レンズと比較して大きい。

次に、図５に上述のガラス製及びプラスチック製の対物レンズの倍率特性を示す。図５中横軸は、対物レンズへの入射倍率を示し、縦軸は、３次球面収差［λｒｍｓ］を示す。また、Ｌ_２ｇは、ガラス製対物レンズの関係を示し、Ｌ_２ｐは、プラスチック製対物レンズの関係を示す。図５に示すように、倍率特性は、焦点距離と開口数ＮＡとにより決まるため、２つのレンズの特性に差異はない。すなわち、図５は、ガラス製及びプラスチック製の対物レンズで同量の球面収差を発生させるために必要な倍率変化は同じであることを示す。

そして、図４及び図５に示すように、ガラス製の対物レンズは、環境温度変化により球面収差がほとんど変化しないため、倍率補正をする必要がない。これに対し、プラスチック製の対物レンズは、球面収差が環境温度に依存し大きく変化するため、温度変化分で発生した球面収差をキャンセルするだけの倍率補正が必要となる。

次に、図６に、プラスチック製とされた対物レンズ３４へ入射する光ビームの入射倍率とレンズチルト感度との関係を示す。レンズチルト感度は、カバー層厚さ毎に異なる値であり、図６には、記録層Ｌ０，Ｌ１毎の関係を示す。図６中横軸は、入射倍率を示し、縦軸は、レンズチルト感度を示す。また、Ｌ_３Ｌ０は、カバー層厚さが０．１００μｍである記録層Ｌ０に集光する場合のレンズチルト感度を示し、Ｌ_３Ｌ１は、カバー層厚さが０．０７５μｍである記録層Ｌ１に集光する場合のレンズチルト感度を示す。図６によれば、記録層毎に所定の関係で入射倍率が変化した場合にレンズチルト感度が変化することが示されている。

ここで、対物レンズ３４への入射倍率を変化させる球面収差について説明する。入射倍率を変化させる球面収差発生要因としては、温度変化、波長変化、カバー層厚さ変化、初期球面収差量とが考えられる。以下の説明では、温度変化に対する発生感度ΔＳＡ_Ｔ／ΔＴを、αとし、波長変化に対する発生感度ΔＳＡ_λ／Δλを、βとし、カバー層厚さ変化に対する発生感度ΔＳＡ_ｄ／Δｄを、γとし、初期球面種差量を、ＳＡ_ｏｒｇとする。このα、β、γ、及びＳＡ_ｏｒｇを用いると、見積もられる最大球面収差発生量ΔＳＡは、次式（１）のように表すことができる。
ΔＳＡ＝α・ΔＴ＋β・Δλ＋γ・Δｄ＋ＳＡ_ｏｒｇ ・・・（１）

光ピックアップ３が使用される環境、条件を考慮すると最大で発生する球面収差は、±０．４００λｒｍｓ程度となる。この球面収差を補正するために、コリメータレンズ３５の駆動による倍率補正を行った場合、図５の関係から、使用倍率ｍの範囲は、−０．００８６≦ｍ≦０．００９７程度となる。このとき、レンズチルト感度としては、０≦｜ΔＷ／Δθ｜≦０．２３２と変動する。つまり、同一のレンズチルト角度で発生するコマ収差が入射倍率の変化に対応して大きく変化することを示す。

ここで、従来の「対物レンズの組立調整」の問題点について説明する。レンズチルト感度が変化するプラスチック製レンズを用いて、従来の対物レンズの組立調整時に対物レンズを傾けコマ収差を相殺し低減を行う方法で調整した場合を考える。

対物レンズと固定光学系が持つコマ収差は、一般に０．０３５λｒｍｓ程度に抑えられる。このコマ収差を常温でΔＷ_ＬＴ／Δθ＝０．０７４［λｒｍｓ／ｄｅｇ］の感度（レンズチルト感度）で補正を行うと、初期に傾くレンズの角度θ_ｏｒｇ＝０．４７ｄｅｇとなる。このような角度θ_ｏｒｇで調整され、この角度が保持された状態で、温度変化が起こると、図７に示すように、レンズチルト感度が温度ごとで異なることで、残留コマ収差が発生する。この残留収差は、温度変化により発生した球面収差をコリメータ駆動により倍率補正を行った場合に、対物レンズへの入射倍率が異なることなり、入射倍率の変動に伴いレンズチルト感度の変化することにより、発生する。換言すると、補正すべきコマ収差の量と、対物レンズの傾斜調整により発生するコマ収差の量は、調整時の常温では等しいが、温度変化に伴う入射倍率変化により、後者のコマ収差の量に変動が生じ、結果としてコマ収差が残留してしまうからである。尚、図７は、温度変化に伴う、レンズチルト感度の変化と残留コマ収差の変化とを示すものである。図７中横軸は、温度［℃］を示し、縦軸は、レンズチルト感度［λｒｍｓ／ｄｅｇ］及び残留コマ収差「λｒｍｓ」を示す。Ｌ_４ＬＴは、温度変化に伴うレンズチルト感度の変化を示し、Ｌ_４Ｃは、温度変化に伴う残留コマ収差を示す。

一般に、ＢＤのラジアル方向のディスクチルト時に信号品質を保つ角度を示す、ラジアルディスクチルトマージン２θ_ＲＡＤは、１．３〜１．４ｄｅｇ程度とされる。従って、片側で０．６５ｄｅｇを上回るディスクチルト相当のコマ収差が残留する場合は、良好な信号品質を保つことができず、図８に示すように、システムとして破綻する。尚、図８は、ラジアルチルト許容量を示すための図である。図８中、横軸は、ラジアルチルト量［ｄｅｇ］を示し、縦軸は、ジッター［％］を示す。図８に示すように、ジッターを１５％以内とするためには、ジッターマージンを考慮したラジアルチルト許容量は、±０．６５ｄｅｇ程度であることが示されている。

このラジアルチルト許容量と比較検討すべき４つの要因について説明する。まず、第１の要因として、光ディスクの反りがあり、これをθ_ＤＩＳＣとする。

また、第２の要因としては、温度変化による残留コマ収差分を補正するために必要なディスクチルト角度θ_Ｔ（Ｔ）がある（「温特ＬＴ変化」ともいう。）。これを表すために、ディスクチルト時の発生コマ収差をΔＷ_ＤＴ［λｒｍｓ］、その際のディスクチルトをΔθ［ｄｅｇ］とすると、まず、ディスクチルト感度は、ΔＷ_ＤＴ／Δθで定義される。そして、プラスチック製対物レンズの温度をＴとした場合のレンズチルト感度をΔＷ_ＬＴ（Ｔ）／Δθとする。このとき、温度変化による残留コマ収差分を補正するために必要なディスクチルト角度θ_Ｔ（Ｔ）は、次式（２）で表される。尚、式（２）中右辺分子は、温度変化ΔＴにより変化したコマ収差量を示し、右辺分母は、ディスクチルト感度を示す。

また、第３の要因としては、取付誤差により発生したコマ収差を補正するためのラジアルチルト角度θ_ＯＬ（θ_ｏｌ）がある。対物レンズ３４の取付誤差θ_ｏｌは、通常０．１５ｄｅｇ程度に抑えられる。誤差θ_ｏｌにより発生したコマ収差を補正するために必要なディスクチルト角度θ_ＯＬ（θ_ｏｌ）は、次式（３）で表される。

さらに、第４の要因としては、光軸の調整取れ残り分のコマ収差を補正するディスクチルト量であり、これをθ_ＩＨとする。

この第１乃至第４の要因と、ラジアルチルト必要量θ_ＲＡＤが、次式（４）を満たす必要がある。すなわち、第１乃至第４の要因から導かれるラジアルチルト必要量θ_ＲＡＤが、ラジアルチルト許容量である０．６５ｄｅｇ以内であることが必要である。
θ_ＲＡＤ≡θ_ＤＩＳＣ＋θ_Ｔ（Ｔ）＋θ_ＯＬ＋θ_ＩＨ≦０．６５［ｄｅｇ］・・・（４）

ここで、従来の「対物レンズの組立調整」の問題点を説明するために、比較例として表１に温度変化時の残留コマ収差の量と、上述の４つの要因を加算した高温時と低温時のマージンに対する影響を示す。ここで、レンズチルト角度は、実使用環境の温度の条件に加え、使用波長、カバー層厚さの影響も考慮し、レンズチルト感度変化が大きくなる組み合わせを示すものである。尚、表１は、本発明の光ピックアップの説明に先立つ比較例として、従来の対物レンズ調整手法を用いたものである。すなわち、常温における３５℃において、残留コマ収差が０となるように対物レンズを固定光学系に対して０．４７ｄｅｇだけレンズチルトさせた例について示すものである。

表１によれば、高低温それぞれが上述の式（４）を満たさず、片側のマージン０．６５ｄｅｇを超えることとなる。ここで、θ_ＲＡＤ相当のコマ収差をレンズチルト補正を行うことを考える。一般に、アクチュエータ（対物レンズ駆動部４９に相当）のチルト時の特性より、チルト補正できる角度θ_{ＡｃｔＭａｘ}としては１．５ｄｅｇを超えない範囲である。低温側については次式（５）に示し、高温側については次式（６）に示す。

表１及び式（５）に示すように、低温側では、レンズチルト感度が高いため、発生コマ収差をアクチュエータの特性を維持しつつレンズチルトで補正することで信号品質を保つことが可能である。その一方で、表１及び式（６）に示すように、高温側では、レンズチルト感度を持たないため、アクチュエータのチルト特性により、補正することができず、信号品質を保つことが不可能となる。

また、通常の光ピックアップのシステムでは、ＢＤの光ディスクの規格で規定されているラジアル方向の反りがθ_Ｄｉｓｃ＝０．４ｄｅｇまでとされている。かかるコマ収差を対物レンズチルトにより補正するシステムにおいては、図９に示すように、レンズチルト角度を調整する。具体的に、光ディスクの内周から外周にわたり各記録・再生位置においてディスクチルトによるコマ収差の影響が小さくなるよう、対物レンズ３４のレンズチルト角度を調整する。この光ディスクの反り分の補正を行うために、必要な最低限の対物レンズチルト感度は、次のように決めることが可能となる。

０．４ｄｅｇの光ディスクの反りで発生するコマ収差量は、ΔＷ_ＤＴ／Δθ×θ_Ｄｉｓｃ＝０．１１［λｒｍｓ／ｄｅｇ］×０．４［ｄｅｇ］＝０．０４４λｒｍｓである。このコマ収差量がアクチュエータのチルト角度許容範囲内であれば、補正可能となることを意味する。すなわち、次式（８）を満たす範囲であれば、補正可能となることを意味する。

すなわち、θ_{ＡｃｔＭａｘ}は、アクチュエータのチルト角度許容範囲を示し、１．５ｄｅｇ程度であるので、式（８）によれば、レンズチルト感度として必要とされる最小の値は、次式（９）のように算出される。ここで、式（９）を満たす程度のレンズチルト感度を有する温度では、対物レンズのレンズチルト感度により、換言するとレンズチルト補正により、コマ収差を低減できることを意味している。そして、対物レンズが使用環境温度範囲で常に上述の式（９）の関係を満たせば、上述のように、そのレンズチルト感度により、コマ収差を低減させることが可能である。
｜ΔＷ_ＬＴ／Δθ｜≧０．０２９ ・・・（９）

本発明の光ピックアップ３は、使用環境温度範囲内で上述式（９）の関係を満たさない場合がある対物レンズ３４を用いた場合にもコマ収差を適正な範囲内とすることができるものである。

〔４．レンズチルト補正の手法について〕
以下、使用環境温度範囲でレンズチルト感度が、｜ΔＷ_ＬＴ／Δθ｜＜０．０２９となる条件を有するプラスチック製の対物レンズ３４を有する光ピックアップ３におけるコマ収差を適正とするための手法について説明する。

光ピックアップ３では、対物レンズ３４のレンズホルダ４７への組み立て調整時に固定光学系と対物レンズ３４が持つコマ収差分はレンズチルト補正を行わない。すなわち、図１０（ａ）に示すように、対物レンズ３４の組み立て角度は、対物レンズ３４の光軸Ｌ_３４が、固定光学系５１から対物レンズ３４に導かれる光ビームの光軸Ｌ_５１に対して略一致するように配置している。そして上述のようにレンズチルト感度をもつときにのみ補正を行うという手法を採用している。換言すると対物レンズ３４は、対物レンズ３４の光軸が固定光学系の光軸に対して傾かない状態に取り付けられ、すなわち、フラットに配置された状態である。尚、これに対して上述の比較例として説明した従来の「対物レンズの組立調整」においては、図１０（ｂ）に示すように、調整されていた。図１０（ｂ）に示す比較例の場合、対物レンズ１３４の光軸Ｌ_１３４が、固定光学系１５１の光軸Ｌ_１５１に対して初期コマ収差分だけ傾斜させてレンズホルダ１４７に組み立てられていた。

そして、図１０（ａ）のような光ピックアップ３は、光ディスク装置１を構成するに際して、図１１に示すように光ピックアップ３自体のチルト角度の調整を行うことにより、初期コマ収差を抑えるものである。具体的には、光ディスク装置１には、図１２に示すように、光ピックアップ３が設けられるピックアップベース６１と、ピックアップベース６１に挿通されピックアップベース６１の光ディスクの径方向への移動を支持するガイド軸６２，６３とが設けられている。また、光ディスク装置１は、ガイド軸６２，６３のそれぞれの両端部に設けられるスキュー調整機構６４を備える。このスキュー調整機構６４は、例えば、ガイド軸６２，６３をフォーカス方向Ｆの上側から支持するスプリングと、ガイド軸６２，６３の下部に当接されガイド軸を押圧することでガイド軸６２，６３の上下方向の高さを調節する調節ネジとからなる。そして、光ピックアップ３は、スキュー調整機構６４によりガイド軸６２，６３の両端部の上下方向の高さが調整されることにより、上述のラジアルチルト方向のチルト角度の調整とともに、所望の取付高さで光ディスク装置１に取り付けられる。より具体的には、光ピックアップ３の出力を見ながら、スキュー調整機構６４の調整ネジを回してガイド軸６２，６３の両端部の高さ方向の調整が行われることで、光ピックアップ３が調整される。すなわち、光ピックアップ３は、スキュー調整機構６４によりラジアルチルト方向のチルト角度の調整が行われることにより上述の初期コマ収差を抑えた状態で光ディスク装置１に取り付けられる。尚、スキュー調整機構の構成は上述の形式に限定されるものではなく、光ピックアップ３自体のスキュー調整が可能な構成であればよい。

ここで、表１で説明した従来の問題に対する光ピックアップ３の利点を説明するため、表２に固定光学系等が持つコマ収差をレンズチルトにて初期補正を行わない場合の影響を示す。環境温度の変化がある場合、レンズチルト感度自体の変化は、初期コマ収差のレンズチルト補正の有無によらず同様に発生するが、対物レンズ３４を傾けていないため、レンズチルト感度が変わることによるコマ収差変動は発生しない。

すなわち、表２に示すように、上述の第２の要因としてディスクチルトに換算した温度変化による残留コマ収差を補正するために必要なディスクチルト角度θ_Ｔ（Ｔ）は、温度変化に依存せず、ディスクチルトマージンの増減に対して考慮の必要がなくなる。

初期に取れ残っている固定光学系のコマ収差は光ピックアップ取付時に光ピックアップ３のチルト角度を調整し、キャンセル可能であり、温度変化によって変化はない。従って、第２の要因以外の項目について、初期チルト補正を行った場合と同様に考えると表２に示すように、高温の場合は、式（１０）のように示される。この高温の場合には、レンズチルト感度が低いため、補正を加えなくとも良好な信号品質を維持することが可能である。
θ_ＲＡＤ（６２℃）＝０．４５≦０．６５［ｄｅｇ］ ・・・（１０）

一方の、低温の場合は、式（１１）のように示される。高温の場合には、片側のマージン０．６５ｄｅｇを上回ることとなるが、次式（１２）に示すよう、発生コマ収差をアクチュエータの特性を維持しつつレンズチルトで補正することで信号品質を保つことが可能である。
θ_ＲＡＤ（０℃）＝０．８９≧０．６５［ｄｅｇ］ ・・・（１１）

これらにより、光ピックアップ３では、初期のコマ収差を対物レンズチルトにより補正を行わないことで、温度変化時における高温、低温いずれの環境下においても、マージンを満たす範囲で良好な信号品質を維持することが可能となる。

すなわち、光ピックアップ３は、低温の場合のようにレンズチルト感度が一定より小さい場合には、レンズチルト補正を行わない。このとき、上述のように対物レンズ３４を固定光学系５１に対して光軸を一致させるようにフラットに取り付けるとともに光ピックアップ３自体をチルト調整することによりコマ収差をマージン内に抑えることを可能とする。

その一方で、光ピックアップ３は、常温や高温の場合のようにレンズチルト感度が一定以上の場合には、対物レンズ３４を傾斜（レンズチルト）させレンズチルト補正を行うことにより、さらにコマ収差を低減することを可能とする。

尚、この一定以上のレンズチルト感度としては、例えば上述の式（９）の範囲であれば充分にその目的を達成することを意味するが、さらに、この範囲を一般化して以下のように表すことも可能である。すなわち、｛θ_ＲＡＤ×（Ｗ_ＤＴ／Δθ）｝／（Ｗ_ＬＴ／Δθ）≦θ_{ＡｃｔＭａｘ}の関係式を満たすレンズチルト感度（Ｗ_ＬＴ／Δθ）であれば、一定以上のレンズチルト感度であるといえる。また、レンズチルト感度を倍率ｍの変数で表すとともに、θ_{ＡｃｔＭａｘ}を上述の一般的な数値で規定することにより、｛θ_ＲＡＤ×（Ｗ_ＤＴ／Δθ）｝／（Ｗ_ＬＴ（ｍ）／Δθ）≦１．５の関係が得られる。この関係式において左辺分子は、マージン消費分のコマ収差を示し、左辺分母は、倍率ｍのときのレンズチルト感度を示す。上述の関係式により規定された一定以上のレンズチルト感度であるか否かをレンズチルト感度検知部である制御部５０により判定させることにより、プラスチック製の対物レンズを用いてコマ収差を適正な範囲に抑えることを実現する。

以上のように、本発明を適用した光ピックアップ３は、光源部３１と、対物レンズ３４と、光検出器３９と、固定光学系と、対物レンズ駆動部４９と、レンズチルト感度検知部となる制御部５０を有する点に特徴を有する。そして、光ピックアップ３は、レンズチルト感度が一定以上の場合には、光検出器３９により検出される信号が良好となるように対物レンズ３４をレンズチルトさせてレンズチルト補正を行う。また、光ピックアップ３は、レンズチルト感度が一定より小さい場合には、レンズチルト補正を行わない。かかる光ピックアップ３は、対物レンズ３４をプラスチック製とすることにより、量産性や軽量化を向上させるとともに、レンズチルト感度の変動を考慮した構成とすることにより、環境温度変化があったときにもコマ収差の補償を実現する。

また、光ピックアップ３は、対物レンズ３４の光軸と、固定光学系により導かれ対物レンズ３４に入射する光ビームの光軸とが一致するように対物レンズ３４がレンズホルダ４７に取り付けられる点に特徴を有する。さらに、この光ピックアップ３は、光ディスク装置１に取り付けられる際に初期コマ収差が低減するようにチルト方向に調整されて取り付けられている点に特徴を有する。この初期コマ収差とは、上述のように固定光学系を構成する光学部品や対物レンズ自体の有するコマ収差を意味する。かかる光ピックアップ３は、レンズチルト感度が低下する例えば高温時のコマ収差を抑えることで、レンズチルト感度が低下した場合にレンズチルト補正を行わないでコマ収差を低減することを実現する。そして、光ピックアップ３は、上述のレンズチルト補正の構成と併せることにより、環境温度変化があったときにもコマ収差の補償を実現する。すなわち、本発明を適用した光ピックアップ３は、量産性や軽量化を実現させるとともに、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。

さらに、光ピックアップ３は、使用環境温度範囲において対物レンズ３４のレンズチルト感度ΔＷ_ＬＴ／Δθが、｜ΔＷ_ＬＴ／Δθ｜＜０．０２９を満たす点に特徴を有する。光ピックアップ３は、プラスチック製の対物レンズ３４を構成するに際し、使用環境温度範囲で、上述のような範囲を含ませたときにもコマ収差低減を実現することにより、対物レンズの選択性を拡大し、構成の容易化を可能とする。また、光ピックアップ３は、良好な収差補正を可能としつつ、対物レンズをプラスチック製とすることを可能とすることにより量産性や軽量化を実現する。

〔５．２層及び多層光ディスクに対する場合のレンズチルト補正の手法について〕
次に、２層以上の光ディスクに対して、レンズチルト補正をかける範囲について述べる。上述の説明により、高温でレンズチルト感度が無い場合においても、マージン内にあるため、信号品質としては問題が無いとした。ここでは更に、外乱や摂動に対してより強いサーボをかける目的で、残留コマ収差を補正するだけのレンズチルト感度を有する範囲で、レンズチルト補正により最良点で信号を読むシステムを加えることを考える。

まず、図１３に多層光ディスクの各記録層におけるレンズチルト感度と補正範囲の関係を示す。一定未満のレンズチルト感度の場合、レンズを傾けてもコマ収差が発生しない為、上述のように光ディスクのラジアル方向の反りで発生する量のコマ収差を補正できない。従って、少なくとも式（１４）を満たす条件が必須であり、またその入射倍率の範囲は光透過層（カバー層）の厚さに依存し、この厚さごとに異なる。式（１４）中、ｍ_ＬＮは、カバー層の厚さがＬＮ［ｍｍ］である記録層にフォーカスしている場合の対物レンズへ入射する光ビームの入射倍率を示す。また、ΔＷ_ＬＴ（ｍ_ＬＮ）は、入射倍率がｍ_ＬＮのときのΔθだけレンズチルトさせたときに発生するコマ収差［λｒｍｓ］を示す。また、ΔＷ_ＬＴ（ｍ_ＬＮ）／Δθは、当該場合のレンズチルト感度を示す。
｜ΔＷ_ＬＴ（ｍ_ＬＮ）／Δθ｜≧０．０２９ ・・・（１４）

換言すると、光ピックアップ３により多層光ディスクに記録再生を行う場合には、フォーカスする記録層に対して、記録再生信号品質を良好に保つためのレンズチルト補正を行う倍率の範囲を個別にもっている。そして、かかる前提を考慮して、それぞれの層毎にレンズチルト感度が式（１４）を満たす場合にのみレンズチルト補正を行う。すなわち、上述のように、コリメータ位置検出部４６の検出結果に基づいてレンズチルト感度検知を行う場合には、各層毎にレンズチルト感度と入射倍率（コリメータ位置）との関係に基づいて、レンズチルト感度検知を行うことを意味する。

式（１４）において、レンズチルト感度の下限を０．０２９λｒｍｓ／ｄｅｇとしている理由は次の通りである。光ディスクを傾けた場合に発生するコマ収差で定義されるディスクチルト感度は、光ディスクのカバー層厚さに比例するため、カバー層厚さが厚い場合に発生するコマ収差が大きくなる。

現在のＢＤ２層光ディスクではカバー層厚さが厚い方はＬ０層と呼ばれ、カバー層厚さが０．１００ｍｍとなっており、薄い方はＬ１層と呼ばれ、カバー層厚さが０．０７５ｍｍとなっている。ディスクチルト感度はＬ０＝０．１１０λｒｍｓ／ｄｅｇ、Ｌ１＝０．０８０λｒｍｓ／ｄｅｇとＬ０の方が高いディスクチルト感度を持つ。尚、このディスクチルト感度は、カバー層厚さと光線の角度とで決まる値であり、光線の角度は、開口数ＮＡで決まる値である。今後、更なる高密度化に向けて多層ディスクが開発されることが予想されるが、カバー層が厚い側は、チルトに対するコマ収差の発生感度が上がり、外乱に対して弱くなるため、層数を増やす場合は０．１００ｍｍより薄い方に形成されることが予想される。つまり、ディスクチルト感度として最大となるケースは、多層ディスクを考慮しても０．１００ｍｍの場合とすることができる。よって、ＢＤの規格で記されるディスクの反り規格分のコマ収差を補正する為には、光ピックアップとしては最低限、次のレンズチルト感度が必要となる。０．４ｄｅｇのディスク反りに対して発生するコマ収差はＬ０のときが最大となり、０．４［ｄｅｇ］×０．１１０［λｒｍｓ／ｄｅｇ］＝０．０４４λｒｍｓのコマ収差が発生することとなる。このコマ収差を、アクチュエータの性能を保持するチルト角の最大値１．５ｄｅｇを超えない範囲で補正するのに必要なレンズチルト感度を有する条件を考えると、式（９）に示すよう０．０２９［λｒｍｓ／ｄｅｇ］以上となる。これは、多層光ディスクにおいても共通で満たす必要のある条件である。

表３、表４及び図１４にＢＤ２層ディスクの場合について、光ピックアップの使用温度範囲、使用波長域、初期球面収差ばらつきを考慮した場合のレンズチルト感度と対物入射倍率の関係を示す。尚、この場合の波長変化感度β＝０．０１２００［λｒｍｓ／ｎｍ］であり、温度変化感度α＝０．００５７４［λｒｍｓ／ｄｅｇ］であり、層間厚変化感度γ＝０．００９８２［λｒｍｓ／μｍ］であり、初期球面収差ＳＡ_ｏｒｇ＝±０．０２０［λｒｍｓ］である。また、表３中には、記録層Ｌ１におけるレンズチルト感度を示し、表４中には、記録層Ｌ０におけるレンズチルト感度を示す。また、表中には「温度［℃］」、「初期ＬＤ波長λ［ｎｍ］」、「カバー層厚さ［ｎｍ］」を示す。さらに、表中には、「初期球面収差［λｒｍｓ］」、「３次球面収差（ＳＡ３）発生量［λｒｍｓ］」、「入射倍率」、「入射倍率の逆数（１／ｍ）」、「レンズチルト（ＬＴ）感度［λｒｍｓ／ｄｅｇ］」を示す。図１４は、表３及び表４のデータを図に表したものである。図１４中横軸は、入射倍率を示し、縦軸は、レンズチルト感度［λｒｍｓ／ｄｅｇ］を示す。図１４中Ｌ_６Ｌ０は、記録層Ｌ０における入射倍率に対するレンズチルト感度の関係を示し、Ｌ_６Ｌ１は、記録層Ｌ１における入射倍率に対するレンズチルト感度の関係を示す。

図１４並びに表３及び表４に示すように、多層光ディスクにおいては、各記録層Ｌ０，Ｌ１毎に、入射倍率とレンズチルト感度の関係が異なる。

以下に、多層光ディスクの各記録層毎に、一定のレンズチルト感度以上となる入射倍率の範囲について検討する。カバー層厚さが０．１００ｍｍのＬ０層と、カバー層厚さが０．０７５ｍｍのＬ１層とでは、同じ対物レンズ入射倍率においてもレンズチルト感度が異なる。式（１４）を満たす為の入射倍率は次式（１５）及び次式（１６）に示す通りである。それぞれの記録層Ｌ０，Ｌ１にフォーカスしている場合に、式（１５）及び式（１６）を満たす範囲でレンズチルト補正を行うことで信号品質をより良好に保つことが可能となる。
ｍ_Ｌ０＞−０．００５４０ ・・・（１５）
ｍ_Ｌ１＞−０．００２７６ ・・・（１６）

上述の式（１５）、式（１６）を満たせばレンズチルト補正を行うことが可能であるが、
以下の指針で入射倍率を導き出しても良い。ここで、それぞれの記録層においてより詳細にレンズチルト補正を行うことができる入射倍率について検討する。以下の検討により、上述の式（１５）及び式（１６）よりも広範囲でレンズチルト補正を可能とし、換言すると、よりコマ収差を低減させることを可能とする。式（９）や式（１４）による閾値は、ディスクチルト感度が最大となるＬ０層において算出した値であった。カバー層のより薄いＬ１層の場合は、ディスクチルト感度がＬ０層と比較し小さい為、ラジアル方向のディスクの反り０．４ｄｅｇで発生するコマ収差は小さい。かかる記録層Ｌ０，Ｌ１毎のコマ収差は、次式（１７）、式（１８）で算出できる。
Ｌ０層：０．４［ｄｅｇ］×０．１１０［λｒｍｓ／ｄｅｇ］＝０．０４４［λｒｍｓ］ ・・・（１７）
Ｌ１層：０．４［ｄｅｇ］×０．０８０［λｒｍｓ／ｄｅｇ］＝０．０３２［λｒｍｓ］ ・・・（１８）

各記録層において、このコマ収差をレンズチルトにて補正を行う場合、入射倍率ごとで感度が変化することを考慮すると図１５に示すような関係がある。図１５中、横軸は、入射倍率を示し、縦軸は、レンズチルト補正角度を示す。また、Ｌ_７Ｌ０は、Ｌ０記録層において０．０４４λｒｍｓのコマ収差を補正するための入射倍率とそのときのレンズチルト補正角度との関係を示す。Ｌ_７Ｌ１は、Ｌ１記録層において０．０３２λｒｍｓのコマ収差を補正するための入射倍率とそのときのレンズチルト補正角度との関係を示す。

Ｌ０及びＬ１のそれぞれの記録層において、アクチュエータとしての特性を維持し、チルト補正できる角度θ_{ＡｃｔＭａｘ}＝１．５ｄｅｇを超えない範囲を求めると、式（１９）、式（２０）の関係が算出される。
ｍ_Ｌ０＞−０．００５４０ ・・・（１９）
ｍ_Ｌ１＞−０．００２８９ ・・・（２０）

上述の検討により、それぞれの記録層にフォーカスしている場合に、式（１９）及び式（２０）を満たす範囲でレンズチルト補正を行うことで信号品質をより良好に保つことが可能となる。そして、式（２０）は、式（１６）より範囲が広いために、上述の場合よりコマ収差を低減することが可能である。これは、上述の検討により、式（２０）の範囲までレンズチルト感度がレンズチルト補正を可能な程度まで有していることを確認できたからである。換言すると、式（１９）及び式（２０）を用いて説明したように、レンズチルト感度検知部としての制御部５０は、各記録層毎の入射倍率に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、一定のレンズチルト感度を有するか否かを判別するよう構成しても良い。かかる構成とすることで、多層光ディスクに対してさらに広範囲でコマ収差補正を実現でき、良好な記録再生特性を得られる。

すなわち、式（１５）及び式（１６）と、式（１９）及び式（２０）とを比較すると、Ｌ１層の補正可能範囲がより広いことが示されている。これはＬ０層と比較し、ディスクチルト感度の低いＬ１層で発生するコマ収差が少ないため、補正に必要な感度が低くてよいことを示す。つまり式（１５）及び式（１６）は、式（１９）及び式（２０）の範囲を満たしており、上述の式（１４）の範囲でレンズチルト補正を行うことで、外乱や摂動に対してより強く良好な信号品質で信号を読めることを可能とする。

このように、レンズチルト感度が低い場合は補正不可であるとして、コマ収差を残留させる。一方、上記式（１５）、式（１６）、式（１９）、式（２０）で規定される範囲のような大きい入射倍率を持つ場合は、レンズチルト補正可能であるとして、信号最良となる角度へレンズチルトを加える。これにより、２層光ディスクの記録再生性能を向上させることができる。

以下、図１６〜図１８のフローチャートを用いて、ＢＤ等の高密度記録型の光ディスク２を記録再生する場合のコマ収差を抑えるためのチルト補正方法について説明する。ここでは、〔６．〕〜〔８．〕に示す３つの例を挙げて、レンズチルト感度を検知し、レンズチルト補正の範囲を判断する手法を中心に説明する。

〔６．チルト補正処理（第１の例）〕
まず、光ピックアップ３によるチルト調整方法の第１の例として、コリメータレンズ３５の駆動量を位置センサー等のコリメータ位置検出部４６により把握する方法について説明する。各記録層におけるレンズチルト感度と入射倍率とコリメータの位置は常に１：１の関係にあるため、かかるコリメータレンズ３５の位置を把握する方法は、レンズチルト感度を検知するために優れた方法である。具体的に、上述した光ピックアップ３を有する光ディスク装置１は、図１６に示すような記録再生方法を行う。

ステップＳ１において、光ディスク装置１のディスク装着部に光ディスク２が装着される。ステップＳ２において、システムコントローラ７は、レーザ制御部２１を駆動し光源部３１より光ビームを出射させ、サーボ制御部９でスピンドルモータ４を駆動してディスク装着部に装着された光ディスク２を回転操作する。ステップＳ３において、光ピックアップ３及びディスク種類判別部２２は、光ディスク２を検知する。

ステップＳ４において、制御部５０は、システムコントローラ７の制御に応じてコリメータレンズ駆動部４５を制御して、コリメータレンズ３５を所定の位置に移動させる。このとき、コリメータレンズ３５は、ディスク種類判別部２２で検出された光ディスク２の種類に応じた基準位置に移動される。また、制御部５０は、コリメータレンズ駆動部４５でコリメータレンズ３５を光軸方向に微動して球面収差の補正も行う。具体的に制御部５０は、光検出器３９により検出されるＲＦ信号の品位が良くなる方向に、すなわち光検出器３９により検出されるＲＦ信号のジッタ量を検出し、このジッタ量が最小となる方向に、コリメータレンズ３５を移動する。

ステップＳ５において、サーボ制御部９は、フォーカスエラー信号に基づいて対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をフォーカス方向に移動させてフォーカス制御を行う。ステップＳ６において、制御部５０は、光ディスク２の反りに対してコマ収差を低減できるようレンズチルト補正量を決定し、対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をチルト方向に変位させる。具体的に、制御部５０は、球面収差補正後において、ＲＦ信号の品位が良くなる方向に、すなわち光検出器３９により検出されるＲＦ信号のジッタ量を検出し、このジッタ量が最小となる方向に対物レンズ３４を傾ける。ステップＳ７において、サーボ制御部９は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をトラッキング方向に移動させてトラッキング制御を行う。

ステップＳ８において、光ピックアップ３は、光ディスク２に対する情報信号の記録又は再生を開始する。光ピックアップ３、特に対物レンズ３４の周辺部は、継続して光ディスク装置１及び光ピックアップ３が動作することで、筐体内の内部温度が上昇する。また、使用条件によっても温度の変化が生じる場合もある。このとき、プラスチック製の対物レンズ３４は、その温度変化に伴う形状変化や屈折率変化に伴い、球面収差が変動する。この球面収差を低減するため、制御部５０は、コリメータレンズ駆動部４５を駆動して、コリメータレンズ３５を移動する。ステップＳ９において、コリメータ位置検出部４６は、コリメータレンズ３５の位置を検出する。レンズチルト感度検知部としての制御部５０は、コリメータレンズ３５の位置から対物レンズ３４に入射する光ビームの入射倍率を検知する。

ステップＳ１０において、制御部５０は、入射倍率とレンズチルト感度の関係に基づいて、レンズチルト補正禁止範囲か否か、すなわち、検知した入射倍率に基づき得られたレンズチルト感度が一定のレンズチルト感度以上であるか否かを判定する。この判定に際して、制御部５０は、検知した入射倍率を一定のレンズチルト感度となる入射倍率と比較しても良いし、検知した入射倍率からレンズチルト感度を算出し、これを一定のレンズチルト感度と比較してもよい。尚、光ディスクが多層光ディスクであった場合は、各記録層ごとの入射倍率に対するレンズチルト感度の関係に基づいてレンズチルト補正禁止範囲か否かを判定することにより、上述のようにより良好なコマ収差低減を実現する。このステップＳ１０において、検知された状態が一定のレンズチルト感度以下であると判定された場合は、レンズチルト補正禁止範囲であると判断され、ステップＳ１１に進む。一方、検知された状態が一定のレンズチルト感度以上であると判定された場合は、レンズチルト補正禁止範囲ではないと判断され、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１１において、制御部５０は、温度変化に伴い発生するコマ収差を低減できるようレンズチルト補正量を修正し、対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をチルト方向に変位させる。具体的に、制御部５０は、ＲＦ信号の品位が良くなる方向に、すなわち光検出器３９により検出されるＲＦ信号のジッタ量を検出し、このジッタ量が最小となる方向に対物レンズ３４を傾ける。ここで、温度変化に伴い発生するコマ収差とは、上述したようにプラスチック製対物レンズ３４の形状変化や屈折率変化や、上述の温度変化に伴う球面収差を低減するための入射倍率変化に伴い発生するコマ収差を意味する。

ステップＳ１２において、制御部５０は、レンズチルト補正量を維持し、すなわち、対物レンズ駆動部４９により対物レンズ３４のチルト方向の変位を変化させないように制御する。

ステップＳ１３において、システムコントローラ７は、記録又は再生動作が終了であるか否かを判定する。ここで、記録又は再生動作が終了されたと判断された場合にはステップＳ１４に進む。一方、システムコントローラ７は、記録又は再生動作が終了していないと判断された場合にはステップＳ９に戻る。

ステップＳ１４において、レーザ制御部２１は、光源部３１から光ビームの出射を停止させ、サーボ制御部９は、スピンドルモータ４の駆動を停止させる。

以上のような図１６に示した処理によれば、レンズチルト感度を持つ範囲にのみ補正を行うことで、外乱や摂動に対して強く、良好な信号品質で記録再生を行うことが可能となる。すなわち、一般的に、ＢＤ等に対応する光ピックアップはカバー層厚さにより発生する球面収差を補正する為に、倍率変化を与えるコリメータ駆動部を有する。環境温度変化によりプラスチック製対物レンズで発生する球面収差、波長変化により発生する球面収差も同様にコリメータレンズを光軸方向に駆動させることにより倍率球面収差を発生させ、信号品質が最適になるようなシステムとしている。ここで、コリメータレンズが駆動することで、対物への入射倍率が変化するため、上述のようにレンズチルト感度の変化が発生するという問題が発生することとなる。光ピックアップ３では、上述のようにコリメータレンズの位置を検知するコリメータ位置検出部４６を設けている。そして図１６に示した処理で説明したように、温度変化に伴いコリメータレンズを移動させた場合に、位置を把握し、対物レンズへ入射する光線の入射倍率を特定し、レンズチルト補正を行う範囲か否かを判断している。本発明を適用した光ピックアップ３によるチルト調整方法によれば、Ｓ１０のようにレンズチルト補正禁止範囲か否かを確認し、レンズチルト感度を持つ範囲にのみ補正を行うことで、外乱や摂動に対して強く、良好な信号品質で記録再生を行うことを実現する。

このように、本発明を適用した光ピックアップ３は、コリメータレンズ駆動部４５と、コリメータ位置検出部４６とを備える点に特徴を有する。そしてレンズチルト感度検知部としての制御部５０は、コリメータレンズ３５の位置に対する対物レンズ３４に入射する光ビームの入射倍率の関係と、入射倍率に対するレンズチルト感度の関係とに基づいて、一定のレンズチルト感度を有するか否かを判別する。かかる構成を有する光ピックアップ３は、プラスチック製の対物レンズ３４により使用環境温度範囲において適切にコマ収差を低減することを可能とし良好な記録再生特性を実現する。

〔７．チルト補正処理（第２の例）〕
次に、光ピックアップ３によるチルト調整方法の第２の例として、環境温度変化を温度検出素子４８により把握する方法について説明する。具体的に、上述した光ピックアップ３を有する光ディスク装置１は、図１７に示すような記録再生方法を行う。

ステップＳ２１において、光ディスク装置１のディスク装着部に光ディスク２が装着される。ステップＳ２２において、システムコントローラ７は、レーザ制御部２１を駆動し光源部３１より光ビームを出射させ、サーボ制御部９でスピンドルモータ４を駆動してディスク装着部に装着された光ディスク２を回転操作する。ステップＳ２３において、光ピックアップ３及びディスク種類判別部２２は、光ディスク２を検知する。

ステップＳ２４において、制御部５０は、システムコントローラ７の制御に応じてコリメータレンズ駆動部４５を制御して、コリメータレンズ３５を所定の位置に移動させる。また、制御部５０は、コリメータレンズ駆動部４５でコリメータレンズ３５を光軸方向に微動して球面収差の補正も行う。尚、本ステップＳ２４における具体的な処理は、上述したステップＳ４と同様であるので詳細な説明は省略する。

ステップＳ２５において、サーボ制御部９は、フォーカスエラー信号に基づいて対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をフォーカス方向に移動させてフォーカス制御を行う。ステップＳ２６において、制御部５０は、光ディスク２の反りに対してコマ収差を低減できるようレンズチルト補正量を決定し、対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をチルト方向に変位させる。具体的な処理は、上述したステップＳ６と同様である。ステップＳ２７において、サーボ制御部９は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をトラッキング方向に移動させてトラッキング制御を行う。

ステップＳ２８において、光ピックアップ３は、光ディスク２に対する情報信号の記録又は再生を開始する。上述のＳ８で説明したように、光ピックアップ３の動作等により、温度変化等が生じる場合があり、その場合にコリメータレンズ３５が移動される。ステップＳ２９において、温度検出素子４８は、対物レンズ３２周辺の環境温度を検出する。そして、レンズチルト感度検知部としての制御部５０は、温度検出素子４８より温度信号によって常時現在の温度情報を取得して検知している。

ステップＳ３０において、制御部５０は、温度に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、レンズチルト補正禁止範囲か否か、すなわち、検知した温度に基づき得られたレンズチルト感度が一定のレンズチルト感度以上であるか否かを判定する。このステップＳ３０において、検知された温度に基づくレンズチルト感度が一定のレンズチルト感度以下であると判定された場合は、レンズチルト補正禁止範囲であると判断され、ステップＳ３１に進む。一方、検知された温度に基づくレンズチルト感度状態が一定のレンズチルト感度以上であると判定された場合は、レンズチルト補正禁止範囲ではないと判断され、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３１において、制御部５０は、温度変化に伴い発生するコマ収差を低減できるようレンズチルト補正量を修正し、対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をチルト方向に変位させる。具体的に、制御部５０は、ＲＦ信号の品位が良くなる方向に、すなわち光検出器３９により検出されるＲＦ信号のジッタ量を検出し、このジッタ量が最小となる方向に対物レンズ３４を傾ける。ここで、温度変化に伴い発生するコマ収差とは、上述したようにプラスチック製対物レンズ３４の形状変化や屈折率変化や、上述の温度変化に伴う球面収差を低減するための入射倍率変化に伴い発生するコマ収差を意味する。

ステップＳ３２において、制御部５０は、レンズチルト補正量を維持し、すなわち、対物レンズ駆動部４９により対物レンズ３４のチルト方向の変位を変化させないように制御する。

ステップＳ３３において、システムコントローラ７は、記録又は再生動作が終了であるか否かを判定する。ここで、記録又は再生動作が終了されたと判断された場合にはステップＳ３４に進む。一方、システムコントローラ７は、記録又は再生動作が終了していないと判断された場合にはステップＳ２９に戻る。

ステップＳ３４において、レーザ制御部２１は、光源部３１から光ビームの出射を停止させ、サーボ制御部９は、スピンドルモータ４の駆動を停止させる。

以上のような図１７に示した処理によれば、レンズチルト感度を持つ範囲にのみ補正を行うことで、外乱や摂動に対して強く、良好な信号品質で記録再生を行うことが可能となる。すなわち、一般的に、プラスチック製対物レンズを搭載するＢＤ用光ピックアップと同様に、温度変化に対して対物レンズで発生する球面収差量が無視できない量であるため、コリメータレンズを温度にあわせ駆動させるシステムとしている。ここで、光ピックアップ３では、対物レンズ周辺の温度をモニターすることで、発生球面収差の量が分かり、それを補正する為にコリメータレンズを駆動させる量を知ることが可能となる。結果、コリメータレンズの駆動量と入射倍率の関係より、温度に対しての対物レンズチルト感度が分かり、レンズチルト補正範囲を知ることが可能となる。本発明を適用した光ピックアップ３による図１７に示すチルト調整方法によれば、コリメータ位置検知する図１６の場合と同様に、温度検知によりＳ３０のようにレンズチルト補正禁止範囲か否かを確認する。これにより、レンズチルト感度を持つ範囲にのみ補正を行うことで、外乱や摂動に対して強く、良好な信号品質で記録再生を行うことを実現する。

このように、本発明を適用した光ピックアップ３は、対物レンズ３４近傍の温度を検出する温度検出部として温度検出素子４８を備える点に特徴を有する。そしてレンズチルト感度検知部としての制御部５０は、温度に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、一定のレンズチルト感度を有するか否かを判別する。かかる構成を有する光ピックアップ３は、プラスチック製の対物レンズ３４により使用環境温度範囲において適切にコマ収差を低減することを可能とし良好な記録再生特性を実現する。

〔８．チルト補正処理（第３の例）〕
次に、光ピックアップ３によるチルト調整方法の第３の例として、チルトウォブリングによる信号変動量を光検出器３９により把握する方法について説明する。

具体的に、上述した光ピックアップ３を有する光ディスク装置１は、図１８に示すような記録再生方法を行う。

ステップＳ４１において、光ディスク装置１のディスク装着部に光ディスク２が装着される。ステップＳ４２において、システムコントローラ７は、レーザ制御部２１を駆動し光源部３１より光ビームを出射させ、サーボ制御部９でスピンドルモータ４を駆動してディスク装着部に装着された光ディスク２を回転操作する。ステップＳ４３において、光ピックアップ３及びディスク種類判別部２２は、光ディスク２を検知する。

ステップＳ４４において、制御部５０は、システムコントローラ７の制御に応じてコリメータレンズ駆動部４５を制御して、コリメータレンズ３５を所定の位置に移動させる。また、制御部５０は、コリメータレンズ駆動部４５でコリメータレンズ３５を光軸方向に微動して球面収差の補正も行う。尚、本ステップＳ４４における具体的な処理は、上述したステップＳ４と同様であるので詳細な説明は省略する。

ステップＳ４５において、サーボ制御部９は、フォーカスエラー信号に基づいて対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をフォーカス方向に移動させてフォーカス制御を行う。ステップＳ４６において、制御部５０は、光ディスク２の反りに対してコマ収差を低減できるようレンズチルト補正量を決定し、対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をチルト方向に変位させる。具体的な処理は、上述したステップＳ６と同様である。ステップＳ４７において、サーボ制御部９は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をトラッキング方向に移動させてトラッキング制御を行う。

ステップＳ４８において、光ピックアップ３は、光ディスク２に対する情報信号の記録又は再生を開始する。上述のＳ８で説明したように、光ピックアップ３の動作等により、温度変化等が生じる場合があり、その場合にコリメータレンズ３５が移動される。ステップＳ４９において、制御部５０及び光検出器３９は、対物レンズ３４にチルトウォブリング動作を加えた際の信号変動量を検出する。この検出される信号変動量としては、例えば上述のようにチルトウォブリング動作の際のジッタ量としてもよく、また、例えば上述のようにチルトウォブリング動作の際のＲＦ信号であってもよい。以下では、信号変動量検出の一例としてジッタ量変化を検出する例について説明する。レンズチルト感度検知部としての制御部５０は、バッファ等の利用による記録再生の空き時間を利用して、チルトウォブリング動作を行うことにより、レンズチルト感度を検知している。

ステップＳ５０において、制御部５０は、チルトウォブリング動作を加えた際のジッタ量に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、レンズチルト補正禁止範囲か否かを判定する。すなわち、制御部５０は、検知したジッタ量変化に基づき得られたレンズチルト感度が一定のレンズチルト感度以上であるか否かを判定する。具体的に、例えば、図１９（ａ）に示すように、制御部５０によりＬ_８Ｗで示すようにチルトウォブリング動作を加えた際に光検出器３９により検出されるＬ_８Ｊ１に示すジッタ量変化を検知したとする。かかる場合には、ジッタ（ｊｉｔｔｅｒ）変動量が小さいため、制御部５０は、レンズチルト感度が一定のレンズチルト感度以下であると判定する。また、図１９（ｂ）に示すように、制御部５０によりＬ_８Ｗで示すようにチルトウォブリング動作を加えた際に光検出器３９により検出されるＬ_８Ｊ２に示すジッタ量変化を検出したとする。かかる場合には、ジッタ変動量が大きいため、制御部５０は、レンズチルト感度が一定のレンズチルト感度以上であると判定する。検知されるジッタ変動量の閾値については上述の通りである。このステップＳ５０において、検知されたジッタ量変化に基づくレンズチルト感度が一定のレンズチルト感度以下であると判定された場合は、レンズチルト補正禁止範囲であると判断され、ステップＳ５１に進む。一方、検知されたジッタ量変化に基づくレンズチルト感度状態が一定のレンズチルト感度以上であると判定された場合は、レンズチルト補正禁止範囲ではないと判断され、ステップＳ５２に進む。

ステップＳ５１において、制御部５０は、温度変化に伴い発生するコマ収差を低減できるようレンズチルト補正量を修正し、対物レンズ駆動部４９を駆動して対物レンズ３４をチルト方向に変位させる。具体的に、制御部５０は、ＲＦ信号の品位が良くなる方向に、すなわち光検出器３９により検出されるＲＦ信号のジッタ量を検出し、このジッタ量が最小となる方向に対物レンズ３４を傾ける。ここで、温度変化に伴い発生するコマ収差とは、上述したようにプラスチック製対物レンズ３４の形状変化や屈折率変化や、上述の温度変化に伴う球面収差を低減するための入射倍率変化に伴い発生するコマ収差を意味する。

ステップＳ５２において、制御部５０は、レンズチルト補正量を維持し、すなわち、対物レンズ駆動部４９により対物レンズ３４のチルト方向の変位を変化させないように制御する。

ステップＳ５３において、システムコントローラ７は、記録又は再生動作が終了であるか否かを判定する。ここで、記録又は再生動作が終了されたと判断された場合にはステップＳ５４に進む。一方、システムコントローラ７は、記録又は再生動作が終了していないと判断された場合にはステップＳ４９に戻る。

ステップＳ５４において、レーザ制御部２１は、光源部３１から光ビームの出射を停止させ、サーボ制御部９は、スピンドルモータ４の駆動を停止させる。

以上のような図１８に示した処理によれば、レンズチルト感度を持つ範囲にのみ補正を行うことで、外乱や摂動に対して強く、良好な信号品質で記録再生を行うことが可能となる。すなわち、一般的に、光ピックアップでは、記録再生倍速に余裕がある場合、ユーザーが設定した記録再生倍速より高倍速で記録再生を行うことが行われている。つまり、再生の場合を例にとると、再生しているポイントより先にディスクから情報を読み取り、バッファに情報を蓄積し、必要なタイミングで情報を再生するシステムをとっている。このため、実際に再生している時間より早く光ディスクの外周部の情報を読むことが可能となる。その空きの時間を用いて、現在の環境温度に対してのレンズチルト感度を以下の方法を用いて知ることが可能となる。フォーカスサーボがかかった状態で対物レンズ駆動部４９により対物レンズ３４にチルトウォブリングを加えた場合、レンズチルト感度がある場合はチルト量に応じてコマ収差が発生する為、ＲＦ信号レベルに変動が生じる。逆にレンズチルト感度がない場合は、レンズチルトによらずコマ収差が発生しない為、ＲＦ信号レベルが殆ど変化しない。また、トラッキングサーボをかけたままの場合、チルトウォブリングを与えると、感度がある場合はジッターが悪化し、チルト感度がない場合はジッターに変化が生じない。光ピックアップ３では、このようなＲＦ信号レベルやジッタ量変動を検知し、チルト感度の有無を判別することが可能となる。本発明の光ピックアップ３によるチルト調整方法の第３の例によれば、Ｓ５０のようにレンズチルト補正禁止範囲か否かを確認し、レンズチルト感度を持つ範囲のみ補正を行うことで、外乱や摂動に対して強く、良好な信号品質で記録再生を行うことを実現する。

このように、本発明を適用した光ピックアップ３は、レンズチルト感度検知部が、チルトウォブリング動作を加えた際に検知されるジッタ変化やＲＦ信号変化のような信号変動量に基づいて、一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断する点に特徴を有する。かかる構成を有する光ピックアップ３は、プラスチック製の対物レンズ３４により使用環境温度範囲において適切にコマ収差を低減することを可能とし良好な記録再生特性を実現する。

なお、以上、図１６〜図１８の例では、第１の光ディスク１１の記録再生を行う場合を説明したが、以上のような処理は、第２の光ディスク１２や第３の光ディスク１３の記録再生の処理のときに行うことも可能である。また、第２及び第３の光ディスク１２，１３の場合は、図１６〜図１８の処理を行わないようにしても良い。更に、本発明は、記録装置や再生装置にも適用可能である。更に、第１の光ディスク１１の専用の記録及び／又は再生装置にも適用可能である。

本発明を適用した光ピックアップ３によれば、安価で生産性の高いプラスチック製の対物レンズ３４を用いることにより量産性や軽量化を実現するとともに、物性変化の大きいプラスチック製対物レンズによる温度変化に対しても良好な信号を得ることができる。また、光ピックアップ３によれば、対物レンズ３４に特別な設計変更をする必要がなく、現在のガラス製レンズと同様の設計センターで形成し、これを用いて良好なコマ収差補正を可能とする。また、光ピックアップ３によれば、レンズチルト感度の変動により、従来の組み立て方法では性能を維持することが困難であったが、組み立て調整方法とレンズチルト補正範囲を最適化することで、現在と同様な使用環境下においても、使用することを可能とする。また、光ピックアップ３によれば、対物レンズ自体のコマ収差規格や、ピックアップ固定光学系の光学部品のコマ収差規格を厳しくする必要がなく、光ピックアップの組み立て精度も厳しくする必要がないため、余分なコストアップがない。光ピックアップ３によれば、従来の高価なガラス製レンズに置き換えてプラスチック製の対物レンズを用いることができ、光ピックアップ自体を安価に製造することが可能となる。光ピックアップ３によれば、初期レンズ組み立て調整方法が、初期コマ収差キャンセルの調整が必要なくなり、フラットに組み付けするのみの簡単な調整法でよく、且つ良好な収差補正を可能とする。

すなわち、本発明を適用した光ピックアップ３は、対物レンズをプラスチック製とすることにより、量産性や軽量化を向上させるとともに、レンズチルト感度の変動を考慮した構成とすることにより、環境温度変化があったときにもコマ収差の補償を実現する。よって、光ピックアップ３は、量産性や軽量化を実現させるとともに、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。

また、本発明を適用した光ディスク装置１は、回転駆動される光ディスク２に対して光ビームを照射することにより情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップを備えるものであり、この光ピックアップとして上述の光ピックアップ３を用いている。よって、光ディスク装置１は、量産性や軽量化を実現させるとともに、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。

本発明を適用した光ディスク装置を示すブロック回路図である。 本発明を適用した光ピックアップの光学系を示す光路図である。 光ピックアップを構成する対物レンズの駆動操作される３軸方向について説明するための図であり、対物レンズと光ディスクとの関係を示す模式図である。 ガラス製の対物レンズとプラスチック製の対物レンズとの温度変化と球面収差発生量との関係を示す図である。 ガラス製の対物レンズとプラスチック製の対物レンズとの倍率特性として、入射倍率に対する発生する３次球面収差との関係を示す図である。 ２層光ディスクにおける、各記録層毎の入射倍率とレンズチルト感度との関係を示す図である。 温度変化に伴う残留コマ収差量及びレンズチルト感度の変化の関係を示す図である。 ラジアルチルト量とジッタとの関係を示す図である。 光ディスクのラジアル方向の反りと、ディスク内外周におけるレンズチルト補正を示す模式図である。 対物レンズの組み立て角度について説明するための図である。（ａ）は、本発明を適用した光ピックアップを構成する対物レンズの組み立て角度について示す模式的な図であり、（ｂ）は、本発明と比較する従来の対物レンズの組み立て角度について示す模式的な図である。 本発明を適用した光ピックアップの光ディスク装置を構成するに際して光ピックアップ自体のチルト角度が調整されることを示す模式的な図である。 図１１に示すような光ピックアップ自体のチルト角度を調整するスキュー調整機構の一例について説明するための光ディスク装置の模式的な図である。 多層光ディスクにおける、各記録層毎の入射倍率とレンズチルト感度との関係を示す図である。 ２層光ディスクにおける、各記録層毎の入射倍率とレンズチルト感度との関係を示す図である。 ２層光ディスクにおける、入射倍率と、ディスクフォーマットにより規定される最大ディスク反り量で発生する各記録層毎のコマ収差補正時のレンズチルト補正角度との関係を示す図である。 本発明を適用した光ピックアップによるチルト調整方法の第１の例として、コリメータレンズ位置を検知することによりチルト調整を行う手順を示すフローチャートである。 本発明を適用した光ピックアップによるチルト調整方法の第２の例として、レンズ周辺温度を検知することによりチルト調整を行う手順を示すフローチャートである。 本発明を適用した光ピックアップによるチルト調整方法の第３の例として、チルトウォブリングの際の信号変動量を検知することによりチルト調整を行う手順を示すフローチャートである。 レンズチルトウォブリングの際の信号変動量をチルト感度がある場合とない場合とで比較説明するための図である。（ａ）は、チルト感度がない場合のジッタ変動量を示し、（ｂ）は、チルト感度がある場合のジッタ変動量を示す。

符号の説明

１ 光ディスク装置、２ 光ディスク、３ 光ピックアップ、４ スピンドルモータ、５
送りモータ、７ システムコントローラ、９ サーボ制御部、１１ 第１の光ディスク
、１２ 第２の光ディスク、１３ 第３の光ディスク、１４ プリアンプ、１５ 信号変
復調器＆ＥＣＣブロック、１６ インターフェース、１７ 外部コンピュータ、１８ Ｄ
／Ａ，Ａ／Ｄ変換器、１９ オーディオ・ビジュアル処理部、２０ オーディオ・ビジュ
アル信号入出力部、２１ レーザ制御部、２２ ディスク種類判別部、３１ 第１の光源部、３２ 第２の光源部、３４ 対物レンズ、３５ コリメータレンズ、３６ 第１のビームスプリッタ、３７ 第２のビームスプリッタ、３８ 受光部、３９ 光検出器、４０ マルチレンズ、４１ 第１のグレーティング、４２ 第２のグレーティング、４３ １／４波長板、４４ 立ち上げミラー、４５ コリメータレンズ駆動部、４６ コリメータ位置検出部、４７ レンズホルダ、４８ 温度検出素子、４９ 対物レンズ駆動部、５０ 制御部

Claims (8)

1. 所定の波長の光ビームを出射する光源と、
   光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、
   上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、
   上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、
   上記レンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ_ＬＴ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ_ＬＴ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部と、
   上記対物レンズ近傍の温度を検出する温度検出部とを備え、
   上記レンズチルト感度検知部は、上記温度検出部による検出温度に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、
   上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない光ピックアップ。
2. 所定の波長の光ビームを出射する光源と、
   光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と、略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、
   上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、
   上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、
   上記レンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ _ＬＴ ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ _ＬＴ ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部と、
   上記光源と上記対物レンズとの間の光路上に設けられ該光源から出射された光ビームの発散角を変換するコリメータレンズを光軸方向に駆動することにより、該対物レンズに入射する光ビームの入射倍率を変化させるコリメータレンズ駆動部と、
   上記コリメータレンズの位置を検出する位置検出部とを備え、
   上記レンズチルト感度検知部は、上記コリメータレンズの位置に対する上記対物レンズに入射する光ビームの入射倍率の関係と、上記入射倍率に対するレンズチルト感度の関係とに基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、
   上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない光ピックアップ。
3. 上記レンズチルト感度検知部は、上記光ディスクが複数の記録層を有する多層光ディスクであったとき、各記録層毎の上記対物レンズに入射する光ビームの入射倍率に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判別する請求項２記載の光ピックアップ。
4. 所定の波長の光ビームを出射する光源と、
   光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と、略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、
   上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、
   上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、
   上記レンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ _ＬＴ ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ _ＬＴ ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部とを備え、
   上記レンズチルト感度検知部は、上記対物レンズにチルトウォブリング動作を加えた際に検知されるジッタ又はＲＦ信号の変化に基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、
   上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない光ピックアップ。
5. 上記光ディスクは、カバー層厚さの上限値が０．１００ｍｍであり、
   上記対物レンズ駆動部は、上記光源と上記対物レンズとを含む光学系の光軸を、上記光ディスクの光学面に対して、最大１．５ｄｅｇを超えない範囲でチルト方向に駆動してレンズチルトさせ、
   上記対物レンズは、最大０．４ｄｅｇのディスク反りに応じて上記光ディスクに発生するコマ収差を補正する請求項１乃至４のうち何れか一項記載の光ピックアップ。
6. 回転駆動される光ディスクに対して光ビームを照射することにより情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップを備え、
   上記光ピックアップは、
   所定の波長の光ビームを出射する光源と、
   光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と、略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、
   上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、
   上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、
   上記レンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ_ＬＴ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ_ＬＴ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部と、
   上記対物レンズ近傍の温度を検出する温度検出部とを備え、
   上記レンズチルト感度検知部は、上記温度検出部による検出温度に対するレンズチルト感度の関係に基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、
   上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない光ディスク装置。
7. 回転駆動される光ディスクに対して光ビームを照射することにより情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップを備え、
   上記光ピックアップは、
   所定の波長の光ビームを出射する光源と、
   光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と、略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、
   上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、
   上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、
   上記レンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ _ＬＴ ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ _ＬＴ ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部と、
   上記光源と上記対物レンズとの間の光路上に設けられ該光源から出射された光ビームの発散角を変換するコリメータレンズを光軸方向に駆動することにより、該対物レンズに入射する光ビームの入射倍率を変化させるコリメータレンズ駆動部と、
   上記コリメータレンズの位置を検出する位置検出部とを備え、
   上記レンズチルト感度検知部は、上記コリメータレンズの位置に対する上記対物レンズに入射する光ビームの入射倍率の関係と、上記入射倍率に対するレンズチルト感度の関係とに基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、
   上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない光ディスク装置。
8. 回転駆動される光ディスクに対して光ビームを照射することにより情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップを備え、
   上記光ピックアップは、
   所定の波長の光ビームを出射する光源と、
   光軸が、上記光源から出射された光ビームを導く光学系により導かれて入射される光ビームの光軸と、略一致するように取り付けられ、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光するプラスチック製の対物レンズと、
   上記光ディスクで反射された光ビームを受光し検出する光検出器と、
   上記光源と上記対物レンズとを含む光学系を、上記光ディスクの光学面に対してチルト方向に駆動してレンズチルトさせる対物レンズ駆動部と、
   上記レンズチルト時に発生するコマ収差量をΔＷ _ＬＴ ［λｒｍｓ］とし、その際のレンズチルト量をΔθ［ｄｅｇ］としたとき、ΔＷ _ＬＴ ／Δθで表されるレンズチルト感度を検知するレンズチルト感度検知部とを備え、
   上記レンズチルト感度検知部は、上記対物レンズにチルトウォブリング動作を加えた際に検知されるジッタ又はＲＦ信号の変化に基づいて、上記一定のレンズチルト感度を有するか否かを判断し、
   上記対物レンズは、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定以上の場合には、上記光検出器で検出される信号が良好となるようにレンズチルトされてレンズチルト補正が行われ、上記レンズチルト感度検知部により検知されたレンズチルト感度が一定未満の場合には、レンズチルト補正が行われない光ディスク装置。

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