WO2007119410A1 - 光学ヘッドおよび光ディスク装置 - Google Patents

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WO2007119410A1
WO2007119410A1 PCT/JP2007/055462 JP2007055462W WO2007119410A1 WO 2007119410 A1 WO2007119410 A1 WO 2007119410A1 JP 2007055462 W JP2007055462 W JP 2007055462W WO 2007119410 A1 WO2007119410 A1 WO 2007119410A1
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WO
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lens
optical head
optical
objective lens
light
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Application number
PCT/JP2007/055462
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fumitomo Yamasaki
Hideki Aikoh
Akihiro Arai
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Publication date
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Priority to US12/293,291 priority patent/US8325581B2/en
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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/095—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for discs, e.g. for compensation of eccentricity or wobble
    • G11B7/0956—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for discs, e.g. for compensation of eccentricity or wobble to compensate for tilt, skew, warp or inclination of the disc, i.e. maintain the optical axis at right angles to the disc
    • G—PHYSICS
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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    • G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
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    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G11B7/13925—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means
    • G11B7/13927—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means during transducing, e.g. to correct for variation of the spherical aberration due to disc tilt or irregularities in the cover layer thickness
    • G—PHYSICS
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Definitions

  • the present invention relates to an optical head used for recording and Z or reproduction on an optical information recording medium such as an optical disc, and an optical disc apparatus equipped with such an optical head.
  • Patent Document 1 a collimating lens is mounted on a collimating lens actuator, and the collimating lens arranged between the light source and the objective lens is moved so as to cancel the spherical aberration caused by the thickness error of the light transmission layer.
  • the method of the optical disk device is shown. This optical disk device will be described with reference to FIG.
  • FIG. 18 shows a configuration of a conventional optical head.
  • 101 is a light source
  • 102 is a polarization beam splitter
  • 103 is a quarter-wave plate
  • 104 is a collimating lens
  • 106 is an objective lens
  • 107 is a multi lens
  • 108 is a light receiving element
  • 109 is driving an objective lens 106
  • the biaxial actuator 110 is a collimating lens actuator that drives the collimating lens 104, and these constitute the optical head 120.
  • the laser light emitted from the light source 101 is transmitted through the polarization beam splitter 102 and collimated.
  • the light enters the first lens 104.
  • the laser light incident on the collimating lens 104 is converted into parallel light by the collimating lens 104 when the thickness of the light transmission layer 131 of the optical disc 130 is as specified.
  • the collimating lens 104 is mounted on the collimating lens actuator 110, and can be moved back and forth along the optical axis of the laser beam by the collimating lens actuator 110.
  • the laser beam that has passed through the collimator lens 104 becomes a circularly polarized state when it passes through the 1Z4 wavelength plate 103 and enters the objective lens 106.
  • the laser light collected by the objective lens 106 and incident on the information recording surface of the optical disk 130 is reflected by the information recording surface and becomes return light.
  • the return light follows the original optical path, passes through the objective lens 106, and then enters the 1Z4 wavelength plate 103.
  • the return light passes through the 1Z4 wave plate 103 and becomes linearly polarized light rotated by 90 degrees with respect to the polarization direction of the forward path. After that, it is converted into convergent light by the collimator lens 104 and then reflected by the polarization beam splitter 102.
  • the return light reflected by the polarization beam splitter 102 enters the light receiving element 108 via the multi lens 107 and is detected.
  • the optical head 120 When the optical head 120 is used to collect and reproduce light on the information recording surface of the optical disc 130, the main aberration caused by the thickness error of the light transmission layer 131 of the optical disc 130 is defocused. And spherical aberration. Defocus is corrected by the focus servo. That is, based on the focus servo from the light receiving element 108, the defocus is corrected by moving the objective lens 106 in the optical axis direction by the two-axis actuator 109, and the information recording surface is focused.
  • spherical aberration by making the laser light incident on the objective lens 106 into divergent light or convergent light, a spherical aberration having a polarity opposite to that of the spherical aberration that occurs according to the thickness of the light transmission layer 131. Correction is performed by generating aberration. Specifically, the collimating lens actuator 110 moves the collimating lens 104 back and forth in the direction of the optical axis, so that the laser light incident on the objective lens 106 is diverged or convergent, and the objective lens 106 has a reverse polarity. Spherical aberration is generated, and spherical aberration due to the thickness error of the light transmission layer 131 is canceled. Thus, in this optical head 120, when the light passes through the objective lens 106 and is focused on the information recording surface, the spherical aberration is canceled.
  • the collimating lens actuator 110 moves the collimating lens 104 back and forth in the direction of the optical axis, so that the laser light incident on
  • the method of moving the collimating lens in the optical axis direction and making the laser light incident on the objective lens into divergent light or convergent light is optical for high-density optical discs such as BD (Blu-ray Disc). Used in the head. Note that in a BD having two light transmission layers 131, the distance between the light transmission layers is 30 m at maximum including variations in the thickness of each light transmission layer.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-259906
  • the information recording surface has a multilayer structure exceeding two layers. In this case, it is not practical to form a new information recording surface between the two conventional information recording surfaces because various problems occur due to the distance between the information recording surfaces becoming too small. Therefore, in a multi-layered optical disc having an information recording surface exceeding two layers, the distance between the information recording surface of the thickest light transmission layer and the information recording surface of the thinnest light transmission layer exceeds 30 m. It will be. When the information recording surface is multi-layered, information is recorded and Z or playback is performed on multiple information recording surfaces.
  • the optimal substrate thickness strength is required for information recording surfaces that deviate from the optimum substrate thickness of the objective lens (the light-transmitting layer thickness that minimizes the residual aberration).
  • Spherical aberration occurs depending on the thickness of the light transmission layer up to a predetermined information recording surface.
  • the spherical aberration increases in proportion to the thickness of the light transmission layer from the optimum base material thickness of the objective lens to a predetermined information recording surface. If the information recording surface is multilayered and the distance between the light transmission layers is changed greatly, the third-order spherical aberration to be corrected also increases. Therefore, in the conventional optical head, when the collimating lens is moved in the optical axis direction to correct the spherical aberration, the moving range of the collimating lens becomes very large.
  • optical disc light transmission layer is the minimum) 85.5 ⁇ m, the collimation when recording or playing back an optical disc whose thickness varies from 0 ⁇ m to 125 ⁇ m.
  • Figure 19 shows the movement range of the first lens (the direction toward the objective lens is positive (+)).
  • the moving range of the collimating lens for correcting the spherical aberration is 8 mm or more.
  • the thickness of the light transmission layer is large due to the multi-layered structure. Therefore, it is necessary to increase the size of the optical head in order to secure the movement range of the collimating lens for the optical head used in the optical disk. There is.
  • the present invention has been made in view of such problems, and the change in the thickness of the light transmission layer is large, that is, the information recording surface of the thickest light transmission layer and the information of the thinnest light transmission layer.
  • the thickness of the light transmission layer differs from that of the light source, the coupling lens that changes the divergence and Z or the convergence of the light beam emitted from the light source, and 3
  • the diameter Dl of the light beam incident on the convergence expanding member and the diameter D2 of the light beam emitted from the divergence convergence expanding member satisfy the expression (1).
  • the inter-surface distance between the information recording surface of the thickest light transmission layer and the information recording surface of the thinnest light transmission layer among the plurality of information recording surfaces is 30 m. It may be configured beyond.
  • the divergence / convergence expanding member may be fixed to a movable portion of an actuator that drives the objective lens, and may be driven integrally with the objective lens.
  • the divergence / convergence expanding member is a focal lens in which the emitted light becomes substantially parallel light when the incident light beam is substantially parallel light. Also good.
  • the divergent / convergence enlarging member has a positive surface on the surface facing the coupling lens and a negative surface on the objective lens. A refractive lens having power may be used.
  • the divergence / convergence expanding member has at least one of a surface facing the coupling lens and a surface facing the objective lens. It may have an aspherical shape.
  • the divergence / convergence enlarging member may include a chromatic aberration correction function that corrects chromatic aberration of the objective lens that occurs due to a change in wavelength of the light source. ⁇ ⁇ .
  • the divergent / convergence enlarging member is a diffractive surface having a positive power on a surface facing the coupling lens and a surface facing the objective lens. May be a refractive surface having negative power.
  • the divergent / convergence enlarging member has a refractive surface in which a surface facing the force coupling lens is a convex surface and a surface facing the objective lens is a concave surface.
  • the convex surface or the concave surface may be provided with a chromatic aberration correction function for correcting chromatic aberration of the objective lens that occurs due to wavelength variation of the light source.
  • the divergence / convergence expanding member is a lens formed by bonding two lenses, and the side facing the coupling lens has a positive power.
  • the first lens is a second lens having a negative power on the side facing the objective lens, and the glass material Abbe number V 1 of the first lens and the glass material Abbe number V of the second lens 2 may be configured to satisfy equation (2).
  • the Abbe number V 1 of the glass material of the first lens and the Abbe number V 2 of the glass material of the second lens may be configured to satisfy (4).
  • the divergent / convergence expanding member In this case, at least one of the surface facing the coupling lens, the surface facing the objective lens, and the bonding surface of the two lenses may have an aspherical shape.
  • the diameter Dl of the light beam incident on the divergence / convergence expanding member and the diameter D2 of the light beam emitted from the divergence / convergence expanding member You may comprise so that 5) may be satisfy
  • the optical head further includes drive means for moving the coupling lens in the optical axis direction, and changing the position of the coupling lens in the optical axis direction.
  • the divergence and Z or the convergence of the light beam emitted from the light source may be changed.
  • a second light source provided separately from the light source, and a light beam disposed adjacent to the objective lens and emitted from the second light source is the optical information recording medium.
  • the second objective lens may be configured to be fixed to a movable portion of an actuator that drives the objective lens and to be driven integrally with the objective lens.
  • the optical disc device includes an optical head, an optical disc driving unit for rotationally driving the optical disc, and a control unit for controlling the optical head and the optical disc driving unit.
  • optical head in the first aspect of the present invention and the optical disc apparatus in the second aspect for example, in an optical head used for an optical disc in which the thickness change of the light transmission layer is large due to the multilayered information recording surface.
  • An excellent effect is achieved in that a more compact size can be realized.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical head according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of an optical disc on which information is recorded and reproduced by the optical head shown in FIG.
  • FIG. 3A Schematic configuration diagram of a mechanism for driving the collimating lens provided in the optical head shown in FIG. 1 in the optical axis direction.
  • FIG. 3B Schematic configuration diagram of a mechanism for driving the collimating lens provided in the optical head shown in FIG. 1 in the optical axis direction.
  • FIG. 4A A diagram showing the state of the light beam when the collimating lens provided in the optical head shown in FIG. 1 is driven in the optical axis direction.
  • FIG. 4B is a diagram showing the state of the light beam when the collimating lens provided in the optical head shown in FIG. 1 is driven in the optical axis direction.
  • FIG. 4C is a diagram showing the state of the light beam when the collimating lens provided in the optical head shown in FIG. 1 is driven in the optical axis direction.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the structure of an incident angle conversion lens provided in the optical head shown in FIG. 1.
  • FIG. 6A is a diagram showing a state of light rays emitted from the incident angle conversion lens provided in the optical head shown in FIG.
  • FIG. 6B is a diagram showing a state of light rays emitted from the incident angle conversion lens provided in the optical head shown in FIG.
  • FIG. 6C is a diagram showing a state of light rays emitted from the incident angle conversion lens provided in the optical head shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the thickness of the light transmission layer and the collimating lens movement in the optical head shown in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optical head according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the structure of an incident angle conversion hologram in the optical head shown in FIG.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical head according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 11 A diagram schematically showing the structure of an incident angle conversion lens in the optical head shown in FIG.
  • FIG. 12 shows a member for increasing the divergence and convergence degree provided in the optical head according to the second embodiment of the present invention. Showing a modification of
  • FIG. 13 is a diagram showing a two-lens optical head according to a fourth embodiment of the present invention, in which the optical head according to the first to third embodiments of the present invention and the optical head for CDZDVD are configured integrally.
  • FIG.14 Diagram of each lens in a two-lens optical head placed along the seek center line of the optical disc
  • FIG.15 Diagram of lenses in a two-lens optical head placed in a tangential direction perpendicular to the seek center line of the optical disc
  • FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an optical disc device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the optical head for CDZDVD shown in FIG.
  • FIG. 18 Schematic configuration diagram of a conventional optical head
  • FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the thickness of a light transmission layer and the amount of movement of a collimating lens in a conventional optical head.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical head according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a semiconductor laser corresponding to an example of a light source
  • 2 is a polarizing beam splitter
  • 3 is a 1Z4 wave plate
  • 4 is a collimating lens corresponding to an example of a coupling lens
  • 5 is a reflecting mirror
  • 6 is an objective.
  • Lens 7 is a detection lens, 8 is a light receiving element, 9 is a 2-axis actuator that drives the objective lens 6, 20 is an incident angle conversion lens corresponding to an example of a divergent / convergence expanding member, and 16 is a collimating lens 4 A stepping motor, 17 is a screw shaft, and 18 is a lens holder for holding a collimating lens 4, which constitute an optical head 10!
  • Reference numeral 30 denotes an optical disc having a plurality of transparent substrates (light transmission layers) and corresponding to an optical information recording medium.
  • the optical disc 30 is formed with information recording surfaces 31, 32, 33, and 34 from the light incident surface side (objective lens 6 side) to the respective information recording surfaces from the light incident surface.
  • the thickness force of the light transmission layer is dl, d2, d3, d4. Since the optical disc 30 corresponds to the optical disc having the multilayer structure described above, the distance between the information recording surface 34 of the thickest light transmission layer and the information recording surface 31 of the thinnest light transmission layer includes variations. And over 30 m.
  • the optical disc 30 is an optical disc having three or more information recording surfaces, which is not limited to the force having four information recording surfaces.
  • the linearly polarized laser beam emitted from the semiconductor laser 1 passes through the polarization beam splitter 2, is converted to circularly polarized light by the 1Z4 wavelength plate 3, is then converted to substantially parallel light by the collimating lens 4, and the reflecting mirror 5 And is transmitted through the incident angle conversion lens 20 and is condensed by the objective lens 6 as a light spot on any one of the information recording surfaces 31 to 34 of the optical disc 30 through the light transmission layer.
  • the laser light reflected by any one of the information recording surfaces 31 to 34 is transmitted again through the objective lens 6 and the incident angle converting lens 20, reflected by the reflecting mirror 5, and transmitted through the collimating lens 4, and 1Z4 wavelength. After being converted into linearly polarized light different from the forward path by the plate 3, it is reflected by the polarization beam splitter 2 and guided to the light receiving element 8 by the detection lens 7.
  • the laser beam detected by the light receiving element 8 is calculated after being subjected to photoelectric conversion, and generates a focus error signal for following the surface shake of the optical disc 30 and a tracking error signal for following the eccentricity.
  • the biaxial actuator 9 drives the objective lens 6 in the biaxial direction so that the light spot follows the information track of the rotating optical disk 30 by using the focus error signal and the tracking error signal.
  • the collimating lens 4 is held by the lens holder 18 and is movable along the optical axis of the laser beam. Depending on the thickness of the light transmission layer on the information recording surface 31 to 34, if the thickness of the light transmission layer deviates from the specified force, the spherical aberration associated with the change in the thickness of the light transmission layer is corrected. As described above, the laser light incident on the objective lens 6 by the collimator lens 4 is made into divergent light or convergent light, and the objective lens 6 generates spherical aberration of opposite polarity to correct the spherical aberration.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic configuration diagrams of a mechanism for driving the collimating lens 4 in the optical axis direction.
  • 16 is a stepping motor
  • 17 is a screw shaft
  • 18 is a lens Honoreda
  • 19 is a guide.
  • the stepping motor 16 by driving the stepping motor 16 to rotate the screw shaft 17, the collimating lens 4 and the lens holder 18 holding the collimating lens 4 are moved along the guide 19 to the optical axis of the collimating lens 4. It can move in the direction.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams showing the state of the light flux when the collimating lens 4 is driven in the optical axis direction.
  • the spherical aberration that occurs due to the difference in the thickness of the light transmission layer of the optical disc 30 changes the divergence and convergence of the laser light incident on the object lens 6, and the spherical aberration that occurs due to the difference in the thickness of the light transmission layer. Correction can be made by generating spherical aberration of opposite polarity.
  • the light emitted from the collimating lens 4 is diverged by moving the collimating lens 4 to the light source side as shown in FIG. 4B.
  • a spherical surface generated when the optical transmission layer of the optical disc 30 becomes thicker Aberration can be corrected.
  • FIG. 4C by moving the collimating lens 4 to the objective lens 6 side, the light emitted from the collimating lens 4 becomes convergent light, and the spherical aberration that occurs when the light transmission layer of the optical disc 30 becomes thin. Can be corrected.
  • the means for moving the collimating lens 4 in the optical axis direction is not limited to the method using the stepping motor 16 described above, and may be any means such as an actuator by driving a piezoelectric element such as a magnetic circuit.
  • the present invention is not limited to the above method.
  • the magnetic circuit drives the piezoelectric element.
  • the actuator according to has a small driving part, so it is suitable for miniaturization of the optical head.
  • the incident angle conversion lens 20 has a convex power on the collimating lens 4 side (first surface) and a concave power on the objective lens 6 side (second surface). It functions as a so-called focal lens that emits parallel light with different beam diameters when parallel light is incident. Further, when expressing that the incident angle conversion lens 20 functions as the afocal lens by another method, the diameter of the light beam incident on the incident angle conversion lens 20 is D1, and the light beam emitted from the incident angle conversion lens 20 When the diameter of D2 is D2, it can be said that the relationship is D1> D2.
  • the incident angle conversion lens 20 has at least one of an incident surface (first surface) and an output surface (second surface) as described above in order to reduce spherical aberration generated in the incident angle conversion lens itself. It is preferable to make the two surfaces aspherical.
  • the function of the incident angle conversion lens 20 will be described with reference to FIGS. 6A to 6C.
  • FIG. 6A to FIG. 6C are diagrams showing states of emitted light when parallel light, divergent light, and convergent light are incident on the incident angle conversion lens 20, respectively.
  • the incident angle conversion lens 20 emits parallel light having different beam diameters as shown in FIG. 6A.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the emitted divergent light with respect to the optical axis of the marginal ray is the merged incident divergent light.
  • the inclination angle of the null ray with respect to the optical axis is larger than ⁇ 2.
  • the inclination angle ⁇ 3 of the emitted convergent light with respect to the optical axis of the marginal ray is equal to the optical axis of the incident convergent light with respect to the optical axis.
  • the inclination angle is larger than ⁇ 4.
  • the incident angle conversion lens 20 emits parallel light with an outgoing light beam diameter different from the incident light beam diameter when parallel light is incident, and more divergently emits divergent light as divergent light. When converged light is emitted, it converges further and emerges as converged light. As described above, the incident angle conversion lens 20 has a function of projecting the divergence / convergence degree of incident light with a larger magnification.
  • the objective lens 6 is characterized by focusing on a farther position when divergent light is incident, and conversely focusing on a closer position when convergent light is incident, with reference to the case where parallel light is incident.
  • the incident angle conversion lens 20 having the function of further expanding the divergence and convergence of the incident light as described above on the incident side of the objective lens 6, the divergent light and the convergence formed by the movement of the collimating lens 4 can be obtained.
  • the light is further diverged or converged and enters the objective lens 6. Therefore, even if the movement amount of the collimating lens 4 is the same as the conventional one, the focal distance of the objective lens 6 can be changed greatly. That is, the distance between the information recording surfaces of the optical disc If the distance is the same as in the conventional case, it will be understood that the amount of movement of the collimating lens 4 can be made smaller than in the conventional case.
  • FIG. 7 shows the result of calculation for the relationship between the thickness of the light transmission layer to be corrected and the amount of movement of the collimating lens in the present embodiment.
  • the horizontal axis represents the thickness of the light transmission layer to be corrected, and the vertical axis represents the amount of movement of the collimating lens 4.
  • the specific values for each parameter used in the calculation are as follows.
  • the amount of movement of the collimator lens 4 is based on the case where the optimum base material thickness of the objective lens 6 (the thickness of the optical disk light transmission layer that minimizes the residual aberration) is 85.5 m. (+).
  • the collimating lens 4 of the present embodiment requires a movement amount of +3.65 mm to correct the thickness of the light transmission layer of dl of the optical disc 30, and d4 light
  • the collimating lens 4 of the present embodiment requires a moving amount of 3.47 mm. That is, the moving range of the collimating lens 4 is about 7.1 mm, which is about 1 mm smaller than the conventional example shown by the wavy line. This shows that the amount of spherical aberration generated per unit movement of the collimating lens 4 is increased because the incident angle conversion lens 20 increases the divergence and convergence of the light incident on the objective lens 6. ! /
  • the incident angle conversion lens 20 is mounted on a two-axis actuator 9 that drives the objective lens 6 as shown in FIG. Since the incident angle conversion lens 20 is a focal lens, coma aberration due to the optical axis shift with respect to the objective lens 6 hardly occurs, and when the lens 20 is mounted on the 2-axis actuator 9. In this case, the position adjustment is easy and preferable.
  • the optical head 10 in the present embodiment includes the incident angle conversion lens 20, the movable range of the collimating lens 4 can be reduced, and a compact-sized optical head can be realized.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optical head according to another embodiment of the present invention.
  • 1 is a semiconductor laser corresponding to an example of a light source
  • 2 is a polarization beam splitter
  • 3 is a 1 Z4 wave plate
  • 4 is a collimating lens corresponding to an example of a coupling lens
  • 5 is a reflection mirror
  • 7 is a detection lens
  • 8 is a light receiving element
  • 9 is a 2-axis actuator that drives the objective lens 6
  • 21 is an incident angle conversion hologram corresponding to an example of a divergent / convergence expanding member
  • 16 is a collimating lens 4
  • Reference numeral 30 denotes an optical disk having a plurality of transparent substrates (light transmission layers) and corresponding to an optical information recording medium.
  • the optical disk 30 is the thinnest and the information recording surface 34 of the light transmission layer is the thinnest.
  • the optical disk has a distance between the recording surface 31 and the recording surface 31 exceeding 30 ⁇ m.
  • the operation of the optical head 11 when recording or reproducing information on the optical disc 30 is the same as the operation of the optical head 10 described in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. To do.
  • the difference between the optical head 10 of the first embodiment and the optical head 11 of the present embodiment is the difference between the incident angle conversion lens 20 and the incident angle conversion hologram 21.
  • the incident angle conversion hologram 21 has a diffractive surface 21a having a convex power on the collimating lens 4 side (first surface) and a concave surface (second surface) on the objective lens 6 side.
  • Refractive surface 21b with the power of The diffractive surface 21a has a plurality of concentric diffractive structures 21c having an annular force, and is configured to obtain the maximum diffraction efficiency at the wavelength of the semiconductor laser 1.
  • This incident angle conversion hologram 21 is also similar to the incident angle conversion lens 20 shown in the first embodiment.
  • the inclination angle of the emitted divergent light with respect to the optical axis of the marginal light beam is larger than the inclination angle of the incident divergent light with respect to the optical axis of the marginal light beam.
  • the tilt angle of the emitted convergent light with respect to the optical axis of the marginal light beam is larger than the tilt angle of the incident convergent light with respect to the optical axis of the marginal light beam.
  • the incident angle conversion hologram 21 has a function of emitting the divergence / convergence of incident light with a larger magnification, and has the effect of increasing the amount of spherical aberration generated per unit movement amount of the collimating lens 4. Therefore, the incident angle conversion hologram 21 also has a relationship of D1> D2, where D1 is the diameter of the light beam incident on the incident angle conversion hologram 21, and D2 is the diameter of the light beam emitted from the incident angle conversion hologram 21.
  • the incident angle conversion hologram 21 can reduce the amount of movement of the collimating lens 4 compared to the conventional effect similar to the above-described effect of the incident angle conversion lens 20, which contributes to the miniaturization of the optical head. be able to.
  • the wavelength of the laser light source fluctuates due to a change in recording power and reproduction power, a change in ambient temperature, and the like.
  • the shorter the wavelength of the laser beam the greater the influence of the fluctuation of the best image point position due to the refractive index fluctuation of the objective lens material due to the fluctuation of the wavelength. Therefore, in particular, in the recording type optical head, it is general to have a chromatic aberration correction function for correcting the fluctuation of the best image point position caused by the fluctuation of the wavelength.
  • the incident angle conversion hologram 21 of the present embodiment functions as a focal lens in which the convex diffraction power and the concave refraction power are equal when parallel light with a reference wavelength of 408 nm of the semiconductor laser 1 is incident.
  • the diffraction angle at the diffractive surface 21a becomes larger and the convex power becomes stronger, and it functions as a lens that emits convergent light when parallel light is incident.
  • the diffraction angle at the diffractive surface 21a is decreased and the concave power is increased, so that it functions as a lens that emits divergent light when parallel light is incident.
  • the diffractive structure 21c has a convex power which is a condition for performing a chromatic aberration correction function.
  • the convex power amount is an amount necessary to cancel the chromatic aberration generated in the objective lens 6.
  • the incident angle conversion hologram 21 has a plane on the collimating lens 4 side and a concave surface on the objective lens 6 side. It should be noted that even if the diffractive structure 21c having a convex surface is formed on the concave surface on the objective lens 6 side, the chromatic aberration correction function by the diffractive structure 2lc can be obtained.
  • the diameter D1 of the light beam incident on the incident angle conversion hologram 21 is equal to the diameter D2 of the emitted light beam, the effect of increasing the divergent convergence of the incident light cannot be obtained. Therefore, in the case of the shape of the incident angle conversion hologram 21 having one plane as shown in FIG. 9, it is necessary to form the diffraction structure 21c on the plane on the collimating lens 4 side.
  • the shape of the divergence / convergence expanding member having the chromatic aberration correction function is not limited to the shape of the incident angle conversion hologram 21.
  • the optical head 11 in the present embodiment includes the incident angle conversion hologram 21, the movable range of the collimating lens 4 can be reduced, and a compact optical head can be realized.
  • the incident angle conversion hologram 21 has a function of correcting chromatic aberration, an optical head excellent in recording or reproducing performance can be realized.
  • the incident angle conversion hologram 21 in the present embodiment can be configured to be thinner and lighter than the incident angle conversion lens in the first embodiment, the small size of the two-axis actuator 6 can be achieved. And more suitable for high speed driving.
  • the collimating lens 4 side surface is a flat surface
  • the objective lens 6 side surface is a concave surface. It is formed on the plane on the collimating lens 4 side.
  • the divergent / convergence-enhancing member can also have a shape as described below. By adopting such a shape, it has a chromatic aberration correction function and a larger afocal lens as a focal lens. It is possible to obtain a multiplication factor.
  • the amount of convex power generated by the diffractive structure 21c for exhibiting the chromatic aberration correction function is determined by the amount of chromatic aberration generated in the objective lens used.
  • the amount of chromatic aberration generated in an object lens is 0.5 / z mZnm, and the convex power due to the diffractive structure 21c formed on the divergence / convergence expanding member to make this approximately zero is almost uniquely determined. Determined.
  • the divergent / convergence-enlarging member functions as a focal lens. The convex power and the concave power at must be equal.
  • the thickness of the incident angle conversion hologram 21 is about lmm. Then, when the diameter of the light beam incident on the incident angle conversion hologram 21 is D1 and the diameter of the light beam emitted from the incident angle conversion hologram 21 is D2, the value of D2ZD1 for canceling the chromatic aberration of the above value is 0. It will be about 95.
  • the value of D2ZD1 in the divergence / convergence-enhancing member is considered to be determined by the amount of chromatic aberration to be corrected.
  • the value of D2ZD1 can be set appropriately to further reduce the amount of movement of the collimating lens 4 and further reduce the size of the optical head.
  • the value of D2ZD1 in order to further reduce the amount of movement of the collimating lens 4 and further reduce the size of the optical head, the value of D2ZD1 must be further reduced.
  • the surface on the collimating lens 4 side is formed on the convex surface 23a so as to have a predetermined convex power amount.
  • the convex power and the concave power in the divergence / convergence expanding member must be equal to each other. It is formed on the concave surface 23b having a concave power amount that is almost equal in absolute value to the sum of the convex power by the convex surface 23a. In this way, the divergent / convergence expanding member 23 as shown in FIG. 12 is formed.
  • the diffractive structure 21c is formed on the convex surface 23a on the collimator lens 4 side.
  • the diffractive structure 21c is provided on either the collimator lens 4 side or the objective lens 6 side. It may be formed. For example, in the above example, if the diffractive structure 21c is provided on the surface on the objective lens 6 side, does the surface on the objective lens 6 side have a convex power due to the diffractive structure 21c?
  • the surface on the collimating lens 4 side has a convex surface 23a having a convex power amount approximately equal in absolute value to the sum of the convex power due to the diffractive structure 21c and the concave power due to the concave surface 23b.
  • the divergence convergence widening member functions as a focal lens. Decide the shape of the divergent convergence expanding member so that the power and the convex power are equal.
  • the effective surface area of the convex surface is larger, and the viewpoint power in manufacturing the diffractive structure 21c is that it is easy to form the diffractive structure 21c on the convex surface. And preferred.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical head according to another embodiment of the present invention.
  • 1 is a semiconductor laser corresponding to an example of a light source
  • 2 is a polarization beam splitter
  • 3 is a 1Z4 wavelength plate
  • 4 is a collimating lens corresponding to an example of a coupling lens
  • 5 is a reflection mirror
  • 6 is an objective lens.
  • Reference numeral 30 denotes an optical disk corresponding to an optical information recording medium having a plurality of transparent substrates (light transmission layers).
  • the information recording surface 34 has the thickest light transmission layer and the information recording surface 31 has the thinnest light transmission layer. And the distance between the surfaces exceeds 30 ⁇ m.
  • the incident angle conversion lens group 22 includes a convex lens 22a (glass material: VC78, Abbe number 55) on the collimating lens 4 side (incident side) and a concave lens 22b (glass material) on the objective lens 6 side (outgoing side). : FD15 and Abbe number 30) are bonded together.
  • the inclination angle of the emitted diverging light with respect to the optical axis of the marginal ray is the inclination angle of the incident diverging light with respect to the optical axis of the marginal ray.
  • the inclination angle of the emitted convergent light with respect to the optical axis of the marginal ray becomes larger than the inclination angle of the incident convergent light with respect to the optical axis of the marginal ray.
  • the incident angle conversion lens group 22 has a function of further expanding the divergence / convergence degree of incident light, and has an effect of increasing the amount of spherical aberration generated per unit movement amount of the collimating lens 4. . Therefore, the incident angle conversion lens group 22 also has a relationship of D1> D2, where D1 is the diameter of the light beam incident on the incident angle conversion lens group 22, and D2 is the diameter of the light beam emitted from the incident angle conversion lens group 22.
  • the incident angle conversion lens group 22 can achieve the same effect as the above-described effect of the incident angle conversion lens 20, that is, the amount of movement of the collimating lens 4 can be made smaller than before, and the optical head can be downsized. Can contribute.
  • the power of the convex lens 22a is equal to the power of the concave lens 22b.
  • Force that functions as a focal lens When the wavelength of the laser beam becomes longer, the power of the concave lens with a large dispersion (small Abbe number) becomes smaller, and a lens that emits convergent light when collimated light is incident Function as.
  • the power of the concave lens having a large dispersion Small Abbe number
  • the power of the concave lens having a large dispersion small Abbe number
  • the dispersion force of the glass material used for the concave lens 22b must be greater than the dispersion of the glass material used for the convex lens 22a. Specifically, it is preferable to use a low dispersion material with an Abbe number of 50 or more for the convex lens 22a and a high dispersion material with an Abbe number of 35 or less for the concave lens 22b.
  • the optical head 12 in the present embodiment includes the incident angle conversion lens group 22, the movable range of the collimating lens 4 can be reduced, and light of a compact size can be obtained. Academic head can be realized. Further, since the incident angle conversion lens group 22 also has a function of correcting chromatic aberration, an optical head excellent in recording or reproducing performance can be realized.
  • any one of the incident angle conversion lens 20, the incident angle conversion hologram 21, and the incident angle conversion group lens 22 mounted on the movable portion of the biaxial actuator 9 is used.
  • the force of the optical head in which the movable range of the collimating lens 4 is reduced V is not limited to these.
  • the divergence / convergence increasing member is fixed between the collimating lens and the objective lens, and the inclination angle of the light beam emitted from the collimating lens and incident on the objective lens with respect to the optical axis of the marginal light beam is set.
  • Any device having an expanding function can be applied.
  • diffractive structures may be provided on both the entrance surface and the exit surface.
  • these divergent / convergence-enhancing members should be fixed on the optical head that is not on the 2-axis actuator.
  • the condition that the divergence / convergence expanding member has a function of expanding the inclination angle of the light beam emitted from the collimator lens and incident on the objective lens with respect to the optical axis of the marginal ray is incident on the divergence / convergence expanding member. If the diameter of the light beam is Dl and the diameter of the light beam emitted from the divergence convergence expanding member is D2,
  • the degree On the other hand, the smaller the outgoing beam diameter D2 with respect to the incident beam diameter D1, the greater the effect of expanding the tilt angle.
  • the effective diameter of the objective lens cannot be significantly reduced. That is, if the incident light beam diameter D1 is larger than the outgoing light beam diameter D2 of the divergence / convergence expanding member, the effective diameter and the outer diameter of the collimating lens 4 are increased, so that the entire optical system becomes larger. Therefore, in effect,
  • the diameter D1 of the light beam incident on the divergent / convergence expanding member and the diameter D2 of the emitted light beam are
  • the coupling lens that is driven to correct the spherical aberration is configured to drive the collimating lens 4 shown in the first to third embodiments in the optical axis direction using the stepping motor 16.
  • an optical element such as a so-called beam expander that changes the divergence and Z or convergence of the light beam incident on the objective lens by changing the distance between the two lens groups in the optical axis direction. It is clear that this is also applicable.
  • the collimating lens 4 As described in the first to third embodiments, by disposing a divergent / convergence expanding member such as the incident angle conversion lens 20 between the collimating lens 4 and the objective lens 6, the collimating lens 4 The amount of movement can be reduced and the optical head can be miniaturized.
  • a divergent / convergence expanding member such as the incident angle conversion lens 20 between the collimating lens 4 and the objective lens 6, the collimating lens 4 The amount of movement can be reduced and the optical head can be miniaturized.
  • there is a method of increasing the focal length of the objective lens 6 as a method of reducing the moving amount of the collimating lens 4 without using a member for increasing the divergence convergence degree.
  • the objective lens 6 having a large focal length has a large diameter, it is contrary to the miniaturization of the optical head, and the weight of the objective lens increases, which is disadvantageous in terms of the operation performance of the actuator that drives the objective lens and the like. Become. Therefore, providing a divergence / convergence expanding member such as the incident angle conversion lens 20 as described above is also effective from the viewpoint of operating performance of an actuator that drives the objective lens and the like.
  • a chromatic aberration correction function such as the incident angle conversion hologram 21 and the incident angle conversion group lens 22
  • the two-lens optical head 13 may be configured by integrally configuring the BD optical head 13B in the third embodiment.
  • the optical head 13A for CDZDVD and the light for BD The optical head 13B and the optical head 13A for the CD / D VD, and the objective lens 6 for the optical head 13B for the BD,
  • the actuator that drives the divergent / convergence-enhancing member may be shared and driven by a single movable part.
  • the CDZDVD optical head 13A shown in FIG. 13 can have, for example, the configuration of the optical head 220 shown in FIG.
  • the light source 201 corresponds to the second light source
  • the objective lens 206 corresponds to the second objective lens
  • 202 is a polarization beam splitter
  • 203 is a 1Z4 wavelength plate
  • 204 is a collimating lens
  • 207 is a multi lens.
  • 208 is a light receiving element
  • 209 is a two-axis actuator that drives the objective lens 206.
  • Reference numeral 230 denotes an optical disc
  • reference numeral 231 denotes a light transmission layer.
  • the optical head 13A is shown on the right side, and the optical head 13B is shown on the left side for the sake of convenience, so that it is not related to the actual arrangement.
  • the illustrated shape, size, and the like are also different from actual ones.
  • a force that can also constitute a two-lens optical head instead of providing a divergent / convergence expanding member such as an incident angle conversion lens 20, a large diameter is used to reduce the amount of movement of the collimating lens.
  • the two-lens optical head 14 shown in FIG. 14 and FIG. 15 provided with the objective lens has the following problems. That is, as described above, because of the weight increase due to the large objective lens, the operation performance of the objective lens driving actuator is degraded.
  • center-to-center distance L1 between the objective lens 14A-1 in the CDZDVD optical head 14A and the objective lens 14B-1 in the BD optical head 14B is based on the center-to-center distance L in the two-lens optical head 13 shown in FIG.
  • tracking control there arises a problem regarding reading and writing of information with respect to the optical disc such as tracking control.
  • the arrangement of the objective lens 14A-1 in the optical head 14A for CDZDVD and the objective lens 14B-1 in the optical head 14B for BD is as shown in FIG.
  • the objective lens 14A-1 is placed on the seek centerline 30a of the optical disc 30 and the objective lens 14B-1 is placed on the seek centerline 30a.
  • the large center-to-center distance L1 is Therefore, the size of the two-lens optical head 14 is increased.
  • the CDZDVD optical head 14A may interfere with the optical disc rotating motor.
  • the center-to-center distance L1 since the center-to-center distance L1 is large, the positional deviation of the objective lens 14B-1 from the seek center line 30a becomes large.
  • the curvature of the track of the optical disc 30 is relatively gentle on the outer track and tight on the inner track. Therefore, there is a difference in the track angle 30c between when the BD optical head 14B having the objective lens 14B-1 accesses the outer track and when the inner track is accessed. Due to the difference in the track angle 30c, the light flux pattern detected by the photodetector provided in the optical head for BD 14B changes, so that there is a problem that the tracking performance deteriorates.
  • the movement amount of the collimating lens 4 can be reduced, the optical head can be reduced in size, and the objective lens 6 can be reduced.
  • the center-to-center distance L can be made equal to or less than the conventional distance. Therefore, the problem described with reference to FIGS. 14 and 15 does not occur in the optical head of this embodiment.
  • providing a member for increasing the divergence / convergence, such as the incident angle conversion lens 20, is effective from the viewpoint of reading / writing information from / to an optical disk, such as tracking control.
  • FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 50 denotes the entire optical disk device, and the optical disk device 50 includes an optical disk drive unit 35, a control unit 36, and an optical head 40.
  • 30 is an optical disk having a transparent substrate.
  • the optical disk drive unit 35 has a function of rotationally driving the optical disk 30, and the optical head 40 is any of the optical heads described in the first to fourth embodiments.
  • the control unit 36 has a function of driving and controlling the optical disk drive unit 35 and the optical head 40, and
  • the optical head 40 has a function of performing signal processing of control signals and information signals and a function of interfacing the information signals with the outside of the optical disc device 50 inside.
  • the optical disk device 50 includes any one of the optical heads described in the first to thirty-fourth embodiments, and the moving range of the collimating lens is reduced.
  • the optical disc device 50 in the present invention has an excellent effect that it can realize a more compact size even when used for an optical disc in which the thickness change of the light transmission layer is large due to the multilayered information recording surface.
  • the movement range of the collimating lens can be reduced! Since the optical disc device 50 according to the present embodiment is also provided with a correction function, a remarkable effect that the recording or reproducing performance is excellent in addition to the compact size can be obtained.
  • the optical head of the present invention can be configured compactly and has a chromatic aberration correction function even when used in an optical disc in which the thickness of the light transmission layer is large due to the multilayered information recording surface.
  • the optical disk device can be reduced in size, weight and accuracy, and a high-performance optical disk device can be provided at low cost.

Landscapes

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Abstract

　光透過層の厚さの変化が大きい光ディスク（３０）に用いる光学ヘッド（１０）において、コリメートレンズ（４）と対物レンズ（６）との間に固定された発散収束度拡大部材（２０）を備える。この構成により、コリメートレンズの移動範囲を小さくすることができ、光ヘッドの小型化を図ることができる。

Description

明 細 書
光学ヘッドおよび光ディスク装置
技術分野
[oooi] 本発明は光ディスク等の光情報記録媒体に対して記録および Zまたは再生を行う 際に使用される光学ヘッド、およびそのような光学ヘッドを備えた光ディスク装置に関 するものである。
背景技術
[0002] 光ディスクの大容量ィ匕に伴い、その記録および Zまたは再生に用いる光学ヘッドの 光源の短波長化と対物レンズの高 NA (開口数： Numerical Aperture)化が進んでい る。しかし、高 NAィ匕に伴い、光ディスクの光透過層の厚み変化による球面収差の影 響が顕著になってくる。
[0003] 例えば DVDで用いられている波長 650nm、対物レンズの NAO. 60の場合、光透 過層の厚み変化 10 /z mに対して、約 10m λの球面収差が発生する。しかし次世代 の光ディスクに用いられる波長 400nm程度、対物レンズの NAO. 85程度の場合に は、光透過層の厚み変化 10 mに対して、約 100mえの球面収差が発生する。その ため、このような光ディスク用の光学ヘッドには、球面収差を補正する手段が必要とな る。
[0004] 特許文献 1に、コリメートレンズをコリメートレンズ用ァクチユエータに搭載し、光透過 層の厚み誤差に起因する球面収差を打ち消すように、光源と対物レンズの間に配置 されたコリメートレンズを移動する光ディスク装置の方式が示されて ヽる。この光デイス ク装置について図 18を用いて説明する。
[0005] 図 18に従来の光学ヘッドの構成を示す。図 18において、 101は光源、 102は偏光 ビームスプリッタ、 103は 1/4波長板、 104はコリメートレンズ、 106は対物レンズ、 1 07はマルチレンズ、 108は受光素子、 109は対物レンズ 106を駆動する 2軸ァクチュ エータ、 110はコリメートレンズ 104を駆動するコリメートレンズ用ァクチユエータであり 、これらが光学ヘッド 120を構成している。
[0006] 光源 101から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ 102を透過して、コリメ 一トレンズ 104に入射する。コリメートレンズ 104に入射したレーザ光は、光ディスク 1 30の光透過層 131の厚さが規定値通りの場合には、コリメートレンズ 104によって平 行光とされる。コリメートレンズ 104はコリメートレンズ用ァクチユエータ 110に搭載され ており、このコリメートレンズ用ァクチユエータ 110によって、レーザ光の光軸に沿って 前後に移動可能となって 、る。
[0007] コリメートレンズ 104を透過したレーザ光は、 1Z4波長板 103を透過する際に円偏 光状態となり、対物レンズ 106に入射する。対物レンズ 106によって集光され光デイス ク 130の情報記録面に入射したレーザ光は、情報記録面で反射されて戻り光となる。 この戻り光は、元の光路をたどって対物レンズ 106を透過した後、 1Z4波長板 103 に入射する。戻り光は 1Z4波長板 103を透過することにより、往路の偏光方向に対し て 90度回転された直線偏光となり、その後、コリメートレンズ 104によって収束光とさ れた後、偏光ビームスプリッタ 102によって反射される。偏光ビームスプリッタ 102によ つて反射された戻り光は、マルチレンズ 107を介して受光素子 108に入射し、検出さ れる。
[0008] 光学ヘッド 120を用 ヽて光ディスク 130の情報記録面上に光を集光して記録再生 を行うとき、光ディスク 130の光透過層 131の厚み誤差によって発生する主な収差は 、デフォーカスによるものと球面収差によるものである。デフォーカスについては、フォ 一カスサーボにより補正される。すなわち、受光素子 108からのフォーカスサーボに 基づいて、 2軸ァクチユエータ 109により対物レンズ 106を光軸方向に動かすことで デフォーカスが補正され、情報記録面上に焦点が合わされる。
[0009] 一方、球面収差については、対物レンズ 106に入射するレーザ光を発散光あるい は収束光とすることにより、光透過層 131の厚さに応じて発生する球面収差と逆極性 の球面収差を発生させることで補正を行う。具体的にはコリメートレンズ用ァクチユエ ータ 110により、コリメートレンズ 104を光軸方向に前後に動かすことで、対物レンズ 1 06に入射するレーザ光を発散光あるいは収束光とし、対物レンズ 106で逆極性の球 面収差を発生させ、光透過層 131の厚み誤差に起因する球面収差をキャンセルする ようにしている。このように、この光学ヘッド 120においては、対物レンズ 106を透過し て情報記録面に焦点を結んだときは、球面収差がキャンセルされた状態になって ヽ る。
[0010] このように、コリメートレンズを光軸方向に移動させて対物レンズに入射するレーザ 光を発散光あるいは収束光とする方法は、 BD (Blu-ray Disc)等の高密度光ディスク 用の光学ヘッドに用いられている。尚、 2層の光透過層 131を有する BDでは、光透 過層間の距離は、各光透過層の厚さのバラツキも含めて最大 30 mである。
特許文献 1：特開平 11― 259906号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] 光ディスクにおいてさらなる大容量ィ匕を図るため、情報記録面について、 2層を超え る多層構造とすることが考えられている。この場合、新たな情報記録面を従来の 2層 の情報記録面の間に形成することは、各情報記録面間の距離が小さくなりすぎること に伴う様々な課題が生じるため現実的ではない。従って、 2層を超える情報記録面を 有する多層構造の光ディスクにおいては、最も厚い光透過層の情報記録面と最も薄 い光透過層の情報記録面との面間距離は、前記 30 mを超えることになる。情報記 録面を多層化した場合、複数の情報記録面に対して情報の記録および Zまたは再 生を行うことになる。しかし、情報記録面毎に光透過層の厚さが異なるため、対物レン ズの最適基材厚 (残存収差が最小となる光透過層厚)からずれた情報記録面では、 最適基材厚力 所定の情報記録面までの光透過層の厚さに応じて、球面収差が発 生する。
[0012] 球面収差は、対物レンズの最適基材厚から所定の情報記録面までの光透過層の 厚さに比例して大きくなる。情報記録面を多層化し、その光透過層の間隔を大きく変 化させると、補正すべき 3次の球面収差も増大する。従って、従来の光学ヘッドにお いて、コリメートレンズを光軸方向に移動させて前記球面収差を補正しょうとすると、コ リメ一トレンズの移動範囲が非常に大きくなる。
[0013] 例えば、光源の波長 λ =408nm、対物レンズの NA=0. 85、対物レンズの焦点 距離 1. 3mm、コリメートレンズの焦点距離 19. Omm、対物レンズの最適基材厚 (残 存収差が最小となる光ディスク光透過層厚） 85. 5 μ mとした場合、光透過層の厚さ 力 0 μ mから 125 μ mまで変化する光ディスクを記録または再生する場合の、コリメ 一トレンズの移動範囲（対物レンズに近づく方向を正（ + )とする）を図 19に示す。
[0014] 図 19より光透過層の厚さが 50 mから 125 mまで変化する場合、球面収差を補 正するためのコリメートレンズの移動範囲は 8mm以上となる。このように、多層化され て光透過層の厚さの変化が大き 、光ディスクに用いる光学ヘッドにぉ 、ては、コリメ 一トレンズの移動範囲を確保するために、光ヘッドのサイズを大きくする必要がある。
[0015] 本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、光透過層の厚さの変化が 大きい、即ち、最も厚い光透過層の情報記録面と最も薄い光透過層の情報記録面と の面間距離が 30 mを超えるような、例えば多層構造の光ディスクに対しても、コリメ 一トレンズの移動範囲をより低減した光学ヘッドおよびそのような光学ヘッドを備えた 光ディスク装置を提供することを目的として 、る。
課題を解決するための手段
[0016] 本発明の第 1態様における光学ヘッドは、光源と、前記光源から出射された光束の 発散度および Zまたは収束度を可変するカップリングレンズと、光透過層の厚さが異 なる 3つ以上の情報記録面を有する光情報記録媒体に前記光束を集光させる対物 レンズと、前記カップリングレンズと前記対物レンズとの間に固定された発散収束度 拡大部材とを具備し、前記発散収束度拡大部材に入射する光束の直径 Dl、および 、前記発散収束度拡大部材から出射される光束の直径 D2が、式（1)を満たすことを 特徴としている。
D1 >D2- - - (1)
[0017] 上記第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記複数の情報記録面の内、最も厚 い光透過層の情報記録面と最も薄い光透過層の情報記録面との面間距離は、 30 mを超えて構成してもよい。
[0018] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 は、前記対物レンズを駆動するァクチユエータの可動部に固定され、前記対物レンズ と一体で駆動されてもよい。
[0019] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 は、入射光束が略平行光である場合に、出射光が略平行光となるァフォーカルレン ズであってもよい。 [0020] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 は、前記カップリングレンズに対向する面が正のパワーを持ち、前記対物レンズに対 向する面が負のパワーを持つ屈折型レンズであってもよい。
[0021] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 は、前記カップリングレンズに対向する面と、前記対物レンズに対向する面とのうち、 少なくとも一つの面が非球面形状を有してもよい。
[0022] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 は、前記光源の波長の変動に伴って発生する前記対物レンズの色収差を補正する 色収差補正機能を備えてもょ ヽ。
[0023] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 は、前記カップリングレンズに対向する面が正のパワーを持つ回折面で、前記対物レ ンズに対向する面が負のパワーを持つ屈折面であってもよい。
[0024] 前記第 1態様における光学ヘッドにお!、て、前記発散収束度拡大部材は、前記力 ップリングレンズに対向する面が凸面であり、前記対物レンズに対向する面が凹面で ある屈折型レンズであり、前記光源の波長変動に伴って発生する前記対物レンズの 色収差を補正する色収差補正機能を前記凸面又は前記凹面に備えることもできる。
[0025] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 は、 2枚のレンズを貼り合わせてなるレンズであり、前記カップリングレンズに対向する 側が正のパワーを持つ第 1のレンズ、前記対物レンズに対向する側が負のパワーを 持つ第 2のレンズで、かつ前記第 1のレンズの硝材のアッベ数 V 1、および、前記第 2 のレンズの硝材のアッベ数 V 2が、式（2)を満たすように構成してもよ 、。
V 1 > ν 2· · · (2)
[0026] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記第 1のレンズの硝材の アッベ数 V 1、および、前記第 2のレンズの硝材のアッベ数 V 2力 式（3)および式（4 )を満たすように構成してもよ 、。
V 1≥50· · · (3)
V 2≤35 · · · (4)
[0027] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 は、前記カップリングレンズに対向する面と、前記対物レンズに対向する面と、 2枚の レンズの貼り合わせ面とのうち、少なくとも一つの面が非球面形状を有してもよい。
[0028] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記発散収束度拡大部材 に入射する光束の直径 Dl、および、発散収束度拡大部材から出射される光束の直 径 D2が、式（5)を満たすように構成してもよい。
D1 X O. 99≥D2≥D1 X 0. 8 · · · (5)
[0029] また、本発明の第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記カップリングレンズを光 軸方向に移動させる駆動手段をさらに具備し、前記カツプリングレンズの光軸方向の 位置を変化させることで、前記光源から出射された光束の発散度および Zまたは収 束度を変化させてもよい。
[0030] 前記第 1態様における光学ヘッドにおいて、前記光源とは別設される第 2光源と、 前記対物レンズに隣接して配置され、前記第 2光源から出射された光束を前記光 情報記録媒体とは異なる第 2光情報記録媒体に集光させる第 2対物レンズと、をさら に備免ることちでさる。
[0031] 前記第 2対物レンズは、前記対物レンズを駆動するァクチユエータの可動部に固定 され、前記対物レンズと一体で駆動されるように構成してもよ 、。
[0032] また、本発明の第 2態様における光ディスク装置は、光学ヘッドと、光ディスクを回 転駆動するための光ディスク駆動部と、前記光学ヘッド及び前記光ディスク駆動部を 制御する制御部とを具備した光ディスク装置であって、前記光学ヘッドが前記第 1態 様の 、ずれか一つに規定される光学ヘッドであることを特徴として 、る。
発明の効果
[0033] 本発明の第 1態様における光学ヘッドおよび第 2態様における光ディスク装置によ れば、例えば、情報記録面の多層化により光透過層の厚さ変化が大きい光ディスク に用いる光学ヘッドにおいても、よりコンパクトなサイズを実現できるという優れた効果 が得られる。
[0034] また、光源の波長の変動に伴って発生する対物レンズの色収差を補正する色収差 補正機能を、さらに備えることができるという効果が得られる。
図面の簡単な説明 [図 1]本発明の第 1の実施の形態における光学ヘッドの概略構成図
[図 2]図 1に示す光学ヘッドにて情報の記録再生が行われる光ディスクの構造を模式 的に示す図
[図 3A]図 1に示す光学ヘッドに備わるコリメートレンズを光軸方向に駆動する機構の 概略構成図
[図 3B]図 1に示す光学ヘッドに備わるコリメートレンズを光軸方向に駆動する機構の 概略構成図
[図 4A]図 1に示す光学ヘッドに備わるコリメートレンズを光軸方向に駆動したときの光 線の状態を示す図
[図 4B]図 1に示す光学ヘッドに備わるコリメートレンズを光軸方向に駆動したときの光 線の状態を示す図
[図 4C]図 1に示す光学ヘッドに備わるコリメートレンズを光軸方向に駆動したときの光 線の状態を示す図
[図 5]図 1に示す光学ヘッドに備わる入射角変換レンズの構造を模式的に示す図 [図 6A]図 1に示す光学ヘッドに備わる入射角変換レンズから出射される光線の状態 を示す図
[図 6B]図 1に示す光学ヘッドに備わる入射角変換レンズから出射される光線の状態 を示す図
[図 6C]図 1に示す光学ヘッドに備わる入射角変換レンズから出射される光線の状態 を示す図
[図 7]図 1に示す光学ヘッドにおける、光透過層の厚さとコリメートレンズ移動量の関 係を示す図
[図 8]本発明の第 2の実施の形態における光学ヘッドの概略構成図
[図 9]図 8に示す光学ヘッドにおける入射角変換ホログラムの構造を模式的に示す図
[図 10]本発明の第 3の実施の形態における光学ヘッドの概略構成図
[図 11]図 10に示す光学ヘッドにおける入射角変換組みレンズの構造を模式的に示 す図
[図 12]本発明の第 2の実施の形態における光学ヘッドに備わる発散収束度拡大部材 の変形例を示す図
[図 13]本発明の第 1〜第 3の実施の形態における光学ヘッドと、 CDZDVD用光学 ヘッドとを一体的に構成した、本発明の第 4の実施形態における 2レンズ光学ヘッド を示す図
[図 14]2レンズ光学ヘッドにおける各レンズを光ディスクのシーク中心線に沿って配 置した図
[図 15]2レンズ光学ヘッドにおける各レンズを光ディスクのシーク中心線に直交するタ ンジェンシャル方向上に配置した図
[図 16]本発明の第 5の実施の形態における光ディスク装置の概略構成図
[図 17]図 13に示す CDZDVD用光学ヘッドの構成を示す図
[図 18]従来の光学ヘッドの概略構成図
[図 19]従来の光学ヘッドにおける、光透過層の厚さとコリメートレンズ移動量の関係を 示す図。
符号の説明
1 半導体レーザ、 2 偏光ビームスプリッタ、 3 1Z4波長版、
4 コリメートレンズ、 5 反射ミラー、 6 対物レンズ、
7 検出レンズ、 8 受光素子、 9 2軸ァクチユエータ、
10, 11, 12 光学ヘッド、 16 ステッピングモータ、
17 スクリューシャフト、 18 レンズホルダ、
19 ガイド、 20 入射角変換レンズ、
21 入射角変換ホログラム、 22 入射角変換組レンズ、
30 光ディスク、 31, 32, 33, 34 情報記録面、
35 光ディスク駆動部、 36 制御部、 40 光学ヘッド、
50 光ディスク装置、 101 光源、
102 偏光ビームスプリッタ、 103 1Z4波長板、
104 コリメートレンズ、 106 対物レンズ、
107 マルチレンズ、 108 受光素子、
109 2軸ァクチユエータ、 110 コリメートレンズ用ァクチユエータ、 120 光学ヘッド、
130 光ディスク、 131 光透過層。
発明を実施するための最良の形態
[0037] 以下、本発明の実施形態である光学ヘッドおよび光ディスク装置について、図面を 参照しながら説明する。
[0038] (実施の形態 1)
本発明の第 1の実施の形態について、図 1から図 7を用いて説明する。
[0039] 図 1は本発明の一実施の形態における光学ヘッドの概略構成図である。図 1にお いて、 1は光源の一例に相当する半導体レーザ、 2は偏光ビームスプリッタ、 3は 1Z4 波長板、 4はカップリングレンズの一例に相当するコリメートレンズ、 5は反射ミラー、 6 は対物レンズ、 7は検出レンズ、 8は受光素子、 9は対物レンズ 6を駆動する 2軸ァク チュエータ、 20は発散収束度拡大部材の一例に相当する入射角変換レンズ、 16は コリメートレンズ 4を駆動するステッピングモータ、 17はスクリューシャフト、 18はコリメ 一トレンズ 4を保持するレンズホルダであり、これらが光学ヘッド 10を構成して!/、る。
[0040] 30は複数の透明基板 (光透過層）を有し光情報記録媒体に相当する光ディスクで ある。光ディスク 30は、図 2に示すように、光入射面側（対物レンズ 6側）から情報記録 面 31、 32、 33、 34が形成されており、前記光入射面からそれぞれの情報記録面ま での光透過層の厚さ力 dl、 d2、 d3、 d4となっている。尚、光ディスク 30は、上述し た多層構造の光ディスクに相当することから、最も厚い光透過層の情報記録面 34と 最も薄い光透過層の情報記録面 31との面間距離は、バラツキも含めると 30 mを超 える。又、本実施形態では、光ディスク 30は、 4つの情報記録面を有する力 これに 限定するものではなぐ 3つ以上の情報記録面を有する光ディスクである。
[0041] 次に、光ディスク 30に対して情報の記録または再生を行う場合の光学ヘッド 10の 動作について詳細に説明する。半導体レーザ 1から出射された直線偏光のレーザ光 は、偏光ビームスプリッタ 2を透過し、 1Z4波長板 3で円偏光に変換された後、コリメ 一トレンズ 4で略平行光に変換され、反射ミラー 5で反射して、入射角変換レンズ 20 を透過し、対物レンズ 6によって、光透過層越しに光ディスク 30の情報記録面 31〜3 4の何れか〖こ光スポットとして集光される。 [0042] 情報記録面 31〜34の何れかで反射したレーザ光は、再び対物レンズ 6、入射角変 換レンズ 20を透過し、反射ミラー 5で反射され、コリメートレンズ 4を透過し、 1Z4波長 板 3で往路とは異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ 2で反射され、 検出レンズ 7によって、受光素子 8に導かれる。受光素子 8で検出されたレーザ光は、 光電変換された後演算されて、光ディスク 30の面ぶれに追従するためのフォーカス 誤差信号と偏心に追従するためのトラッキング誤差信号を生成する。 2軸ァクチユエ ータ 9は、このフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号によって、回転する光デイス ク 30の情報トラックに光スポットが追従するよう対物レンズ 6を 2軸方向に駆動する。
[0043] コリメートレンズ 4はレンズホルダ 18に保持され、レーザ光の光軸に沿って移動可能 となっている。情報記録面 31〜34の光透過層の厚さに応じて、さらにそれらの光透 過層の厚さが規定値力も外れている場合に、光透過層の厚さ変化に伴う球面収差を 補正するように、コリメートレンズ 4によって対物レンズ 6に入射するレーザ光は発散光 あるいは収束光とされ、対物レンズ 6で逆極性の球面収差を発生させ、球面収差の 補正を行う。
[0044] 図 3A及び図 3Bは、コリメートレンズ 4を光軸方向に駆動する機構の概略構成図で ある。図 3A及び図 3Bにおいて、 16はステッピングモータ、 17はスクリューシャフト、 1 8はレンズホノレダ、 19はガイドである。図 3Bに示すように、ステッピングモータ 16を,駆 動してスクリューシャフト 17を回転させることにより、コリメートレンズ 4とコリメートレンズ 4を保持するレンズホルダ 18がガイド 19に沿ってコリメートレンズ 4の光軸方向に移 動可能となっている。
[0045] 図 4A〜図 4Cは、コリメートレンズ 4を光軸方向に駆動した時の光束の状態を示す 図である。光ディスク 30の光透過層の厚みの違いによって発生する球面収差は、対 物レンズ 6に入射するレーザ光の発散収束度を変え、光透過層の厚みの違 ヽによつ て発生する球面収差と逆極性の球面収差を発生させることで、補正することが可能で ある。
[0046] 従って、例えばコリメートレンズ 4の出射光が略平行光となる図 4Aを基準として、図 4Bのように、コリメートレンズ 4を光源側に移動することによって、コリメートレンズ 4の 出射光は発散光となり、光ディスク 30の光透過層が厚くなつた場合に発生する球面 収差を補正できる。一方、図 4Cのように、コリメートレンズ 4を対物レンズ 6側に移動す ることによって、コリメートレンズ 4の出射光は収束光となり、光ディスク 30の光透過層 が薄くなつた場合に発生する球面収差を補正できる。
[0047] ここで、コリメートレンズ 4を光軸方向に移動する手段としては、上述のステッピング モータ 16を使用する方法に限らず、例えば磁気回路ゃ圧電素子の駆動によるァク チユエータ等、いかなる手段によるものでも可能であり、上記の方法に限定されるもの ではない。
[0048] なお、ステッピングモータを用いた場合は、コリメートレンズの光軸方向の位置をモ ユタする必要がないため、システムを簡素化できるというメリットがあり、一方、磁気回 路ゃ圧電素子の駆動によるァクチユエータは駆動部分が小さいため、光学ヘッドの 小型化に適して 、ると 、うメリットがある。
[0049] 次に、入射角変換レンズ 20の機能について詳細に説明する。入射角変換レンズ 2 0は、図 5に示すように、コリメートレンズ 4側の面（第 1面）が凸のパワーを持ち、対物 レンズ 6側の面 (第 2面）が凹のパワーを持ち、平行光が入射した場合に光束径の異 なる平行光を出射する、いわゆるァフォーカルレンズとして機能する。又、入射角変 換レンズ 20が前記ァフォーカルレンズとして機能することを他の方法にて表現すると 、入射角変換レンズ 20に入射する光束の直径を Dl、入射角変換レンズ 20から出射 される光束の直径を D2としたとき、 D1 >D2の関係を有する、と言える。
[0050] 本実施の形態における入射角変換レンズ 20の仕様は、「表 1」の通りである。
[0051] [表 1] 入射角変換レンズの仕様
材料名 ZEONEX330R
屈折率（408nm) 1.5229
厚さ 1.3mm
第 1面 第 2面
曲率半径 R 8.8481 8.3228
円錐定数 k -0.5376 -0.6835 [0052] なお入射角変換レンズ 20は、入射角変換レンズ自身で発生する球面収差を低減 するため、上述の仕様の如ぐ入射面 (第 1面）と出射面 (第 2面)の少なくとも一つの 面を非球面形状とすることが好まし 、。
[0053] この入射角変換レンズ 20の機能について、図 6A〜図 6Cを用いて説明する。
[0054] 図 6A〜図 6Cは入射角変換レンズ 20に、それぞれ平行光、発散光、収束光が入 射した場合の、出射光の状態を示す図である。入射角変換レンズ 20は平行光が入 射した場合、図 6Aに示すように光束径の異なる平行光を出射する。
[0055] し力ゝし図 6Bのように、入射角変換レンズ 20に発散光が入射した場合、出射される 発散光のマージナル光線の光軸に対する傾斜角 Θ 1は、入射した発散光のマージ ナル光線の光軸に対する傾斜角 Θ 2よりも大きくなる。一方、図 6Cのように、入射角 変換レンズ 20に収束光が入射した場合、出射される収束光のマージナル光線の光 軸に対する傾斜角 Θ 3は、入射した収束光のマージナル光線の光軸に対する傾斜 角 Θ 4よりも大きくなる。
[0056] すなわち入射角変換レンズ 20は、平行光が入射したときには入射光束径とは異な る出射光束径にて平行光を出射し、発散光が入射したときにはこれをより発散させて 発散光として出射し、収束光が入射したときにはこれをより収束させて収束光として出 射する。このように、入射角変換レンズ 20は、入射光の発散収束度をより拡大して出 射する機能を備える。
一方、上述のようにコリメートレンズ 4を光軸方向に移動させることで、入射角変換レ ンズ 20に対して、発散光、平行光、収束光を入射させることができる。又、対物レンズ 6は、平行光が入射した場合を基準として、発散光が入射したときには、より遠い位置 に焦点を結び、逆に、収束光が入射したときには、より近い位置に焦点を結ぶ特性を 有する。
したがって、上述のように入射光の発散、収束度をより拡大する機能を有する入射 角変換レンズ 20を対物レンズ 6の入射側に配置することで、コリメートレンズ 4の移動 により形成した発散光及び収束光は、さらに発散又は収束されて対物レンズ 6に入射 される。よって、コリメートレンズ 4の移動量が従来と同じであっても、対物レンズ 6の焦 点距離を大きく変化させることができる。即ち、光ディスクにおける情報記録面間の距 離が従来と同じであれば、本実施形態により、コリメートレンズ 4の移動量を従来に比 ベて小さくすることができることがわかる。
[0057] 図 7は、本実施の形態における、補正すべき光透過層の厚さとコリメートレンズの移 動量の関係を、計算によって求めた結果である。横軸に補正する光透過層の厚さを とり、縦軸はコリメートレンズ 4の移動量を示している。なお、計算に用いた各パラメ一 タの具体的な数値は以下の通りである。
[0058] 半導体レーザ 1の波長 λ =408ηπι
対物レンズ 6の NA NA=0. 85
対物レンズ 6の焦点距離 fol= l. 3mm
コリメートレンズ 4の焦点距離置 fcl= 19. Omm
情報記録面間の各光透過層の厚さ （11 = 50 /ζ πι
d2 = 75 μ m
ά3 = 100 ^ πι
ά4= 125 ^ πι
コリメートレンズ 4の移動量は、対物レンズ 6の最適基材厚 (残存収差が最小となる 光ディスク光透過層の厚さ）が 85. 5 mである場合を基準とし、対物レンズに近づく 方向を正（+ )とした。
[0059] 図 7より、光ディスク 30の dlの光透過層の厚さを補正するのに、本実施の形態のコ リメ一トレンズ 4では + 3. 65mmの移動量が必要であり、 d4の光透過層の厚さを補 正するのに、本実施の形態のコリメートレンズ 4では 3. 47mmの移動量が必要とな る。すなわち、コリメートレンズ 4の移動範囲は約 7. 1mmとなり、波線で示した従来例 に対して約 lmm小さいことがわかる。これは、入射角変換レンズ 20によって、対物レ ンズ 6に入射する光線の発散収束度がより大きくなつたため、コリメートレンズ 4の単位 移動量あたりに発生する球面収差量が大きくなつたことを示して！/、る。
[0060] ここで光学ヘッド 10のサイズをより小さくするために、図 1に示すように、入射角変換 レンズ 20は対物レンズ 6を駆動する 2軸ァクチユエータ 9に搭載されることが好ましい 。なお、入射角変換レンズ 20はァフォーカルレンズであるため、対物レンズ 6に対す る光軸ずれによるコマ収差はほとんど発生せず、 2軸ァクチユエータ 9に搭載する場 合に位置調整が容易であり好適である。
[0061] 以上のように、本実施の形態における光学ヘッド 10は、入射角変換レンズ 20を備 えているので、コリメートレンズ 4の可動範囲を小さくでき、コンパクトなサイズの光学 ヘッドを実現できた。
[0062] (実施の形態 2)
次に本発明の別の実施の形態について、図 8と図 9を用いて説明する。なお実施の 形態 1と同一の構成要素については、同一の符号を付して、以下その説明を省略す る。
[0063] 図 8は本発明の別の実施の形態における光学ヘッドの概略構成図である。図 8に おいて、 1は光源の一例に相当する半導体レーザ、 2は偏光ビームスプリッタ、 3は 1 Z4波長板、 4はカップリングレンズの一例に相当するコリメートレンズ、 5は反射ミラ 一、 6は対物レンズ、 7は検出レンズ、 8は受光素子、 9は対物レンズ 6を駆動する 2軸 ァクチユエータ、 21は発散収束度拡大部材の一例に相当する入射角変換ホログラム 、 16はコリメートレンズ 4を駆動するステッピングモータ、 17はスクリューシャフト、 18 はコリメートレンズ 4を保持するレンズホルダであり、これらが光学ヘッド 11を構成して いる。また、 30は、複数の透明基板 (光透過層）を有し光情報記録媒体に相当する 光ディスクであり、最も厚!、光透過層の情報記録面 34と最も薄 、光透過層の情報記 録面 31との面間距離が前記 30 μ mを超える光ディスクである。
[0064] なお光ディスク 30の情報の記録または再生を行う場合の光学ヘッド 11の動作につ いては、実施の形態 1で示した光学ヘッド 10の動作と同じであるため、詳細な説明に ついては省略する。
[0065] 実施の形態 1の光学ヘッド 10と本実施の形態の光学ヘッド 11の違いは、入射角変 換レンズ 20と入射角変換ホログラム 21の違いである。入射角変換ホログラム 21は、 図 9に示すように、コリメートレンズ 4側の面 (第 1面）が凸のパワーを持った回折面 21 a、対物レンズ 6側の面（第 2面）が凹のパワーを持った屈折面 21bとなっている。回折 面 21aは同心円状の複数の輪帯力 なる回折構造 21cを有し、半導体レーザ 1の波 長にお 、て最大の回折効率が得られるように構成されて 、る。
[0066] この入射角変換ホログラム 21も、実施の形態 1で示した入射角変換レンズ 20と同様 、入射角変換ホログラム 21に発散光が入射した場合、出射される発散光のマージナ ル光線の光軸に対する傾斜角は、入射した発散光のマージナル光線の光軸に対す る傾斜角よりも大きくなり、入射角変換ホログラム 21に収束光が入射した場合、出射 される収束光のマージナル光線の光軸に対する傾斜角は、入射した収束光のマー ジナル光線の光軸に対する傾斜角よりも大きくなる。
[0067] すなわち入射角変換ホログラム 21は、入射光の発散収束度をより拡大して出射す る機能を備え、コリメートレンズ 4の単位移動量あたりに発生する球面収差量を大きく する効果がある。よって、入射角変換ホログラム 21も、入射角変換ホログラム 21に入 射する光束の直径を D1、入射角変換ホログラム 21から出射される光束の直径を D2 としたとき、 D1 >D2の関係を有する。
したがって、入射角変換ホログラム 21は、入射角変換レンズ 20が有する上述した 効果と同様の効果、つまりコリメートレンズ 4の移動量を従来に比べて小さくすることが でき、光学ヘッドの小型化に寄与することができる。
[0068] ところで記録パワーと再生パワーの切り替え時や周囲温度の変化などによって、レ 一ザ光源の波長は変動する。ここで、レーザ光の波長が短いほど、波長変動に伴う 対物レンズの材料の屈折率変動による、最良像点位置の変動による影響が大きくな る。従って、特に記録型の光学ヘッドにおいては、波長の変動によって生じる最良像 点位置の変動を補正するための色収差補正機能を備えることが一般的である。
[0069] 本実施の形態の入射角変換ホログラム 21は、半導体レーザ 1の基準波長 408nm の平行光が入射した場合には、凸の回折パワーと凹の屈折パワーが等しぐァフォー カルレンズとして機能する力 レーザ光の波長が長くなつた場合には、回折面 21aで の回折角が大きくなつて凸のパワーが強くなり、平行光が入射した場合に収束光を出 射するレンズとして機能する。一方、レーザ光の波長が短くなつた場合には、回折面 21aでの回折角が小さくなつて凹のパワーが強くなり、平行光が入射した場合に発散 光を出射するレンズとして機能する。これは対物レンズ 6で発生する最良像点位置の 変動を相殺するように機能し、いわゆる色収差補正の効果を持つ。つまり、回折面 21 aに形成した前記回折構造 21cが色収差補正機能を奏する。
[0070] 尚、前記回折構造 21cは、色収差補正機能を奏するための条件である凸のパワー を有し、その凸のパワー量は、対物レンズ 6にて発生する色収差を打ち消すのに必 要な量である。又、入射角変換ホログラム 21は、図 9に示すように、コリメートレンズ 4 側の面は平面であり、対物レンズ 6側の面は凹面にて形成している。尚、仮に、凸の ノ ヮ一を有する回折構造 21cを対物レンズ 6側の前記凹面に形成しても、回折構造 2 lcによる色収差補正機能を得ることはできる。し力しながら、入射角変換ホログラム 2 1に入射する光束の直径 D1と出射される光束の直径 D2とが等しくなるため、入射光 の発散収束度を拡大する効果が得られなくなる。よって、図 9に示すような片面が平 面である入射角変換ホログラム 21の形状では、コリメートレンズ 4側の平面に回折構 造 21cを形成する必要がある。但し、後述するように、色収差補正機能を有する発散 収束度拡大部材の形状は、入射角変換ホログラム 21の形状に限定されるものではな い。
[0071] 以上のように、本実施の形態における光学ヘッド 11は、入射角変換ホログラム 21を 備えているので、コリメートレンズ 4の可動範囲を小さくでき、コンパクトなサイズの光 学ヘッドを実現できる。また、入射角変換ホログラム 21は色収差補正の機能も備える ため、記録または再生性能に優れた光学ヘッドを実現できる。
[0072] なお、本実施の形態における入射角変換ホログラム 21は、実施の形態 1における 入射角変換レンズに比べて薄型かつ軽量に構成することが可能であるため、 2軸ァク チユエータ 6の小型化および高速駆動により適しているという特徴を備える。
[0073] 上述したように、入射角変換ホログラム 21では、コリメートレンズ 4側の面は平面に て、対物レンズ 6側の面は凹面にて形成され、色収差補正機能を発揮する回折構造 21cは、コリメートレンズ 4側の平面に形成されている。しかしながら、発散収束度拡 大部材は、以下に説明するような形状を採ることもでき、そのような形状を採ることで、 色収差補正機能を有し、かつ、ァフォーカルレンズとしてのより大きなァフォーカル倍 率を得ることが可能となる。
[0074] 上述したように、色収差補正機能を発揮するための回折構造 21cによる凸のパワー 量は、使用される対物レンズにて発生する色収差量によって決定される。例えば、対 物レンズにて発生する色収差量が 0. 5 /z mZnmであり、これを略ゼロとするために 発散収束度拡大部材に形成する回折構造 21cによる凸のパワーは、ほぼ一義に決 定される。一方、上述したようにコリメートレンズ 4の移動量を低減し光学ヘッドの小型 ィ匕を図るために、当該発散収束度拡大部材がァフォーカルレンズとして機能するた めには、当該発散収束度拡大部材における凸のパワーと凹のパワーとが等しくなけ ればならない。ここで上述の例のように、色収差補正機能を発揮する回折構造 21cが 入射角変換ホログラム 21のコリメートレンズ 4側の平面に形成されている場合、入射 角変換ホログラム 21の厚さを lmm程度とすると、入射角変換ホログラム 21に入射す る光束の直径を D1、入射角変換ホログラム 21から出射される光束の直径を D2とし たとき、上述の値の色収差を打ち消すための D2ZD1の値は、 0. 95程度となる。
[0075] 上述の観点力 すれば、発散収束度拡大部材における D2ZD1の値は、補正す べき色収差量にて決定されてしまうと思われるが、以下に説明するように発散収束度 拡大部材を形成することで、 D2ZD1の値を適宜に設定して、コリメートレンズ 4の移 動量をさらに低減し光学ヘッドのさらなる小型化を図ることが可能となる。
[0076] 即ち、コリメートレンズ 4の移動量をさらに低減して光学ヘッドのさらなる小型化を図 るためには、前記 D2ZD1の値をさらに小さくしなければならない。例えば、 D2/D1 の値が上述の値よりも小さい、例えば D2ZD1 = 0. 8である発散収束度拡大部材を 形成したい場合、入射角変換ホログラム 21の厚さは現実的な値を採らざるを得ない ことから、上述の例のように補正すべき色収差量が 0. 5 /z mZnmであれば、回折構 造 21cによる凸のパワー量はほぼ一義的に決定される。よって、図 12に示すように、 コリメートレンズ 4側の面を、所定の凸のパワー量を有するように凸面 23aに形成する 。そして、ァフォーカルレンズとして機能させるため当該発散収束度拡大部材におけ る凸のパワーと凹のパワーとは等しくなければならないことから、対物レンズ 6側の面 について、回折構造 21cによる凸のパワーと凸面 23aによる凸のパワーとの和に対し てパワー量の絶対値でほぼ等しい凹のパワー量を有する凹面 23bに形成する。この ようにして、図 12に示すような発散収束度拡大部材 23が形成される。
[0077] 尚、該発散収束度拡大部材 23では、コリメートレンズ 4側の凸面 23aに回折構造 21 cを形成しているが、回折構造 21cは、コリメートレンズ 4側、対物レンズ 6側のいずれ に形成してもよい。例えば、上述の例にて、対物レンズ 6側の面に回折構造 21cを設 けるとすると、対物レンズ 6側の面は、回折構造 21cによる凸のパワーを有することか ら、コリメートレンズ 4側の面について、回折構造 21cによる凸のパワーと凹面 23bに よる凹のパワーとの和に対してパワー量の絶対値でほぼ等しい凸のパワー量を有す る凸面 23aに形成する。即ち、発散収束度拡大部材における凹面による凹のパワー 、凸面による凸のパワー、及び回折構造 21cによる凸のパワーにより、結果的に当該 発散収束度拡大部材がァフォーカルレンズとして機能する、つまり凹のパワーと凸の パワーとが等しくなるように、発散収束度拡大部材の形状を決めればょ 、。
[0078] 尚、凸面と凹面とを比べると、凸面の方が有効領域の面積が大きいことから、回折 構造 21cの製作上の観点力 は、凸面に回折構造 21cを形成するのが容易であるこ とから好ましい。
[0079] (実施の形態 3)
次に本発明の別の実施の形態について、図 10と図 11を用いて説明する。なお実 施の形態 1および実施の形態 2と同一の構成要素については、同一の符号を付して 、以下その説明を省略する。
[0080] 図 10は本発明の別の実施の形態における光学ヘッドの概略構成図である。図 10 において、 1は光源の一例に相当する半導体レーザ、 2は偏光ビームスプリッタ、 3は 1Z4波長板、 4はカップリングレンズの一例に相当するコリメートレンズ、 5は反射ミラ 一、 6は対物レンズ、 7は検出レンズ、 8は受光素子、 9は対物レンズ 6を駆動する 2軸 ァクチユエータ、 22は発散収束度拡大部材の一例に相当する入射角変換組レンズ、 16はコリメートレンズ 4を駆動するステッピングモータ、 17はスクリューシャフト、 18は コリメートレンズ 4を保持するレンズホルダであり、これらが光学ヘッド 12を構成してい る。また、 30は複数の透明基板 (光透過層）を有し光情報記録媒体に相当する光デ イスクであり、最も厚い光透過層の情報記録面 34と最も薄い光透過層の情報記録面 31との面間距離が前記 30 μ mを超える光ディスクである。
[0081] 実施の形態 1の光学ヘッド 10、実施の形態 2の光学ヘッド 11と本実施の形態の光 学ヘッド 12の違いは、入射角変換組レンズ 22である。入射角変換組レンズ 22は、図 11に示すように、コリメートレンズ 4側（入射側）の凸レンズ 22a (硝材: VC78、アッベ 数 55)と、対物レンズ 6側（出射側）の凹レンズ 22b (硝材: FD15、アッベ数 30)とを 貼り合わせて構成される。 [0082] この入射角変換組レンズ 22も、発散光が入射した場合、出射される発散光のマー ジナル光線の光軸に対する傾斜角は、入射した発散光のマージナル光線の光軸に 対する傾斜角よりも大きくなり、収束光が入射した場合、出射される収束光のマージ ナル光線の光軸に対する傾斜角は、入射した収束光のマージナル光線の光軸に対 する傾斜角よりも大きくなる。
[0083] すなわち入射角変換組レンズ 22は、入射光の発散収束度をより拡大して出射する 機能を備え、コリメートレンズ 4の単位移動量あたりに発生する球面収差量を大きくす る効果がある。よって、入射角変換組レンズ 22も、入射角変換組レンズ 22に入射す る光束の直径を D1、入射角変換組レンズ 22から出射される光束の直径を D2とした とき、 D1 >D2の関係を有する。
したがって、入射角変換組レンズ 22は、入射角変換レンズ 20が有する上述した効 果と同様の効果、つまりコリメートレンズ 4の移動量を従来に比べて小さくすることがで き、光学ヘッドの小型化に寄与することができる。
[0084] また、本実施の形態の入射角変換組レンズ 22は、半導体レーザ 1の基準波長 408 nmの平行光が入射した場合には、凸レンズ 22aのパワーと、凹レンズ 22bのパワー が等しぐァフォーカルレンズとして機能する力 レーザ光の波長が長くなつた場合に は、分散の大きい（アッベ数の小さい）凹レンズのパワーがより小さくなり、平行光が入 射した場合に収束光を出射するレンズとして機能する。一方、レーザ光の波長が短く なった場合には、分散の大きい（アッベ数が小さい）凹レンズのパワーがより大きくなり 、平行光が入射した場合に発散光を出射するレンズとして機能する。これは対物レン ズ 6で発生する最良像点位置の変動を相殺するように機能し、 V、わゆる色収差補正 の効果を持つ。
[0085] なお、入射角変換組レンズ 22が色収差補正の機能を備えるためには、凹レンズ 22 bに用いる硝材の分散力 凸レンズ 22aに用いる硝材の分散よりも大き 、ことが条件と なる。具体的には、凸レンズ 22aはアッベ数 50以上の低分散材料、凹レンズ 22bは アッベ数 35以下の高分散材料を用いることが好ま 、。
[0086] 以上のように、本実施の形態における光学ヘッド 12は、入射角変換組レンズ 22を 備えているので、コリメートレンズ 4の可動範囲を小さくでき、コンパクトなサイズの光 学ヘッドを実現できる。また、入射角変換組レンズ 22は色収差補正の機能も備える ため、記録または再生性能に優れた光学ヘッドを実現できる。
[0087] なお、実施の形態 1から実施の形態 3においては、 2軸ァクチユエータ 9の可動部に 搭載した入射角変換レンズ 20、入射角変換ホログラム 21、入射角変換組レンズ 22 のいずれかを用いてコリメートレンズ 4の可動範囲を低減した光学ヘッドの形態につ V、て説明した力 本発明はこれらに限定されるものではな 、。
[0088] すなわち本発明は、発散収束度拡大部材として、コリメートレンズと対物レンズの間 に固定され、コリメートレンズから出射されて、対物レンズに入射する光束のマージナ ル光線の光軸に対する傾斜角を拡大する機能を有するものであれば適用可能であ る。例えば、入射面と出射面の両方に回折構造を備えていてもよい。また、これら発 散収束度拡大部材が 2軸ァクチユエータ上ではなぐ光学ヘッド上に固定されていて ちょい。
[0089] なお、発散収束度拡大部材が、コリメートレンズから出射されて対物レンズに入射 する光束のマージナル光線の光軸に対する傾斜角を拡大する機能を有する条件は 、発散収束度拡大部材に入射する光束の直径を Dl、発散収束度拡大部材から出 射される光束の直径を D2とすると、
D1 >D2
である。ただし、入射光束径 D1と出射光束径 D2の差が小さい場合は、傾斜角の拡 大効果が小さいため、
D1 X O. 99≥D2
程度とすることが好ましい。一方、入射光束径 D1に対する出射光束径 D2が小さけ れば小さいほど、傾斜角の拡大効果は大きくなる。しかしながら、対物レンズと光ディ スクの間隔 (作動距離)を確保するために、対物レンズの焦点距離はある程度確保す る必要があり、対物レンズの有効径は大幅に小さくすることはできない。すなわち、発 散収束度拡大部材の出射光束径 D2に対して入射光束径 D1が大きいと、コリメート レンズ 4の有効径及び外径が大きくなるため、逆に光学系全体が大きくなる。従って、 実質的には、
D2≥D1 X 0. 8 程度とすることが好ましい。以上のように、発散収束度拡大部材に入射する光束の直 径 D1および出射される光束の直径 D2は、
D1 X O. 99≥D2≥D1 X 0. 8
の範囲にあることが好まし 、。
[0090] さらに、球面収差を補正するために駆動するカップリングレンズは、実施の形態 1か ら実施の形態 3に示したコリメートレンズ 4をステッピングモータ 16を用いて光軸方向 に駆動する形態に限らず、例えば、 2組のレンズ群の光軸方向の間隔を変えることに より、対物レンズに入射する光束の発散度および Zまたは収束度を変化させる、いわ ゆるビームエキスパンダのような光学素子についても適用可能であることは明らかで ある。
[0091] (第 4の実施の形態）
実施の形態 1〜3にて説明したように、コリメートレンズ 4と対物レンズ 6との間に、例 えば入射角変換レンズ 20のような発散収束度拡大部材を配置することで、コリメート レンズ 4の移動量を低減し光学ヘッドの小型化を図ることができる。一方、発散収束 度拡大部材を用いずにコリメートレンズ 4の移動量を減少させる方法としては、対物レ ンズ 6の焦点距離を大きくする方法がある。
し力しながら、焦点距離の大きい対物レンズ 6は直径が大きいため、光学ヘッドの小 型化に反するとともに、対物レンズの重量が増し対物レンズ等を駆動するァクチユエ ータの動作性能上、不利となる。したがって、上述のように例えば入射角変換レンズ 2 0のような発散収束度拡大部材を設けることは、対物レンズ等を駆動するァクチユエ ータの動作性能上の観点からも有効である。特に、入射角変換ホログラム 21や入射 角変換組レンズ 22のように、発散収束度拡大部材に色収差補正機能を持たせること で、別途、色収差補正用の光学素子を設ける必要がなくなり、さらに有効である。
[0092] さらにまた、本発明の第 4の実施の形態として、図 13に示すように、 CD (コンパクト ディスク）及び DVD (デジタルバーサタイルディスク）用の光学ヘッド 13Aと、上述し た第 1〜第 3の実施の形態における BD用の光学ヘッド 13Bとを一体的に構成した 2 レンズ光学ヘッド 13を構成することもできる。
図 13に示す 2レンズ光学ヘッド 13では、 CDZDVD用光学ヘッド 13Aと、 BD用光 学ヘッド 13Bとを別々に独立して配置し一体的に構成してもよいし、例えば、 CD/D VD用光学ヘッド 13Aに備わる対物レンズ、並びに、 BD用光学ヘッド 13Bに備わる 対物レンズ 6及び発散収束度拡大部材を駆動するァクチユエータを共用するようにし て一つの可動部にて一体で駆動してもよい。
[0093] 又、図 13に示す CDZDVD用光学ヘッド 13Aは、例えば図 17に示す光学ヘッド 2 20の構成を有することができる。この場合、光源 201は第 2光源に相当し、対物レン ズ 206は第 2対物レンズに相当し、また、 202は偏光ビームスプリッタ、 203は 1Z4波 長板、 204はコリメートレンズ、 207はマルチレンズ、 208は受光素子、 209は対物レ ンズ 206を駆動する 2軸ァクチユエータである。又、 230は光ディスク、 231は光透過 層である。
[0094] 尚、図 13では、 2レンズ光学ヘッド 13において光学ヘッド 13Aを右側、光学ヘッド 1 3Bを左側に図示している力 便宜上そのように図示したまでであり、実際の配置とは 無関係であり、又、図示の形状、サイズ等も実際とは相違する。
[0095] 上述のように 2レンズ光学ヘッドを構成することもできる力 例えば入射角変換レン ズ 20のような発散収束度拡大部材を設ける代わりに、コリメートレンズの移動量低減 のために大きな直径を有する対物レンズを設けた、図 14及び図 15に示す 2レンズ光 学ヘッド 14では、以下に説明するような問題が生じる。即ち、上述したように、大きな 対物レンズによる重量増のため、対物レンズ駆動用ァクチユエータの動作性能が低 下する。さらに、 CDZDVD用光学ヘッド 14Aにおける対物レンズ 14A— 1と、 BD用 光学ヘッド 14Bにおける対物レンズ 14B—1との中心間距離 L1は、図 13に示す 2レ ンズ光学ヘッド 13における中心間距離 Lよりも大きくなり、以下に説明するように、例 えばトラッキング制御等、光ディスクに対する情報の読み書きに関して問題が生じる。
[0096] 2レンズ光学ヘッド 14において、 CDZDVD用光学ヘッド 14Aにおける対物レンズ 14A—1、及び、 BD用光学ヘッド 14Bにおける対物レンズ 14B—1の配置は、図 14 に示すように、光ディスク 30のシーク中心線 30aに沿ってそれらを並設する方法と、 図 15に示すように、対物レンズ 14A—1を光ディスク 30のシーク中心線 30a上に配 置し対物レンズ 14B— 1をシーク中心線 30aに直交するタンジェンシャル方向 30bに 配置する方法とがある。図 14に示す配置方法では、大きな前記中心間距離 L1のた めに、 2レンズ光学ヘッド 14のサイズが大型化してしまう。よって、例えば BD用光学 ヘッド 14Bが光ディスク 30の内周側トラックにアクセスしょうとしたとき、 CDZDVD用 光学ヘッド 14Aが光ディスク回転用のモータに干渉する恐れがある。又、図 15に示 す配置方法では、前記中心間距離 L1が大きいため、対物レンズ 14B— 1はシーク中 心線 30aからの位置ズレが大きくなる。一方、光ディスク 30のトラックの曲率は、外周 側トラックでは比較的に緩やかであり、内周側トラックではきつくなる。よって、対物レ ンズ 14B— 1を有する BD用光学ヘッド 14Bが外周側トラックにアクセスしたときと、内 周側トラックにアクセスしたときとでは、トラック角度 30cに差異が発生する。該トラック 角度 30cの相違に起因して、 BD用光学ヘッド 14Bに備わる光検出器で検出される 光束パターンは変化することから、トラッキング性能が劣化してしまうという問題がある
[0097] 上述のように例えば入射角変換レンズ 20のような発散収束度拡大部材を設けるこ とで、コリメートレンズ 4の移動量を低減して光学ヘッドの小型化を図れ、かつ対物レ ンズ 6の直径を大きくする必要もなくなる。よって、第 1〜第 3の実施の形態における B D用の光学ヘッド 13Bを備えた 2レンズ光学ヘッド 13では、前記中心間距離 Lを、従 来と同等若しくはそれ未満とすることができる。したがって、図 14及び図 15を参照し て説明したような問題は、本実施形態の光学ヘッドでは発生しない。このように、例え ば入射角変換レンズ 20のような発散収束度拡大部材を設けることは、例えばトラツキ ング制御等、光ディスクに対する情報の読み書きに関する観点にお 、ても有効であ る。
[0098] (実施の形態 5)
図 16は本発明の一実施の形態における光ディスク装置の概略構成図である。
[0099] 図 16において、 50は光ディスク装置全体を表しており、光ディスク装置 50の内部 に光ディスク駆動部 35、制御部 36、光学ヘッド 40を備える。また 30は透明基板を持 つ光ディスクである。
[0100] 光ディスク駆動部 35は光ディスク 30を回転駆動する機能を有し、光学ヘッド 40は 実施の形態 1から実施の形態 4で述べた 、ずれかの光学ヘッドである。制御部 36は 光ディスク駆動部 35と光学ヘッド 40の駆動および制御を行う機能を有すると共に、 光学ヘッド 40で受光された制御信号、情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号 を光ディスク装置 50の外部と内部でインタフェースさせる機能を有する。
[0101] 光ディスク装置 50は、実施の形態 1から実施の形態 34で述べたいずれかの光学へ ッドを搭載しており、コリメートレンズの移動範囲が縮小されているので、本実施の形 態における光ディスク装置 50は、情報記録面の多層化により光透過層の厚さ変化が 大きい光ディスクに用いる場合にも、よりコンパクトなサイズを実現できるという優れた 効果が得られる。特に、実施の形態 2と実施の形態 3で述べたいずれかの光学ヘッド を搭載して ヽる場合は、コリメートレンズの移動範囲が縮小されて ヽると!/ヽぅ効果に加 えて、色収差補正機能も備えるので、本実施の形態における光ディスク装置 50は、 コンパクトなサイズに加えて、記録または再生性能に優れるという顕著な効果が得ら れる。
[0102] なお、上述した様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせること により、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載され ているが、この技術の熟練した人々にとつては種々の変形や修正は明白である。そ のような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限り において、その中に含まれると理解されるべきである。
又、 2006年 3月 20日に出願された、日本国特許出願 No.特願 2006— 076315 号の明細書、図面、特許請求の範囲、及び要約書の開示内容の全ては、参考として 本明細書中に編入されるものである。
産業上の利用可能性
[0103] 本発明の光学ヘッドは、情報記録面の多層化により光透過層の厚さ変化が大きい 光ディスクに用いる場合でも、光学ヘッドをコンパクトに構成可能であり、また色収差 補正機能も備えるので、光ディスク装置の小型化、軽量ィ匕および高精度化ができ、 高性能な光ディスク装置を安価に提供できる。

Claims

請求の範囲
[1] 光源と、
前記光源から出射された光束の発散度および Zまたは収束度を可変するカツプリ ングレンズと、
光透過層の厚さが異なる 3つ以上の情報記録面を有する光情報記録媒体に前記 光束を集光させる対物レンズと、
前記カップリングレンズと前記対物レンズとの間に固定された発散収束度拡大部材 とを具備し、
前記発散収束度拡大部材に入射する光束の直径 Dl、および、前記発散収束度拡 大部材から出射される光束の直径 D2が、式（1)を満たす、光学ヘッド。
D1 >D2- - - (1)
[2] 前記複数の情報記録面の内、最も厚い光透過層の情報記録面と最も薄い光透過 層の情報記録面との面間距離は、 30 mを超える、請求項 1記載の光学ヘッド。
[3] 前記発散収束度拡大部材は、前記対物レンズを駆動するァクチユエータの可動部 に固定され、前記対物レンズと一体で駆動される、請求項 1記載の光学ヘッド。
[4] 前記発散収束度拡大部材は、入射光束が略平行光である場合に、出射光が略平 行光となるァフォーカルレンズである、請求項 1記載の光学ヘッド。
[5] 前記発散収束度拡大部材は、前記カップリングレンズに対向する面が正のパワー を持ち、前記対物レンズに対向する面が負のパワーを持つ屈折型レンズである、請 求項 4に記載の光学ヘッド。
[6] 前記発散収束度拡大部材は、前記カップリングレンズに対向する面と、前記対物レ ンズに対向する面とのうち、少なくとも一つの面が非球面形状を有する、請求項 5記 載の光学ヘッド。
[7] 前記発散収束度拡大部材は、前記光源の波長の変動に伴って発生する前記対物 レンズの色収差を補正する色収差補正機能を備えた、請求項 1記載の光学ヘッド。
[8] 前記発散収束度拡大部材は、前記カップリングレンズに対向する面が正のパワー を持つ回折面で、前記対物レンズに対向する面が負のパワーを持つ屈折面である、 請求項 4記載の光学ヘッド。
[9] 前記発散収束度拡大部材は、前記カップリングレンズに対向する面が凸面であり、 前記対物レンズに対向する面が凹面である屈折型レンズであり、前記光源の波長変 動に伴って発生する前記対物レンズの色収差を補正する色収差補正機能を前記凸 面又は前記凹面に備えた、請求項 4記載の光学ヘッド。
[10] 前記発散収束度拡大部材は、 2枚のレンズを貼り合わせてなるレンズであり、前記 カップリングレンズに対向する側が正のパワーを持つ第 1のレンズ、前記対物レンズ に対向する側が負のパワーを持つ第 2のレンズで、かつ前記第 1のレンズの硝材のァ ッべ数 V 1、および、前記第 2のレンズの硝材のアッベ数 V 2が、式（2)を満たす、請 求項 4記載の光学ヘッド。
V 1 > ν 2· · · (2)
[11] 前記第 1のレンズの硝材のアッベ数 V 1、および、前記第 2のレンズの硝材のアッベ 数 V 2が、式（3)および式 (4)を満たす、請求項 10記載の光学ヘッド。
V 1≥50· · · (3)
V 2≤35 · · · (4)
[12] 前記発散収束度拡大部材は、前記カップリングレンズに対向する面と、前記対物レ ンズに対向する面と、 2枚のレンズの貼り合わせ面とのうち、少なくとも一つの面が非 球面形状を有する、請求項 10記載の光学ヘッド。
[13] 前記発散収束度拡大部材に入射する光束の直径 Dl、および、発散収束度拡大部 材から出射される光束の直径 D2が、式（5)を満たす、請求項 1記載の光学ヘッド。
D1 X 0. 99≥D2≥D1 X 0. 8 · · · (5)
[14] 前記カップリングレンズを光軸方向に移動させる駆動手段をさらに具備し、前記カツ プリングレンズの光軸方向の位置を変化させることで、前記光源から出射された光束 の発散度および Zまたは収束度を変化させる、請求項 1記載の光学ヘッド。
[15] 前記光源とは別設される第 2光源と、
前記対物レンズに隣接して配置され、前記第 2光源から出射された光束を前記光 情報記録媒体とは異なる第 2光情報記録媒体に集光させる第 2対物レンズと、をさら に備えた、請求項 1記載の光学ヘッド。
[16] 前記第 2対物レンズは、前記対物レンズを駆動するァクチユエータの可動部に固定 され、前記対物レンズと一体で駆動される、請求項 15記載の光学ヘッド。
光学ヘッドと、光ディスクを回転駆動するための光ディスク駆動部と、前記光学へッ ド及び前記光ディスク駆動部を制御する制御部とを具備した光ディスク装置であって 前記光学ヘッドが請求項 2に規定される光学ヘッドであることを特徴とする光デイス ク装置。
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