專利名稱：光學頭及光信息記錄再生裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對光信息記錄介質進行記錄及/或再生時所使用的光學頭、 及具備這種光學頭的光信息記錄再生裝置。
背景技術：
隨著光信息記錄介質的大容量化，其記錄及/或再生所使用的光學頭的光源短波長化和物鏡的高NA (數(shù)值孔徑Numerical Aperture)化正在不 斷發(fā)展。但是，伴隨著高NA化，光信息記錄介質的光透過層的厚度變化 所引起的球面像差的影響變得顯著。例如，當在DVD中使用的波長為650nm、物鏡的NA為0.60時，相 對光透過層的厚度變化為lO"m，產(chǎn)生大約10m入的球面像差?？墒?，當 下一代的光信息記錄介質所采用的波長約為400nm、物鏡的NA為0.85時， 相對光透過層的厚度變化為10um，產(chǎn)生大約100m入的球面像差。因此， 需要對這樣的光信息記錄介質用的光學頭采用修正球面像差的機構。作為一個實例，特開平11一259906號公報中公開了一種在準直透鏡 用促動器中搭載準直透鏡，通過移動在光源與物鏡間配置的準直透鏡，來 消除因光透過層的厚度誤差而引起的球面像差的光信息記錄再生裝置的 方式。利用圖18對這種光信息記錄再生裝置進行具體說明。圖18表示現(xiàn)有的光學頭的構成。在圖18中，101是光源，102是光 束分離器，103是1/4波長板，104是準直透鏡，106是物鏡，107是多透 鏡，108是受光元件，109是驅動物鏡106的雙軸促動器，IIO是驅動準直 透鏡104的準直透鏡用促動器，由這些器件構成了光學頭120。從光源101射出的激光透過光束分離器102，入射到準直透鏡104中。 在光信息記錄介質130的光透過層131的厚度為規(guī)定值時，入射到準直透 鏡104的激光通過準直透鏡104成為平行光。準直透鏡104被搭載于準直 透鏡用促動器110，通過該準直透鏡用促動器110可以沿著激光的光軸前 后移動。透過了準直透鏡104的激光在透過1/4波長板103時成為圓偏光狀態(tài)， 并入射到物鏡106中。被物鏡106聚光并入射到光信息記錄介質130的信 息記錄面的激光被信息記錄面反射，成為返回光。該返回光在通過原來的 光路透過了物鏡106之后，入射到1/4波長板103中。返回光通過透過1/4 波長板103，成為相對往路的偏振方向旋轉了 90度的直線偏光，然后，在 通過準直透鏡104成為會聚光之后，被偏光光束分離器102反射。被光束 分離器102反射后的返回光通過多透鏡107而入射到受光元件108中，從 而被檢測到。當利用光學頭120在光信息記錄介質130的信息記錄面上會聚光來進 行記錄再生時，因光信息記錄介質130的光透過層131的厚度誤差產(chǎn)生的 主要像差是由散焦引起的像差和因球面像差引起的像差。對于散焦而言， 可以通過聚焦伺服來修正。即，根據(jù)來自受光元件108的聚焦伺服，利用 雙軸促動器109沿光軸方向移動物鏡106，從而可以修正散焦，使得交點 對焦在信息記錄面上。另一方面，對于球面像差而言，通過使入射到物鏡106的激光成為發(fā) 散光或會聚光，產(chǎn)生對應光透過層131的厚度而產(chǎn)生的球面像差和相反極 性的球面像差，從而來進行修正。具體而言，利用準直透鏡用促動器110 沿光軸方向前后移動準直透鏡104，從而使入射到物鏡106中的激光成為 發(fā)散光或會聚光，通過物鏡106產(chǎn)生相反極性的球面像差，來抵消因光透 過層131的厚度誤差而引起的球面像差。這樣，當在該光學頭120中透過物鏡106而在信息記錄面上聚焦時， 處于球面像差被消除的狀態(tài)。為了在光信息記錄介質中謀求更大的容量化，可以考慮使信息記錄面 成為多層構造。在使信息記錄面多層化的情況下，需要對多個信息記錄面 進行信息的記錄及/或再生。但是，由于光透過層的厚度按每一信息記錄面 不同，所以，在偏離了物鏡的最佳基材厚度(殘存像差成為最小的光透過 層厚度)的信息記錄面中，根據(jù)從最佳基材厚度到規(guī)定信息記錄面的光透 過層的厚度，會產(chǎn)生球面像差。
3次球面像差與從物鏡的最佳基材厚度到規(guī)定信息記錄面的光透過層 的厚度成比例增大。如果使信息記錄rf多層化，并大幅改變該光透過層的 間隔，則應該修正的3次球面像差也增大。因此，在以往的光學頭中，準 直透鏡的移動范圍變得非常大。例如，圖19表示了在光源的波長入二405nm、物鏡的NA=0.85、物 鏡的焦距為1.3mm、準直透鏡的焦距為19.0mm、物鏡的最佳基材厚度(殘 存像差成為最小的光信息記錄介質的光透過層厚度)為62.5 w m的情況下， 準直透鏡的移動范圍(設靠近物鏡的方向為正(+ ))。由圖19可知， 在光透過層的厚度從25um變化到100um的情況下，準直透鏡的移動范 圍為10mm以上。并且，如果光透過層的厚度增大，則在物鏡中以無法忽視的大小新產(chǎn) 生5次球面像差。圖20表示在上述的條件下，通過準直透鏡的移動對因光透過層的厚 度變化而產(chǎn)生的3次球面像差進行修正后的5次球面像差量。由圖20可 知，在光透過層的厚度變化為土10um左右時，5次球面像差為士5m入， 相對于此可以忽視的大小，在光透過層的厚度從25um變化到100 "m的 光信息記錄介質中，5次球面像差量甚至達到士20mX 。而且，該5次球 面像差是通過準直透鏡的移動對3次球面像差進行修正后仍殘存的量。因此，在將信息記錄面構成為多層構造的光信息記錄介質中，除了 3 次球面像差之外，還要考慮5次球面像差對記錄及/或再生的影響。發(fā)明內容本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的發(fā)明，其目的在于，提供一種針對光 透過層的厚度大幅變化的光信息記錄介質，不僅可以修正3次球面像差， 還可以修正無法忽視的5次球面像差，從而能夠確保良好記錄及/或再生的 光學頭、及具備這種光學頭的光信息記錄再生裝置。為了實現(xiàn)上述目的，第一發(fā)明提供一種光學頭，具備光源；使由所 述光源照射的激光會聚于光信息記錄介質的物鏡；和對根據(jù)所述光信息記 錄介質的光透過層的厚度而產(chǎn)生的球面像差進行修正的球面像差修正部，所述球面像差修正部具有用于修正3次球面像差的第一球面像差修
正部；和用于修正5次球面像差的第二球面像差修正部。而且，第二發(fā)明根據(jù)第一發(fā)明的光學頭，其中，所述第二球面像差修正部根據(jù)所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量，修正 所述5次球面像差。并且，第三發(fā)明根據(jù)第二發(fā)明的光學頭，其中，所述第二球面像差修 正部根據(jù)所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量，從預 先設定的多個5次球面像差修正量中選擇規(guī)定的修正量，利用該選擇的修 正量對所述5次球面像差進行修正。另外，第四發(fā)明根據(jù)第三發(fā)明的光學頭，其中，所述物鏡被設計成在 所述光信息記錄介質的3次球面像差成為最小的規(guī)定基準厚度下，產(chǎn)生規(guī) 定值的5次球面像差，所述第二球面像差修正部產(chǎn)生與所述規(guī)定值的5次球面像差相反極性 的5次球面像差，對所述5次球面像差進行修正。而且，第五發(fā)明根據(jù)第二發(fā)明的光學頭，其中，所述第一球面像差修 正部具有沿所述激光的光軸方向移動的準直透鏡，通過使所述準直透鏡移 動來修正所述3次球面像差，所述第二球面像差修正部利用所述準直透鏡的位置，作為與所述第一 球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量對應的量，對所述5次球 面像差進行修正。并且，第六發(fā)明根據(jù)第二發(fā)明的光學頭，其中，所述第一球面像差修 正部具有沿所述激光的光軸方向移動的準直透鏡，通過使所述準直透鏡移 動來修正所述3次球面像差，所述第二球面像差修正部利用與所述準直透鏡的位置對應的位置信 號的輸出值，作為與所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差 的量對應的量，對所述5次球面像差進行修正。另外，第七發(fā)明根據(jù)第二發(fā)明的考學頭，其中，所述第一球面像差修 正部具有沿所述激光的光軸方向移動^準直透鏡，通過使所述準直透鏡移 動來修正所述3次球面像差，所述第二球面像差修正部利用驅動所述準直透鏡的驅動信號的輸出， 作為與所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量對應的
量，對所述5次球面像差進行修正。此外，第八發(fā)明根據(jù)第一發(fā)明的光學頭，其中，所述第二球面像差修 正部具有液晶元件。而且，第九發(fā)明根據(jù)第八發(fā)明的光學頭，其中，所述液晶元件設置于 對所述物鏡進行驅動的促動器的可動部。并且，第十發(fā)明根據(jù)第九發(fā)明的光學頭，其中，所述液晶元件通過對所述促動器的可動部進行保持的懸架(suspension)而被驅動。另外，第十一發(fā)明根據(jù)第十發(fā)明的光學頭，其中，驅動所述液晶元件的驅動信號重疊于對所述促動器的可動部進行驅動的驅動信號。此外，第十二發(fā)明根據(jù)第八發(fā)明的光學頭，其中，所述第一球面像差修正部具有液晶元件，通過對所述液晶元件施加電壓來修正所述3次球面所述第二球面像差修正部利用對所述第一球面像差修正部的所述液 晶元件施加的電壓值，作為與所述第一球面像差修正部所修正的所述3次 球面像差的量對應的量，對所述5次球面像差進行修正。而且，第十三發(fā)明根據(jù)第十二發(fā)明的光學頭，其中，所述第一球面像 差修正部所具有的所述液晶元件、和所一述第二球面像差修正部所具有的所 述液晶元件構成為一體。并且，第十四發(fā)明根據(jù)第十二發(fā)明的光學頭，其中，所述第一球面像 差修正部所具有的所述液晶元件、和所述第二球面像差修正部所具有的所 述液晶元件是分別獨立的液晶元件。另外，第十五發(fā)明根據(jù)第二發(fā)明的光學頭，其中，所述第一球面像差 修正部具有沿所述激光的光軸方向移動的準直透鏡及液晶元件，通過所述準直透鏡的移動修正所述3次球面像差的一部分，通過向所 述液晶元件施加電壓修正所述3次球面像差的剩余部分。此外，第十六發(fā)明根據(jù)第一發(fā)明的光學頭，其中，所述光信息記錄介 質至少具有兩個成為記錄及/或再生信息的對象的信息記錄面，所述第二球面像差修正部利用與戶; 述信息記錄面的各個面對應的規(guī)定值，修正所述5次球面像差。而且，第十七發(fā)明根據(jù)第十六發(fā)明的光學頭，其中，具備層判別部， 所述層判別部對所述光信息記錄介質的成為記錄及/或再生的對象的信息 記錄面進行判別，所述第二球面像差修正部根據(jù)所述層判別部的判別結果，修正所述5 次球面像差。并且，第十八發(fā)明提供一種光信息記錄再生裝置，具備第一發(fā)明的 光學頭；驅動所述光信息記錄介質的驅動部；和控制所述光學頭及所述驅 動部的控制部。根據(jù)本發(fā)明的光學頭及光信息記錄再生裝置，在因信息記錄面的多層 化而使得光透過層的厚度變化大的光信息記錄介質的信息記錄/再生時，不 僅可修正3次球面像差，還可以修正無法忽視的5次球面像差，所以，針 對這樣的光信息記錄介質，可以確保良好的記錄/再生性能。


圖1是本發(fā)明的實施方式中的光學頭的概略構成圖。圖2是本發(fā)明的實施方式中的光學信息記錄介質的概略構成圖。 圖3是表示本發(fā)明的實施方式中的光透過層的厚度與準直透鏡移動量 的關系圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式中的光透過層的厚度與殘存的5次球面 像差的關系圖。圖5 (a)是表示本發(fā)明的實施方式中的液晶元件20的電極分割圖案 的構成圖，(b)是表示5次球面像差的波面的圖，(c)是表示被液晶元 件20修正后的波面的圖。圖6是表示本發(fā)明的實施方式中的準直透鏡移動量與殘存的5次球面 像差的關系圖。圖7是表示本發(fā)明的實施方式一中的準直透鏡移動量與修正后的5次 球面像差的關系圖。'圖8是表示本發(fā)明的實施方式二中的準直透鏡移動量與修正后的5次 球面像差的關系圖。圖9是表示本發(fā)明的實施方式三中的準直透鏡移動量與修正后的5次 球面像差的關系圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施方式四中的準直透鏡移動量與修正后的5 次球面像差的關系圖。圖11是表示本發(fā)明的實施方式五中的光透過層的厚度與修正后的5 次球面像差的關系圖。圖12是本發(fā)明的其他實施方式中的光學頭的概略構成圖。圖13 (a)是表示本發(fā)明的其他實施方式中的液晶元件21的電極分割圖案的構成圖，(b)是表示3次球面像差的波面的圖，(c)是表示被液晶元件21修正后的波面的圖。圖14 (a)是表示本發(fā)明的其他實施方式中的液晶元件21的電極分割圖案的另一個例子的構成圖，(b)是表示3次球面像差的波面的圖，(c)是表示被液晶元件21修正后的波面的圖。圖15是本發(fā)明的其他實施方式中的光學頭的概略構成圖。圖16是木發(fā)明的另一個實施方式中的光學頭的概略構成圖。圖17是本發(fā)明的實施方式六中的光信息記錄再生裝置的概略構成圖。圖18是現(xiàn)有的光信息記錄再生裝置的概略構成圖。圖19是表示光透過層的厚度與準直透鏡移動量的關系圖。圖20是表示光透過層的厚度與3次球面像差修正后所殘存的5次球面像差量的關系圖。圖中i一半導體激光器，2、 102 —光束分離器，3、 103 — 1/4波長板，4、 104 準直透鏡，5 —反射鏡，6、 106 —物鏡，7 —檢測透鏡，8、 108 — 受光元件，9、 109 —雙軸促動器，10、 11、 120 —光學頭，20、 21—液晶 元件，30、 130 —光信息記錄介質，31、 32、 33、 34 —信息記錄面，42 — 施加電壓控制部，50 —框體，51—光信息記錄介質驅動部，52 —控制部， 107—多透鏡，110—準直透鏡用促動器，131 —光透過層。
具體實施方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的光學頭及光信息記錄再生裝置的實施方式 進行說明。(實施方式--)圖1是本發(fā)明實施方式一中的光學頭的概略構成圖。在圖1中，1是半導體激光器，2是光束分離器，3是1/4波長板，4是準直透鏡，5是反射鏡，6是物鏡，7是檢測透鏡，8是受光元件，9是 驅動物鏡6的雙軸促動器，20是液晶元件，40是驅動準直透鏡4的步進 馬達，41是保持準直透鏡4的透鏡保持器，42是根據(jù)步進馬達的驅動量 來控制對液晶元件20施加的電壓的施加電壓控制部，由這些部件構成了 光學頭10。另外，30是具有透明基板的光信息記錄介質。而且如圖2所 示，從光入射面?zhèn)?物鏡6側)起，在光信息記錄介質30上形成有信息 記錄面31、 32、 33、 34,從各個表面到信息記錄面的光透過層的厚度為 dl、 d2、 d3、 d4 (dl<d2<d3<d4)。另外，在上述構成中，半導體激光器1相當于本發(fā)明的光源，物鏡6 相當于本發(fā)明的物鏡。而且，準直透鏡4、步進馬達40、透鏡保持器41 相當于第一球面像差修正部，液晶元件20及施加電壓控制部42相當于本 發(fā)明的第二球面像差修正部。闡述對這樣的光信息記錄介質30進行信息的記錄或再生時光學頭10 的動作。從半導體激光器1射出的直線偏光的激光在透過光束分離器2， 被1/4波長板3轉換成圓偏光之后，通過準直透鏡4變換成平行光，并被 反射鏡5反射，透過液晶元件20，基于物鏡6穿越透明基板，作為光斑會 聚到光信息記錄介質30的信息記錄面31 34中任意--面。被信息記錄面31 34的任意一面反射后的激光再次透過物鏡6、液晶 元件20，在被反射鏡5反射，透過準直透鏡4，并被l/4波長板3轉換成 與往路不同的直線偏光之后，被光束分離器2反射，由檢測透鏡7導向受 光元件8。被受光元件8檢測到的激光在光電轉換后被運算，生成用于追 隨光信息記錄介質30的面抖動的聚焦誤差信號和用于追隨偏心的跟蹤誤 差信號。雙軸促動器9根據(jù)該聚焦誤差信號和跟蹤誤差信號沿雙軸方向驅 動物鏡6，以使光斑追隨進行旋轉的光信息記錄介質30的信息軌道。準直透鏡4被保持于透鏡保持器41 ，能夠基于步進馬達40沿著激光 的光軸移動。在對應信息記錄面31 34的光透過層的厚度，并且這些光 透過層的厚度偏離規(guī)定值的情況下，激光基于準直透鏡4成為發(fā)散光或會 聚光，來修正伴隨光透過層的厚度變化的3次球面像差，通過物鏡6產(chǎn)生 相反極性的球面像差，進行3次球面像差的修正。 圖3是本實施方式中通過計算求出應該修正的光透過層的厚度與準直 透鏡的移動量之間的關系的結果。橫軸表示進行修正的光透過層的厚度， 縱軸表示準直透鏡4的移動量。其中，計算所采用的各參數(shù)的具體數(shù)值如 下所示。半導體激光器1的波長A =405nm 物鏡6的NANA=0.85 物鏡6的焦距fol = l. 3mm 準直透鏡4的焦距fcl二19. 0mm信息記錄面31 34間的各光透過層的厚度dl = 25ym、 d2二50um、 d3二75"m、 d4 = 100ym光信息記錄介質30的光透過層的折射率n=l. 6準直透鏡4的移動量以物鏡6的最佳基材厚度(殘存像差成為最小的 光信息記錄介質的光透過層的厚度)為62.5um的情況為基準，設靠近物 鏡6的方向為正(+ )。由圖3可知，為了修正與光信息記錄介質30的dl d4的光透過層厚 度分別對應的3次球面像差，在本實施方式的準直透鏡4中需要約10mm 的移動量。另外，由于光透過層的厚度自身存在誤差，所以，實際需要更 大的移動范圍。如現(xiàn)有技術所說明那樣，因光透過層的厚度變化及誤差而產(chǎn)生的3次 球面像差，可以通過將來自準直透鏡4的激光調整為發(fā)散光或會聚光而大幅降低。但是，因光透過層的厚度增大，會以無法忽視的大小產(chǎn)生5次球面像 差。而且，在基于準直透鏡4的移動的修正中，無法除去球面像差的比3 次高的成分。因此，本實施方式利用搭載于雙軸促動器9的液晶元件20來修正該5 次球面像差。液晶元件20通過對被分割成多個區(qū)域的每一個電極單獨施 加電壓來控制液晶的折射率，基于產(chǎn)生相位差來進行像差修正。3次球面 像差修正后所殘存出現(xiàn)的5次球面像差具有圖5 (b)所示的波面的形狀。 與該形狀對應，將液晶元件20的電極形成為圖5 (a)所示的同心圓形狀 (圖中灰色部分)，通過施加電壓控制部42的控制，對電極施加后述的
規(guī)定電壓，從而，在通過透過部分(圖中白色部分)和電極的光之間產(chǎn)生 相位差。由于產(chǎn)生了相位差的波面成為圖5 (C)所示的波面形狀，所以， 能夠降低5次球面像差。此時，應該修正的光透過層的厚度與3次球面像差修正后所殘存的5 次球面像差產(chǎn)生量的關系如圖4所示，5次球面像差的產(chǎn)生量與應該修正 的光透過層的厚度大致成比例。并且，根據(jù)從圖3及圖4導出的圖6， 5次球面像差的大小與對3次 球面像差進行修正時的準直透鏡4的移動量相關。因此，通過根據(jù)準直透鏡4的移動量改變對液晶元件20施加的電壓， 能夠對5次球面像差進行修正。如圖7所示，通過在液晶元件20中產(chǎn)生與準直透鏡4的移動量成比 例的5次球面像差，并與殘存的5次球面像差抵消，可以將修正后的5次 球面像差的絕對值保持在3m入以下，從而能夠確保光學頭良好的記錄及/或再生。而且，如圖1所示，優(yōu)選液晶元件20搭載于驅動物鏡6的雙軸促動 器9，與物鏡6-體被驅動。通過如此構成，不會因液晶元件20與物鏡6 的光軸偏離而產(chǎn)生彗差。另外，為了即使在液晶元件20未被搭載于雙軸促動器9的情況下， 也使得因液晶元件20和物鏡6的光軸偏離而產(chǎn)生的彗差為最小限度，通 過以其他途徑設置光學頭10的微小輸送機構等，能夠應用本發(fā)明。而且，由于對搭載于雙軸促動器9的液晶元件20進行驅動，所以， 可以將對雙軸促動器9的可動部進行保持的懸架(省略圖示)利用為布線。 并且，由于該懸架大多也作為對雙軸促動器9的可動部進行驅動的驅動信 號的布線而使用，所以，該情況下，通過在雙軸促動器9的驅動信號中重 疊液晶元件20的驅動信號，來驅動液晶元件20，能夠使布線簡化。并且，作為施加電壓控制部42對準直透鏡4的移動量進行檢測的方 法，可以在光學頭10上通過其他途徑設置對準直透鏡4的位置進行檢測 的傳感器，也可以通過監(jiān)控對準直透鏡用促動器進行位置控制的信號，來 算出準直透鏡4的位置?；蛘?，也可以預先直接檢測出應該修正的3次球 面像差的量或光透過層的厚度，根據(jù)其來求出準直透鏡4的位置，但通常
只要直接利用對3次球面像差進行修正時作為準直透鏡4的傳感器的位置 檢測部或位置控制部即可。(實施方式二)接著，利用圖8對本發(fā)明實施方式二的5次球面像差的修正方法迸行說明。其中，對與實施方式一相同的構成要素賦予相同附圖標記，并省略 其說明。在實施方式一中，根據(jù)準直透鏡4的移動量對施加給液晶元件20的 電壓進行改變，但由于電壓的變化根據(jù)準直透鏡4的移動量連續(xù)進行，所 以，5次球面像差的修正量也連續(xù)變化。對此，本實施方式的不同點在于，將準直透鏡4的移動范圍進行三分 割，對分割后的每一個范圍賦予一定大小的5次球面像差。下面進行說明。如圖8所示，將準直透鏡4的移動量在圖中分割成范 圍A、 B、 C。在一方向側(遠離光信息記錄介質一側)的范圍A中，通 過對液晶元件20施加正的規(guī)定電壓，產(chǎn)生一定大小的5次球面像差+15m 入。同樣，在+方向側(靠近光信息記錄介質一側)的范圍C中，通過對 液晶元件20施加負的規(guī)定電壓，產(chǎn)生一定大小的5次球面像差一15m入。 在位于范圍A和范圍C之間的范圍B中，不對液晶元件20施加電壓。根據(jù)以上的控制，在信息記錄面上產(chǎn)生的5次球面像差分別在范圍A、 B、 C中單調增加，在各范圍的交界處成為急劇減少的鋸齒狀變化。但是， 修正后的5次球面像差的絕對值可以保持為約9 m入以下，這是能夠充分 確保光學頭10的記錄/再生功能的值。這樣，以三個值控制對液晶元件20施加的電壓，不僅可減輕對液晶 元件20的載荷，還具有可確保光學頭10的性能的效果。另外，雖然在范圍B中不施加電壓(施加OV)，但只要能夠將球面像 差的差分絕對值抑制在9mA的范圍中，也可以施加規(guī)定值的電壓。(實施方式三)接著，利用圖9對本發(fā)明實施方式三的5次球面像差的修正方法進行 說明。其中，針對與實施方式一相同的構成要素賦予同一附圖標記，并省
略其說明。在實施方式二中，將準直透鏡4的移動范圍進行三分割，并對分割后 的每一個范圍賦予一定大小的5次球面像差，但本實施方式中將分割范圍 設為兩個。下面進行說明。如圖9所示，將準直透鏡4的移動量在圖中分割為范 圍A、 C。在一方向側(遠離光信息記錄介質一側)的范圍A中，通過對液 晶元件20施加正的規(guī)定電壓，產(chǎn)生一定大小的5次球面像差+8mA 。同 樣，在+方向側(遠離光信息記錄介質一側)的范圍C中，通過對液晶元 件20施加負的規(guī)定電壓，產(chǎn)生一定大小的5次球面像差一13m入。根據(jù)以上的控制，在信息記錄面上產(chǎn)生的5次球面像差與實施方式三 同樣，分別在范圍A、 C中單調增加，在各范圍的交界處急劇減少。由于 分割范圍粗略，所以，修正后的5次球面像差的絕對值約為11 m A ，但這 是能夠充分確保光學頭10的記錄/再生功能的值。這樣，能夠以兩個值控制對液晶元件20施加的電壓，可得到與實施 方式二同樣的效果。 '(實施方式四)接著，利用圖10對本發(fā)明實施方式四的5次球面像差的修正方法進 行說明。其中，針對與實施方式一相同的構成要素賦予同一附圖標記，并 省略其說明。在實施方式三中，將準直透鏡4的移動范圍進行二分割，并對分割后 的每一個范圍賦予士規(guī)定大小的5次球面像差，但本實施方式通過在物鏡 6中產(chǎn)生補償(offset)量的5次球面像差，實際上以一個值控制對液晶 元件20施加的電壓。下面進行說明。如圖10所示對物鏡6的設計進行改變，以準直透鏡4 的移動量為0的初始狀態(tài)為基準，在光信息記錄介質30的3次球面像差 成為最小的最佳基材厚度62. 5 y m中，作為補償預先賦予一13 m入的5次 球面像差。然后，僅當準直透鏡4在圖中范圍A中移動時，對液晶元件20 施加規(guī)定電壓，產(chǎn)生與補償相反極性的5次球面像差+ 21mA 。根據(jù)這種 液晶元件20的控制，也能夠使殘存的5次球面像差的絕對值為llm入以 下，實質上能夠改善記錄/再生性能。尤其本實施方式與實施方式三相比，由于只要對液晶元件20的驅動的on/off進行切換(1/0控制)即可，所以，液晶元件20的控制更加簡單。 另外，在上述說明中，最佳基材厚度相當于所述光信息記錄介質的3次球面像差為最小的規(guī)定基準厚度。而且，在上述說明中，補償設為一方向的5次球面像差，但也可以賦予給+方向。該情況下，在液晶元件20 中產(chǎn)生一方向的5次球面像差?？傊灰谖镧R6的設計而產(chǎn)生的作 為補償?shù)囊?guī)定值的5次球面像差的極性、和由液晶元件20產(chǎn)生的5次球 面像差的極性，成為相互抵消的反向關系即可。而且，在上述實施方式2 4中，對準直透鏡4的移動范圍進行二分 割或三分割，并作為規(guī)定值對每一個范圍設定在液晶元件20中產(chǎn)生的5 次球面像差，但也可以使移動范圍為4分割以上，按每個范圍確定5次球 面像差的值。(實施方式五)接著，利用圖11對本發(fā)明實施方式五的5次球面像差的修正方法進 行說明。其中，對與實施方式一相同的構成要素賦予相同的附圖標記，并 省略其說明。在實施方式2 4中，對準直透鏡4的移動量進行檢測，并根據(jù)該移 動量連續(xù)或階段性改變對液晶元件20施加的電壓。與之相對，在本實施方式中不進行準直透鏡4的移動量檢測，根據(jù)光 學頭10以光學信息記錄介質30的信息記錄面31 34的任意一個為對象 進行信息的記錄/再生，將與每一個成為其記錄/再生的對象的信息記錄面 對應確定的規(guī)定電壓施加給液晶元件20，來產(chǎn)生5次球面像差，從而減小 在信息記錄面上產(chǎn)生的5次球面像差的絕對值。具體如圖11所示，在對光信息記錄介質30的信息記錄面31 (光透過 層的厚度dl 二25 u m)進行信息的記錄/再生的情況下，通過對液晶元件20 施加負的規(guī)定電壓，產(chǎn)生5次球面像差一15m入；在對光信息記錄介質30 的信息記錄面34 (光透過層的厚度d4二100ym)進行信息的記錄/再生的 情況下，通過對液晶元件20施加正的規(guī)定電壓，生成5次球面像差+15 m
入。在對信息記錄面32 (光透過層的厚度d2 = 50um)及信息記錄面33 (光透過層的厚度d3二75um)進行信息的記錄/再生的情況下，不對液晶 元件20施加電壓。通過進行這樣的修正，能夠使各信息記錄面上殘存的5次球面像差的 絕對值為10mA以下。另外，由于各個光透過層的厚度存在誤差，所以， 實際上殘存有該誤差量的5次球面像差，但如果將各光透過層的厚度誤差 設為土5iim，則殘存的5次球面像差為2 3m入，實際上沒有問題。此外，由于對信息記錄面31 34的哪一個進行信息的記錄/再生，在 光學頭IO動作時己預先確定，所以，對液晶元件20施加的電壓的選擇及 施加的有無與之對應執(zhí)行即可。具體而言，通過對來自進行各信息記錄面 的判別的層判別部的輸出信號、或用于進行層間移動的控制信號進行監(jiān) 控，能夠進行層判別，預先對液晶元件20施加規(guī)定的電壓，來修正5次 球面像差。另外，各信息記錄面的判別由施加電壓控制部42進行，但在 設置層判別部的情況下，可以將其設置在施加電壓控制部42內，也可以 通過其他途徑配置在光頭10內。而且，還可以設置在后述的光信息記錄 再生裝置的控制部52內。并且，由于進行層間移動用的控制信號被賦予 給驅動雙軸促動器的驅動信號，所以，施加電壓控制部42從此處取得控 制信號。另外，在實施方式一 實施方式五中，主要針對作為修正3次球面像 差的第一球面像差修正部，利用步進馬達40沿光軸方向移動準直透鏡的 情況進行了說明，但作為本發(fā)明的第一球面像差修正部不限定于此，例如 也可以利用由在平行光中放置的兩組透鏡構成的光束擴展器那樣的透鏡， 還可以如圖12所示，采用與搭載在雙軸促動器的液晶元件20不同的另一 液晶元件21。在圖12中，液晶元件21與液晶元件20同樣，通過施加電 壓控制部42控制電壓的施加。這里，圖13 (a)中表示了液晶元件21的電極圖案，圖13 (b)中表 示了在光信息記錄介質30的信息記錄面上產(chǎn)生的3次球面像差的形狀。 液晶元件21的電極圖案形成為同心圓形狀(圖中斜線部分)，基于施加 電壓控制部42的控制施加規(guī)定電壓，使通過透過部分(圖中白色部分) 和電極的光之間產(chǎn)生相位差。由于產(chǎn)生了相位差的波面成為圖13 (c)所 示的波面形狀，所以，能夠降低3次球面像差。另外，在適用本發(fā)明的多層型光信息記錄介質中，由于光透過層的厚 度引起的球面像差的絕對值大，所以，為了進一步減小球面像差，可以如圖14 (a)所示構成液晶元件21。圖13(a)所示的構成例具備一個同心圓狀的液晶層區(qū)域，而圖14(a) 所示的構成例將施加電壓的液晶層進一步三分割為三個同心圓上的區(qū)域， 并對每個區(qū)域施加與圖14 (b)所示的3次球面像差的圖案對應的電壓。 通過對產(chǎn)生球面像差的區(qū)域進行分割，使各個區(qū)域產(chǎn)生不同的相位差，成 為圖14 (c)所示的波面形狀，可以降低3次球面像差。另外，由于通過將產(chǎn)生球面像差的區(qū)域分割為4份以上，可以減小各 區(qū)域的像差絕對值，所以，能夠得到更高的像差修正能力，但由于與液晶 元件21連接的電極層數(shù)增加，所以，優(yōu)選采用本構成例的程度。在以上的構成中，被液晶元件21修正的3次球面像差的量，由對液 晶元件21施加的電壓值設定。因此，施加電壓控制部42利用對液晶元件 21設定的電壓值，替代上述準直透鏡4的位置、位置的控制信號等，與實 施方式一 四的每一個同樣地進行液晶元件20的電壓施加控制。另外，如圖15所示，也可以采用液晶元件21和搭載于雙軸促動器9 的對5次球面像差進行修正的液晶元件20 —體構成的復合液晶元件22。 通過如此構成，具有不會因復合液晶元件22與物鏡6的光軸偏離而產(chǎn)生 彗差的優(yōu)點。而且，通過如圖13、圖15那樣構成，可以全部以電氣方式進行球面 像差的除去，不需要用于除去3次球面像差的機械構成即基于步進馬達9 等的準直透鏡用促動器，可以簡化光學頭的構成，具有輕量化等優(yōu)點。并且，如圖16所示，本發(fā)明的第一球面像差修正部可以構成為，由 準直透鏡4修正3次球面像差的一部分，由搭載于雙軸促動器9的復合液 晶元件22的液晶元件21修正剩余的像差。通過如此構成，由于可以縮小 準直透鏡4的可動范圍，所以，具有能夠實現(xiàn)光學頭的小型、薄型化的優(yōu) 點。該情況下，施加電壓控制部42對基于液晶元件20的5次球面像差的 除去控制，根據(jù)液晶元件20的施加電壓、準直透鏡4的步進馬達40的驅 動量、準直透鏡4的位置等來進行。
另外，修正5次球面像差的本發(fā)明第二球面像差修正部不限定于液晶 元件20，也可以是能夠利用其他電氣、機械構成除去5次球面像差的機構， 這些都包含在本發(fā)明的應用范圍內。'(實施方式六)圖17是本發(fā)明實施方式六的光信息記錄再生裝置的概略構成圖。在圖17中，50是光信息記錄再生裝置整體的框體，在框體50的內部 具備光信息記錄介質驅動部51、控制部52、光學頭IO。而且，30是光信 息記錄介質。光信息記錄介質驅動部51具有旋轉驅動光信息記錄介質30 的功能，光學頭10是實施方式一 五中所述的任意一個光學頭。控制部 52具有進行光信息記錄介質驅動部51和光學頭10的驅動及控制的功能， 并且，具有進行由光學頭10受光的控制信號、信息信號的信號處理的功 能；和在框體50的外部和內部使信息信號連接的功能。由于作為光學頭IO，搭載了實施方式一 五任意一個光學頭，所以， 本實施方式的光信息記錄再生裝置還能夠修正在對隨著光信息記錄介質 30的光透過層的厚度變化而產(chǎn)生的3次球面像差進行修正之際新產(chǎn)生的5 次球面像差，因此，可以提高光信息記錄介質30的記錄/再生特性。工業(yè)上的可利用性由于本發(fā)明不僅具備3次球面像差修正部，還具備5次球面像差修正 部，所以，在對信息記錄面多層化的光信息記錄介質進行信息的再生或記 錄的光信息記錄再生裝置中是有用的。
權利要求
1、一種光學頭，具備光源；使由所述光源照射的激光會聚于光信息記錄介質的物鏡；和對根據(jù)所述光信息記錄介質的光透過層的厚度而產(chǎn)生的球面像差進行修正的球面像差修正部，所述球面像差修正部具有用于修正3次球面像差的第一球面像差修正部；和用于修正5次球面像差的第二球面像差修正部。
2、 根據(jù)權利要求l所述的光學頭，其中，所述第二球面像差修正部根據(jù)所述第一球面像差修正部所修正的所 述3次球面像差的量，修正所述5次球面像差。
3、 根據(jù)權利要求2所述的光學頭，其中，所述第二球面像差修正部根據(jù)所述第一球面像差修正部所修正的所 述3次球面像差的量，從預先設定的多個5次球面像差修正量中選擇規(guī)定 的修正量，利用該選擇的修正量對所述5次球面像差進行修正。
4、 根據(jù)權利要求3所述的光學頭，其中，所述物鏡被設計成在所述光信息記錄介質的3次球面像差為最小的規(guī) 定基準厚度下，產(chǎn)生規(guī)定值的5次球面像差，所述第二球面像差修正部產(chǎn)生與所述規(guī)定值的5次球面像差相反極性 的5次球面像差，對所述5次球面像差進行修正。
5、 根據(jù)權利要求2所述的光學頭，其中，所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光軸方向移動的準直透 鏡，通過使所述準直透鏡移動來修正所述3次球面像差，所述第二球面像差修正部利用所述準直透鏡的位置，作為與所述第一 球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量對應的量，對所述5次球 面像差進行修正。
6、 根據(jù)權利要求2所述的光學頭，其中，所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光軸方向移動的準直透 鏡，通過使所述準直透鏡移動來修正:所述3次球面像差，所述第二球面像差修正部利用與所述準直透鏡的位置對應的位置信 號的輸出值，作為與所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量對應的量，對所述5次球面像差進行修正。
7、 根據(jù)權利要求2所述的光學頭，其中，所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光軸方向移動的準直透 鏡，通過使所述準直透鏡移動來修正所述3次球面像差，所述第二球面像差修正部利用驅動所述準直透鏡的驅動信號的輸出， 作為與所述第一球面像差修正部所修正的所述3次球面像差的量對應的 量，對所述5次球面像差進行修正。
8、 根據(jù)權利要求l所述的光學頭，其中， 所述第二球面像差修正部具有液晶元件。
9、 根據(jù)權利要求8所述的光學頭，其中， 所述液晶元件設置于對所述物鏡進行驅動的促動器的可動部。
10、 根據(jù)權利要求9所述的光學頭，其中，所述液晶元件通過對所述促動器的可動部進行保持的懸架而被驅動。
11、 根據(jù)權利要求IO所述的光學頭，其中，驅動所述液晶元件的驅動信號重疊于對所述促動器的可動部進行驅 動的驅動信號。
12、根據(jù)權利要求8所述的光學頭，其中，所述第一球面像差修正部具有液晶元件，通過對所述液晶元件施加電 壓來修正所述3次球面像差，所述第二球面像差修正部利用對所述第一球面像差修正部的所述液 晶元件施加的電壓值，作為與所述第一球面像差修正部所修正的所述3次 球面像差的量對應的量，對所述5次球面像差進行修正。
13、 根據(jù)權利要求12所述的光學頭，其中，所述第一球面像差修正部所具有的所述液晶元件、和所述第二球面像 差修正部所具有的所述液晶元件構成為一體。
14、 根據(jù)權利要求12所述的光學頭，其中，所述第一球面像差修正部所具有的所述液晶元件、和所述第二球面像 差修正部所具有的所述液晶元件是分別獨立的液晶元件。
15、 根據(jù)權利要求2所述的光學頭，其中，所述第一球面像差修正部具有沿所述激光的光軸方向移動的準直透 鏡及液晶元件，通過所述準直透鏡的移動來修正所述3次球面像差的一部分，通過向 所述液晶元件施加電壓來修正所述3次球面像差的剩余部分。
16、 根據(jù)權利要求1所述的光學頭，其中，所述光信息記錄介質至少具有兩個成為記錄及/或再生信息的對象的 信息記錄面，所述第二球面像差修正部利用與所述信息記錄面的各個面對應的規(guī) 定值，修正所述5次球面像差。
17、 根據(jù)權利要求16所述的光學頭，其中，具備層判別部，所述層判別部對所述光信息記錄介質的成為記錄及/ 或再生的對象的信息記錄面進行判別，所述第二球面像差修正部根據(jù)所述層判別部的判別結果，修正所述5 次球面像差。
18、 一種光信息記錄再生裝置，具備權利要求1所述的光學頭；驅 動所述光信息記錄介質的驅動部；和控制所述光學頭及所述驅動部的控制部。 '
全文摘要
一種光學頭，具備半導體激光器(1)、使由半導體激光器(1)照射的激光會聚于光信息記錄介質(30)的物鏡(6)、和對根據(jù)光信息記錄介質(30)的光透過層的厚度而產(chǎn)生的球面像差進行修正的球面像差修正部，球面像差修正部具有修正3次球面像差的準直透鏡(4)、透鏡保持器(41)、步進馬達(40)、修正5次球面像差的液晶元件(20)及施加電壓控制部(42)。從而，不僅可以對光透過層的厚度大幅變化的光信息記錄介質修正3次球面像差，而且還可修正無法忽視的5次球面像差。
文檔編號G11B7/135GK101164109SQ20068001263
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月11日 優(yōu)先權日2005年4月21日
發(fā)明者安西穰兒, 山崎文朝, 森榮信, 愛甲秀樹, 荒井昭浩 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社