JP5566915B2 - 光学ヘッド及び光情報装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク、光カード等の情報記録媒体に情報を記録し又は記録された情報を再生する光学ヘッド及び光情報装置に関する。

従来、シリンドリカルレンズとレンズホルダとが一体で構成される一方、シリンドリカルレンズと光検出器とが別体に構成された光学ヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図２７および図２８は、特許文献１に記載された光学ヘッドおよびその光検出部を示している。

図２７において、半導体レーザ１０１から出射された光ビームは、回折格子１０２により互いに異なる複数の光束に分離される。回折格子１０２を透過した光束は、ビームスプリッタ１０３によって反射され、コリメータレンズ１０４によって平行光束に変換される。この光ビームは、対物レンズ１０５に入射し、いわゆる３ビームの収束光となって光ディスク２０１に照射される。対物レンズ１０５は、対物レンズアクチュエータ１０６により光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク２０１の半径方向（ラジアル方向）に駆動される。光ディスク２０１の情報層２０２で反射及び回折された光ビームは、再び対物レンズ１０５を透過し、ビームスプリッタ１０３を透過する。このビームスプリッタ１０３を透過した光束は、シリンドリカルレンズ１１５を透過し、光検出器１２０に入射する。

図２８は光学ヘッド２００の部分的な概略図である。光学ベース１１３は、半導体レーザ１０１、回折格子１０２、ビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０４および対物レンズアクチュエータ１０６を保持する。シリンドリカルレンズ１１５は、負の（凹レンズ効果の）レンズパワーを持つ凹状のシリンドリカルレンズ面が光検出器側になるように設置されている。シリンドリカルレンズ１１５は、レンズホルダ１５９に固定された状態で光学ベース１１３上を光軸方向に位置調整可能となっており、この状態で外部ジグにより保持される。光検出器１２０は、外部ジグにより保持された状態で、光軸と直交する面内（Ｘ―Ｙ平面）で位置調整可能となっている。

図２９は光検出器１２０の受光面１２１を概略的に示している。シリンドリカルレンズ１１５を透過した光束は、４分割受光領域１４０により受光される。この４分割受光領域１４０における対角領域の和信号の差分を演算することにより、いわゆるフォーカス信号が検出される。また、４分割受光領域１４０の和信号を演算することにより、ＲＦ信号が検出される。

４分割受光領域１４０から得られる信号を演算したプッシュプル信号と、サブビーム受光領域１４１で受光した光量に応じた信号とが、加算アンプ１４４および差動アンプ１４５によって演算される。また、３ビーム法（いわゆるＤＰＰ法）のトラッキングエラー信号が生成され、情報層２０２のトラックに対して対物レンズ１０５を追従させるトラッキングサーボが行われる。

ここで、光検出器１２０は、フォーカスエラー信号の対称性および直線性を確保すべく、シリンドリカルレンズ１１５の凹シリンドリカルレンズ面から離れた状態で配置されている。そのため、光検出器１２０は、単独で又はホルダと一体でＸ―Ｙ平面上での位置調整が行われる。この位置調整は、光束が４分割受光部１４０の略中心に入射するように、光検出器１２０からの検出信号を見ながら行う。その後、光検出器１２０（またはホルダ）を光学ベース１１３に固定する。

一方、シリンドリカルレンズ１１５が固定されたレンズホルダ１５９は、光学ベース１１３上で光軸方向に移動可能な状態で保持されている。シリンドリカルレンズ１１５のＺ方向の調整を行うことによって光検出器１２０との相対位置を調整し、その上で光学ベース１１３とレンズホルダ１５９を固定する。このＺ方向の調整により、対物レンズ１０５と情報層２０２がジャストフォーカスとなる距離で、フォーカスエラー信号のオフセットがなくなる。すなわち、ジャストフォーカスとなる距離でフォーカスエラー信号の出力が０となる。

特開平１０‐００３６８３号公報

現在、小型で且つ２層以上の記録層を有する高記録密度多層光ディスクへの記録または再生に対応した光学ヘッドの開発が期待されている。

高記録密度の多層光ディスクへの記録および再生に対応可能で、かつ小型の光学ヘッドとするためには、シリンドリカルレンズに曲率半径が小さな凹レンズ面を持たせ、負の大きなレンズパワーを発生させることが必要となる。

一方、光学ヘッドを有する光学系においては、光検出器のＸ−Ｙ方向の位置調整およびシリンドリカルレンズのＺ方向の位置調整をしたとしても、調整時の微小誤差の発生は避けられない。その結果、シリンドリカルレンズのＺ方向及びＸ−Ｙ方向の位置ズレから、光検出器とシリンドリカルレンズの相対位置誤差が発生してしまう。その結果、シリンドリカルレンズのＺ方向位置に誤差が発生する。

この光学系において、前述したようなレンズパワーの高いシリンドリカルレンズを搭載すると、相対位置誤差により検出光学系の倍率が大きく変化し、サブビームが光検出器のサブビーム受光領域から外れてしまう虞がある。また、光軸に対する光検出器のＸ−Ｙ方向の位置誤差および角度誤差により、サブビームが光検出器のサブビーム受光領域から外れる量が増加してしまい、トラッキングエラー信号の品質が大幅に劣化し、記録再生性能が悪化する虞もある。このため、従来の光学ヘッドを有する光学系においては、パワーの高いシリンドリカルレンズを搭載して検出光学系を小型化することは、非常に困難である。

本発明の目的は、高記録密度の多層光情報記録媒体の記録、再生を行った場合の信号特性の向上が可能で、かつ小型の光学ヘッドを提供するものである。

本発明の一局面に従う光学ヘッドは、光束を出射する光源と、前記光源から出射された光束を情報記録媒体に収束光として集光する対物レンズと、前記情報記録媒体によって反射された反射光束が入射し、フォーカスエラー信号を形成するための非点収差を発生するシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを透過した反射光束を受光する光検出器と、前記シリンドリカルレンズ及び前記光検出器を保持するホルダと、前記光源からの光束の平行度を変化させるコリメートレンズと、を備える。そして、前記ホルダは、前記反射光束の光軸と交差する方向にそれぞれ延びる第１主面及び第２主面を有し、前記シリンドリカルレンズが前記第１主面に接着され、前記光検出器が前記第２主面に接着され、前記対物レンズ、前記コリメートレンズ及び前記シリンドリカルレンズを備えた検出光学系の横倍率が１０倍以上であり、前記シリンドリカルレンズは、前記反射光束が入射する面にシリンドリカル面を有し、出射面に凹レンズ面を有する。
また本発明の他の一局面に従う光学ヘッドは、光束を出射する光源と、前記光源から出射された光束を情報記録媒体に収束光として集光する対物レンズと、前記情報記録媒体によって反射された反射光束が入射し、フォーカスエラー信号を形成するための非点収差を発生するシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを透過した反射光束を受光する光検出器と、前記シリンドリカルレンズ及び前記光検出器を保持するホルダと、を備える。前記ホルダは、前記反射光束の光軸と交差する方向にそれぞれ延びる第１主面及び第２主面を有し、前記シリンドリカルレンズが前記第１主面に接着され、前記光検出器が前記第２主面に接着され、前記シリンドリカルレンズが接着される前記第１主面は、前記反射光軸に垂直な面に対して傾いている。

本発明によれば、高記録密度の多層光情報記録媒体の記録、再生を行った場合の信号特性の向上が可能で、かつ小型の光学ヘッドを提供することができる。

本発明の第１実施形態による光学ヘッドの光学系を概略的に示す図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態による光学ヘッドに設けられる光検出器を概略的に示す側面図であり、（ｂ）は、前記光検出器を概略的に示す正面図であり、（ｃ）は、前記光検出器を概略的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態による光学ヘッドに設けられる光検出器の受光面の配置および信号取出しを説明するための図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態に設けられるシリンドリカルレンズの斜視図であり、（ｂ）は、前記シリンドリカルレンズの正面図であり、（ｃ）は、（ａ）とは別の方向から見た前記シリンドリカルレンズの斜視図である。 本発明の第１実施形態による光学ヘッドを部分的に示す概略図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態による光学ヘッドに設けられる検出器ユニットを概略的に示す側面図であり、（ｂ）は、前記検出器ユニットを概略的に示す正面図であり、（ｃ）は、前記検出器ユニットを概略的に示す側面図である。 前記シリンドリカルレンズを透過する光ビームを説明するための図である。 シリンドリカルレンズが図７の状態に対して反対向き（シリンドリカル面が光検出器側になる）に配置される場合において、当該シリンドリカルレンズを透過する光ビームを説明するための図である。 （ａ）は、図７の状態における焦点位置でのスポット径とシリンドリカル面との位置関係を説明するための図であり、（ｂ）は、図８の状態における焦点位置でのスポット径とシリンドリカル面との位置関係を説明するための図であり、（ｃ）は、（ａ）の場合でのフォーカスエラー信号の一例を示す図であり、（ｄ）は、（ｂ）の場合でのフォーカスエラー信号の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態による光学ヘッドにおいて、光検出器の４分割受光領域に入射する光束の形状を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による光学ヘッドにおける検出器ユニットと光学ベースとの固定方法を説明するための図である。 （ａ）は、検出光学系の倍率とスポット位置ズレとの関係を示す図であり、（ｂ）は、ＰＤバランス（Ｙ方向）の定義を説明するための図である。 （ａ）は、２層ディスクの記録層に入射する光ビームを説明する図であり、（ｂ）は、多層ディスク（４層ディスク）の記録層に入射する光ビームを説明する図である。 （ａ）は、比較例としての光検出器上に入射する他層迷光を説明するための図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態による光学ヘッドに設けられた光検出器上に入射する他層迷光を説明するための図である。 （ａ）は、比較例でのシリンドリカルレンズのＺ方向調整時におけるアパーチャ径を説明するための図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態による光学ヘッドでの検出器ユニットのＺ方向調整時におけるアパーチャ径を説明するための図である。 （ａ）は、比較例でのシリンドリカルレンズのＸ方向調整時におけるアパーチャ径を説明するための図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態による光学ヘッドでのシリンドリカルレンズのＸ方向調整時におけるアパーチャ径を説明するための図であり、（ｃ）は、本発明の第１実施形態による光学ヘッドでのアパーチャ径を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による光学ヘッドの変形例におけるアパーチャ形状を概略的に示す図である。 本発明の第１実施形態による光学ヘッドが適用された光情報装置の光ディスクドライブを概略的に示す図である。 （ａ）は、本発明の第２実施形態による光学ヘッドにおける検出器ユニットを概略的に示す側面図であり、（ｂ）は、前記検出器ユニットを概略的に示す正面図であり、（ｃ）は、前記検出器ユニットを概略的に示す他の側面図である。 （ａ）は、本発明の第３実施形態による光学ヘッドにおける検出器ユニットを概略的に示す側面図であり、（ｂ）は、前記検出器ユニットを概略的に示す正面図であり、（ｃ）は、前記検出器ユニットを概略的に示す他の側面図であり、（ｄ）は、前記検出器ユニットの変形例を概略的に示す側面図である。 （ａ）は、本発明の第４実施形態による光学ヘッドの光学系を概略的に示す図であり、（ｂ）は、前記光学系に設けられたホログラム素子の領域分割を説明するための図である。 （ａ）は、本発明の第４実施形態による光学ヘッドに設けられた光検出器を概略的に示す正面図であり、（ｂ）は、前記光検出器の受光領域を説明するための図であり、（ｃ）は、前記光検出器とアパーチャの相対位置関係を説明するための断面図である。 （ａ）は、本発明の第５実施形態による光学ヘッドの光学系を概略的に示す図であり、（ｂ）は、前記光学系に設けられたシリンドリカルレンズの軸回りの向きを説明するための図である。 （ａ）は、本発明の第５実施形態による光学ヘッドに設けられた検出器ユニットを概略的に示す側面図であり、（ｂ）は、前記検出器ユニットを概略的に示す正面図であり、（ｃ）は、前記検出器ユニットを概略的に示す側面図である。 （ａ）は、本発明の第６実施形態による光学ヘッドに設けられたホルダと光学ベースとの接着位置を説明する検出器ユニットの側面図であり、（ｂ）は、前記ホルダと光学ベースとの接着位置を示した検出器ユニットの正面図であり、（ｃ）は、前記検出器ユニットの変形例の側面図である。 本発明の第７実施形態による光学ヘッドの光学系を概略的に示す図である。 従来の光学ヘッドの光学系の構成を概略的に示す図である。 従来の光学ヘッドを部分的に示す図である。 従来の光学ヘッドの光検出器の受光面の配置および信号取出しを説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１実施形態による光学ヘッド２００の光学系を概略的に示す。なお、図１において、図２７に示す構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。

図１に示すように、光学ヘッド２００の光学系には、光源としての半導体レーザ１０１と、回折格子１０２と、ビームスプリッタ１０３と、コリメータレンズ１０４と、対物レンズ１０５と、シリンドリカルレンズ１１５と、光検出器１２０とが設けられている。

半導体レーザ１０１から出射された光束は、回折格子１０２によって複数の光束に分離される。回折格子１０２を透過した光束は、ビームスプリッタ１０３で反射された後、コリメータレンズ１０４によって平行光束に変換されて対物レンズ１０５に入射し、いわゆる３ビームの収束光となる。この収束光は、光ディスク２０１に照射される。対物レンズ１０５は、対物レンズアクチュエータ１０６により、光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク２０１のトラッキング方向（ラジアル方向）に駆動される。光ディスク２０１の情報層２０２で反射・回折された光束は、再び対物レンズ１０５を透過した後、コリメートレンズ１０４を透過してビームスプリッタ１０３に入射する。ビームスプリッタ１０３を透過した光束は、シリンドリカルレンズ１１５を透過した後、ホルダ１３０のアパーチャ１３１を透過して光検出器１２０に入射する。

図２（ａ）〜（ｃ）は光検出器１２０の一例を示している。光検出器１２０は、受光部１２４とカバーガラス１２５と接着層１２６とを備えている。受光部１２４は、受光領域を有する受光面１２１と、回路部１２２と、端子部１２３とを備えている。接着層１２６は、受光部１２４とカバーガラス１２５とを接着する。すなわち、受光部１２４はカバーガラス１２５に固定されている。端子部１２３は、ＦＰＣまたは基板上に実装されて半田付けされている。端子部１２３は、受光面１２１で検出された受光量に応じた信号を出力する。

図３は光検出器１２０の受光面１２１を概略的に示している。受光面１２１には、４分割受光領域１４０とサブビーム受光領域１４１が形成されている。シリンドリカルレンズ１１５を透過した光束のうち、メインビーム１４２は４分割受光領域１４０により受光される。そして、４分割受光領域１４０のうちの二対の対角領域の信号の差分（対角領域の和信号が２つ得られるので、その差分）を加算アンプ１４４および差動アンプ１４５によって演算することにより、フォーカス信号が検出される。また、４分割受光領域１４０の各領域の和信号を加算アンプ１４４によって演算することにより、ＲＦ信号が検出される。

一方、光検出器１２０のサブビーム受光領域１４１には、光ディスク２０１の情報層２０２のトラックにて反射された反射光束であって、トラッキングエラー信号となる３ビーム法のサブビームが入射する。シリンドリカルレンズ１１５を透過した光束のうちサブビーム１４３はサブビーム受光領域１４１により受光される。

４分割受光領域１４０の受光量に応じた信号によるプッシュプル信号から、サブビーム受光領域１４１の受光量に応じた信号を加算アンプ１４１および差動アンプ１４２によって演算することにより、３ビーム法（いわゆるＤＰＰ法）のトラッキングエラー信号が生成される。

図４（ａ）〜（ｃ）は、シリンドリカルレンズ１１５の構成を示している。図４（ｂ）はシリンドリカルレンズ１１５の正面図であり、図４（ａ）は入射面側から見た斜視図であり、図４（ｃ）は出射面側から見た斜視図である。

シリンドリカルレンズ１１５は、全体として円柱状に形成されており、その軸方向の一端面にシリンドリカル面１１６が形成されるとともに、軸方向の他端面には、レンズパワーを持った凹レンズ面１１７とその周囲のフラット面１２８とが形成されている。シリンドリカルレンズ１１５は、シリンドリカル面１１６が光束の入射面となり、凹レンズ面１１７が出射面となるように配置される。フラット面１２８は、シリンドリカルレンズ１１５のレンズ光軸１１８に垂直な面であり、レンズ光軸と同軸状の円環状である。図中、符号１１９はシリンドリカル面１１６の中央母線を示す。この中央母線は、シリンドリカル面１１６を形成する母線のうち、レンズ光軸と交差する母線に一致する。レンズ光軸１１８は凹レンズ面１１７の中心を通る。シリンドリカル面１１６は、この中央母線１１９の位置において最もレンズ光軸方向の内側に位置している。

第１実施形態における光学ヘッド２００は、検出器ユニット１２７を備えている。検出器ユニット１２７は、シリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０と光検出器１２０とを備えており、反射光束が入射する側から順にシリンドリカルレンズ１１５、ホルダ１３０及び光検出器１２０が位置するように配設されている。

シリンドリカルレンズが光検出器から離れた状態で設けられる光学ヘッドと異なり、本実施形態の光学ヘッド２００は、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０の間にホルダ１３０が存在し、かつ、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０は、それぞれホルダ１３０に接触している。そして、シリンドリカルレンズ１１５が、Ｚ方向（反射光束の光軸方向）においてホルダ１３０の一側に配置された状態でホルダ１３０に接着される一方、光検出器１２０が、Ｚ方向においてホルダ１３０の他側に配置された状態でホルダ１３０に接着されている。

図５は、光学ヘッド２００を部分的に示している。図５に示すように、光学ヘッド２００には光学ベース１１３が設けられており、光学ベース１１３は、一例として、半導体レーザ１０１（図１参照）、回折格子１０２（図１参照）、ビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０４及び対物レンズアクチュエータ１０６（図１参照）を保持する。一方、検出器ユニット１２７は、光学ベース１１３に対し、外部ジグ（図示せず）によって保持部１３２（図６（ａ）参照）がチャックされた状態で、光学ベース１１３上でＺ方向（光軸方向）に位置調整可能で、かつＸ−Ｙ平面内（光軸と直交する面内）で位置調整可能である。

ここで、光学ベース１１３および光軸に対する検出器ユニット１２７の位置調整の方法について説明する。Ｘ−Ｙ平面内での検出器ユニット１２７の調整は、メインビーム１４２が４分割受光領域１４０の略中心に入射するように検出器ユニット１２７を移動させることにより行われる。一方、Ｚ方向の位置調整は、対物レンズ１０５と情報記録層２０２とがジャストフォーカスとなる位置関係の状態で、受光面１２１が非点隔差の焦点位置に位置するよう検出器ユニット１２７をＺ方向に微調整することにより行う。これにより、４分割受光領域１４０に入射するメインビームが円形になってフォーカスエラー信号のオフセットがなくなり、しかも、対物レンズ１０５と情報記録層２０２がジャストフォーカスとなるためにフォーカスエラー信号の出力が０となる。また、反射光束の光軸回りの調整（θｚ）を行うことにより、サブビーム受光領域１４１の略中心にサブビーム１４３が入射する。このＸ方向及びＹ方向の調整によりフォーカスエラー信号のバランス調整（後に定義）を行い、回転調整（θｚ）によってトラッキングエラー信号のオフセット調整を行い、Ｚ方向の調整によりフォーカスエラー信号のフォーカスオフセットの調整を行う。以上のように、検出器ユニット１２７のＺ方向、及びＸ−Ｙ方向の位置調整を行うが、本実施形態の光学ヘッド２００では、シリンドリカルレンズと光検出器１２０がそれぞれホルダ１３０に固定されているため、従来の光学ヘッドに比べて、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０との相対的な位置ずれを低減することが可能である。

図６（ａ）〜（ｃ）は、検出器ユニット１２７の構成を示している。図６（ａ）は光検出器側から見た側面図であり、（ｃ）はシリンドリカルレンズ側から見た側面図であり、（ｂ）は正面図である。

ホルダ１３０は、厚みが一定の平板状に形成されており、一例として、円筒形のアパーチャ１３１、保持部１３２、光検出器押当て部１３７、光検出器位置決め部１３５、シリンドリカルレンズ押当て部１３８、およびシリンドリカルレンズ位置決め部１３６等を有する。ホルダ１３０において、光ディスクで反射した光が入射する側の面にシリンドリカルレンズ１１５が接着されており、この面とは反対側の面に光検出器１２０が接着されている。ここで、シリンドリカルレンズ１１５が接着されるホルダ１３０の一方の主面（反射光束の光軸方向における一端面）を第１主面、光検出器１２０が接着されるホルダ１３０の他方の主面を第２主面と呼んでもよい。第１主面及び第２主面は互いに平行に設定されている。

光検出器押当て部１３７は、ホルダ１３０の第２主面に形成された部位であり、この第２主面の略中央部に位置している。つまり、第２主面の一部が光検出器押当て部１３７として機能する。光検出器押当て部１３７には、光検出器１２０が面接触する。光検出器位置決め部１３５は、第２主面に設けられていて、この光検出器位置決め部１３５を利用することにより、光検出器１２０をＸ方向及びＹ方向に位置決めすることができる。

シリンドリカルレンズ押当て部１３８は、ホルダ１３０の第１主面に形成された部位であり、この第１主面の略中央部に位置している。つまり、第１主面の一部がシリンドリカルレンズ押当て部１３８として機能する。シリンドリカルレンズ押当て部１３８には、シリンドリカルレンズ１１５のフラット面１２８が面接触する。シリンドリカルレンズ位置決め部１３６は、第１主面に設けられていて、アパーチャ１３１と同心状に形成された円弧面を有する。この円弧面は、シリンドリカルレンズ１１５の周面に対向する面である。このシリンドリカルレンズ位置決め部１３６を利用することにより、シリンドリカルレンズ１１５をＸ方向及びＹ方向に位置決めすることができるとともに、周方向の向きを調整するときにシリンドリカルレンズ１１５を光軸回りにスムーズに回転させることができる。

アパーチャ１３１は、光軸方向に見て光検出器押当て部１３７及びシリンドリカルレンズ押当て部１３８の範囲内に形成され、ホルダ１３０の厚み方向に貫通する円形断面の開口である。

ホルダ１３０の厚みが一定になるように管理されているため、光検出器１２０とシリンドリカルレンズ１１５との間隔を精度よく規定することができるとともに、シリンドリカルレンズ１１５の向きを反射光束の光軸方向に精度よく合わせることができる。ホルダ１３０の厚みは例えば１．５ｍｍ程度である。

光検出器１２０を位置決めするには、ホルダ１３０の保持部１３２を外部ジグ（図示せず）によりチャックし、この状態で、光検出器押当て部１３７に光検出器１２０を押し当てて光検出器位置決め部１３５により光検出器１２０の位置決めを行う。これにより、光検出器１２０は、ホルダ１３０に対して、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に精度良く位置決めされる。光検出器１２０は、この状態で光検出器接着部１３３により接着固定される。

この構成により、光検出器とシリンドリカルレンズとが別体構成となっている光ヘッドとは異なり、Ｚ方向におけるシリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０との位置誤差は、ホルダ１３０の寸法誤差のみとなる。この寸法誤差は、ホルダ１３０の成形精度または加工精度となる部品精度より決定されるため、約５〜２０μｍ以下に抑えることが可能である。従来の光ヘッドにおいては、光検出器とシリンドリカルレンズとの位置ずれは、後述するように約３００μ程度発生すると概算されるため、本実施形態の構成により位置ずれを大幅に低減することが可能となる。また光検出器１２０に入射する光ビームの位置ずれを低減できることにより、記録再生信号特性の劣化を防止することが可能となる。

シリンドリカルレンズ１１５は、シリンドリカルレンズ位置決め部１３６によってＸ方向及びＹ方向の位置決めが行われ、また、シリンドリカルレンズ１１５のフラット面１２８をシリンドリカルレンズ押当て部１３８に押し当てることにより、シリンドリカルレンズ１１５のＺ方向の位置決めがなされる。さらに、シリンドリカルレンズ１１５は、入射面側がシリンドリカル面１１６となるよう配設されているため、図外のオートコリメータ等でシリンドリカル面１１６に平行光束を照射し反射光束の形状(シリンドリカル面１１６の中央母線１１９)を確認することにより、容易にかつ高精度にシリンドリカル面１１６の中央母線１１９の向きを確認することができる。すなわち、オートコリメータ等の外部測定装置（図示せず）を利用し、シリンドリカル面１１６の角度（シリンドリカル面１１６の中央母線１１９の向き）を検出してシリンドリカルレンズ１１５の回転方向の調整を行い、シリンドリカルレンズ接着部１３４によりシリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０とを接着固定してもよい。これにより、ホルダ１３０およびアパーチャ１３１に対して、光検出器１２０とシリンドリカルレンズ１１５をより精度良く位置決めすることができる。

また、本実施形態の光学系においては、シリンドリカルレンズ１１５のシリンドリカル面１１６が、光情報媒体からの反射光束の入射側に位置している。従来、検出光学系の倍率が小さい光学ヘッドではシリンドリカルレンズと光検出器の距離が近づくことは想定されていないため、シリンドリカル面１１６が光検出器側に配置する構成が採用されている。これに対し、本実施形態では、シリンドリカルレンズ１１５と検出器１２０とがホルダ１３０を挟むように配置されている。このため、シリンドリカルレンズ面１１６が光検出器１２０側になるように配置すると、シリンドリカル面１１６と光検出器１２０の受光面との距離が近接するため、フォーカスエラー信号性能が劣化する可能性がある。そこで、本実施形態では、光の入射面側にシリンドリカル面１１６が来るようにシリンドリカルレンズ１１５が配置されている。この構成により、検出光学系の倍率が大きい場合でも非点隔差を大きくする事ができる。

よって、前側焦線と焦点位置との距離、および後側焦線と焦点位置との距離をそれぞれ大きくかつバランスよく構成することができるため、対称性のよいフォーカスエラー信号を実現でき、フォーカスサーボの品質を向上することができる。前側焦線、焦点位置および後側焦線については、図７に示している。

また、シリンドリカル面１１６の中央母線１１９の周方向の向きを調整する際に、ホルダ１３０がシリンドリカルレンズ１１５のフラット面１２８に接触しているため、シリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０とが当接する面積が大きくなる。このため、シリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０の相対角度を安定させた状態で、シリンドリカル面１１６の中央母線１１９をレンズ光軸１１８を中心として回転調整することが可能となる。ここで、回転調整とは、４分割受光領域１４０の分割線の方向に対するシリンドリカル面１１６の中央母線１１９の向きを調整することである。例えば、図１０に示すように、４分割受光領域１４０の分割線の向きに対して、前側焦線および後側焦線の角度を４５°とする調整を行うことをいう。そして、フラット部１２８とホルダ１３０とが密着した状態で両者を接着固定するため、信頼性を大幅に向上することが可能となる。

図８は、図７の構成と比較するために、シリンドリカルレンズ１５５のシリンドリカル面１１６を光検出器１２０側に配置した構成を示したものである。また、図９（ａ）〜（ｂ）は図７および図８の光検出器１２０上の焦点位置に対するシリンドリカル面１１６の位置と前側焦線の位置と後側焦線の位置との関係を示している。図９（ａ）は、図７の構成に対応しており、シリンドリカル面１１６と焦点位置（光検出器１２０の受光面）とが離れた構成を示している。一方、図９（ｂ）は、図８の構成に対応しており、シリンドリカル面１１６と焦点位置とが近接した構成を示している。

図９（ａ）（ｂ）において、焦点位置のスポット径（最小錯乱円）を１ｍｍと仮定したとき、シリンドリカル面１１６が光検出器１２０と反対側に配置された構成（図９（ａ））では、焦点位置から前側焦線までの距離と、焦点位置から後側焦線までの距離との比は０．８：１となる。本実施形態では、小型の光学ヘッドにもかかわらず、Ｓ字信号のＧＮＤに対する対称性が良く、安定したいわゆるフォーカスエラー信号を得ることが可能となる（図９（ｃ））。

一方、シリンドリカル面１１６が光検出器１２０側に配置された構成（図９（ｂ））では、焦点位置から前側焦線までの距離と、焦点位置から後側焦線までの距離との比は１：３となり、Ｓ字信号のＧＮＤに対する対称性が大幅に悪化したフォーカスエラー信号となり（図９（ｄ））、不安定なフォーカスサーボとなってしまう。さらに非点隔差距離も、シリンドリカル面１１６を光検出器１２０と反対側に配置した図９（ａ）の構成に対し、シリンドリカル面１１６を光検出器１２０側に配置した図９（ｂ）の構成では２〜３割程度大きくすることが可能となる。このため、図９（ａ）の構成では、幅の広い引き込み範囲を確保したＳ字信号（フォーカスエラー信号）を得ることが可能となり、安定したフォーカスサーボを実現できる。

本実施形態の構成では、シリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０と光検出器１２０とが一体構成となった検出器ユニット１２７において、シリンドリカルレンズ１１５のフラット面１２８とホルダ１３０とが密着した状態で両者が接着によって固定されている。シリンドリカルレンズ押当て部１３８とフラット面１２８とが密着した状態でシリンドリカルレンズ接着部１３４によって接着されるため、接着剤の膨張および収縮によるシリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０との相対位置ずれおよび相対角度ずれが小さくなる。その結果、フォーカスエラー信号の品質を安定にすることができる。しかも、シリンドリカル面１１６が入射面側に配置されているので、シリンドリカルレンズ１１５の回転調整を短時間かつ高精度に行うことができる。そのため、性能の優れた光学ヘッド２００を実現できる。

また、シリンドリカル面１１６と凹レンズ面１１７とを比較した場合、同じ曲率のレンズ面でも金型加工およびレンズ成形において、シリンドリカル面１１６の方が難易度が高い。一方、シリンドリカル面１１６を入射面側に配置することにより、シリンドリカル面１１６と検出器１２０の受光面１２１との相対距離を長くする事が可能となる。この距離を長くすることによりシリンドリカル面１１６のレンズパワーを比較的小さくする事が可能となるため、シリンドリカル面１１６の金型加工および成形が容易となる。

ここで、ホルダ１３０のうち、光検出器１２０との当接面の特徴について簡単に説明する。本実施形態では、ホルダ１３０の表面うち、光検出器１２０との当接面である光検出器押当て部１３７の所定範囲において、摩擦係数が低くなっていることを特徴とする。これにより、光検出器１２０の位置調整がし易くなっている。具体的には、ホルダ１３０を形成するための金型（モールド）において、光検出器押当て部１３７の所定範囲に相当する部位の表面粗度が他の部分の表面粗度よりも小さくなっている。このため、孤当該部分の表面が滑らかになっている。本実施形態では、ホルダ１３０の保持部１３２を外部ジグ（図示せず）によりチャックした状態で、光検出器１２０をホルダ１３０の光検出器押当て部１３７に押し当て、この状態でＸ−Ｙ面内での光検出器１２０の位置調整が行われる。そのため、ホルダ１３０の表面のうち、光検出器１２０と当接する面の摩擦係数を低くすることにより、１ミクロン以下の微小な動きが可能となり、光検出器１２０の位置決め調整を精確に行うことができるようになる。また、光検出器１２０と接する部分の摩擦係数を重点的に低くすることにより、光検出器押当て部１３７（第２主面とも言う）の全体において摩擦係数を低くする場合と比較して、より低価格でホルダ１３０を形成できるという利点を有する。ここで、光検出器１２０と当接する面とは、ホルダ１３０の光検出器押当て部（第２主面とも言う）の中心部、すなわち重心位置を含む領域である可能性が高い。すなわち、重心点を含む領域の表面粗度を低くしておくことにより、少なくとも平面調整をスムーズに行うことができるという所期の効果を奏することができる。

一方、ホルダ１３０の表面うち、シリンドリカルレンズ１１５との当接面であるシリンドリカルレンズ押当て部１３８の所定範囲において、摩擦係数が低くなっている。これにより、シリンドリカルレンズ１１５の位置調整がし易くなっている。本実施形態では、ホルダ１３０の保持部１３２を外部ジグ（図示せず）によりチャックした状態で、シリンドリカルレンズ１１５をホルダ１３０のシリンドリカルレンズ押当て部１３８に押し当て、この状態でＸ−Ｙ面内でのシリンドリカルレンズ１１５の位置調整が行われる。そのため、ホルダ１３０の表面のうち、シリンドリカルレンズ１１５と当接する面の摩擦係数を低くすることにより、１ミクロン以下の微小な動きが可能となり、シリンドリカルレンズ１１５の位置決め調整を精確に行うことができるようになる。また、シリンドリカルレンズ１１５と接する部分の摩擦係数を重点的に低くすることにより、シリンドリカルレンズ押当て部１３８（第１主面とも言う）の全体において摩擦係数を低くする場合と比較して、より低価格でホルダ１３０を形成できるという利点を有する。ここで、シリンドリカルレンズ１１５と当接する面とは、ホルダ１３０のシリンドリカルレンズ押当て部（第１主面とも言う）の中心部、すなわち重心位置を含む領域である可能性が高い。すなわち、重心点を含む領域の表面粗度を低くしておくことにより、少なくとも平面調整をスムーズに行うことができるという所期の効果を奏することができる。

また、シリンドリカルレンズ位置決め部１３６の円弧面についても、シリンドリカルレンズ押当て部１３８の表面粗度と同程度の表面粗度としてもよい。

従来の光検出器では、ホルダに光検出器を当接させた状態で、光検出器の位置合わせを行う必要性がない。それに対し、本実施の形態では、ホルダ１３０に光検出器１２０を当接させた状態で光検出器１２０の位置決め調整が行われる。よって、ホルダ１３０の光検出器押当て部１３７のうち所定範囲、（例えばホルダ１３０と光検出器１２０とが接触する範囲と、第２主面での位置調整範囲となる３００ミクロンの範囲）において、ホルダ表面の摩擦係数を周囲の表面より低くすることにより、より精確な位置合わせが可能となる。また、本実実施形態では、ホルダ１３０にシリンドリカルレンズ１１５を当接させた状態でシリンドリカルレンズ１１５の位置決め調整が行われる。よって、ホルダ１３０のシリンドリカルレンズ押当て部１３８のうち所定範囲（例えばホルダ１３０とシリンドリカルレンズ１１５とが接触する範囲と、第１主面での位置調整範囲となる３００ミクロンの範囲）において、ホルダ表面の摩擦係数を周囲の表面より低くすることにより、より精確な位置合わせが可能となる。

本実施形態では、第２主面の少なくとも一部（光検出器押当て部１３７）の表面粗度がその他の部位の表面粗度よりも小さくなっているが、この構成に限られるものではない。例えば、第２主面全体の表面粗度が、ホルダ１３０の側面（光軸に平行な面）の表面粗度よりも小さい構成であってもよい。また、本実施形態では、第１主面の少なくとも一部（シリンドリカルレンズ押当て部１３８）の表面粗度がその他の部位の表面粗度よりも小さくなっているが、この構成に限られるものではない。例えば、第１主面全体の表面粗度が、ホルダ１３０の側面（光軸に平行な面）の表面粗度よりも小さい構成であってもよい。

図１１は検出器ユニット１２７と光学ベース１１３との固定方法を示す図である。

検出器ユニット１２７について、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置調整および光軸回りの回転調整を行った後、光学ベース１１３とホルダ１３０との接着部であるホルダ接着部１３９に接着剤を塗布し、光学ベース１１３に対して検出器ユニット１２７を固定する。

小型かつ多層光ディスクの記録及び再生に対応した光学ヘッドを実現するためには、対物レンズ１０５、コリメートレンズ１０４および光検出器１２０を有する、いわゆる検出光学系の横倍率を大きくし、他層で反射した迷光がサブビーム受光領域に入射しない構成にするとともに、検出光学系を小型化する必要がある。他層で反射した迷光がサブビーム受光領域に入射すると、トラッキングエラー信号にオフセットが発生し、トラッキングサーボの性能が大幅に劣化し、その結果、記録再生性能が低下するためである。

そのためには、光学ヘッドの検出光学系を大きくする必要がある。一方、検出光学系を小型化するためには、シリンドリカルレンズに曲率半径の小さなレンズ面を持たせ、大きなレンズパワーを発生させることが必要となる。

ここで、図１２（ａ）に、検出光学系の倍率（横倍率β）とシリンドリカルレンズの凹レンズ部（凹レンズ面）の半径との関係、および、光検出器上でのメインビームに対するサブビームのズレ量の概算値を示す。ここでいう検出光学系とは、対物レンズ１０５から光検出器１２０に至る反射光束の通る経路の光学系であり、対物レンズ１０５、コリメートレンズ１０４およびシリンドリカルレンズ１１５を有する。また、横倍率とは、対物レンズ１０５の焦点距離に対する、コリメートレンズ１０４及びシリンドリカルレンズ１１５を合成した光学系での焦点距離の比を表す。光検出器１２０上でのメインビームに対するサブビームのズレは、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０の間の距離に誤差が生じることによって発生する。

シリンドリカルレンズと光検出器とが離れた構成となっている場合には、光軸方向の調整を行ったとしても、シリンドリカルレンズと光検出器との間の距離のずれとして、最大約３００μｍのずれが発生する。なお、図１２（ａ）は、シリンドリカルレンズと光検出器の距離のずれ量を約１００μｍとして、サブビームのスポット位置ズレを計算した結果を表している。

光学ヘッドのサイズを一定とした場合において、多層光ディスクに対応するために検出光学系の倍率（横倍率）を従来の５〜１０倍の構成に代えて１０倍を超える構成にすると、倍率を大きくするに従って、凹レンズ部の半径は急激に小さくなる。このため、シリンドリカルレンズと光検出器との光軸方向の位置ズレに敏感になり、メインビームに対するサブビームのズレが増大する。

次に、サブビームの位置ずれ量をＰＤバランスに変換して検討する。一般的に、ＰＤバランスが３０％ずれるとトラッキングサーボの特性は大幅に劣化し、再生又は記録の信号特性に与える影響が無視できなくなると考えられている。

図１２（ｂ）、図７、１０を参照して、ＰＤバランスの定義について説明する。

図７は、シリンドリカルレンズ１１５のシリンドリカル面の中央母線１１９と４分割受光領域１４０との関係を示した図である。シリンドリカルレンズ１１５は、互いに焦点位置の異なる非点隔差を発生する。この非点隔差は、Ｘ-Ｙ面内（反射光束の光軸に対し直交する面内）において互いに９０度の角度となる前側焦線および後側焦線との間で生ずる。図７ではシリンドリカル面の中央母線１１９は紙面に垂直な方向に設定されているが、光検出器１２０の４分割受光領域１４０の分割線に対して４５度傾いた角度に配置されている（図１０）。

光ディスク２０１の面振れ等により、情報層２０２と対物レンズ１０５との相対距離が変化することにより、前側焦線および後側焦線で焦点を結ぶ。受光面１２１は図中の焦点位置に配置されることとなる。検出光学系の倍率（横倍率β）は、対物レンズ１０５の焦点距離と、コリメートレンズ１０４の焦点距離と、シリンドリカルレンズ１１５の凹レンズ面１１７の光学パワーにより決定される。

図１０は、光軸方向に見たときの前側焦線および後側焦線の形状、および４分割受光領域１４０上での光束の形状を示している。４分割受光領域１４０の各受光領域での検出信号をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、フォーカスエラー信号は（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）によって演算され、ＰＤバランスとして、ＰＤバランス（Ｘ方向）は、（（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）によって演算され、ＰＤバランス（Ｙ方向）は、（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ））／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）によって演算される。

ここで、ＰＤバランス（Ｘ方向）およびＰＤバランス（Ｙ方向）が０により近くなるように、検出器ユニット１２７をＸ方向及びＹ方向に位置調整する。

光検出器上でのサブビームの１μｍのズレは、サブビームのＰＤバランスでは約５％のずれに相当する。このため、検出光学系の倍率が１６倍の場合には、サブビームのＰＤバランスが約２０％ずれてしまう。また、シリンドリカルレンズと光検出器との距離が３００μｍずれている場合には、ＰＤバランスは約６０％ずれることになる。このため、トラッキングエラー信号のオフセットが増大し、トラッキングサーボの性能が大幅に悪化することになる。

このため、小型でかつ検出光学系の倍率の大きい光学ヘッドでは、シリンドリカルレンズと光検出器とを別体で調整する構成は困難となる。

これ対して、本実施形態では、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０とのＺ軸方向の位置ずれを約５μｍ〜２０μｍ以下に低減することができるため、検出倍率が１６倍のレンズを用いた場合であっても、ＰＤバランスは約４％程度となる。この値は、従来の光学ヘッドに比べて非常に低い値であり、高い検出倍率を有する対物レンズを使用する場合においても、良好な再生信号特性を保持できることがわかる。なお、第１実施形態では、横倍率が１４倍〜１６倍が望ましく、横倍率が１４倍の場合には、シリンドリカル面の曲率半径を２．６ｍｍ以下にすればよい。

図１３（ａ）は、２層の光ディスク２０１において他の記録層からの表面反射を概略的に示したものであり、図１３（ｂ）は、多層の光ディスク３０１において他の記録層からの表面反射を概略的に示したものである。この他層からの反射光がサブビーム受光領域１４１に入射すると、トラッキングエラー信号にオフセットを与え、トラッキングサーボの品質を劣化させる。図１３（ａ）では、２層ディスクである光ディスク２０１の場合において、ある記録層に収束光３００の焦点を結んだ時に、他の記録層からの迷光の発生の様子を示す。Ｌ０層（記録層）に焦点を結んだ時、Ｌ１層（記録層）で反射した光が他層迷光となる。

また、図１３（ｂ）では、４層ディスクである光ディスク３０１の場合において、ある記録層に収束光３００の焦点を結んだ時に、他の記録層からの迷光の発生の様子を示す。図１３（ｂ）では、Ｌ２層（記録層）に焦点を結んでおり、Ｌ０層、Ｌ１層、Ｌ３層（記録層）で反射した光が他層迷光となる。図１３（ａ）に示す２層ディスクのときには、Ｌ０層とＬ１層の層間隔ｄ２は規格上２５±５μｍとなっており、最小でも２０μｍ、最大でも３０μｍである。このため、光検出器１２０上での他層迷光の大きさはある程度制限される。一方、図１３（ｂ）に示す４層ディスク等の３層以上の光ディスクの場合、最も層間隔の小さい層間隔ｄ４ｍｉｎ（図の例では、Ｌ２層とＬ３層の層間隔）は、２層の場合と比べて小さくなる可能性が高い。また、もっとも離れた層同士の層間隔ｄ４ｍａｘ（図例では、Ｌ０層とＬ３層の層間隔）は、光検出器１２０に入射する他層迷光の大きさは、２層の場合と比べて大幅に大きくなる。従って、安定したトラッキングエラー信号を検出し、多層の光ディスクの記録再生に対応するためには、他層迷光がサブビーム受光領域１４１に漏れ込まないように、検出光学系の倍率（横倍率β）を大きくするとともに、メインビーム１４２を受光する４分割受光領域１４０とサブビーム１４３を受光するサブビーム受光領域１４１との距離を離す必要がある。

図１４（ａ）および（ｂ）には、光検出器１２０上におけるメインビーム１４２とサブビーム１４３との距離と他層迷光１４７の大きさとの関係が示されている。光検出器１２０上におけるメインビーム１４２とサブビーム１４３との距離は、情報記録層２０２（図１参照）のトラックに集光されたメインビームとサブビームの間隔に、検出光学系の横倍率を掛けた値となる。たとえば、情報記録層２０２のトラック上におけるメインビームとサブビームとの間隔を２０μｍとし、検出光学系の横倍率を６倍程度とすると、光検出器１２０上におけるメインビーム１４２とサブビーム１４３との距離は、約１２０μｍとなる。しかし、多層の光ディスクの記録再生に対応すべく、安定したトラッキングエラー信号を検出するには、他層迷光の大きさを約１５０μｍとして、検出光学系の横倍率は略１０倍必要となる。このときのメインビーム１４２とサブビーム１４３との距離は、約２００μｍとなる。ここで、情報層２０２のトラック上におけるメインビームとサブビームとの間隔は略２０μｍとしたが、この値は光ディスク２０１の内周から外周への移動時のトラッキングエラーのオフセットに影響する値であり、機器ごとにあらかじめ設定される値である。一般的には１０μｍ〜２０μｍが選定される。

一方、光学ヘッド２００の小型化を実現するためには検出光学系の寸法を小さくする必要があるが、他層迷光の影響を考慮した上での検出光学系の小型化が必要となる。ここで、他層迷光の影響を考慮すれば、検出光学系の倍率を大きくする必要がある。しかし、横倍率を維持したまま対物レンズ１０５とコリメートレンズ１０４のみで検出光学系の小型化を行う場合には、対物レンズ１０５の焦点距離を小さくすることとなるため、光ディス２０１の表面と対物レンズ１０５との間のワーキングディスタンスが短くなる。そのため、フォーカスサーボが困難になるという課題が発生するため実現は難しい。しかし、前述のようにシリンドリカルレンズ１１５の出射面側に凹レンズ面１１７を配置する構成により、対物レンズ１０５の焦点距離を変えずに横倍率を大きくし、かつ検出光学系の寸法を小さくすることが可能となる。

４分割受光領域１４０とサブビーム受光領域１４１との距離を大きくするためには、対物レンズ１０５、コリメートレンズ１０４、シリンドリカルレンズ１１５の凹レンズ１１７で構成される検出光学系の横倍率を約１０倍から２０倍の範囲とすることが望ましい。

また、横倍率を大きくした上で光学ヘッド２００の小型化を実現するためには、検出光学系の寸法を小さくする必要があり、シリンドリカルレンズ１１５の凹レンズ１１７として、曲率半径が約５ｍｍ〜１ｍｍ（１ｍｍ以上で、５ｍｍ以下）である極めて大きなレンズパワーを有するレンズが必要となる。

このように、検出光学系の倍率が大きく、かつシリンドリカルレンズ１１５が大きなレンズ効果を有している構成では、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０の受光面１２１との相対距離の誤差によって、検出光学系の横倍率が大きく変化する。そのため、トラッキングエラー信号の生成に必要なサブビーム１４３がサブビーム受光領域１４１より外れた位置に入射する可能性が増す。例えば、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０との間の距離が所定の距離よりも短くなると、検出光学系の横倍率が小さくなり、サブビーム１４３は４分割受光領域１４０側に近づくことになる。反対に、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０との間の距離が所定の距離よりも長くなると、検出光学系の横倍率が大きくなり、サブビーム１４３は、サブビーム受光領域１４１の外側に入射することになる。

横倍率が１０倍以上の検出光学系では、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０との間の相対的な距離の誤差が５０μｍを超えると、横倍率の変化は約０．７％以上となる。すなわち、サブビーム１４３が数μｍだけＹ方向に移動し、トラッキングエラー信号のオフセット変化が約１０％を超え、これにより、トラッキングサーボの性能が大幅に劣化する。従って、横倍率の大きな検出光学系では、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０の相対距離の誤差は５０μｍよりも大幅に小さくすることが必須となる。

本実施形態の光学ヘッド２００では、検出器ユニット１２７での位置調整を行う際に、ホルダ１３０に対してシリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０を予め精度良く位置決めすることができる。そのため、光学ベース１１３上でＸＹ平面内での光検出器１２０の位置調整を行う場合、およびＺ方向（光軸方向）のシリンドリカルレンズ１１５の位置調整を行う場合において、ホルダ１３０に対するシリンドリカルレンズ１１５および光検出器１２０の相対位誤差を大幅に低減することが可能となる。このため、検出光学系の横倍率の誤差を大幅に低減できるとともに、トラッキングエラー信号の劣化を大幅に低減することが可能となる。

本実施形態の光学ヘッド２００によれば、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０とが一体構成となっているので、光検出器１２０に対するシリンドリカルレンズ１１５のＺ方向の位置誤差は、ホルダ１３０の寸法誤差によるもののみとなる。この寸法誤差は５〜２０μｍ程度に抑えることが可能であるため、シリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０のＺ方向の位置誤差を５０μｍ以下に低減する事が可能である。また、光検出器１２０に対するシリンドリカルレンズ１１５のＸ方向及びＹ方向の相対位置誤差も５０μｍ以下に抑えることができるため、多層の光ディスク３０１に対しても横倍率の大きな光学ヘッド２００を採用でき、光学ヘッド２００の小型化と高性能化を実現できる。

また、検出器ユニット１２７ではシリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０とが予めホルダ１３０に対して固定されているため、光学ベース１１３上で検出器ユニット１２７自体をＸＹ平面内で位置調整できるとともに光軸方向（Ｚ方向）の位置調整をも行うことができる。これにより、検出光学系の横倍率の変化を低減することができる。そのため、トラッキングエラー信号のオフセット変動の少ない安定した光学ヘッド２００の記録再生性能を実現することができるとともに、信頼性に優れた光学ヘッド２００を実現できる。

図１５（ａ）、（ｂ）は、Ｚ方向の調整時におけるアパーチャ１３１の径への影響を示している。アパーチャ１３１とシリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０を一体化した構成においても、アパーチャ１３１の開口径が広い方が、アパーチャ１３１とシリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０の調整時の誤差の許容幅が大きくなるため、本来は好ましい。ただし、本実施形態のように、アパーチャ１３１とシリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０とを一体化するにあたっては、多層光ディスク３０１の記録又は再生が行えるようにすべく、１０倍以上の倍率の有する検出光学系が使用される。このような多層光ディスク３０１で記録再生を行う際には、記録又は再生しようとする層以外の情報記録層からの反射光（他層迷光）が入射し、再生信号品質に大きな影響を与えてしまうので、これらの多層迷光をカットする必要がある。このような観点からは、アパーチャ１３１の面積をより小さくする必要がある。

アパーチャ１３１および光検出器１２０に対してシリンドリカルレンズ１１５が分離する一方で、アパーチャ１３１と光検出器１２０とが一体となっている光学ヘッドにおいては、光検出器１２０の調整量が、アパーチャ１３１とシリンドリカルレンズ１１５との相対位置に誤差を与えることは避けられない。このため、光検出器１２０の光軸と直交する面内での調整量（一般的には０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度）以上の開口径の寸法余裕が少なくとも必要となる。それに対し、本実施形態では、アパーチャ１３１とシリンドリカルレンズ１１５と光検出器１２０とが一体化した構成であるため、アパーチャ１３１の開口径を小さくすることが可能になる。

図１５（ａ）は、比較例の光学ヘッドを示す。この構成では、シリンドリカルレンズ１１５を前後方向（Ｚ方向）に調整することによってシリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０の相対位置が変化するため、メインビームａとメインビームｂとにおいて、アパーチャ１３１を通過する光束径が大きく変化する。そのため、アパーチャ１３１の径も大きくする必要があり、光検出器１２０のサブビーム受光領域１４１に入射する迷光の量も大幅に増加する。

一方、図１５（ｂ）に示す本実施形態の光学ヘッド２００では、検出器ユニット１２７を一体でＺ方向に調整する。このため、シリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０の相対距離が変化しないため、アパーチャ１３１を通過する光束径はほとんど変化しない。このため、アパーチャ１３１の径を限界まで小さくすることができ、光検出器１２０のサブビーム受光領域１４１に入射する迷光の量を大幅に減少させることができる。

図１６（ａ）、（ｂ）を参照して、Ｘ方向の調整時におけるアパーチャ１３１の径の差を説明する。図１６（ａ）は比較例の光学ヘッドを示しており、この光学ヘッドでは、光検出器１２０を左右（Ｘ方向）に調整することによってシリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０の相対位置関係が変化し、そのために、メインビームａとメインビームｂとにおいて、アパーチャ１３１を通過する光束径が大きく変化する。そのため、アパーチャ１３１の径も大きくする必要があり、光検出器１２０のサブビーム受光領域１４１に入射する迷光の量も大幅に増加する。

これに対し、図１６（ｂ）に示す本実施形態の光学ヘッド２００では、検出器ユニット１２７が一体となってＸ方向に移動するため、シリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０の相対距離が変化せず、アパーチャ１３１を通過する光束径はほとんど変化しない。そのため、アパーチャ１３１の径を限界まで小さくすることができ、これにより、光検出器１２０のサブビーム受光領域１４１に入射する迷光の量を大幅に減少させることができる。

図１６（ｃ）を参照して、本実施形態の光学ヘッドにおけるメインビームａの寸法に対するアパーチャ１３１の寸法の関係を説明する。

アパーチャ径は、反射光束径と、ホルダ１３０のアパーチャ１３１に対するシリンドリカルレンズ１１５のＸ方向（またはＹ方向）の位置ずれ量と、ホルダ１３０のアパーチャ１３１に対する光検出器１２０のＸ方向（またはＹ方向）の位置ずれ量と、光検出器ユニット１２７のＺ方向の位置調整によるアパーチャ１３１の位置での反射光束径の増加量と、の和とすることが可能である。すなわち、光検出器ユニット１２７のＸ方向（またはＹ方向）の調整寸法（０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度）を除外することができるため、アパーチャ径を大幅に縮小することが可能となる。

なお、本実施例ではアパーチャ１３１は円筒形の孔形状としたが、図１７に示すように円錐台形の孔形状としてもよい。この構成により、斜めに入射するサブビーム１４３がある場合を考慮しても、アパーチャ径を一層小さくすることができる。

なお、第１実施形態では、光源となる半導体レーザ１の発振波長はＣＤ用の略７８０ｎｍ、ＤＶＤ用の略６５０ｎｍ、ＢＤ用の略４０５ｎｍのいずれでも適用可能なことはいうまでも無い。

図１８は、前記光学ヘッド２００が適用された光情報装置としての光ディスクドライブ４００の構成例を示す。光学ディスク２０１は、クランパー４０１とターンテーブル４０２とによって挟まれて固定され、この状態でモーター（回転系）４０３によって回転する。光学ヘッド２００は、トラバース（移送系）４０４上に乗っており、光が照射する点が光ディスク２０１の内周から外周まで移動できるようになっている。制御回路４０５は光学ヘッド２００から受けた信号により、フォーカス制御、トラッキング制御、トラバース制御、モーター４０３の回転制御等を行う。また信号処理回路４０６は、再生信号から情報の再生を行い入出力回路４０７に出力したり、入出力回路４０７から入ってきた信号を制御回路４０５を通じて光ヘッド２００へ送出したりする。

なお、本実施形態は、高い凹レンズパワーのシリンドリカルレンズ１１５を有し、かつ検出光学系の倍率の大きな光学ヘッド２００とすることにより、より顕著な効果を奏するものである。さらに、シリンドリカルレンズ１１５のシリンドリカル面１１６が光検出器１２０とは反対側に位置するので、サーボ信号の性能を一層向上させることができる。しかし、本発明は、シリンドリカルレンズのレンズパワーの大小に関わらず適用可能であり、他の光学ヘッドに適用することを妨げるものではない。この場合でも、同様にシリンドリカルレンズと光検出器の相対位置誤差を低減することが可能である。

なお、本実施の形態ではシリンドリカルレンズ１１５はガラスを材料とし、亜鉛またはアルミ等の金属で構成されたホルダに１３０に接着される構成としたが、シリンドリカルレンズ１１５およびホルダ１３０は樹脂でもよい。また、シリンドリカルレンズ１１５およびホルダ１３０を樹脂で一体成形する構成であってもよい。

（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態による光学ヘッドについて説明する。

図１９（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に設けられた検出器ユニット１２７を示しており、光検出器１２０とシリンドリカルレンズ１１５とホルダ１３０とアパーチャ１３１との関係を示している。

本実施形態の検出器ユニット１２７には、光検出器位置決め部１３５とシリンドリカルレンズ位置決め部１３６とが無く、検出器ユニット１２７のホルダ１３０は、アパーチャ１３１と保持部１３２と光検出器押当て部１３７とシリンドリカルレンズ押当て部１３８と光検出器接着部１３３とシリンドリカルレンズ接着部１３４とを有する。この検出器ユニット１２７では、アパーチャ１３１と光検出器１２０との相対位置関係の調整が行われるとともに、アパーチャ１３１とシリンドリカルレンズ１１５との相対位置関係の調整が行われる。この調整時には、光検出器１２０の受光面１２１が、Ｘ−Ｙ平面上において、ホルダ１３０の保持部１３２とアパーチャ１３１に対してＸ方向及びＹ方向の位置調整が行われるとともに光軸回りの角度θｚの調整が行われ、その後、ホルダ１３０に固定される。これにより、光検出器１２０はホルダ１３０に対して精度よく位置決めされる。

一方、シリンドリカルレンズ１１５の位置調整は、シリンドリカルレンズ１１５の外形またはシリンドリカルレンズ１１５のレンズ光軸１１８とアパーチャ１３１の中心とが一致するように、ホルダ１３０またはアパーチャ１３１に対して行われる。この位置調整は、Ｘ−Ｙ平面上においてＸ方向及びＹ方向の位置を調整することにより行われる。また、シリンドリカルレンズ１１５の光軸回りの角度θｚの調整を行う。この調整は、シリンドリカル面１１６の中央母線１１９が所定の向きとなるようにシリンドリカルレンズ１１５を光軸回りに回転させることにより行われる。

この構成により、光検出器ユニット１２７において、シリンドリカルレンズ１１５とアパーチャ１３１と光検出器１２０の受光面１２１とが、精度良く位置決めされて互いに固定される。これにより、アパーチャ１３１の内径を必要最小限まで小径化することが可能となる。このため、光検出器１２０の受光面１２１に入射する前記多層記録媒体からの他層迷光をより一層遮断することが可能となる。また、ホルダ１３０の形状を小さくすることができるため、光学ヘッド２００の薄型化が可能となる。

なお、本実施形態では、シリンドリカルレンズ１１５をシリンドリカルレンズ押当て部１３８に押し当てることによりＺ軸方向の位置調整を行った後に、シリンドリカルレンズ接着部１３４においてホルダ１３０に対してシリンドリカルレンズ１１５を接着固定した。しかしこれに限られるものではなく、シリンドリカルレンズ１１５をシリンドリカルレンズ押当て部１３８に押し当てることなくシリンドリカルレンズ１１５のＺ軸方向の位置調整を行い、その後、シリンドリカルレンズ接着部１３４においてホルダ１３０に接着固定する構成でもよい。

（実施の形態３）
次に、本発明の第３実施形態による光学ヘッドについて説明する。

図２０（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態に設けられた検出器ユニット１２７の構成を示している。これらの図には、光検出器１２０、シリンドリカルレンズ１１５、ホルダ１３０、アパーチャ１３１、４分割受光領域１４０、サブビーム受光用域１４１が示されている。

第３実施形態では、アパーチャ１３１の形状が円筒形ではなく非円筒状となっている点において第１実施形態と異なっている。光検出器１２０の受光面１２１上において４分割受光領域１４０及びサブビーム受光用域１４１が一方向に並ぶように配置されており、アパーチャ１３１の形状はこの方向に長くなる非円形の断面形状となっている。この非円筒形のアパーチャ形状により、受光面１２１に入射する他層迷光を低減でき、一層安定したフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを実現できる。

なお、第３実施形態では、アパーチャ１３１の形状を長方形状としたが、図２０（ｄ）に示すように周面の一部が円弧状の長孔形状でもよく、あるいは楕円等の形状でもよい。

（実施の形態４）
次に、本発明の第４実施形態による光学ヘッド２００について説明する。

第４実施形態では、アパーチャ１３１の形状及び配置において第１〜第３実施形態とは異なっている。

図２１（ａ）は、第４実施形態による光学ヘッド２００の光学系の構成を示す。半導体レーザ１０１は発振波長が約４０５ｎｍの光束を出射するものである。この光学系では、ビームスプリッタ１０３とシリンドリカルレンズ１１５との間にホログラム素子１５０が配置されている。この光学ヘッドは、いわゆる１ビーム法（ＡＰＰ法）のトラッキングエラー信号を発生する。

図２１（ｂ）は、ホログラム素子１５０の構成を示す。図中の実線はホログラム素子１５０の分割パターンを示し、破線はホログラム素子１５０を通過する光束の断面形状を示している。ホログラム素子１５０は、メインビーム領域１５１と、情報記録層２０２で回折された±１次光と０次光の干渉光が入射するＡＰＰメイン領域１５２、１５３と、０次光のみが入射するＡＰＰサブ領域１５４、１５５とを備えている。

図２２（ａ）、（ｂ）は、光検出器１２０の受光面１２１とアパーチャ１３１との相対位置関係を概略的に示している。図２２（ａ）に示すように、光検出器１２０の受光部１２４は、回路部１２２と接着層１２６とカバーガラス１２５とを備えている。図２２（ｂ）に示すように、受光面１２１には、４分割受光領域１４０、ＡＰＰメイン領域１５２、１５３及びＡＰＰサブ領域１５４、１５５が形成されている。また、図２２（ｂ）中の扇形の破線は、アパーチャ１３１の形状を示している。すなわち、本実施形態では、受光面１２１が矩形状となっており、アパーチャ１３１は扇形となっている。そして、扇形の中心位置が受光面の１２１の１つの角部の近傍に位置している。

ホログラム素子１５０の各分割領域を透過した光束は、それぞれの受光面１２１に入射する。ホログラム素子１５０のメイン領域１５１を透過した光束は受光面１２１の４分割受光領域１４０に入射し、ホログラム素子１５０のＡＰＰメイン領域１５２、１５３又はＡＰＰサブ領域１５４、１５５を透過した光束はそれぞれ図の受光領域（サブビーム受光領域１４１）に入射する。

４分割受光領域１４０において、対角領域の和信号の差分（対角領域の和信号が２つ得られるので、その差分）を演算することによりフォーカスエラー信号が生成され、４分割受光領域１４０の各領域の信号の総和からＲＦ信号が生成される。一方、トラッキングエラー信号は、サブビーム受光領域１４１の受光信号から生成される。すなわち、サブビーム受光領域１４１で受光した光束（ＡＰＰメイン領域１５２、１５３を透過した光束）の差動から、いわゆるプッシュプル信号を生成し、この信号と、サブビーム受光領域１４１で受光した光束（ＡＰＰサブ領域１５４、１５５を透過した光束）の受光信号との演算を行う。いわゆるＡＰＰ法により、トラッキングエラー信号が生成される。

受光面では、他層迷光がサブビーム受光領域１４１に入射しないように、４分割受光領域１４０とサブビーム受光領域１４１とが互いに距離を離して配置される。また、光学ヘッド２００の薄型化のために、受光面１２１において、４分割受光領域１４０とサブビーム受光領域１４１が直線状に配置されるのではなく、Ｌ字型に配置されている。すなわち、４分割受光領域１４０が矩形状の受光面１２１の１つの角部の近傍に配置されるとともに、この角部に隣接する一方の角部の近傍にサブビーム受光領域１４１が配置されるとともに、前記角部に隣接するもう一方の角部の近傍にもう１つのサブビーム受光領域１４１が配置されている。この配置において、光軸中心は４分割受光領域１４０の中心に一致している。言い換えると、反射光束の光軸方向に見たときに、４分割受光領域１４０及びサブビーム受光領域１４１，１４１の重心位置が、光軸中心の位置（アパーチャ１３１の中心位置）及び受光面１２１の重心位置からずれている。

第１実施形態では、アパーチャ１３１及び光検出器１２０の受光面１２１は、４分割受光領域１４０の中心（光軸中心）とアパーチャ１３１の中心とが一致するように配置されている。これに対して、第４実施形態では、アパーチャ１３１が扇形（非円形）となっており、アパーチャ１３１の扇形の中心と４分割受光領域１４０の中心（メインビーム領域１５１を透過した光束の中心）とは一致しない構成となっている。この構成により、４分割受光領域１４０及びサブビーム受光領域１４１，１４１に対してアパーチャ１３１をぎりぎりまで小さくすることができる。よって、受光面１２１に入射する他層迷光の光量、および光学素子の表面反射等による迷光を大幅に低減することができる。よって、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号のオフセットを大幅に低減することができ、また光学ヘッド２００の大幅な薄型化が可能となる。

図２２（ｃ）を参照して、４分割受光領域１４０、サブビーム受光領域１４１、接着層１２６に入射する迷光について説明する。図２２（ｃ）において、光ディスク２０１の表面、光学素子の表面、光学ベース１１３の表面等で反射した迷光を矢印で示している。光軸方向に見た状態で、アパーチャ１３１の周縁部を４分割受光領域１４０及びサブビーム受光領域１４１の近くまで近づけることにより、ホルダ１３０のアパーチャ１３１以外の部位によって迷光が遮られ易くなるので、４分割受光領域１４０及びサブビーム受光領域１４１への迷光の入射を大幅に低減することができる。

一方、接着層１２６に４０５ｎｍの波長の光束が数百時間照射されるとその接着性能が劣化する。そのため、本実施形態では、接着層１２６がアパーチャ１３１の内側にはみ出ないように、ホルダ１３０で接着層１２６を完全に覆い隠す構成となっている。接着剤は、図２２（ｂ）に示すように、受光部１２４において、矩形状の受光面１２１の周縁部の近傍に位置している。そして、図２２（ｃ）に示すように、光軸方向に見て、アパーチャ１３１の周縁部が接着剤の内端部よりも内側に位置している。これにより、４０５ｎｍの波長の光束は接着層１２６に照射しない。ホルダ１３０は、主に発散系で入射する他層迷光を遮光するとともに、光ディスク２０１の表面、光学素子の表面、光学ベース１１３の表面等で反射し、主に収束系で入射する迷光を遮光する。

この構成により、略４０５ｎｍの波長の光束の照射によって接着層１２６が劣化することを抑制できるため、光学ヘッド２００の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。

（実施の形態５）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。

図２３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第５実施形態による光学ヘッド２００に設けられた光学系の構成を示す。第５実施形態は、シリンドリカルレンズ１１５が光検出器１２０の受光面１２１に対して傾斜している点で、他の実施形態と異なっている。

図２３（ａ）に示すように、光源としての半導体レーザ１０１から出射された光束は、回折格子１０２により複数の光束に分離される。回折格子１０２を透過した光束は平板ビームスプリッタ１６０によって反射され、コリメータレンズ１０４によって平行光束に変換された後、対物レンズ１０５に入射する。これにより、光束は、いわゆる３ビームの収束光となって光ディスク２０１に照射される。

対物レンズ１０５は、対物レンズアクチュエータにより光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク２０１の半径方向（ラジアル方向）に駆動される。光ディスク２０１の情報記録層２０２で反射・回折された光は、再び対物レンズ１０５を透過し、平板ビームスプリッタ１６０を透過する。平板ビームスプリッタ１６０を透過した光束は、シリンドリカルレンズ１１５を透過し、光検出器１２０に入射する。

ここで、ホルダ１３０は、第１主面（シリンドリカルレンズ押当て部）が、ホルダ１３０の第２主面（光検出器押当て部）に対して傾斜した傾斜面１５８となる断面くさび状に形成されているので、シリンドリカルレンズ１１５のレンズ光軸１１８に垂直な平面は、光検出器１２０の受光面１２１に対して角度θａだけ傾斜している。ホルダ１３０は、平板ビームスプリッタ１６０の傾いた方向に対して第１主面が反対に傾くように配設されている。

角度θａは、反射光束のコマ収差を補正するために設定され、検出光学系に配置された平板状の光学素子の厚さ及び角度に応じて角度θａの最適値を設定することができる。角度θａは、約５〜２０度、より好ましくは約５〜１５度程度傾いているのが好ましく、例えば、本実施形態５では、傾斜角度θａは９．５度となっている。シリンドリカルレンズ１１５の傾き角度θａは、ビームスプリッタ１６０の厚み、すなわち、ビームスプリッタ１６０で発生する収差量に応じて上記の範囲内で適宜設定することができる。

ビームスプリッタ１０３を用いた第１実施形態では、シリンドリカル面１１６の中央母線１１９の周方向の向きを示す角度θbを４５度としたが、平板ビームスプリッタ１６０が用いられる第５実施形態では、平板ビームスプリッタ１６０を透過した光束に発生する非点収差をキャンセルすべく、中央母線１１９の周方向の向きを示す角度θｂを図２３（ａ）のＸ方向の軸に対して約４０度から３０度の範囲としている。なお、図２３（ａ）のＸ方向は、ホルダ１３０の厚みが次第に薄くなる方向に向かう方向である。

図２４（ａ）〜（ｃ）は、第５実施形態５の光学ヘッド２００に設けられた検出器ユニット１２７の構成を示している。検出器ユニット１２７は、光検出器１２０と、アパーチャ１３１を有するホルダ１３０と、シリンドリカルレンズ１１５とを備えている。光検出器１２０がホルダ１３０に固定されるとともに、シリンドリカルレンズ１１６がホルダ１３０の傾斜面１５８に押し当てられた状態で固定されることにより、シリンドリカルレンズ１１５のレンズ光軸１１８は、反射光束の光軸に対してコマ収差をキャンセルする角度だけ傾いた角度に固定される。この構成により、平板ビームスプリッタ１６０を透過した光束に発生するコマ収差を大幅に低減することができ、光検出器１２０に入射する光束の品質を改善することができる。すなわち、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびＲＦ信号の検出性能向上させることができる。

さらに、シリンドリカルレンズ１１５のシリンドリカル面１１６の中央母線１１９は、シリンドリカルレンズ１１５のレンズ光軸１１８を中心に、ホルダ１３０または光検出器１２０の受光面１２１におけるＸ方向の軸に対して、角度θbだけ回転した状態で固定される。この構成により、平板ビームスプリッタ１６０を透過することにより発生する非点収差をキャンセルすることができ、受光面１２１に入射する光束の非点収差を大幅に低減することができる。

よって、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号およびＲＦ信号の検出性能を一層向上させることができ、安定したフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを実現できるとともに記録再生性能の大幅な向上を実現できる。

（実施の形態６）
次に、本発明の第６実施形態による光学ヘッド２００について説明する。

図２５（ａ）、（ｂ）は、第６実施形態に設けられた検出器ユニット１２７と光学ベース１１３との接着状態を示している。ここで、第６実施形態が第１実施形態と異なるのは、ホルダ接着部１３９と別の面にホルダ追加接着部１６１が設けられることにより、ホルダ１３０と光学ベース１１３の接着部を３箇所以上とした点である。なお、ホルダ接着部１３９は２箇所に設けられている。

図２５（ａ）（ｂ）において、ホルダ接着部１３９およびホルダ追加接着部１６１はホルダ１３０と光学ベース１１３との接着部を示す。光学ベース１１３には、その厚み方向に貫通する貫通孔１１３ａが形成されており、ホルダ１３には、この貫通孔１１３ａの中に挿入される部位と、光学ベース１１３に対して一方側に位置する部位とが設けられている。そして、光学ベース１１３に対して一方側に位置する部位がホルダ接着部１３９によって光学ベース１１３に固定され、また、貫通孔１１３ａの中に挿入された部位がホルダ追加接着部１６１によって光学ベース１１３に固定されている。

第１実施形態では、ホルダ１３０において左右の２箇所に接着剤を塗布し、この接着部１３９によってホルダ１３０を光学ベース１１３に固定する構成としている。検出器ユニット１２７が一体構成である場合に、このような接着構造にすると、シリンドリカルレンズ１１５の重量が、ホルダ接着部１３９を支点として紙面に垂直な方向にモーメントとして作用する。その結果、検出器ユニット１２７がホルダ接着部１３９を支点として紙面の垂直方向（重力方向）に傾いてしまう虞がある。この場合、光軸が傾くことになるので、フォーカスおよびトラッキングのサーボ信号およびＲＦ信号が劣化してしまう虞がある。

第６実施形態では、図２５（ａ）（ｂ）に示すように、ホルダ追加接着部１６１が、ホルダ接着部１３９とは光軸方向（Ｚ方向）の異なる位置に配置されている。この構成により、光学ベース１１３に対するホルダ１３０の固定を大幅に安定させることができ、光学ベース１１３に対するホルダ１３０および検出器ユニット１２７の傾きを低減することが可能となる。検出器ユニット１２７が光軸方向に傾くことを防止することにより、信頼性の優れた小型の光学ヘッド２００を実現できる。

なお、第６実施形態では、ホルダ１３０を光軸方向に大きくして、ホルダ追加接着部１６１を光学ベース１１３とホルダ１３０の間に設ける構成としたが、この構成に代え、図２５（ｃ）に示すように、シリンドリカルレンズ１１５と光学ベース１１３との間にホルダ追加接着部１６１を設ける構成としてもよい。この構成では、ホルダ１３０が平板状に形成されるとともに、光学ベース１１３の貫通孔１１３ａには挿入されない構成となり、貫通孔１１３ａ内にはシリンドリカルレンズ１１５が配設される。また、接着する箇所はシリンドリカルレンズ１１５の重量によるモーメントをキャンセルする場所である限り、別の場所でもよく、また、接着箇所をさらに増やしてもよい。

（実施の形態７）
次に、本発明の第７実施形態による光学ヘッド２００について説明する。

第５実施形態では、光源としての半導体レーザ１０１からの光束が光検出器１２０に入射する構成としたが、図２６に示すように、第７実施形態の光学ヘッド２００では、第１の光源としての半導体レーザ４０９からの光束が光検出器１２０に入射するとともに、第２の光源としての半導体レーザ４０８からの光束が光検出器１２０に入射する構成となっている。

第１の光源としての半導体レーザ４０９は、例えば４０５ｎｍの波長の光束を出射する半導体レーザであり、第２の光源としての半導体レーザ４０８は、２波長半導体レーザであり、例えば７８０ｎｍの波長の光束と、６５０ｎｍの波長の光束とを出射可能である。

第７実施形態の光学ヘッド２００は、光源４０８，４０９の他に、回折格子１０２と、ビームスプリッタ１０３と、コリメータレンズ１０４と、対物レンズ１０５と、平板ビームスプリッタ１６０と、ホログラム素子１５０と、シリンドリカルレンズ１１５と、ホルダ１３０と、光検出器１２０とを備えている。ビームスプリッタ１０３は、半導体レーザ４０８から出射された光束を反射し、平板ビームスプリッタ１６０は、半導体レーザ４０９から出射された光束を反射する。ホログラム素子１５０は、平板ビームスプリッタ１６０とシリンドリカルレンズ１１５との間に配置されている。

ホルダ１３０は、第１主面（シリンドリカルレンズ押当て部）が、ホルダ１３０の第２主面（光検出器押当て部）に対して傾斜した傾斜面１５８となる断面くさび状に形成されている。このため、シリンドリカルレンズ１１５のレンズ光軸１１８に垂直な平面は、光検出器１２０の受光面１２１に対して角度θａだけ傾斜している。ホルダ１３０は、平板ビームスプリッタ１６０の傾いた方向に対して第１主面が反対に傾くように配設されている。

［実施の形態の概要］
前記実施形態をまとめると、以下の通りである。

(1) 前記実施形態の光学ヘッドは、光束を出射する光源と、前記光源から出射された光束を情報記録媒体に収束光として集光する対物レンズと、前記情報記録媒体によって反射された反射光束が入射し、フォーカスエラー信号を形成するための非点収差を発生するシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを透過した反射光束を受光する光検出器と、前記シリンドリカルレンズ及び前記光検出器を保持するホルダと、を備え、前記ホルダは、前記反射光束の光軸と交差する方向にそれぞれ延びる第１主面及び第２主面を有し、前記シリンドリカルレンズが前記第１主面に接着され、前記光検出器が前記第２主面に接着されている。

この構成では、シリンドリカルレンズと光検出器とがホルダに対して一体的に構成されているので、シリンドリカルレンズと光検出器との相対的な位置誤差を小さくすることができる。したがって、検出光学系の検出倍率（横倍率）の誤差および変化を小さくすることができる。

さらに、光検出器へ入射する光束に対して直交する面内において、光検出器とシリンドリカルレンズとを一体的に直交二方向での位置調整と回転方向の調整を行うことができるため、より一層シリンドリカルレンズと光検出器の相対位置誤差の発生を低減することが可能となる。

(2)また、前記光学ヘッドが、前記光源からの光束の平行度を変化させるコリメートレンズをさらに備える場合には、前記対物レンズ、前記コリメートレンズ及び前記シリンドリカルレンズを備えた検出光学系の横倍率が１０倍以上であるのが好ましく、この場合には、前記シリンドリカルレンズは、前記反射光束が入射する面にシリンドリカル面を有し、出射面に凹レンズ面を有するのが好ましい。

この構成では、多層光ディスクにおいて、記録再生中の情報記録層以外の層からの反射光がサブビーム受光領域に入射することによってトラッキングエラー信号のオフセットが発生することを抑制できるため、多層の光ディスクの記録再生におけるトラッキングサーボ性能を安定させることができる。

さらに、シリンドリカルレンズと光検出器とを一体構成として、シリンドリカルレンズと光検出器の相対的な位置誤差を小さくすることにより、多層の光ディスクに対応した検出光学系の検出倍率（横倍率）の大きな構成が実現できる。

また、シリンドリカルレンズに大きな凹レンズ効果を持たせることにより、検出光学系の倍率を大きくできるとともに検出光学系の寸法を短くすることができるので、多層の光ディスクに対応できる安定したトラッキングサーボを実現できるとともに、光学ヘッドの小型化を実現することができる。

また、シリンドリカル面が光検出器と反対側に配置されることにより、小型の検出光学系においてもバランスのよいフォーカスエラー信号を得ることができる。このため、安定したフォーカスサーボを実現することができる。さらに非点隔差も比較的大きく確保することが可能となるため、引き込み範囲の長いフォーカスエラー信号を得ることができる。

また、検出器ユニットの組み付け時においては、シリンドリカル面が外側に露出しているので、光検出器の受光領域の分割方向に対するシリンドリカル面の中央母線の方向を調整する際に、オートコリメータ等で容易にシリンドリカル面の中央母線の向きを検出および調整することが可能となる。このため、光学ヘッドの調整時間を大幅に短縮することが可能となる。

また、シリンドリカルレンズと光検出器を一体的にＺ方向（光軸方向）に調整することができるので、検出光学系の倍率変化を低減させることができ、トラッキングエラー信号のオフセット変動の少ない安定した光学ヘッドの記録再生性能を実現することができる。

(3) 前記凹レンズ面の曲率半径は、５ｍｍ以下であってもよい。

(4) 前記シリンドリカルレンズは、前記出射面に、前記凹レンズ面に加えて平面が形成されていてもよい。

この構成では、シリンドリカルレンズのフラット面とホルダとが密着した状態でシリンドリカルレンズを接着固定できるため、信頼性に優れた光学ヘッドを実現できる。また、シリンドリカル面を入射面側に配置することによりシリンドリカルレンズの回転調整を短時間かつ高精度に行うことができるため、性能の優れた光学ヘッドを実現できる。

(5) 前記ホルダには、前記反射光束の少なくとも一部が入射する位置にアパーチャが形成されているのが好ましい。この構成では、シリンドリカルレンズを透過した光束を、ホルダのアパーチャを通して光検出器に入射させることができる。

さらに、シリンドリカルレンズ及び光検出器の位置調整時には、シリンドリカルレンズと光検出器とホルダとを一体的に動かして位置調整することができるため、シリンドリカルレンズとアパーチャと光検出器との間の光軸方向および光軸方向と直交する方向での相対的な位置ずれを小さくすることができる。このため、アパーチャ径を小さくすることが可能となるため、特に多層光ディスクの情報記録再生時において、他の層で反射した光束が迷光となって光検出器へ漏れこむ量を低減することができる。これにより、記録再生性能を向上させることが可能となるとともにホルダの小型化及び薄型化が可能となるため、光学ヘッドの小型化及び薄型化を実現できる。

(6) 前記アパーチャは、前記反射光束の寸法と、前記シリンドリカルレンズと前記アパーチャとの相対的な位置誤差と、前記光検出器と前記アパーチャとの相対的な位置誤差と、前記ホルダと前記シリンドリカルレンズと前記光検出器とを一体として光軸方向に調整したことによる前記アパーチャの位置での前記反射光束の寸法の増加量と、を加算した値に相当する寸法であるのが好ましい。

(7) 前記アパーチャの断面が非円形であってもよい。

(8) 前記アパーチャの中心が、前記反射光束の光軸の中心とは異なる位置に配置されていてもよい。この構成では、アパーチャの大きさをより小さくすることができるので、光検出器に到達する迷光を低減することができる。

(9) 前記光検出器が接着される前記第２主面の表面粗度が、前記ホルダの側面部の表面粗度よりも小さくてもよい。この構成では、光検出器の位置調整時において、微小な動きが可能になるので、より精確な位置合わせが可能となる。

(10)前記第２主面の中心部を含む所定領域の表面粗度が、前記第２主面における前記所定領域の外周の領域の表面粗度よりも小さくてもよい。この構成では、光検出器の位置調整時において、微小な動きが可能になるので、より精確な位置合わせが可能となる。

(11)前記シリンドリカルレンズが接着される前記第１主面の表面粗度が、前記ホルダの側面の表面粗度よりも小さくてもよい。この構成では、シリンドリカルレンズの位置調整時において、微小な動きが可能になるので、より精確な位置合わせが可能となる。

(12)前記第１主面の中心部を含む所定領域の表面粗度が、前記第１主面における前記所定領域の外周の領域の表面粗度よりも小さくてもよい。この構成では、シリンドリカルレンズの位置調整時において、微小な動きが可能になるので、より精確な位置合わせが可能となる。

(13)前記シリンドリカルレンズが接着される前記第１主面は、前記反射光束の光軸に垂直な面に対して傾いていてもよい。この構成では、平板ビームスプリッタを透過した光束に発生するコマ収差を大幅に低減することができ、光検出器に入射する光束の品質を改善することができる。

(14)前記光源は約４０５ｎｍの波長の光束を出射するものであり、前記光検出器は、受光部と、カバーガラスと、前記受光部及び前記カバーガラスを接着する接着部と、を有する場合には、前記光検出器と前記第２主面を接着する接着部の内側端部、又は前記受光部と前記カバーガラスとを接着する前記接着部の内側端部が、前記アパーチャよりも外側に配置されていてもよい。この構成では、約４０５ｎｍの波長の光束の照射によって接着剤が劣化することを抑制できるため、光学ヘッドの信頼性を大幅に向上させることが可能となる。

(15) 光情報装置は、前記光学ヘッドと、前記光学ヘッドを移送するための移送部と、前記移送部の制御及び前記光学ヘッドの制御を行う制御回路と、を備えている。

本発明にかかる光ヘッド装置及び光情報装置は、安定なトラッキング制御機能と低い情報誤り率を実現できる機能を有し、記録再生性能の安定したコンピュータの外部記憶装置等として有用である。また本発明にかかる光ヘッド装置及び光情報装置は、ＤＶＤレコーダー、ＢＤレコーダー、ＨＤ−ＤＶＤレコーダー等の映像記録装置や映像再生装置等の用途にも応用できる。さらに、カーナビゲーションシステム、携帯音楽プレーヤー、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの記憶装置の用途にも応用できる。

Claims (14)

1. 光束を出射する光源と、
   前記光源から出射された光束を情報記録媒体に収束光として集光する対物レンズと、
   前記情報記録媒体によって反射された反射光束が入射し、フォーカスエラー信号を形成するための非点収差を発生するシリンドリカルレンズと、
   前記シリンドリカルレンズを透過した反射光束を受光する光検出器と、
   前記シリンドリカルレンズ及び前記光検出器を保持するホルダと、
   前記光源からの光束の平行度を変化させるコリメートレンズと、を備え、
   前記ホルダは、前記反射光束の光軸と交差する方向にそれぞれ延びる第１主面及び第２主面を有し、
   前記シリンドリカルレンズが前記第１主面に接着され、前記光検出器が前記第２主面に接着され、
   前記対物レンズ、前記コリメートレンズ及び前記シリンドリカルレンズを備えた検出光学系の横倍率が１０倍以上であり、
   前記シリンドリカルレンズは、前記反射光束が入射する面にシリンドリカル面を有し、出射面に凹レンズ面を有する光学ヘッド。
2. 請求項１に記載の光学ヘッドにおいて、
   前記凹レンズ面の曲率半径は、５ｍｍ以下である光学ヘッド。
3. 請求項２に記載の光学ヘッドにおいて、
   前記シリンドリカルレンズは、前記出射面に、前記凹レンズ面に加えて平面が形成されている光学ヘッド。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の光学ヘッドにおいて、
   前記ホルダには、前記反射光束の少なくとも一部が入射する位置にアパーチャが形成されている光学ヘッド。
5. 請求項４に記載の光学ヘッドにおいて、
   前記アパーチャは、前記反射光束の寸法と、前記シリンドリカルレンズと前記アパーチャとの相対的な位置誤差と、前記シリンドリカルレンズと前記アパーチャとの相対的な位置誤差と、前記ホルダと前記シリンドリカルレンズと前記光検出器とを一体として光軸方向に調整したことによる前記アパーチャの位置での前記反射光束の寸法の増加量と、を加算した値に相当する寸法である光学ヘッド。
6. 請求項４又は５に記載の光学ヘッドにおいて、
   前記アパーチャの断面が非円形である光学ヘッド。
7. 請求項６記載の光学ヘッドにおいて、
   前記アパーチャの中心が、前記反射光軸の中心とは異なる位置に配置されている光学ヘッド。
8. 請求項１から７の何れか１項に記載の光学ヘッドにおいて、
   前記光検出器が接着される前記第２主面の表面粗度が、前記ホルダの側面の表面粗度よりも小さい光学ヘッド。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載の光学ヘッドにおいて、
   前記第２主面の中心部を含む所定領域の表面粗度が、前記第２主面における前記所定領域の外周の領域の表面粗度よりも小さい光学ヘッド。
10. 請求項１から９の何れか１項に記載の光学ヘッドにおいて、
    前記シリンドリカルレンズが接着される前記第１主面の表面粗度が、前記ホルダの側面の表面粗度よりも小さい光学ヘッド。
11. 請求項１から１０の何れか１項に記載の光学ヘッドにおいて、
    前記第１主面の中心部を含む所定領域の表面粗度が、前記第１主面における前記所定領域の外周の領域の表面粗度よりも小さい光学ヘッド。
12. 光束を出射する光源と、
    前記光源から出射された光束を情報記録媒体に収束光として集光する対物レンズと、
    前記情報記録媒体によって反射された反射光束が入射し、フォーカスエラー信号を形成するための非点収差を発生するシリンドリカルレンズと、
    前記シリンドリカルレンズを透過した反射光束を受光する光検出器と、
    前記シリンドリカルレンズ及び前記光検出器を保持するホルダと、を備え、
    前記ホルダは、前記反射光束の光軸と交差する方向にそれぞれ延びる第１主面及び第２主面を有し、
    前記シリンドリカルレンズが前記第１主面に接着され、前記光検出器が前記第２主面に接着され、
    前記シリンドリカルレンズが接着される前記第１主面は、前記反射光軸に垂直な面に対して傾いている光学ヘッド。
13. 請求項１から１２の何れか１項に記載の光学ヘッドにおいて、
    前記光源は約４０５ｎｍの波長の光束を出射するものであり、
    前記光検出器は、受光部と、カバーガラスと、前記受光部及び前記カバーガラスを接着する接着部と、を有し、
    前記光検出器と前記第２主面を接着する接着部の内側端部、又は前記受光部と前記カバーガラスとを接着する前記接着部の内側端部が、前記アパーチャよりも外側に配置されている光学ヘッド。
14. 請求項１から１３の何れか１項に記載の光学ヘッドと、
    前記光学ヘッドを移送するための移送部と、
    前記移送部の制御及び前記光学ヘッドの制御を行う制御回路と、を備えている光情報装置。

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