JP2002157756A - 焦点位置ずれ検出方法および光ピックアップ装置 - Google Patents

焦点位置ずれ検出方法および光ピックアップ装置

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宏之 多田野
Ikuo Nakano
郁雄 中野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オフセットがない集光光学系の焦点ずれ検出
を行い、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を
正確に合わせることのできる焦点位置ずれ検出方法を提
供する。 【解決手段】 ２要素対物レンズ９を通過した光ビーム
の光軸ＯＺを中心とし、上記対物レンズの開口で規定さ
れる該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域としての領
域２ｂを通過する光ビームに基づいて、上記２要素対物
レンズ９の焦点位置ずれを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集光光学系におい
て発生する焦点位置のずれを検出する焦点位置ずれ検出
方法およびこの焦点位置ずれ検出方法を適用した光ピッ
クアップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報量の増大と共に光ディスクの
記録密度を高くすることが求められている。光ディスク
の高記録密度化は、光ディスクの情報記録層における線
記録密度を高めることやトラックの狭ピッチ化により行
われてきた。この光ディスクの高記録密度化に対応する
ためには、該光ディスクの情報記録層上に集光される光
ビームのビーム径を小さくすることが必要である。
【０００３】光ビームのビーム径を小さくする方法とし
て、光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置の集
光光学系としての対物レンズから照射される光ビームの
開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を大きくすること
と、光ビームの短波長化が考えられる。
【０００４】光ビームの短波長化に関しては、光源を赤
色半導体レーザから、本格的に商品化の道が開かれてき
た青紫色半導体レーザへ変更することにより実現可能と
考えられる。
【０００５】一方、高開口数の対物レンズを実現する手
法としては、対物レンズに半球レンズを組み合わせて、
２枚のレンズ（２群レンズ）で対物レンズを構成するこ
とで高開口数を実現する手法が提案されている。
【０００６】一般に、光ディスクでは、埃や傷から情報
記録層を保護するために、情報記録層がカバーガラスで
覆われている。したがって、光ピックアップ装置の対物
レンズを透過した光ビームは、カバーガラスを通過し
て、その下にある情報記録層上で集光されて焦点を結ぶ
ことになる。
【０００７】光ビームがカバーガラスを通過すると、球
面収差（ＳＡ：Spherical Aberration）が発生する。球
面収差ＳＡは、 ＳＡ ∝ ｄ・ＮＡ4 ・・・・・・・・・・（１） で示され、カバーガラスの厚さｄおよび対物レンズのＮ
Ａの４乗に比例する。通常、対物レンズは、この球面収
差を相殺するように設計されているので、対物レンズと
カバーガラスを通過した光ビームの球面収差は十分に小
さくなっている。
【０００８】しかしながら、カバーガラスの厚さが、予
め定められた値からずれると、情報記録層に集光された
光ビームには、球面収差が発生し、ビーム径が大きくな
ってしまい、情報を正しく読み書きすることができなく
なるという問題が生じる。
【０００９】また、上記の式（１）より、カバーガラス
の厚さ誤差Δｄが大きくなればなるほど、球面収差の誤
差ΔＳＡが大きくなり、情報を正しく読み書きすること
ができなくなることが分かる。
【００１０】また、光ディスクの厚さ方向へ記録情報の
高密度化を進めることができるように、情報記録層を積
層化して形成された多層光ディスクとしては、例えば情
報記録層が２層のＤＶＤ（Digital Veratile Disc ）が
既に商品化されている。このような多層光ディスクを記
録再生する光ピックアップ装置は、光ディスクの各情報
記録層毎に光ビームを十分小さく集光させることが必要
である。
【００１１】上記のような情報記録層が多層光ディスク
では、該光ディスクの表面（カバーガラス表面）から各
情報記録層までの厚みがそれぞれ異なるので、光ビーム
が光ディスクのカバーガラスを通過する際に発生する球
面収差が、各情報記録層ごとに異なる。この場合、例え
ば、隣接する情報記録層で発生する球面収差の差異（誤
差ΔＳＡ）は、式（１）より、隣接する情報記録層の層
間距離ｔ（ｄに相当）に比例する。
【００１２】情報記録層が２層のＤＶＤでは、光ピック
アップ装置の対物レンズのＮＡが０．６程度と小さいの
で、上記式（１）より、カバーガラス厚さ誤差Δｄが多
少大きくなっても、球面収差の誤差ΔＳＡに与える影響
は小さいことが分かる。
【００１３】したがって、従来の開口数ＮＡが０．６程
度の光ピックアップ装置を使用するＤＶＤ装置では、Ｄ
ＶＤのカバーガラスの厚さ誤差Δｄによって発生する球
面収差の誤差ΔＳＡが小さく、各情報記録層毎に集光さ
れる光ビームを十分小さく集光させることができる。
【００１４】ところが、カバーガラスの厚さ誤差Δｄが
等しくても、ＮＡが大きくなるほど大きな球面収差ＳＡ
が発生する。例えば、ＮＡ＝０．６に比べて、ＮＡ＝
０．８５では、約４倍の球面収差ＳＡが発生する。した
がって、上記式（１）より、ＮＡ＝０．８５のように高
ＮＡになればなるほど、カバーガラスの厚さ誤差によっ
て発生する球面収差が大きくなることが分かる。
【００１５】同様に、多層光ディスクの場合、隣接する
情報記録層の層間距離ｔが等しくても、光ピックアップ
装置の対物レンズのＮＡが大きくなるほど大きな球面収
差の差異（誤差ΔＳＡ）が発生する。例えば、ＮＡ＝
０．６に比べて、ＮＡ＝０．８５では、約４倍の球面収
差の差異が発生する。したがって、上記式（１）より、
ＮＡ＝０．８５のように高ＮＡになればなるほど、各情
報記録層毎の球面収差の差異が大きくなることが分か
る。
【００１６】よって、高ＮＡの対物レンズでは、球面収
差の誤差の影響が無視できず、情報の読み取り精度の低
下を招くという問題が生じる。そこで、高ＮＡの対物レ
ンズを用いて高記録密度化を実現するためには球面収差
を補正する必要がある。
【００１７】そこで、球面収差を検出し補正する方法と
して例えば、特開２０００−１７１３４６号公報には、
上述の球面収差を検出し補正する光ピックアップ装置が
開示されている。この光ピックアップ装置では、光ディ
スクの情報記録層に光ビームを集光させたとき、球面収
差によって光ビームの光軸付近のビームと光軸付近より
外側のビームで光ビームの集光位置が異なるのを利用し
ている。
【００１８】上記公報に開示された光ピックアップ装置
によれば、検出する光ビームをホログラム等の光学素子
で光ビームの光軸付近の光ビームと光軸付近より外側の
光ビームに分離し、球面収差発生時にどちらか一方の光
ビームにおける情報記録層からの集光位置のずれを検出
して、その検出結果に基づき球面収差を補正し光ディス
クの各情報記録層ごとに集光される光ビームの径を十分
小さくすることができる。
【００１９】また、上記の光ピックアップ装置におい
て、光学系の焦点位置調節は、例えば光ビームの半分を
ホログラム等で分離し２分割光検出器に集光させる。そ
して、２分割光検出器の差分を焦点位置ずれの信号とし
て検出しその信号に基づいて焦点位置ずれを補正する。
この方法は、一般的にビームサイズ法と呼ばれている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示された光ピックアップ装置では、高記録密度化を実
現するために高開口数レンズや短波長の光源を使用した
光記録再生装置に適応した場合、球面収差のために上記
のようにして検出した焦点位置ずれ信号にオフセットが
生じてしまう。そのため、光記録媒体の情報記録層上で
光ビームの径を十分に小さくすることができずに、光記
録媒体からの情報の再生や光記録媒体への情報の記録を
行うことができなくるという問題が生じる。
【００２１】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、オフセットがない集光光
学系の焦点ずれ検出を行い、光記録媒体の情報記録層に
集光光学系の焦点を正確に合わせることのできる焦点位
置ずれ検出方法およびこの焦点位置ずれ検出方法を適用
した光ピックアップ装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の焦点位置検出方
法は、上記の課題を解決するために、集光光学系を通過
した光ビームのうち、該集光光学系を最良像点に調整し
た状態の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値と
この極値近傍の領域を含む光ビームに基づいて、上記集
光光学系の焦点位置ずれを検出することを特徴としてい
る。
【００２３】ここで、該集光光学系を最良像点に調整し
た状態の波面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値に
おける接線は、球面収差のない理想波面を表わす曲線の
接線にほぼ平行になる。このことは、光ビームが光記録
媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を表わ
す曲線の極値を通過する光ビームが収束する収束点（焦
点）と、上記最良像点とがほぼ一致することを示してい
る。
【００２４】したがって、上記構成のように、集光光学
系を通過した光ビームのうち、該集光光学系を最良像点
に調整した状態の波面を曲線で表わしたとき、この曲線
の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づ
いて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するように
すれば、集光光学系に球面収差が発生していても、該球
面収差の影響を殆ど受けずに焦点位置ずれを正確に検出
することができる。
【００２５】これにより、オフセットなく光学的に集光
光学系の焦点位置ずれを検出することができるので、該
集光光学系の焦点位置ずれを適切に補正することがで
き、この結果、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の
焦点を正確に合わせることができる。
【００２６】また、本発明の他の焦点位置検出方法は、
上記の課題を解決するために、対物レンズを含む集光光
学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レ
ンズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５
％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点
位置ずれを検出することを特徴としている。
【００２７】ここで、対物レンズを含む集光光学系を通
過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開
口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域
の光ビームが収束する収束点（焦点）と、上記集光光学
系を通過した光ビームの最良像点とがほぼ一致する。
【００２８】したがって、上記の構成のように、対物レ
ンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心
とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有
効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記
集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集
光光学系に球面収差が発生していても、該球面収差の影
響を殆ど受けずに焦点位置ずれを正確に検出することが
できる。
【００２９】これにより、オフセットなく光学的に集光
光学系の焦点位置ずれを検出することができるので、該
集光光学系の焦点位置ずれを適切に補正することがで
き、この結果、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の
焦点を正確に合わせることができる。
【００３０】上記集光光学系を通過した光ビームから、
上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の
６０〜８５％の領域の光ビームを分離し、この分離した
光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成
し、この第１焦点誤差信号を集光光学系の焦点位置ずれ
を示す焦点位置ずれ信号としてもよい。
【００３１】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
から分離した光ビームを、電気的に変換して第１焦点誤
差信号を生成し、この第１信号を集光光学系の焦点位置
ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることで、集光光学系
の焦点位置ずれを電気信号で検出することができる。
【００３２】これにより、得られた電気信号を、集光光
学系の駆動制御を行う駆動回路にそのまま使用すること
ができるので、集光光学系を適切な位置に駆動させるこ
とで焦点位置ずれを容易に補正することができる。
【００３３】上記分離された光ビームを、上記集光光学
系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レン
ズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径
より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レン
ズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径
より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領
域を有する光ビーム分離手段の該領域を、上記集光光学
系を通過した光ビームが通過することにより得てもよ
い。
【００３４】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
の光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される
光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第
１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される
光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第
２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分
離手段を使用することで、集光光学系の焦点位置ずれに
必要な光ビームを簡単に分離して得ることができる。
【００３５】上記光ビーム分離手段における、上記第２
の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られ
る光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点
誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する
領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出
して得られる第３焦点誤差信号との少なくとも一方の焦
点誤差信号に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検
出してもよい。
【００３６】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
の光軸を中心とし、対物レンズの開口で規定される光ビ
ーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の
円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビ
ーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の
円または円弧とで囲まれた領域を通過する光ビームは、
上述のように、球面収差の影響を受けることなく最良像
点に一致する。
【００３７】したがって、上記の領域以外の領域であ
る、第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過し
て得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる
第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に
位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ず
れを検出して得られる第３焦点誤差信号とは、球面収差
の影響を受ける。
【００３８】これにより、上記の第２焦点誤差信号また
は第３焦点誤差信号の何れか一方の焦点誤差信号を利用
すれば、集光光学系の球面収差を精度よく検出すること
ができる。
【００３９】上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点
位置ずれ信号を上記第１焦点誤差信号とし、この第１焦
点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記
第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光光学系で
生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１ （Ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２ （Ｋ２は係数） で示される式で求めてもよい。
【００４０】この場合、集光光学系の球面収差を検出す
るために使用される第２焦点誤差信号Ｆ２および第３使
用点誤差信号Ｆ3 に、集光光学系の焦点位置ずれを検出
するための第１信号誤差信号が考慮されるようになるの
で、焦点位置ずれの影響を抑えて球面収差を検出するこ
とができる。
【００４１】本発明の光ピックアップ装置は、上記の課
題を解決するために、光源と、上記光源から照射される
光ビームを光記録媒体に集光させる集光光学系と、上記
集光光学系を通過した光ビームのうち、該光ビームが光
記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を
曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の
領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の
焦点位置ずれを検出する焦点位置ずれ検出手段とを備え
ていることを特徴としている。
【００４２】ここで、光ビームが光記録媒体の情報記録
層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わしたと
き、この曲線の極値における接線は、球面収差のない理
想波面を表わす曲線の接線にほぼ平行になる。このこと
は、光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良像点と
なる場合の波面を表わす曲線の極値を通過する光ビーム
が収束する収束点（焦点）と、上記最良像点とがほぼ一
致することを示している。
【００４３】したがって、上記構成のように、集光光学
系を通過した光ビームのうち、該光ビームが光記録媒体
の情報記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表
わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相
当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置
ずれを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が
発生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の
焦点位置ずれを検出することができる。
【００４４】これにより、集光光学系の焦点位置ずれ
を、球面収差の影響なく適切に補正することが可能とな
るので、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を
正確に合わせることができ、この結果、光記録媒体への
情報の記録再生を常に良好に行うことができる。
【００４５】本発明の他の光ピックアップ装置は、上記
の課題を解決するために、光源と、上記光源から照射さ
れる光ビームを記録媒体に集光させる対物レンズを含む
集光光学系と、上記集光光学系を通過した光ビームの光
軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される該光
ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づい
て、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出する焦点位置
ずれ検出手段とを備えていることを特徴としている。
【００４６】ここで、対物レンズを含む集光光学系を通
過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開
口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域
の光ビームが収束する収束点（焦点）と、上記集光光学
系を通過した光ビームの最良像点とがほぼ一致する。
【００４７】したがって、上記の構成のように、対物レ
ンズを含む集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心
とし、上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有
効径の６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記
集光光学系の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集
光光学系に球面収差が発生していても、オフセットなく
光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出することがで
きる。
【００４８】これにより、集光光学系の焦点位置ずれ
を、球面収差の影響なく適切に補正することが可能とな
るので、光記録媒体の情報記録層に集光光学系の焦点を
正確に合わせることができ、この結果、光記録媒体への
情報の記録再生を常に良好に行うことができる。
【００４９】上記焦点位置ずれ検出手段は、上記集光光
学系を通過した光ビームから、上記対物レンズの開口で
規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光
ビームを分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分
離手段により分離された光ビームに基づいて第１焦点誤
差信号を生成する第１信号生成手段とを備え、上記第１
焦点誤差信号を、上記集光光学系の焦点位置ずれを示す
焦点誤差信号としてもよい。
【００５０】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
から分離した光ビームを、電気的に変換して第１焦点誤
差信号を生成し、この第１信号を集光光学系の焦点位置
ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることで、集光光学系
の焦点位置ずれを電気信号で検出することができる。
【００５１】これにより、得られた電気信号を、集光光
学系の駆動制御を行う駆動回路にそのまま使用すること
ができるので、集光光学系を適切な位置に駆動させるこ
とで焦点位置ずれを容易に補正することができる。
【００５２】上記光ビーム分離手段は、上記集光光学系
を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズ
の開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径よ
り大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズ
の開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径よ
り小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた第１
の領域を有し、上記第１信号生成手段は、上記光ビーム
分離手段の第１の領域を通過する光ビームに基づいて第
１焦点誤差信号を生成してもよい。
【００５３】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
の光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される
光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第
１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される
光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第
２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分
離手段を使用することで、集光光学系の焦点位置ずれに
必要な光ビームを簡単に分離して得ることができる。
【００５４】さらに、上記第２の円または円弧の内側に
位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ず
れを検出して第２焦点誤差信号を生成する第２信号生成
手段ないし、上記第１の円または円弧の外側に位置する
領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出
して第３焦点誤差信号を生成する第３信号生成手段の少
なくとも何れか一方の信号生成手段を有し、上記第２焦
点誤差信号および第３焦点誤差信号の少なくとも一方の
焦点誤差信号に基づいて上記集光光学系の球面収差を検
出する球面収差検出手段が設けられていてもよい。
【００５５】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
の光軸を中心とし、対物レンズの開口で規定される光ビ
ーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の
円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビ
ーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の
円または円弧とで囲まれた領域を通過する光ビームは、
上述のように、球面収差の影響を受けることなく最良像
点に一致する。
【００５６】したがって、上記の領域以外の領域であ
る、第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過し
て得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる
第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に
位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ず
れを検出して得られる第３焦点誤差信号とは、球面収差
の影響を受ける。
【００５７】これにより、上記の第２焦点誤差信号また
は第３焦点誤差信号の何れか一方の焦点誤差信号を利用
すれば、集光光学系の球面収差を精度よく検出すること
ができる。
【００５８】上記球面収差検出手段は、上記集光光学系
で生じる焦点誤差信号を上記第１焦点誤差信号とし、こ
の第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ
２、上記第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光
光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥ
Ｓは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１ （Ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２ （Ｋ２は係数） で示される式により求めてもよい。
【００５９】この場合、集光光学系の球面収差を検出す
るために使用される第２焦点誤差信号Ｆ２および第３使
用点誤差信号Ｆ3 に、集光光学系の焦点位置ずれを検出
するための第１信号誤差信号が考慮されるようになるの
で、焦点位置ずれの影響を抑えて球面収差を検出するこ
とができる。
【００６０】上記光記録媒体の情報記録層が複数である
場合、上記焦点位置ずれ検出手段は、各情報記録層での
焦点位置ずれを検出するようにしてもよい。
【００６１】この場合、光記録媒体の光入射側表面から
各情報記録層までの距離の相違によって集光光学系に球
面収差が発生しても、これら球面収差の影響を受けるこ
となく各情報記録層での焦点位置ずれを正確に検出する
ことができる。
【００６２】さらに、上記焦点位置ずれ検出手段により
検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系の焦点
位置ずれを補正する焦点位置ずれ補正手段と、上記球面
収差検出手段により検出された検出結果に基づいて、上
記集光光学系に発生した球面収差を補正する球面収差補
正手段とを設け、上記球面収差補正手段は、上記焦点位
置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれを補正
した状態で、集光光学系の球面収差を補正してもよい。
【００６３】この場合、球面収差補正手段によって、焦
点位置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれを
補正した状態で、集光光学系の球面収差を補正すること
で、光記録媒体の情報記録層上で光ビーム径を最良な状
態で維持したまま球面収差の補正を行うことができる。
【００６４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について説
明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で
は、本発明の焦点位置ずれ検出方法を、光記録媒体とし
ての光ディスクに対して光学的に情報の記録・再生を行
う光記録再生装置に備られた光ピックアップ装置に適用
した例について説明する。
【００６５】本実施の形態に係る光記録再生装置は、図
２に示すように、光記録媒体である光ディスク６を回転
駆動するスピンドルモータ６２、光ディスク６に情報を
記録再生する光ピックアップ装置１０、上記スピンドル
モータ６２および光ピックアップ装置１０を駆動制御す
るための駆動制御部５１を備えている。
【００６６】上記光ピックアップ装置１０は、光ディス
ク６に光ビームを照射するための光源としての半導体レ
ーザ１、ホログラム２、コリメートレンズ３、集光光学
系としての２要素対物レンズ９および検出装置７、８を
有している。
【００６７】また、上記２要素対物レンズ９とコリメー
トレンズ３との間には、２要素対物レンズ９からの光ビ
ームあるいはコリメートレンズ３からの光ビームの光路
を約９０°屈折させるミラー６３が設置されている。
【００６８】さらに、上記２要素対物レンズ９は、半導
体レーザ１からの光ビーム照射側からレンズ第１要素
４、レンズ第２要素５の順で配置された構造となってい
る。
【００６９】上記レンズ第１要素４は、周縁部において
ホルダ５２により保持されている。このホルダ５２の外
周部には、フォーカス・アクチュエータ５３およびトラ
ッキング・アクチュエータ６４が設けられている。
【００７０】上記フォーカス・アクチュエータ５３によ
って、２要素対物レンズ９を光軸方向の適切な位置に移
動させて合焦制御が行われる。また、トラッキング・ア
クチュエータ６４によって、２要素対物レンズ９をラジ
アル方向（光ディスク６上に形成されたトラックの方向
および光軸方向とに互いに直交する方向）に移動させて
トラッキング制御が行われる。
【００７１】上記のトラッキング・アクチュエータ６４
を正確に駆動制御することで、光ビームを光ディスク６
の情報トラック上に正確に追跡させるようになってい
る。
【００７２】また、上記レンズ第２要素５は、周縁部に
おいてホルダ５４に保持されている。このホルダ５４の
外周部に対向するホルダ５２の内周面には、上記レンズ
第２要素５を光軸方向に移動させる第２要素アクチュエ
ータ５５が設けられている。この第２要素アクチュエー
タ５５を駆動制御することで、レンズ第１要素４とレン
ズ第２要素５との間隔を調整し、光ピックアップ装置１
０の光学系で生じる球面収差を補正するようになってい
る。
【００７３】上記駆動制御部５１は、上記スピンドルモ
ータ６２の駆動制御を行うスピンドルモータ駆動回路５
６、上記フォーカス・アクチュエータ５３の駆動制御を
行うフォーカス駆動回路５７、上記トラッキング・アク
チュエータ６４の駆動制御を行うトラッキング駆動回路
６１、上記第２要素アクチュエータ５５の駆動制御を行
う第２要素駆動回路５８を有すると共に、上記検出装置
７、８から得られた信号から上記の各制御回路への制御
信号を生成するための制御信号生成回路５９、上記検出
装置７、８から得られた信号から光ディスク６に記録さ
れている情報を再生し、再生信号を生成するための情報
再生回路６０を有している。
【００７４】上記制御信号生成回路５９は、上記検出装
置７、８から得られた信号に基づいて、トラッキングエ
ラー信号、焦点誤差信号ＦＥＳ、球面収差誤差信号ＳＡ
ＥＳを生成し、トラックエラー信号はトラッキング駆動
回路６１へ、焦点誤差信号ＦＥＳはフォーカス駆動回路
５７へ、球面収差誤差信号ＳＡＥＳは第２要素駆動回路
５８へ出力するようになっている。そして、各駆動回路
では、各エラー信号に基づいて各部材の駆動制御を行
う。
【００７５】例えばフォーカス駆動回路５７では、焦点
誤差信号ＦＥＳが入力されれば、このＦＥＳの値に基づ
いて、２要素対物レンズ９を光軸方向に移動させて、該
２要素対物レンズ９の焦点位置ずれを補正するようにフ
ォーカス・アクチュエータ５３を駆動制御する。
【００７６】また、第２要素駆動回路５８では、球面収
差誤差信号ＳＡＥＳが入力されれば、このＳＡＥＳの値
に基づいて、レンズ第２要素５を光軸方向に移動させ
て、光ピックアップ装置１０の光学系で発生した球面収
差を補正するように第２要素アクチュエータ５５を駆動
制御する。但し、球面収差補正機構で球面収差を補正す
る場合には、２要素対物レンズ９のレンズ第１要素４と
レンズ第２要素５との間隔は固定し、該球面収差補正機
構に入力された球面収差誤差信号ＳＡＥＳの値に応じ
て、球面収差を補正する。
【００７７】ここで、上記光ピックアップ装置１０の詳
細について図１を参照しながら以下に説明する。なお、
説明の便宜上、図１に示す光ピックアップ装置１０で
は、図２で示したミラー６３については省略している。
【００７８】上記光ピックアップ装置１０において、ホ
ログラム２、コリメートレンズ３、２要素対物レンズ９
を構成するレンズ第１要素４、レンズ第２要素５は、半
導体レーザ１の光ビーム照射面と光ディスクの光ビーム
反射面との間に形成される光軸ＯＺ上に配置され、検出
装置７、８は、上記ホログラム２の回折光の焦点位置に
配置されている。
【００７９】すなわち、上記構成の光ピックアップ装置
１０において、半導体レーザ１から照射された光ビーム
は、ホログラム２で０次回折光として通過し、コリメー
トレンズ３によって平行光に変換された後、２枚のレン
ズ第１要素４およびレンズ第２要素５から構成される２
要素対物レンズ９を通過して、光ディスク６上の情報記
録層６ｃまたは６ｄに集光される。
【００８０】一方、光ディスク６の情報記録層６ｃまた
は６ｄから反射された光ビームは、２要素対物レンズ９
のレンズ第２要素５、レンズ第１要素４、コリメートレ
ンズ３の順に各部材を通過してホログラム２に入射さ
れ、ホログラム２にて回折されて検出装置７、８上に集
光される。
【００８１】上記検出装置７は、第１受光部７ａ、第２
受光部７ｂ、第３受光部７ｃを、検出装置８は、第４受
光部８ａ、第５受光部８ｂを備えており、集光された光
ビームはこれら検出装置７、８によって電気信号に変換
される。
【００８２】上記光ディスク６は、カバーガラス６ａ、
基板６ｂ、およびカバーガラス６ａと基板６ｂとの間に
形成された２つの情報記録層６ｃ、６ｄから構成されて
いる。つまり、光ディスク６は２層ディスクであって、
本光ピックアップ装置１０は情報記録層６ｃまたは６ｄ
に光ビームを集光させることで、各情報記録層から情報
を再生し、各情報記録層へ情報を記録するようになって
いる。
【００８３】したがって、以下の説明において、光ディ
スク６の情報記録層は情報記録層６ｃまたは６ｄのいず
れかを表し、光ピックアップ装置１０は、どちらの情報
記録層にも光ビームを集光させ、情報を記録または再生
できるものとする。
【００８４】上記ホログラム２は、５つの領域２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを有している。
【００８５】第１の領域２ａは、光軸ＯＺに直交する第
１の直線ＣＬ１と、光軸ＯＺを中心とする第１の円Ｅ１
と第２の円弧Ｅ２で囲まれた領域である。
【００８６】第２の領域２ｂは、上記第１の直線ＣＬ１
と上記第２の円弧Ｅ２と、光軸ＯＺを中心とする第３の
円弧Ｅ３で囲まれた領域である。
【００８７】第３の領域２ｃは、上記第１の直線ＣＬ１
と、上記第３の円弧Ｅ３で囲まれた領域である。
【００８８】第４の領域２ｄは、上記第１の直線ＣＬ１
と、上記第１の円Ｅ１と、光軸ＯＺと上記第１の直線Ｃ
Ｌ１に直交する第２の直線ＣＬ２とで囲まれた領域であ
る。
【００８９】第５の領域２ｅは、上記第４の領域２ｄと
同様に、上記第１の直線ＣＬ１と、上記第２の直線ＣＬ
２と、上記第１の円Ｅ１で囲まれた領域である。
【００９０】上記ホログラム２は、半導体レーザ１側か
らの射出光を０次回折光として光ディスク６側に透過さ
せ、光ディスク６側からの反射光を回折して検出装置
７、８に導くようになっている。
【００９１】そして、ホログラム２は、光ディスク６側
から該ホログラム２を通過する光ビームを回折し、各領
域で異なる点に集光させるように形成されている。すな
わち、光ディスク６の記録情報像で反射された光ビーム
のうち、ホログラム２の第１の領域２ａで回折された第
１の光ビームは第１受光部７ａで集光スポットを形成
し、ホログラム２の第２の領域２ｂで回折された第２の
光ビームは第２受光部７ｂで集光スポットを形成し、ホ
ログラム２の第３の領域２ｃで回折された第３の光ビー
ムは第３受光部７ｃで集光スポットを形成し、ホログラ
ム２の第４の領域２ｄで回折された第４の光ビームは第
４受光部８ａで集光スポットを形成し、ホログラム２の
第５の領域２ｅで回折された第５の光ビームは第５受光
部８ｂで集光スポットを形成する。
【００９２】ここで、上記検出装置７、８の詳細につい
て図３を参照しながら以下に説明する。
【００９３】図３に示すように、検出装置７は、上記の
３つの受光部（第１受光部７ａ、第２受光部７ｂ、第３
受光部７ｃ）を並置して形成され、検出装置８は、上記
の２つの受光部（第４受光部８ａ、第５受光部８ｂ）を
並置して形成されている。
【００９４】第１受光部７ａ、第２受光部７ｂ、第３受
光部７ｃは、それぞれ２分割された光検出器１１ａ、１
１ｂと１２ａ、１２ｂと１３ａ、１３ｂを備えている。
そして、各受光部は、各光検出器の分割線上に第１、第
２、第３の光ビームの集光スポットが形成されるように
配置され、光ビームを電気信号に変換する。
【００９５】第４受光部８ａと第５受光部８ｂは、各１
つずつ光検出器１４、１５を備えており、第４と第５の
光ビームを電気信号に変換する。
【００９６】上記の各光検出器で得られた電気信号は、
駆動制御部５１（図２）にて２要素対物レンズ９の焦点
位置ずれや光ディスク６からの情報再生に使用される。
例えば、上記電気信号は、情報再生回路６０（図２）に
出力され再生信号ＲＦに変換される。この時、光ディス
ク６に記録されている再生信号ＲＦは、各光検出器から
出力された電気信号の総和で与えられる。
【００９７】上記構成の光記録再生装置では、２要素対
物レンズ９から射出された光ビームを、光ディスク上に
形成されたトラック上に集光させるために、トラッキン
グ駆動制御が行われる。すなわち、トラッキング・アク
チュエータ６４（図２）を駆動して、２要素対物レンズ
９を光ディスク６のラジアル方向（半径方向）に移動さ
せて、光ビームをトラック上に集光させる。
【００９８】ここで、集光ビームがトラックからラジア
ル方向にずれている量を示すトラッキングずれ信号ＴＥ
Ｓは、光検出器１４、１５から出力される電気信号１４
Ｓ、１５Ｓを用いて ＴＥＳ＝１４Ｓ−１５Ｓ ・・・・・・・・・・・・・（２） で表される。
【００９９】この上記式（２）によってトラッキングず
れ信号ＴＥＳを求めて、トラッキングずれを計測方法
は、トラックと集光スポットとの位置関係により、ラジ
アル方向に反射回折光パターンのアンバランスが生じる
現象を利用したものであり、いわゆるプッシュプル方式
と呼ばれている。従って、このアンバランス量を計測す
るためには、ホログラム２が有する第４の領域２ｄと第
５の領域２ｅとを分割する第２の直線ＣＬ２は、ラジア
ル方向と直交することが望ましい。
【０１００】上記各光検出器からの電気信号を用いて２
要素対物レンズ９の焦点ずれ補正は以下のようにして行
う。
【０１０１】情報記録層に焦点が一致していないと、検
出装置７の第１受光部７ａ、第２受光部７ｂ、第３受光
部７ｃにおいて光ビームはどちらか一方の光検出器にか
たよる。そこで、ホログラム２の第１の領域２ａからの
回折光を電気信号に変換する光検出器１１ａ、１１ｂか
らの電気信号を１１ａＳ、１１ｂＳとして、第１焦点誤
差信号Ｆ１を、 Ｆ１＝１１ａＳ−１１ｂＳ ・・・・・・・・・・・・・（３） で与え、ホログラム２の第２の領域２ｂからの回折光を
電気信号に変換する光検出器１２ａ、１２ｂからの電気
信号を１２ａＳ、１２ｂＳとして、第２焦点誤差信号Ｆ
２を、 Ｆ２＝１２ａＳ−１２ｂＳ ・・・・・・・・・・・・・（４） で与え、ホログラム２の第３の領域２ｃからの回折光を
電気信号に変換する光検出器１３ａ、１３ｂからの電気
信号を１３ａＳ、１３ｂＳとして、第３焦点誤差信号Ｆ
３を、 Ｆ３＝１３ａＳ−１３ｂＳ ・・・・・・・・・・・・・（５） で与えると、情報記録層に焦点が一致していない場合
は、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の各焦点誤差信号の出力値は焦点
位置ずれの量に相当する。
【０１０２】よって、常に焦点位置を情報記録層と一致
させておくためには第１焦点誤差信号Ｆ１ないしＦ２、
Ｆ３の出力を常に０となるように２要素対物レンズ９を
光軸ＯＺ方向に移動させればよい。
【０１０３】上記で示したような方法で焦点ずれを検出
するやり方は、一般にナイフエッジ法と呼ばれる。ここ
で、焦点位置ずれは、半導体レーザ１側から２要素対物
レンズ９を通過する光ビームが集光している焦点と、光
ディスク６の情報記録層の位置との離反量を表してい
る。
【０１０４】通常、焦点位置ずれ信号ＦＥＳの検出に
は、光ビームの有効径全域を使用して行うので、本実施
の形態において、ＦＥＳは、 ＦＥＳ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３ ・・・・・・・・・・・・・・（６） により生成される。となる。しかし、その場合には以下
に述べるような問題が生じる。
【０１０５】上記集光光学系である２要素対物レンズ９
では、光ディスク６のカバーガラス６ａの厚さが変化す
ることなどが原因で球面収差が発生する。この時の焦点
位置ずれ検出を考えると、焦点位置ずれの信号ＦＥＳに
は図４で示したようなオフセットＡが発生する。そのた
め、検出した焦点位置ずれ信号ＦＥＳが０を出力してい
ても情報記録層上で光ビームが最良像点Ｏと一致してな
く、情報の記録再生ができなくなる虞がある。ここで、
上記最良像点Ｏとは、光ビームのビーム径が最小となる
像点の位置のことである。
【０１０６】ここで、光ピックアップ装置１０の光学系
に球面収差が発生している場合の光ビームの内周部と外
周部とでの焦点位置ずれについて以下に説明する。
【０１０７】まず、光ビームに球面収差が発生しない時
は、図５（ａ）に示すように、光軸ＯＺ上の一点（焦
点）に光ビームが集光される。
【０１０８】一方、光ビームに球面収差が発生した時
は、図５（ｂ）に示すように、レンズ外周部では光軸Ｏ
Ｚ上の最良像点Ｏよりも遠い位置に焦点Ａが形成され、
レンズ内周部の光軸ＯＺに近い側では上記最良像点Ｏよ
りも近い位置に焦点Ｂが形成される。
【０１０９】したがって、図５（ｂ）に示すように、光
ビームに球面収差が発生した場合の焦点位置ずれ量は、
最良像点Ｏから焦点Ａまでの距離ａ、あるいは最良像点
Ｏから焦点Ｂまでの距離ｂで示される。
【０１１０】よって、光ビームに球面収差が発生した場
合、オフセットが発生しないで焦点位置ずれを精度よく
検出するには、分離した光ビームを最良像点Ｏに集光さ
せる必要がある。
【０１１１】そこで、オフセットが発生しない焦点ずれ
の検出を光ビームの波面から考える。図６は、図５
（ｂ）に示すように、球面収差が発生した時の波面収差
を表している。また、球面収差発生時に、光ビームが光
ディスク６の情報記録層上で最良像点であるときの波面
１７は、光軸ＯＺを中心として対称な曲線で示されてい
る。
【０１１２】ここで、領域１８ａ、１８ｂの波面の傾き
は、理想波面１６の傾きとほぼ一致している。そのため
領域１８ａ、１８ｂに含まれる光ビームは、理想波面１
６と同じ方向を進み、球面収差が無い時とほとんど等し
い位置で焦点を結ぶ。よって、領域１８ａ、１８ｂに含
まれる光ビームを用いると球面収差の影響を小さく抑え
た焦点位置ずれの検出を行うことができる。
【０１１３】つまり、図７に示すように、球面収差のな
い理想波面１６における焦点位置と、球面収差が発生し
た波面１７の境界線となる領域１８ａ、１８ｂ上の極値
の焦点位置とは一致している。したがって、球面収差が
発生した波面１７の極値およびこの極値近傍の領域であ
る領域１８ａ、１８ｂに相当する光ビームにより焦点位
置を検出すれば、光ピックアップ装置１０における焦点
位置（最良像点Ｏ）がずれた場合、該極値の焦点位置も
同じようにずれるので、球面収差の影響を小さく抑えた
焦点位置ずれの検出を行うことができる。
【０１１４】次に、領域１８ａ、１８ｂの位置を探すこ
とにするが、領域１８ａ、１８ｂは波面１７の極値とそ
の周辺の領域である。一般的に、波面の収差解析には、
波面の形をゼルニケ多項式に最小自乗近似でフィット
し、多項式の係数から３次収差を求める。図６の波面１
７をゼルニケ多項式を用いて最小自乗近似でフィットす
ると、６ｑ4 −６ｑ2 ＋１（ｑはビーム有効径で正規化
されたビーム中心からの距離）の項が支配的となる。そ
れから波面１７の極値を求めると領域１８ａ、１８ｂの
位置が分かり、図６において光軸ＯＺからの波面１７の
極値までの距離ｒ１は光ビーム有効径ｒとおよそ以下の
式（７）で示すような関係となる。
【０１１５】 ｒ１＝０．７ｒ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７） すなわち、ビーム有効径のおよそ７０％の位置が波面１
７の極値となる。
【０１１６】図８に光ディスク６のカバーガラス６ａの
厚さが変化して球面収差が発生した時に、光ビーム有効
径の６０〜８５％の領域で焦点ずれを検出した時の焦点
位置ずれ信号のオフセット量と、上述した式（６）のよ
うに光ビーム有効径全域を使って検出された焦点位置ず
れ信号のオフセット量を計算した結果を示す。
【０１１７】ここで、球面収差量が大きくなると最良像
点は光ビーム外周部の焦点位置へ偏るので、計算で設定
した領域は光ビーム有効径の７０％以上の領域のほうが
光ビーム有効径の７０％以下の領域よりも占める割合が
大きい。
【０１１８】また、多く２要素対物レンズ９の開口数
は、０．８５として計算しカバーガラス厚を１００μｍ
から±２０μｍ変化させて球面収差を発生させても、光
ビーム有効径の７０％付近の領域で焦点ずれを検出した
ら焦点位置ずれ信号ＦＥＳにはほとんどオフセットが発
生しないことが分かる。
【０１１９】光ピックアップ装置１０において、光ビー
ム有効径７０％付近の光ビームでの焦点位置ずれの検出
は、ホログラム２の第２の円弧Ｅ２の径を光ビーム有効
径の７０％より大きくし、第３の円弧Ｅ３を光ビーム有
効径の７０％より小さくする事によって第２の領域２ｂ
を光ビーム有効径の７０％付近の領域に設計し、第２の
領域２ｂから導かれる第２の光ビームを用いて行えばよ
い。この時、電気信号Ｆ２が２要素対物レンズ９の焦点
ずれ信号ＦＥＳとなる。
【０１２０】残りの第１焦点誤差信号Ｆ１、第３焦点誤
差信号Ｆ３は球面収差の検出に用いることができる。第
１焦点誤差信号Ｆ１、第３焦点誤差信号には、球面収差
の大きさに相当したオフセットが発生するのでその値か
ら球面収差を検出することができる。そこで、球面収差
誤差信号ＳＡＥＳは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・（８） ないし、 ＳＡＥＳ＝Ｆ３ ・・・・・・・・・・・・・・・・（９） で生成される。
【０１２１】ところで、焦点位置ずれが発生すると球面
収差誤差信号ＳＡＥＳは変化してしまうので、球面収差
を正確に検出できない。但し、フォーカスサーボがかか
っている時はＳＡＥＳの生成式として式（８）（９）で
もよいが、焦点位置ずれの影響を極力抑えて球面収差を
検出するのならば球面収差誤差信号ＳＡＥＳを、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１ （Ｋ１は係数） ・・・・・・（１０） あるいは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２ （Ｋ２は係数） ・・・・・・（１１） で与えてやればよい。この時、係数Ｋ１、Ｋ２は、焦点
位置ずれが生じてもＳＡＥＳの変化が小さくなるように
決定する。フォーカスサーボを考慮した場合、焦点位置
ずれが小さい範囲でＳＡＥＳの値が安定するように係数
Ｋ１、Ｋ２を決定すればよい。
【０１２２】さらに、球面収差誤差信号ＳＡＥＳを ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ２×Ｋ３ （Ｋ３は係数） ・・・・・・（１２） で求めてもよい。ここで、係数Ｋ３は、第２焦点誤差信
号Ｆ２、第３焦点誤差信号Ｆ３の出力差を補正するため
の係数である。
【０１２３】なお、本実施の形態では、光ディスク６の
情報記録層から反射した光ビームを検出装置７に導くた
めの手段としてホログラム２を使用したがこれに限定さ
れるものではない。しかしながら、装置の小型化を図る
点からはホログラムを使用するのが好ましい。
【０１２４】また、本実施の形態では、焦点位置ずれの
検出としてナイフエッジ法を利用したが、図１に示すホ
ログラム２の代わりに、図９に示すような分割パターン
のホログラム２０を使用し、該ホログラム２０の領域２
０ａで回折される±１次光のビームサイズの変化を検出
して焦点位置ずれを検出するビームサイズ法でも同様
に、オフセットが発生しない焦点位置ずれの検出を行う
ことができる。
【０１２５】図９に示す光ピックアップ装置において、
焦点位置ずれ信号ＦＥＳは、検出装置３０を構成する光
検出器３０ａ〜３０ｃ、検出装置３１を構成する３１ａ
〜３１ｃからの出力３０ａＳ〜３０ｃＳ、３１ａＳ〜３
１ｃＳを用いて、以下の式（１３）を用いて生成され
る。 ＦＥＳ＝｛３０ｂＳ−（３０ａＳ＋３０ｃＳ）｝−｛３１ｂＳ―（３１ａＳ＋３ １ｃＳ）｝ ・・・・・・・・・・・・・・（１３） さらに、ホログラム２０の領域２０ａの外周部にある領
域２０ｂ、領域２０ａの内周部にある領域２０ｃからの
回折光を、領域２０ａからの回折光から焦点位置ずれを
検出した方法と同様な方法で焦点位置ずれを検出し球面
収差の検出に利用できるがここでは省略する。
【０１２６】本実施の形態において、図１に示すよう
に、ホログラム２は円または円弧によって分割されてい
る。
【０１２７】しかしながら、実際の光ピックアップ装置
では、光ディスク６の記録情報層上に形成されたトラッ
ク上に集光させるために、２要素対物レンズ９を光ディ
スク６のラジアル方向（半径方向）に移動させて常にト
ラック上に集光させるための制御、いわゆるトラッキン
グ制御が行われている。
【０１２８】ホログラム２と２要素対物レンズ９が一体
で製作されている場合には、問題とならないが、各部材
が分離して光ピックアップ装置に装備される場合には、
トラッキング制御によって光ビームの中心はホログラム
の中心と一致しない状況が生じる。
【０１２９】このとき、図１に示すようなホログラム２
の形状だと、本来ホログラム２の各領域で回折されるは
ずの光ビームの一部がでそれぞれ別の領域で回折されて
しまい、光ビームの中心とホログラム２の中心とにずれ
がある場合と無い場合とで各光検出器からの電気信号が
変化する。そのため、光ピックアップ装置の制御のため
に生成される各エラー信号が変化する。
【０１３０】そこで、図１に示すホログラム２の代わり
に、図１０に示すようなホログラム２１を使用すること
が考えられる。このホログラム２１では、ラジアル方向
に平行な直線で分割された領域２１ａ、２１ｂを有し、
これら領域２１ａ、２１ｂからの±１次光をそれぞれ同
一地点に集光させてビームサイズの変化を検出し集光光
学系としての２要素対物レンズの焦点位置ずれを検出す
るようになっている。
【０１３１】この場合、上記領域２１ａ、２１ｂは、光
ビーム有効径の７０％とその付近の領域の光ビームを回
折させるように設計する。このときの焦点位置ずれ信号
ＦＥＳは検出装置３２を構成する光検出器３２ａ〜３２
ｃ、検出装置３３を構成する３３ａ〜３３ｃからの出力
信号３２ａＳ〜３２ｃＳ、３３ａＳ〜３３ｃＳを用い
て、以下の式（１４）で表わされる。 ＦＥＳ＝｛３２ｂＳ−（３２ａＳ＋３２ｃＳ）｝−｛３３ｂＳ―（３３ａＳ＋３ ３ｃＳ）｝ ・・・・・・・・・・（１４） ホログラム２１における領域分割のための分割線を、図
１０のようにすると、２要素対物レンズ９がトラッキン
グ制御のため光ディスク６のラジアル方向に移動するこ
とによって、光ビームの回折される領域に変化がないの
で、常に光ビーム内の等しい領域の光が同一受光部で焦
点を結ぶことになる。よって、トラッキング制御によっ
て焦点位置ずれ等の信号が変化することはない。
【０１３２】また、本実施の形態の光ピックアップ装置
を用いると、光ディスク６のカバーガラス６ａの厚さが
広範囲に変化しても焦点ずれを正確に検出する事ができ
るので、複数の情報記録層を有する記録媒体において各
情報記録層に焦点を一致させることが可能である。
【０１３３】また、本実施の形態において、対物レンズ
は、レンズ第１要素４とレンズ第２要素５の２枚レンズ
からなる２要素対物レンズを用いたが、装置の組み立て
を簡略化するために１枚のレンズで対物レンズ９を構成
してもよい。
【０１３４】さらに、本実施の形態において、焦点位置
ずれの補正は、上述した検出方法で検出した焦点位置ず
れ信号ＦＥＳに基づいて２要素対物レンズ９と光ディス
ク６の間隔を変化させて行う。球面収差は、２要素対物
レンズ９を構成するレンズ第１要素４とレンズ第２要素
５との間隔を変化させる事によって補正する事が出来る
が、これに限定されたものではない。例えば、コリメー
トレンズ３を移動させて、半導体レーザ１とコリメート
レンズ３との間隔を調整させてもよい。
【０１３５】また、２要素対物レンズ９とコリメートレ
ンズ３との間に、球面収差補正機構を挿入してもよい。
球面収差補正機構は、光ビームが球面収差補正機構を通
過する際に、球面収差を発生させる光学系を構成してい
る。
【０１３６】例えば、球面収差補正機構として、正のパ
ワーを持つ凸レンズと負のパワーを持つ凹レンズを組み
合わせたアフォーカル光学系を用いればよい。２枚のレ
ンズ間隔を調節することで、球面収差を発生させること
ができる。さらに、球面収差補正機構の別の構成とし
て、正のパワーを持つ２枚の凸レンズを組み合わせたア
フォーカル光学系でもよい。さらに球面収差を発生させ
て球面収差補正機構として液晶パネルも考えられる。
【０１３７】上記の球面収差補正方法では、集光光学系
で発生した球面収差を打ち消すような球面収差を発生す
る事により球面収差を補正する。だが、例えば２枚レン
ズの補正機構、最適な球面収差補正レンズの位置を見つ
け出す時に球面収差を大きくする方向にレンズが動くな
どして球面収差を大きくする場合も考えられる。その
時、光ビームの有効径全域の光ビームを利用して焦点位
置ずれを検出する方法では焦点位置ずれ信号にオフセッ
トが生じてしまい記録層上で光ビームの径が最小になら
ずに、記録ないし再生信号が劣化してしまう。
【０１３８】しかしながら、上記で述べたような検出方
法で焦点位置ずれを検出すれば、球面収差量が多少大き
く変動しても焦点位置ずれ信号ＦＥＳにオフセットが発
生しないので、常に光ビームの最良像点と複数の情報記
録層を有する光ディスク６の各情報記録層とを一致させ
る事ができ、記録ないし再生信号が劣化することはな
い。
【０１３９】
【発明の効果】本発明の焦点位置検出方法は、以上のよ
うに、集光光学系を通過した光ビームのうち、該集光光
学系を最良像点に調整した状態の波面を曲線で表わした
とき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する
光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを
検出する構成である。
【０１４０】それゆえ、集光光学系を通過した光ビーム
のうち、該集光光学系を最良像点に調整した状態の波面
を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍
の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学系
の焦点位置ずれを検出するようにすれば、集光光学系に
球面収差が発生していても、オフセットなく光学的に集
光光学系の焦点位置ずれを検出することができる。
【０１４１】よって、集光光学系の焦点位置ずれを適切
に補正することができるので、光記録媒体の情報記録層
に集光光学系の焦点を正確に合わせることができるとい
う効果を奏する。
【０１４２】また、本発明の他の焦点位置検出方法は、
以上のように、対物レンズを含む集光光学系を通過した
光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規
定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビ
ームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出
する構成である。
【０１４３】それゆえ、対物レンズを含む集光光学系を
通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの
開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領
域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ず
れを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発
生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の焦
点位置ずれを検出することができる。
【０１４４】よって、集光光学系の焦点位置ずれを適切
に補正することができるので、光記録媒体の情報記録層
に集光光学系の焦点を正確に合わせることができるとい
う効果を奏する。
【０１４５】上記集光光学系を通過した光ビームから、
上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の
６０〜８５％の領域の光ビームを分離し、この分離した
光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成
し、この第１焦点誤差信号を集光光学系の焦点位置ずれ
を示す焦点位置ずれ信号としてもよい。
【０１４６】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
から分離した光ビームを、電気的に変換して第１焦点誤
差信号を生成し、この第１信号を集光光学系の焦点位置
ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることで、集光光学系
の焦点位置ずれを電気信号で検出することができる。
【０１４７】これにより、得られた電気信号を、集光光
学系の駆動制御を行う駆動回路にそのまま使用すること
ができるので、集光光学系を適切な位置に駆動させるこ
とで焦点位置ずれを容易に補正することができるという
効果を奏する。
【０１４８】上記分離された光ビームを、上記集光光学
系を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レン
ズの開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径
より大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レン
ズの開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径
より小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領
域を有する光ビーム分離手段の該領域を、上記集光光学
系を通過した光ビームが通過することにより得てもよ
い。
【０１４９】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
の光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される
光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第
１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される
光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第
２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分
離手段を使用することで、集光光学系の焦点位置ずれに
必要な光ビームを簡単に分離して得ることができるとい
う効果を奏する。
【０１５０】上記光ビーム分離手段における、上記第２
の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られ
る光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点
誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する
領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出
して得られる第３焦点誤差信号との少なくとも一方の焦
点誤差信号に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検
出してもよい。
【０１５１】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
の光軸を中心とし、対物レンズの開口で規定される光ビ
ーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の
円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビ
ーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の
円または円弧とで囲まれた領域を通過する光ビームは、
上述のように、球面収差の影響を受けることなく最良像
点に一致する。
【０１５２】したがって、上記の領域以外の領域であ
る、第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過し
て得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる
第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に
位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ず
れを検出して得られる第３焦点誤差信号とは、球面収差
の影響を受ける。
【０１５３】これにより、上記の第２焦点誤差信号また
は第３焦点誤差信号の何れか一方の焦点誤差信号を利用
すれば、集光光学系の球面収差を精度よく検出すること
ができるという効果を奏する。
【０１５４】上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点
位置ずれ信号を上記第１焦点誤差信号とし、この第１焦
点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記
第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光光学系で
生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１ （Ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２ （Ｋ２は係数） で示される式で求めてもよい。
【０１５５】この場合、集光光学系の球面収差を検出す
るために使用される第２焦点誤差信号Ｆ２および第３使
用点誤差信号Ｆ3 に、集光光学系の焦点位置ずれを検出
するための第１信号誤差信号が考慮されるようになるの
で、焦点位置ずれの影響を抑えて球面収差を検出するこ
とができるという効果を奏する。
【０１５６】本発明の光ピックアップ装置は、以上のよ
うに、光源と、上記光源から照射される光ビームを光記
録媒体に集光させる集光光学系と、上記集光光学系を通
過した光ビームのうち、該光ビームが光記録媒体の情報
記録層上で最良像点となる場合の波面を曲線で表わした
とき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相当する
光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを
検出する焦点位置ずれ検出手段とを備えている構成であ
る。
【０１５７】それゆえ、集光光学系を通過した光ビーム
のうち、該光ビームが光記録媒体の情報記録層上で最良
像点となる場合の波面を曲線で表わしたとき、この曲線
の極値とこの極値近傍の領域に相当する光ビームに基づ
いて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出するように
すれば、集光光学系に球面収差が発生していても、オフ
セットなく光学的に集光光学系の焦点位置ずれを検出す
ることができる。
【０１５８】これにより、集光光学系の焦点位置ずれ
を、球面収差の影響なく適切に補正することが可能とな
るので、光記録媒体への情報の記録再生を常に良好に行
うことができるという効果を奏する。
【０１５９】本発明の他の光ピックアップ装置は、以上
のように、光源と、上記光源から照射される光ビームを
記録媒体に集光させる対物レンズを含む集光光学系と、
上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、
上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の
６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光
学系の焦点位置ずれを検出する焦点位置ずれ検出手段と
を備えている構成である。
【０１６０】それゆえ、対物レンズを含む集光光学系を
通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの
開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領
域の光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ず
れを検出するようにすれば、集光光学系に球面収差が発
生していても、オフセットなく光学的に集光光学系の焦
点位置ずれを検出することができる。
【０１６１】これにより、集光光学系の焦点位置ずれ
を、球面収差の影響なく適切に補正することが可能とな
るので、光記録媒体への情報の記録再生を常に良好に行
うことができるという効果を奏する。
【０１６２】上記焦点位置ずれ検出手段は、上記集光光
学系を通過した光ビームから、上記対物レンズの開口で
規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光
ビームを分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分
離手段により分離された光ビームに基づいて第１焦点誤
差信号を生成する第１信号生成手段とを備え、上記第１
焦点誤差信号を、上記集光光学系の焦点位置ずれを示す
焦点誤差信号としてもよい。
【０１６３】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
から分離した光ビームを、電気的に変換して第１焦点誤
差信号を生成し、この第１信号を集光光学系の焦点位置
ずれを示す焦点位置ずれ信号とすることで、集光光学系
の焦点位置ずれを電気信号で検出することができる。
【０１６４】これにより、得られた電気信号を、集光光
学系の駆動制御を行う駆動回路にそのまま使用すること
ができるので、集光光学系を適切な位置に駆動させるこ
とで焦点位置ずれを容易に補正することができるという
効果を奏する。
【０１６５】上記光ビーム分離手段は、上記集光光学系
を通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズ
の開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径よ
り大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズ
の開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径よ
り小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた第１
の領域を有し、上記第１信号生成手段は、上記光ビーム
分離手段の第１の領域を通過する光ビームに基づいて第
１焦点誤差信号を生成してもよい。
【０１６６】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
の光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定される
光ビーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第
１の円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される
光ビーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第
２の円または円弧とで囲まれた領域を有する光ビーム分
離手段を使用することで、集光光学系の焦点位置ずれに
必要な光ビームを簡単に分離して得ることができるとい
う効果を奏する。
【０１６７】さらに、上記第２の円または円弧の内側に
位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ず
れを検出して第２焦点誤差信号を生成する第２信号生成
手段ないし、上記第１の円または円弧の外側に位置する
領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出
して第３焦点誤差信号を生成する第３信号生成手段の少
なくとも何れか一方の信号生成手段を有し、上記第２焦
点誤差信号および第３焦点誤差信号の少なくとも一方の
焦点誤差信号に基づいて上記集光光学系の球面収差を検
出する球面収差検出手段が設けられていてもよい。
【０１６８】この場合、集光光学系を通過した光ビーム
の光軸を中心とし、対物レンズの開口で規定される光ビ
ーム有効径の８５％相当の径より大きな径を持つ第１の
円または円弧と、該対物レンズの開口で規定される光ビ
ーム有効径の６０％相当の径より小さな径をもつ第２の
円または円弧とで囲まれた領域を通過する光ビームは、
上述のように、球面収差の影響を受けることなく最良像
点に一致する。
【０１６９】したがって、上記の領域以外の領域であ
る、第２の円または円弧の内側に位置する領域を通過し
て得られる光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる
第２焦点誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に
位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ず
れを検出して得られる第３焦点誤差信号とは、球面収差
の影響を受ける。
【０１７０】これにより、上記の第２焦点誤差信号また
は第３焦点誤差信号の何れか一方の焦点誤差信号を利用
すれば、集光光学系の球面収差を精度よく検出すること
ができるという効果を奏する。
【０１７１】上記球面収差検出手段は、上記集光光学系
で生じる焦点誤差信号を上記第１焦点誤差信号とし、こ
の第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ
２、上記第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光
光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥ
Ｓは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１ （Ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２ （Ｋ２は係数） で示される式により求めてもよい。
【０１７２】この場合、集光光学系の球面収差を検出す
るために使用される第２焦点誤差信号Ｆ２および第３使
用点誤差信号Ｆ3 に、集光光学系の焦点位置ずれを検出
するための第１信号誤差信号が考慮されるようになるの
で、焦点位置ずれの影響を抑えて球面収差を検出するこ
とができるという効果を奏する。
【０１７３】上記光記録媒体の情報記録層が複数である
場合、上記焦点位置ずれ検出手段は、各情報記録層での
焦点位置ずれを検出するようにしてもよい。
【０１７４】この場合、光記録媒体の光入射側表面から
各情報記録層までの距離の相違によって集光光学系に球
面収差が発生しても、これら球面収差の影響を受けるこ
となく各情報記録層での焦点位置ずれを正確に検出する
ことができるという効果を奏する。
【０１７５】さらに、上記焦点位置ずれ検出手段により
検出された検出結果に基づいて、上記集光光学系の焦点
位置ずれを補正する焦点位置ずれ補正手段と、上記球面
収差検出手段により検出された検出結果に基づいて、上
記集光光学系に発生した球面収差を補正する球面収差補
正手段とを設け、上記球面収差補正手段は、上記焦点位
置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれを補正
した状態で、集光光学系の球面収差を補正してもよい。
【０１７６】この場合、球面収差補正手段によって、焦
点位置ずれ補正手段により集光光学系の焦点位置ずれを
補正した状態で、集光光学系の球面収差を補正すること
で、光記録媒体の情報記録層上で光ビーム径を最良な状
態で維持したまま球面収差の補正を行うことができると
いう効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の概略構成図であ
る。
【図２】図１に示す光ピックアップ装置を備えた光記録
再生装置の概略構成図である。
【図３】図１に示す光ピックアップ装置の検出装置の詳
細を示す説明図である。
【図４】集光光学系に球面収差が発生した場合の焦点誤
差信号ＦＥＳと焦点位置ずれ量との関係を示すグラフで
ある。
【図５】（ａ）は球面収差のない状態のレンズにおける
光ビームの焦点位置を示す説明図であり、（ｂ）は球面
収差の発生しているレンズにおける光ビームの焦点位置
を示す説明図である。
【図６】球面収差が発生したときの波面収差を示した概
念図である。
【図７】球面収差の無い場合の焦点位置と球面収差の有
る場合の波面の極値での焦点位置との状態を示す説明図
である。
【図８】光ビームの有効径を変更して焦点誤差信号ＦＥ
Ｓを検出した場合のオフセット量とカバーガラス厚さ誤
差との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の他の光ピックアップ装置の概略構成図
である。
【図１０】本発明のさらに他の光ピックアップ装置の概
略構成図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ ２ ホログラム（光ビーム分離手段） ２ａ 領域 ２ｂ 領域 ２ｃ 領域 ２ｄ 領域 ２ｅ 領域 ４ レンズ第１要素（対物レンズ） ５ レンズ第２要素（対物レンズ） ６ 光ディスク（光記録媒体） ７ 検出装置 ８ 検出装置 ９ ２要素対物レンズ（集光光学系） １６ 理想波面 １７ 波面（曲線） １８ａ 領域（極値近傍） １８ｂ 領域（極値近傍） ２０ ホログラム（光ビーム分離手段） ２０ａ 領域 ２０ｂ 領域 ２０ｃ 領域 ２１ ホログラム（光ビーム分離手段） ２１ａ 領域 ２１ｂ 領域 ＣＬ１ 第１の直線 ＣＬ２ 第２の直線 Ｅ２ 第２の円弧 Ｅ３ 第３の円弧 Ｆ１ 第１焦点誤差信号 Ｆ２ 第２焦点誤差信号 Ｆ３ 第３焦点誤差信号 Ｏ 最良像点 ＯＺ 光軸 ＳＡＥＳ 球面収差誤差信号 ｒ 光ビーム有効径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H051 AA14 BA21 CB14 CB19 CC03 CE27 5D118 AA18 BA01 BB02 BF02 BF03 CD02 CF02 CF03 CF04 DA20 DC03 5D119 AA11 AA22 AA29 BA01 BB13 CA09 DA01 DA05 EA03 EC01 JA15 JA43 JB02 KA02 KA16 KA17 KA18 LB07

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】集光光学系を通過した光ビームのうち、該
    集光光学系を最良像点に調整した状態の波面を曲線で表
    わしたとき、この曲線の極値とこの極値近傍の領域に相
    当する光ビームに基づいて、上記集光光学系の焦点位置
    ずれを検出することを特徴とする焦点位置ずれ検出方
    法。
  2. 【請求項２】対物レンズを含む集光光学系を通過した光
    ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの開口で規定
    される該光ビーム有効径の６０〜８５％の領域の光ビー
    ムに基づいて、上記集光光学系の焦点位置ずれを検出す
    ることを特徴とする焦点位置ずれ検出方法。
  3. 【請求項３】上記集光光学系を通過した光ビームから、
    上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の
    ６０〜８５％の領域の光ビームを分離し、この分離した
    光ビームを電気的に変換して第１焦点誤差信号を生成
    し、この第１焦点誤差信号を集光光学系の焦点位置ずれ
    を示す焦点位置ずれ信号とすることを特徴とする請求項
    ２記載の焦点位置ずれ検出方法。
  4. 【請求項４】上記分離された光ビームは、該光ビームを
    分離する光ビーム分離手段において、上記集光光学系を
    通過した光ビームの光軸を中心とし、上記対物レンズの
    開口で規定される光ビーム有効径の８５％相当の径より
    大きな径を持つ第１の円または円弧と、該対物レンズの
    開口で規定される光ビーム有効径の６０％相当の径より
    小さな径をもつ第２の円または円弧とで囲まれた領域
    を、上記集光光学系を通過した光ビームが通過すること
    により得られることを特徴とする請求項３記載の焦点位
    置ずれ検出方法。
  5. 【請求項５】上記光ビーム分離手段における、上記第２
    の円または円弧の内側に位置する領域を通過して得られ
    る光ビームの焦点位置ずれを検出して得られる第２焦点
    誤差信号と、上記第１の円または円弧の外側に位置する
    領域を通過して得られる光ビームの焦点位置ずれを検出
    して得られる第３焦点誤差信号との少なくとも一方の焦
    点誤差信号に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検
    出することを特徴とする請求項４記載の焦点位置ずれ検
    出方法。
  6. 【請求項６】上記集光光学系の焦点位置ずれを示す焦点
    位置ずれ信号を上記第１焦点誤差信号とし、この第１焦
    点誤差信号をＦ１、上記第２焦点誤差信号をＦ２、上記
    第３焦点誤差信号をＦ３としたとき、上記集光光学系で
    生じる球面収差を示す球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１ （Ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２ （Ｋ２は係数） で示される式で求められることを特徴とする請求項５記
    載の焦点位置ずれ検出方法。
  7. 【請求項７】光源と、 上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光さ
    せる集光光学系と、 上記集光光学系を通過した光ビームのうち、該光ビーム
    が光記録媒体の情報記録層上で最良像点となる場合の波
    面を曲線で表わしたとき、この曲線の極値とこの極値近
    傍の領域に相当する光ビームに基づいて、上記集光光学
    系の焦点位置ずれを検出する焦点位置ずれ検出手段とを
    備えていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  8. 【請求項８】光源と、 上記光源から照射される光ビームを記録媒体に集光させ
    る対物レンズを含む集光光学系と、 上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、
    上記対物レンズの開口で規定される該光ビーム有効径の
    ６０〜８５％の領域の光ビームに基づいて、上記集光光
    学系の焦点位置ずれを検出する焦点位置ずれ検出手段と
    を備えていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  9. 【請求項９】上記焦点位置ずれ検出手段は、 上記集光光学系を通過した光ビームから、上記対物レン
    ズの開口で規定される該光ビーム有効径の６０〜８５％
    の領域の光ビームを分離する光ビーム分離手段と、 上記光ビーム分離手段により分離された光ビームに基づ
    いて第１焦点誤差信号を生成する第１信号生成手段とを
    備え、 上記第１焦点誤差信号を、上記集光光学系の焦点位置ず
    れを示す焦点誤差信号とすることを特徴とする請求項８
    記載の光ピックアップ装置。
  10. 【請求項１０】上記光ビーム分離手段は、 上記集光光学系を通過した光ビームの光軸を中心とし、
    上記対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の８
    ５％相当の径より大きな径を持つ第１の円または円弧
    と、該対物レンズの開口で規定される光ビーム有効径の
    ６０％相当の径より小さな径をもつ第２の円または円弧
    とで囲まれた第１の領域を有し、 上記第１信号生成手段は、上記光ビーム分離手段の第１
    の領域を通過する光ビームに基づいて第１焦点誤差信号
    を生成することを特徴とする請求項９記載の光ピックア
    ップ装置。
  11. 【請求項１１】上記光ビーム分離手段の、上記第２の円
    または円弧の内側に位置する領域を通過して得られる光
    ビームの焦点位置ずれを検出して第２焦点誤差信号を生
    成する第２信号生成手段と、 上記光ビーム分離手段の、上記第１の円または円弧の外
    側に位置する領域を通過して得られる光ビームの焦点位
    置ずれを検出して第３焦点誤差信号を生成する第３信号
    生成手段とを有し、 上記第２焦点誤差信号および第３焦点誤差信号の少なく
    とも一方の焦点誤差信号に基づいて上記集光光学系の球
    面収差を検出する球面収差検出手段が設けられているこ
    とを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ装置。
  12. 【請求項１２】上記球面収差検出手段は、 上記集光光学系で生じる焦点誤差信号を上記第１焦点誤
    差信号とし、この第１焦点誤差信号をＦ１、上記第２焦
    点誤差信号をＦ２、上記第３焦点誤差信号をＦ３とした
    とき、 上記集光光学系で生じる球面収差を示す球面収差誤差信
    号ＳＡＥＳは、 ＳＡＥＳ＝Ｆ２−Ｆ１×Ｋ１ （Ｋ１は係数） または、 ＳＡＥＳ＝Ｆ３−Ｆ１×Ｋ２ （Ｋ２は係数） で示される式により求められることを特徴とする請求項
    １１記載の光ピックアップ装置。
  13. 【請求項１３】上記光記録媒体の情報記録層が複数であ
    る場合、 上記焦点位置ずれ検出手段は、各情報記録層での焦点位
    置ずれを検出することを特徴とする請求項７ないし１２
    の何れかに記載の光ピックアップ装置。
  14. 【請求項１４】上記焦点位置ずれ検出手段により検出さ
    れた検出結果に基づいて、上記集光光学系の焦点位置ず
    れを補正する焦点位置ずれ補正手段と、 上記球面収差検出手段により検出された検出結果に基づ
    いて、上記集光光学系に発生した球面収差を補正する球
    面収差補正手段とが設けられ、 上記球面収差補正手段は、上記焦点位置ずれ補正手段に
    より集光光学系の焦点位置ずれが補正された状態の該集
    光光学系の球面収差を補正することを特徴とする請求項
    ７ないし１３の何れかに記載の光ピックアップ装置。
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