対物レンズ、光学ピックアップ、光学ドライブ装置
【課題】バルク状の記録層を有する光記録媒体の記録再生を行い且つ球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行う光学ドライブ装置において、より像高特性が良好な対物レンズを提供する。
【解決手段】記録層内に設定された所定の基準層位置に対するレーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を「ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ」としたとき、αの値が、「α＝−６．３２・ＮＡ」により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるように対物レンズを設計する。
【解決手段】記録層内に設定された所定の基準層位置に対するレーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を「ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ」としたとき、αの値が、「α＝−６．３２・ＮＡ」により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるように対物レンズを設計する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ、光学ピックアップ、及び光学ドライブ装置に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００８−１３５１４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１７６９０２号公報
【特許文献３】特開２００８−２６２７０２号公報
【特許文献４】特開２００８−９７６８１号公報
【背景技術】
【０００３】
光の照射により信号の記録／再生が行われる光記録媒体として、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）などのいわゆる光ディスクが普及している。
【０００４】
これらＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなど現状において普及している光記録媒体の次世代を担うべき光記録媒体に関して、先に本出願人は、上記特許文献１や上記特許文献２に記載されるようないわゆるバルク記録型の光記録媒体を提案している。
【０００５】
ここで、バルク記録とは、例えば図１０に示すようにして少なくともカバー層１０１とバルク層（記録層）１０２とを有する光記録媒体（バルク型記録媒体１００）に対し、逐次焦点位置を変えてレーザ光照射を行ってバルク層１０２内に多層記録を行うことで、大記録容量化を図る技術である。
【０００６】
このようなバルク記録に関して、上記特許文献１には、いわゆるマイクロホログラム方式と呼ばれる記録技術が開示されている。
マイクロホログラム方式では、バルク層１０２の記録材料として、いわゆるホログラム記録材料が用いられる。ホログラム記録材料としては、例えば光重合型フォトポリマ等が広く知られている。
【０００７】
マイクロホログラム方式は、ポジ型マイクロホログラム方式とネガ型マイクロホログラム方式とに大別される。
ポジ型マイクロホログラム方式は、対向する２つの光束を同位置に集光して微細な干渉縞（ホログラム）を形成し、これを記録マークとする手法である。
【０００８】
また、ネガ型マイクロホログラム方式は、ポジ型マイクロホログラム方式とは逆の発想で、予め形成しておいた干渉縞をレーザ光照射により消去して、当該消去部分を記録マークとする手法である。具体的に、ネガ型マイクロホログラム方式では、記録動作を行う前に、予めバルク層１０２に対して干渉縞を形成するための初期化処理を行う。初期化処理は、平行光による２つの光束を対向して照射し、それらの干渉縞をバルク層１０２の全体に形成することで行う。そして、記録時には、上記のように干渉縞が形成されたバルク層１０２における任意の層位置にフォーカスを合わせた状態で記録情報に応じたレーザ光照射を行うことで、消去マークによる情報記録を行う。
【０００９】
また、本出願人は、マイクロホログラム方式とは異なるバルク記録の手法として、例えば特許文献２に開示されるようなボイド（空孔）を記録マークとして形成する記録手法も提案している。
ボイド記録方式は、例えば光重合型フォトポリマなどの記録材料で構成されたバルク層１０２に対して、比較的高パワーでレーザ光照射を行い、バルク層１０２内に空孔（ボイド）を記録する手法である。特許文献２に記載されるように、このように形成された空孔部分は、バルク層１０２内における他の部分と屈折率が異なる部分となり、それらの境界部分で光の反射率が高められることになる。従って上記空孔部分は記録マークとして機能し、これによって空孔マークの形成による情報記録が実現される。
【００１０】
このようなボイド記録方式は、ホログラムを形成するものではないので、記録にあたっては片側からの光照射を行えば済むものとできる。すなわち、ポジ型マイクロホログラム方式の場合のように２つの光束を同位置に集光して記録マークを形成する必要は無いものとできる。
また、ネガ型マイクロホログラム方式との比較では、初期化処理を不要にできるというメリットがある。
なお、特許文献２には、ボイド記録を行うにあたり記録前のプリキュア光の照射を行う例が示されているが、このようなプリキュア光の照射は省略してもボイドの記録は可能である。
【００１１】
ところで、上記のような各種の記録手法が提案されているバルク記録型（単にバルク型とも称する）の光ディスク記録媒体であるが、このようなバルク型の光ディスク記録媒体の記録層（バルク層）は、例えば反射膜が複数形成されるという意味での明示的な多層構造を有するものではない。すなわち、バルク層１０２においては、通常の多層ディスクが備えているような記録層ごとの反射膜、及び案内溝は設けられていない。
従って、先の図１０に示したバルク型記録媒体１００の構造のままでは、マークが未形成である記録時において、フォーカスサーボやトラッキングサーボを行うことができないことになる。
【００１２】
このため実際において、バルク型記録媒体１００に対しては、図１１に示すような案内溝を有する基準となる反射面（基準面）を設けるようにされている。
具体的には、カバー層１０１の下面側に例えばピットやグルーブの形成による案内溝（位置案内子）がスパイラル状又は同心円状に形成され、そこに選択反射膜１０３が成膜される。そして、このように選択反射膜１０３が成膜されたカバー層１０２の下層側に対し、図中の中間層１０４としての、例えばＵＶ硬化樹脂などの接着材料を介してバルク層１０２が積層される。
ここで、上記のようなピットやグルーブ等による案内溝の形成により、例えば半径位置情報や回転角度情報などの絶対位置情報（アドレス情報）の記録が行われている。以下の説明では、このような案内溝が形成され絶対位置情報の記録が行われた面（この場合は上記選択反射膜１０３の形成面）のことを、「基準面Ｒｅｆ」と称する。なお、この「基準面」については、「サーボ信号面」と換言することもできる。
【００１３】
また、上記のような媒体構造とした上で、バルク型記録媒体１００に対しては、図１２に示されるようにマークの記録（又は再生）のためのレーザ光（以下、録再用レーザ光、或いは単に録再光とも称する）とは別途に、位置制御用のレーザ光としてのサーボ用レーザ光（単にサーボ光とも称する）を照射するようにされる。
図示するようにこれら録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とは、共通の対物レンズを介してバルク型記録媒体１００に照射される。
【００１４】
このとき、仮に、上記サーボ用レーザ光がバルク層１０２に到達してしまうと、当該バルク層１０２内におけるマーク記録に悪影響を与える虞がある。このため、従来よりバルク記録方式では、上記サーボ用レーザ光として、録再用レーザ光とは波長帯の異なるレーザ光を用いるものとした上で、基準面Ｒｅｆに形成される反射膜としては、サーボ用レーザ光は反射し、録再用レーザ光は透過するという波長選択性を有する選択反射膜１０３を設けるものとしている。
【００１５】
以上の前提を踏まえた上で、図１２を参照し、バルク型記録媒体１００に対するマーク記録時の動作について説明する。
先ず、案内溝や反射膜の形成されていないバルク層１０２に対して多層記録を行うとしたときには、バルク層１０２内の深さ方向においてマークを記録する層位置を何れの位置とするかを予め定めておくことになる。図中では、バルク層１０２内においてマークを形成する層位置（マーク形成層位置：情報記録層位置とも呼ぶ）として、第１情報記録層位置Ｌ１〜第５情報記録層位置Ｌ５の計５つの情報記録層位置Ｌが設定された場合を例示している。図示するように第１情報記録層位置Ｌ１が最上部に設定された情報記録層位置Ｌであり、以降、Ｌ２→Ｌ３→Ｌ４→Ｌ５の順で下層側に設定された情報記録層位置Ｌとなる。
ここで、情報記録層位置Ｌは、「情報記録深さ」と表現することもできる。
なお、ここでは図示の都合上、情報記録層位置Ｌの数を５とする場合を例示しているが、実際において情報記録層位置Ｌの数は例えば数十程度とすることが予定されている。
【００１６】
ここで、マークが未だ形成されていない記録時においては、録再用レーザ光の反射光に基づいてバルク層１０２内の各層位置を対象としたフォーカスサーボ、トラッキングサーボを行うことはできない。従って、記録時における対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御は、サーボ用レーザ光の反射光に基づき、当該サーボ用レーザ光のスポット位置が基準面Ｒｅｆにおいて案内溝に追従するようにして行うことになる。
【００１７】
但し、上記録再用レーザ光は、マーク記録のために基準面Ｒｅｆよりも下層側に形成されたバルク層１０２に到達させ、なお且つバルク層１０２内において合焦位置の選択が可能とされる必要がある。このため、この場合の光学系には、対物レンズのフォーカス機構とは別途に、録再用レーザ光のフォーカス状態を独立して調整するためのフォーカス機構（録再光用独立フォーカス機構）が設けられることになる。
【００１８】
ここで、このような録再光用のフォーカス機構を含めた、バルク型記録媒体１００の記録再生を行うための光学系の概要を図１３に示しておく。
図１３において、図１２にも示した対物レンズは、図示するように２軸アクチュエータによりバルク型記録媒体１００の半径方向（トラッキング方向）、及びバルク型記録媒体１００に接離する方向（フォーカス方向）に変位可能とされている。
【００１９】
この図１３において、この場合の録再光用独立フォーカス機構は、いわゆるエキスパンダと呼ばれるタイプのもので、図のように固定レンズと、レンズ駆動部により録再用レーザ光の光軸に平行な方向に変位可能に保持された可動レンズとを備えて構成されている。この録再光用独立フォーカス機構は、上記レンズ駆動部により上記可動レンズが駆動されることで、図中の対物レンズに入射する録再用レーザ光のコリメーションが変化し、それにより録再用レーザ光の焦点位置がサーボ用レーザ光とは独立して調整されるようになっている。
【００２０】
また、上述のように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長帯が異なるものとされているので、これに対応しこの場合の光学系では、図中のダイクロイックプリズムにより、録再用レーザ光、サーボ用レーザ光のバルク型記録媒体１００からの反射光がそれぞれの系に分離されるように（つまりそれぞれの反射光検出を独立して行えるように）している。
また、往路光で考えた場合、上記ダイクロイックプリズムは、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とを同一軸上に合成して対物レンズに入射させる機能を有する。具体的にこの場合、録再用レーザ光は、図示するように上記録再光用独立フォーカス機構を介しミラーで反射された後、上記ダイクロイックプリズムの選択反射面で反射されて対物レンズに対して入射する。一方、サーボ用レーザ光は、上記ダイクロイックプリズムの選択反射面を透過して対物レンズに対して入射する。
【００２１】
図１４は、バルク型記録媒体１００の再生時におけるサーボ制御について説明するための図である。
マーク記録が既に行われたバルク型記録媒体１００について再生を行う際は、記録時のように対物レンズの位置をサーボ用レーザ光の反射光に基づいて制御する必要性はない。すなわち、再生時においては、再生対象とする情報記録層位置Ｌ（再生時については情報記録層Ｌ、マーク形成層Ｌとも称する）に形成されたマーク列を対象として、録再用レーザ光の反射光に基づいて対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行えばよい。
【００２２】
上記のようにしてバルク記録方式においては、バルク型記録媒体１００に対し、マークの記録／再生を行うための録再用レーザ光と位置制御用光としてのサーボ光とを共通の対物レンズを介して（同一光軸上に合成して）照射するようにした上で、記録時においては、サーボ用レーザ光が基準面Ｒｅｆの位置案内子に追従するように対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行い且つ、球面収差補正機構により録再用レーザ光のフォーカス状態を別途調整することによって、バルク層１０２内に案内溝が形成されていなくとも、バルク層１０２内の所要の位置（深さ方向及びトラッキング方向）に対してマーク記録ができるように図られている。
また、再生時には、既に記録されたマーク列に録再用レーザ光の焦点位置が追従するようにして当該録再用レーザ光の反射光に基づく対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行うことで、バルク層１０２内に記録されたマークの再生を行うことができる。
【００２３】
ところで、先の図１１に示したバルク型記録媒体１００の構造によると、バルク層１０２は、所要の厚さによるカバー層１０１を介して設けられているため、当該バルク層１０２内の各層位置Ｌにマーク記録・再生を行う場合は、球面収差の補正が行われるべきものとなる。つまり、この場合は各層位置Ｌごとにカバー厚が異なることになるため、球面収差の補正は、その補正量を各層位置Ｌごとに調整するようにして行うべきものとなる。
【００２４】
図１３に示した光学系において、このような球面収差の補正は、録再光用独立フォーカス機構が焦点位置の調整と併せて行うことになる。具体的に、この場合の球面収差の補正は、録再用レーザ光の焦点位置を記録・再生対象とする層位置Ｌから所定量オフセット（デフォーカス）させることで行うことになる。
【００２５】
ここで、このようにバルク型記録媒体１００のドライブ装置では、カバー厚の差（つまり情報記録層位置Ｌの違い）に応じた球面収差補正を行うようにされるが、このような層位置Ｌごとの球面収差補正を行うにあたっては、どの層位置Ｌを球面収差補正の基準の層位置とするかが重要となる。
例えば仮に、最上層となる情報記録層位置Ｌ１において球面収差が最小となるように光学系を設計した場合、最下層としての情報記録層位置Ｌ５を対象とした記録時には球面収差の補正量が過大となってしまう。特に、バルク記録方式では、多層化による大記録容量化のために、バルク層１０２の厚さとして例えば２００μｍ〜３００μｍ程度とすることが検討されており、この場合には最大で３００μｍ程度の厚さに対応して大きく球面収差補正を行わなければならないことになる。
【００２６】
そこで、バルク層１０２内の中間となる層位置Ｌで、球面収差が最小となるように光学系を設計する。これによれば、同じ情報記録層位置Ｌ１〜Ｌ５の範囲で記録再生を行うとしたときに必要な最大の球面収差補正量は、上記の情報記録層位置Ｌ１を基準に光学系を設計する場合の半分に抑えることができる。
なお以下、このように球面収差補正を行うにあたって光学系の設計で基準とする層位置Ｌ（球面収差が最小となる層位置Ｌ）のことを、基準層位置と称する。
【００２７】
上記の説明からも理解されるように、バルク型記録媒体１００のドライブ装置としては、記録再生の対象とする層位置Ｌの、基準層位置（この場合はＬ３）との誤差に応じて生じるものとされる球面収差を補正するように構成されていることになる。
【００２８】
また、図示による説明は省略するが、この一方で実際のドライブ装置では、ディスクチルトに対応すべく、対物レンズを傾ける（いわゆるレンズチルト）によってチルト補正を行うように構成されている。
具体的には、チルト検出として、例えばバルク型記録媒体１００の傾きを検出し、その検出結果に応じて、対物レンズをチルトさせるチルト機構を駆動することによって、チルト補正（コマ収差補正）を行うものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、上記のように球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正を行うバルク型記録媒体１００のドライブ装置では、現状において、全ての情報記録層位置Ｌにおいて安定した記録再生性能を維持することが困難とされる。
これは、上記のようにバルク型記録媒体１００のドライブ装置では、例えば最大で１５０μｍ（３００μｍ／２）などという誤差に対応した比較的大きな球面収差補正を行うことが強いられていることに起因する。
【００３０】
この点について、図１５を参照して説明する。
先ず前提として、上述のようにレンズチルトによるチルト補正を行うということは、その分、対物レンズを介して照射されるレーザ光のスポット位置は対物レンズの光軸上から外れて像高が変化するということになる。図１５では、この前提を踏まえて、基準層位置からの誤差＝−１００μｍに対応する球面収差補正を行った場合の像高特性（図１５（ａ））、同誤差＝０μｍに対応する球面収差補正を行った場合（つまり補正量＝０）の像高特性（図１５（ｂ））、同誤差＝＋１００μｍに対応する球面収差補正を行った場合の像高特性（図１５（ｃ））をそれぞれ示している。
また図１５ではこれらの対比として、上記の３条件での球面収差補正をそれぞれ行った場合におけるレンズチルト特性（図１５（ｄ）（ｅ）（ｆ））も併せて示している。このレンズチルト特性は、バルク型記録媒体１００が傾いておらず対物レンズのみが傾いたときのレーザ光の収差特性を意味するもので、つまりは、チルト補正無しのときの収差特性と等価なものである。
ここで、図１５において、像高特性及びレンズチルト特性としては、球面収差特性（四角印によるプロット）、コマ収差特性（三角印によるプロット）、非点収差特性（×印によるプロット）をそれぞれ示す。
【００３１】
先ず図１５において、コマ収差について着目すると、図１５（ａ）〜（ｃ）と図１５（ｄ）〜（ｆ）との対比より、チルト補正を行うことで、コマ収差が補正されるということが分かる。
しかしながら、図１５（ａ）〜（ｃ）のチルト補正を行う場合であっても、図１５（ｂ）に示す誤差０μの場合と比較すると、図１５（ａ）,（ｃ）に示す誤差±１００μｍの場合では、コマ収差が増大する傾向となることが分かる。
【００３２】
このようにして、球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正を行うバルク型記録媒体１００のドライブ装置では、バルク層１０２内の最上部や最下部に対応して大きく球面収差補正を行う状況において、特にコマ収差が大きく発生してしまうという問題があった。
【００３３】
そこで本発明では、上記のように球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行うバルク型の光記録媒体のドライブ装置において、より像高特性が良好な対物レンズを提供することで、レーザ光の結像性能の向上、ひいては記録再生性能の向上が図られるようにすることをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記課題の解決のため、本発明では対物レンズとして以下のように構成することとした。
すなわち、本発明の対物レンズは、深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し上記対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えた光学ピックアップに設けられるものであって、以下のように設計されたものである。
つまり、上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされているものである。
【００３５】
また、本発明では光学ピックアップとして以下のように構成することとした。
すなわち、深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備える。
そして、上記対物レンズが、以下のように設計されているものである。
つまり、上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされているものである。
【００３６】
また本発明では光学ドライブ装置として以下のように構成することとした。
すなわち、本発明の光学ドライブ装置は、以下のような光学ピックアップを備えて、深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生を行うものである。
つまり、対物レンズを介して上記記録層に対して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えると共に、
上記対物レンズが、
上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされている光学ピックアップを備えるものである。
【００３７】
上記本発明の対物レンズによれば、レーザ光の集光対象位置の上記基準層位置からの誤差が最大で且つチルトが最大に生じているという最悪の条件下においても、レーザ光の結像性能として、マレシャル基準収差に基づく高い性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００３８】
上記のように本発明によれば、レーザ光の集光対象位置が記録層内に設定された基準層位置から最大に離間した位置で且つチルトが最大に生じているという最悪の条件下においても、レーザ光の結像性能として、マレシャル基準収差に基づく高い性能を維持することができる
これにより、球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行うバルク型記録媒体のドライブ装置について、その記録再生性能の向上を図ることができる。
【００３９】
また、本発明によれば、対物レンズの像高特性が改善する分、記録層の厚みを増しても対応可能であり、従って、さらなる大記録容量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態で記録／再生対象とする光記録媒体の断面構造図である。
【図２】実施の形態としての光学ドライブ装置が備える光学ピックアップの内部構成を示した図である。
【図３】実施の形態の光学ドライブ装置の全体的な内部構成を示した図である。
【図４】録再光用フォーカス機構を用いた焦点位置の調整手法について説明するための図である。
【図５】レンズチルトによるチルト補正と像高との関係について説明するための図である。
【図６】実施例１としての対物レンズの構成を示した断面図である。
【図７】実施例１としての対物レンズについて、３次球面収差変動量(λrms)と３次コマ収差変動量(λrms)との関係を示した図である。
【図８】実施例２としての対物レンズの構成を示した断面図である。
【図９】実施例２としての対物レンズについて、３次球面収差変動量(λrms)と３次コマ収差変動量(λrms)との関係を示した図である。
【図１０】バルク記録方式について説明するための図である。
【図１１】基準面を備える実際のバルク型記録媒体の断面構造を例示した図である。
【図１２】バルク型記録媒体に対するマーク記録時の動作について説明するための図である。
【図１３】バルク型記録媒体の記録再生を行うための光学系の概要を示した図である。
【図１４】バルク型記録媒体の再生時におけるサーボ制御について説明するための図である。
【図１５】球面収差補正量が大となることに応じて像高特性が悪化する点について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．記録／再生対象とする光記録媒体＞
＜２．光学ドライブ装置の構成＞
［2-1．光学ピックアップの内部構成］
［2-2．光学ドライブ装置の全体的な内部構成］
［2-3．録再光用レーザ光の焦点位置の調整について］
＜３．対物レンズの設計＞
［3-1．具体的な設計指針］
［3-2．実施例１：２群構成の設計例］
［3-3．実施例２：３群構成の設計例］
＜４．変形例＞
【００４２】
＜１．実施の形態で記録／再生対象とする光記録媒体＞
図１は、実施の形態で記録／再生対象とする光記録媒体の断面構造図を示している。
実施の形態で記録／再生対象とする光記録媒体は、いわゆるバルク記録型の光記録媒体とされ、以下、バルク型記録媒体１と称する。
バルク型記録媒体１は、ディスク状の光記録媒体とされ、回転駆動されるバルク型記録媒体１に対するレーザ光照射が行われてマーク記録（情報記録）が行われる。また、記録情報の再生としても、回転駆動されるバルク型記録媒体１に対してレーザ光を照射して行われる。
なお光記録媒体とは、光の照射により情報の記録／再生が行われる記録媒体を総称したものである。
【００４３】
図１に示されるように、バルク型記録媒体１には、上層側から順にカバー層２、選択反射膜３、中間層４、バルク層５が形成されている。
ここで、本明細書において「上層側」とは、後述する実施の形態としての光学ドライブ装置（記録再生装置１０）側からのレーザ光が入射する面を上面としたときの上層側を指す。
【００４４】
また、本明細書においては「深さ方向」という語を用いるが、この「深さ方向」とは、上記「上層側」の定義に従った上下方向と一致する方向（すなわち光学ドライブ装置側からのレーザ光の入射方向に平行な方向：フォーカス方向）を指すものである。
【００４５】
バルク型記録媒体１において、上記カバー層２は、例えばポリカーボネートやアクリルなどの樹脂で構成され、図示するようにその下面側には、記録／再生位置を案内するための位置案内子として案内溝が形成され、図のように凹凸の断面形状が与えられている。位置案内子は、スパイラル状又は同心円状に形成される。本例の場合において、上記位置案内子はスパイラル状に形成されているものとして以下の説明を続ける。
上記案内溝としては、連続溝（グルーブ）、又はピット列で形成される。例えば案内溝がピット列で形成される場合、ピットとランドの長さの組み合わせにより位置情報（絶対位置情報：ディスク上での回転角度位置を表す情報としての回転角度情報や、半径位置情報など）が記録される。或いは、案内溝がグルーブとされる場合、当該グルーブを周期的に蛇行（ウォブル）させて形成することで、該蛇行の周期情報により位置情報の記録が行われる。
カバー層２は、例えばこのような案内溝（凹凸形状）が形成されたスタンパを用いた射出成形などにより生成される。
【００４６】
また、上記案内溝が形成された上記カバー層２の下面側には、選択反射膜３が成膜される。
ここで、前述もした通りバルク記録方式では、記録層としてのバルク層５に対してマーク記録／再生を行うための光（録再用レーザ光）とは別に、上記のような案内溝に基づきトラッキングやフォーカスのエラー信号を得るための光（サーボ用レーザ光）を別途に照射するものとされている。
このとき、仮に、上記サーボ用レーザ光がバルク層５に到達してしまうと、当該バルク層５内におけるマーク記録に悪影響を与える虞がある。このため、サーボ用レーザ光は反射し、録再用レーザ光は透過するという選択性を有する反射膜が用いられる。
従来よりバルク記録方式では、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長帯の異なるレーザ光を用いるようにされており、これに対応すべく、上記選択反射膜３としては、サーボ用レーザ光と同波長帯の光は反射し、それ以外の波長による光は透過するという、波長選択性を有する選択反射膜が用いられる。
【００４７】
上記選択反射膜３の下層側には、例えばＵＶ硬化樹脂などの接着材料で構成された中間層４を介して、記録層としてのバルク層５が積層（接着）されている。
バルク層５の形成材料（記録材料)としては、例えば先に説明したポジ型マイクロホログラム方式やネガ型マイクロホログラム方式、ボイド記録方式など、採用するバルク記録の方式に応じて適宜最適なものが採用されればよい。
なお、本発明で対象とする光記録媒体に対するマーク記録方式は特に限定されるべきものではなく、バルク記録方式の範疇において任意の方式が採用されればよい。以下の説明においては一例として、ボイド記録方式が採用される場合を例示する。
【００４８】
ここで、上記のような構成を有するバルク型記録媒体１において、上述の案内溝としての位置案内子が形成された選択反射膜３は、後述もするようにサーボ用レーザ光に基づく録再用レーザ光の位置制御を行うにあたっての基準となる反射面となる。この意味で、選択反射膜３が形成された面を以下、基準面Ｒｅｆと称する。なお、この「基準面」については、「サーボ信号面」と換言することもできる。
【００４９】
また、以下、バルク型記録媒体１の表面（最上面）については、表面Ｓｆと表記する。
【００５０】
ところで、先の図１２においても説明したように、バルク型の光記録媒体においては、バルク層内に多層記録を行うために、予め情報記録を行うべき各層位置（情報記録層位置Ｌ）が設定される。
ここで、「情報記録層位置」は、「情報記録深さ」と表現することもできる。
図１においては、先の図１２の例と同様に、情報記録層位置Ｌとしては上層側から順に第１情報記録層位置Ｌ１、第２情報記録層位置Ｌ２、第３情報記録層位置Ｌ３、第４情報記録層位置Ｌ４、第５情報記録層位置Ｌ５の計５つが設定されたものとしている。
なお、先の図１２で述べたように、このような情報記録層位置Ｌの設定数は図示の都合上のものであり、実際には、例えば２０程度〜３０程度などの数十程度の情報記録層位置Ｌが設定されることが想定されている。
ここで、バルク層５内に設定される各情報記録層位置Ｌを表す情報は、後述する記録再生装置１０におけるコントローラ３９に対して予め設定される。
【００５１】
＜２．光学ドライブ装置の構成＞
図２及び図３は、図１に示したバルク型記録媒体１に対する記録／再生を行う実施の形態としての光学ドライブ装置（記録再生装置１０と称する）の内部構成について説明するための図である。
図２は、実施の形態の記録再生装置１０が備える光学ピックアップＯＰの内部構成を主に示し、図３は、記録再生装置１０の全体的な内部構成を示している。
【００５２】
［2-1．光学ピックアップの内部構成］
先ずは図２により、光学ピックアップＯＰの内部構成について見ていく。
図中のバルク型記録媒体１は、記録再生装置１０における所定位置においてそのセンターホールがクランプされるようにしてセットされ、図示は省略したスピンドルモータによる回転駆動が可能な状態に保持される。
光学ピックアップＯＰは、上記スピンドルモータにより回転駆動されるバルク型記録媒体１に対して録再用レーザ光、サーボ用レーザ光を照射するために設けられる。
【００５３】
光学ピックアップＯＰ内には、マークによる情報記録、及びマークにより記録された情報の再生を行うための録再用レーザ光の光源である録再用レーザ１１と、基準面Ｒｅｆに形成された案内溝を利用した位置制御を行うための光であるサーボ用レーザ光の光源であるサーボ用レーザ２４とが設けられる。
ここで、前述のように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長が異なる。本例の場合、録再用レーザ光の波長はおよそ４０５ｎｍ程度（いわゆる青紫色レーザ光）、サーボ用レーザ光の波長はおよそ６５０ｎｍ程度（赤色レーザ光）とされる。
【００５４】
また、光学ピックアップＯＰ内には、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光のバルク型記録媒体１への出力端となる対物レンズ２０が設けられる。
さらには、上記録再用レーザ光のバルク型記録媒体１からの反射光を受光するための録再光用受光部２３と、サーボ用レーザ光のバルク型記録媒体１からの反射光を受光するためのサーボ光用受光部２９とが設けられる。
【００５５】
その上で、光学ピックアップＯＰ内においては、録再用レーザ１１より出射された録再用レーザ光を対物レンズ２０に導くと共に、対物レンズ２０に入射した上記バルク型記録媒体１からの録再用レーザ光の反射光を録再光用受光部２３に導くための光学系が形成される。
【００５６】
具体的に、上記録再用レーザ１１より出射された録再用レーザ光は、発散光の状態で偏光ビームスプリッタ１２に入射する。偏光ビームスプリッタ１２は、このように録再用レーザ１１より入射した録再用レーザ光を透過するように構成されている。
【００５７】
偏光ビームスプリッタ１２を透過した録再用レーザ光は、１／４波長板１３、及びコリメーションレンズ１４を介して、録再光用フォーカス機構（エキスパンダ）１５に入射する。
図示するように録再光用フォーカス機構１５は、凹レンズ１６、レンズ駆動部１７、及び凸レンズ１８を有して構成される。
【００５８】
１／４波長板１３を介した録再用レーザ光は、コリメーションレンズ１４を介して平行光となるように変換される。そして、当該コリメーションレンズ１４を介した録再用レーザ光が、録再光用フォーカス機構１５内の凹レンズ１６に入射する。
【００５９】
録再光用フォーカス機構１５においては、凹レンズ１６がレンズ駆動部１７によって録再用レーザ光の光軸に平行な方向に駆動されることで、録再用レーザ光について独立したフォーカス制御を行う。
レンズ駆動部１７には、後述するコントローラ３９（図３）より駆動信号Ｄexが供給される。該駆動信号Ｄexに基づきレンズ駆動部１７が凹レンズ１６を駆動することで、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光のコリメーションが変化し、これに伴って録再用レーザ光の焦点位置が調整されることになる。
なお、録再光用フォーカス機構１５を用いた録再用レーザ光についての具体的なフォーカス制御手法（及び球面収差補正手法）については後に改めて説明する。
【００６０】
上記録再光用フォーカス機構１５を介した録再用レーザ光は、ダイクロイックプリズム１９に入射する。
ダイクロイックプリズム１９は、その選択反射面が、録再用レーザ光と同波長帯の光は透過し、それ以外の波長による光は反射するように構成されている。従って上記のようにして入射した録再用レーザ光は、ダイクロイックプリズム１９を透過する。
【００６１】
ダイクロイックプリズム１９を透過した録再用レーザ光は、図示するようにして対物レンズ２０を介してバルク型記録媒体１に対して照射される。
対物レンズ２０に対しては、当該対物レンズ２０をフォーカス方向（バルク型記録媒体１に対して接離する方向）、及びトラッキング方向（上記フォーカス方向に直交する方向：バルク型記録媒体１の半径方向）に変位可能に保持する２軸アクチュエータ２１が設けられる。
２軸アクチュエータ２１には、フォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられ、それぞれに駆動信号（後述する駆動信号ＦＤ、ＴＤ）が与えられることで、対物レンズ２０をフォーカス方向、トラッキング方向にそれぞれ変位させる。
【００６２】
なお、この図２においては対物レンズ２０を１つのレンズ（単玉レンズ）として表しているが、これは図示の都合からであり、後述もするように対物レンズ２０としては２群や３群の構成とすることができる。
【００６３】
ここで、再生時においては、上記のようにしてバルク型記録媒体１に対して録再用レーザ光が照射されることに応じて、バルク型記録媒体１（バルク層５内の再生対象の情報記録層Ｌに記録されたマーク列）より録再用レーザ光の反射光が得られる。このように得られた録再用レーザ光の反射光は、対物レンズ２０を介してダイクロイックプリズム１９に導かれ、当該ダイクロイックプリズム１９を透過する。
ダイクロイックプリズム１９を透過した録再用レーザ光の反射光は、録再光用フォーカス機構１５（凸レンズ１８→凹レンズ１６）→コリメーションレンズ１４→１／４波長板１３を介した後、偏光ビームスプリッタ１２に入射する。
【００６４】
ここで、このように偏光ビームスプリッタ１２に入射する録再用レーザ光の反射光（復路光）は、１／４波長板１３による作用とバルク型記録媒体１での反射時の作用とにより、録再用レーザ光１１側から偏光ビームスプリッタ１２に入射した録再用レーザ光（往路光）とはその偏光方向が９０度異なるようにされる。この結果、上記のようにして入射した録再用レーザ光の反射光は、偏光ビームスプリッタ１２にて反射される。
【００６５】
このように偏光ビームスプリッタ１２にて反射された録再用レーザ光の反射光は、シリンドリカルレンズ２２を介して、録再光用受光部２３の受光面上に集光する。
【００６６】
また、光学ピックアップＯＰ内には、上記により説明した録再用レーザ光についての光学系の構成に加えて、サーボ用レーザ２４より出射されたサーボ用レーザ光を対物レンズ２０に導き且つ、上記対物レンズ２０に入射したバルク型記録媒体１からのサーボ用レーザ光の反射光をサーボ光用受光部２９に導くための光学系が形成される。
図示するように上記サーボ用レーザ２４より出射されたサーボ用レーザ光は、発散光の状態で偏光ビームスプリッタ２５に入射する。偏光ビームスプリッタ２５は、このようにサーボ用レーザ２４から入射したサーボ用レーザ光（往路光）は透過するように構成される。
【００６７】
偏光ビームスプリッタ２５を透過したサーボ用レーザ光は、１／４波長板２６を介し、コリメーションレンズ２７で平行光となるようにされた後、ダイクロイックプリズム１９に入射する。
先に述べたように、ダイクロイックプリズム１９は、録再用レーザ光と同波長帯の光は透過し、それ以外の波長による光は反射するように構成されているため、上記サーボ用レーザ光はダイクロイックプリズム１９にて反射され、対物レンズ２０を介してバルク型記録媒体１に照射される。
【００６８】
また、このようにバルク型記録媒体１にサーボ用レーザ光が照射されたことに応じて得られる当該サーボ用レーザ光の反射光（基準面Ｒｅｆからの反射光）は、対物レンズ２０を介した後ダイクロイックプリズム１９にて反射され、コリメーションレンズ２７→１／４波長板２６を介して偏光ビームスプリッタ２５に入射する。
先の録再用レーザ光の場合と同様に、このようにバルク型記録媒体１側から入射したサーボ用レーザ光の反射光（復路光）は、１／４波長板２６の作用とバルク型記録媒体１での反射時の作用とにより、往路光とはその偏光方向が９０度異なるものとされ、従って復路光としてのサーボ用レーザ光の反射光は偏光ビームスプリッタ２５にて反射される。
【００６９】
偏光ビームスプリッタ２５にて反射されたサーボ用レーザ光の反射光は、シリンドリカルレンズ２８を介してサーボ光用受光部２９の受光面上に集光する。
【００７０】
また、光学ピックアップＯＰには、図中のチルト検出部３０、及びチルト機構３１が設けられる。
チルト検出部３０は、バルク型記録媒体１の傾き（ディスクチルト角）を検出する。
この場合、チルト検出部３０は、例えばバルク型記録媒体１に対して所定角度で光を照射する光照射部と、該光照射部により照射した光についてのバルク型記録媒体１からの反射光を受光する受光部とを備え、該受光部による上記反射光の受光位置のずれ量を検出することでバルク型記録媒体１の傾きを検出する。
チルト検出部３０による検出信号tiltは、後述するチルト補正部４０に供給される。
【００７１】
また、チルト機構３１は、対物レンズ２０をディスクチルトに応じて傾けるために設けられる。この場合のチルト機構３１は、対物レンズ２０を保持する２軸アクチュエータ２１を保持し、当該２軸アクチュエータ２１を傾けることで対物レンズ２０を傾ける。
チルト機構３１は、図３に示されるチルト補正部４０からの駆動信号Ｄｔに基づき駆動される。
なお以下、チルト機構３１により行われる対物レンズ２０のチルトのことを、レンズチルトとも称する。
【００７２】
ここで、図示による説明は省略するが、実際において記録再生装置１０には、上記により説明した光学ピックアップＯＰ全体をトラッキング方向にスライド駆動するスライド駆動部が設けられ、当該スライド駆動部による光学ピックアップＯＰの駆動により、レーザ光の照射位置を広範囲に変位させることができるようにされている。
【００７３】
［2-2．光学ドライブ装置の全体的な内部構成］
記録再生装置１０の全体的な内部構成は、図３に示すものとなる。
なお、この図３において、光学ピックアップＯＰの内部構成については一部のみを抽出して示している。具体的には、録再用レーザ１１、レンズ駆動部１７、２軸アクチュエータ２１、チルト検出部３０、及びチルト機構３１である。
【００７４】
図３において、記録再生装置１０には、バルク層５を対象とした記録／再生や、マーク記録／再生時における対物レンズ２０のフォーカス／トラッキング制御を行うための信号処理系の構成として、図中の記録処理部３２、録再光用マトリクス回路３３、再生処理部３４、録再光用サーボ回路３５、サーボ光用マトリクス回路３６、位置情報検出部３７、及びサーボ光用サーボ回路３８が設けられている。
【００７５】
記録処理部３２には、バルク型記録媒体１に対して記録すべきデータ（記録データ）が入力される。記録処理部３２は、入力された記録データに対してエラー訂正符号の付加や所定の記録変調符号化を施すなどして、バルク型記録媒体１に実際に記録される例えば「０」「１」の２値データ列である記録変調データ列を得る。
記録処理部３２は、このように生成した記録変調データ列に基づく記録パルス信号ＲＣＰにより、光学ピックアップＯＰ内の録再用レーザ１１の発光駆動を行う。これによりバルク型記録媒体１に対する情報記録が実現される。
【００７６】
録再光用マトリクス回路３３は、図２に示した録再光用受光部２３としての複数の受光素子からの受光信号ＤＴ-rp（出力電流）に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算／増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
具体的には、上述した記録変調データ列についての再生信号（読出信号）に相当する高周波信号（以降、再生信号ＲＦと称する）、フォーカスサーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ-rp、トラッキングサーボ制御のためのトラッキングエラー信号ＴＥ-rpを生成する。
【００７７】
録再光用マトリクス回路３３にて生成された上記再生信号ＲＦは、再生処理部３４に供給される。
また、上記フォーカスエラー信号ＦＥ-rp、上記トラッキングエラー信号ＴＥ-rpは、録再光用サーボ回路３５に対して供給される。
【００７８】
再生処理部３４は、上記再生信号ＲＦについて、２値化処理や記録変調符号の復号化・エラー訂正処理など、上述した記録データを復元するための再生処理を行い、上記記録データを再生した再生データを得る。
【００７９】
また、録再光用サーボ回路３５は、マトリクス回路３３から供給されるフォーカスエラー信号ＦＥ-rp、トラッキングエラー信号ＴＥ-rpに基づきフォーカスサーボ信号ＦＳ-rp、トラッキングサーボ信号ＴＳ-rpをそれぞれ生成し、これらフォーカスサーボ信号ＦＳ-rp、トラッキングサーボ信号ＴＳ-rpに基づくフォーカス駆動信号ＦＤ-rp、トラッキング駆動信号ＴＤ-rpに基づき、２軸アクチュエータ２１のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することで、録再用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を実現する。
なお先の図１２〜図１４の説明からも理解されるように、このような録再用レーザ光の反射光に基づく２軸アクチュエータ２１（対物レンズ２０）のサーボ制御は、再生時において行われるものである。
【００８０】
また、録再光用サーボ回路３５は、再生時に対応してコントローラ３９から為される指示に応じて、トラッキングサーボループをオフとして上記トラッキングコイルにジャンプパルスを与えることでトラックジャンプ動作を実現したり、トラッキングサーボの引き込み制御等も行う。また、フォーカスサーボの引き込み制御等も行う。
【００８１】
また、サーボ用レーザ光の反射光についての信号処理系において、サーボ光用マトリクス回路３６は、図２に示したサーボ光用受光部２９における複数の受光素子からの受光信号ＤＴ-svに基づき、必要な信号を生成する。
具体的にサーボ光用マトリクス回路３６は、フォーカス／トラッキングの各サーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ-sv、トラッキングエラー信号ＴＥ-svを生成する。
また、基準面Ｒｅｆにおいて記録された絶対位置情報（アドレス情報）の検出を行うための位置情報検出用信号Ｄｐｓを生成する。例えば絶対位置情報がピット列により記録される場合、位置情報検出用信号Ｄｐｓとしては和信号を生成する。或いは、ウォブリンググルーブにより絶対位置情報が記録される場合、位置情報検出用信号Ｄｐｓとしてはプッシュプル信号を生成する。
【００８２】
上記位置情報検出用信号Ｄｐｓは、位置情報検出部３７に供給される。位置情報検出部３７は、上記位置情報検出用信号Ｄｐｓに基づき基準面Ｒｅｆに記録された絶対位置情報を検出する。検出された絶対位置情報はコントローラ３９に対して供給される。
【００８３】
また、サーボ光用マトリクス回路３６にて生成されたフォーカスエラー信号ＦＥ-sv、トラッキングエラー信号ＴＥ-svは、サーボ光用サーボ回路３８に対して供給される。
サーボ光用サーボ回路３８は、フォーカスエラー信号ＦＥ-sv、トラッキングエラー信号ＴＥ-svに基づきフォーカスサーボ信号ＦＳ-sv、トラッキングサーボ信号ＴＳ-svをそれぞれ生成する。
そして、記録時には、コントローラ３９からの指示に応じて、上記フォーカスサーボ信号ＦＳ-sv、トラッキングサーボ信号ＴＳ-svに基づき生成したフォーカス駆動信号ＦＤ-sv、トラッキング駆動信号ＴＤ-svに基づいて、２軸アクチュエータ２１のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することで、サーボ用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を実現する。
【００８４】
また、サーボ光用サーボ回路３８は、記録時に対応してコントローラ３９から為される指示に応じて、トラッキングサーボループをオフとして２軸アクチュエータ２１のトラッキングコイルにジャンプパルスを与えることでトラックジャンプ動作を実現したり、トラッキングサーボの引き込み制御等も行う。また、基準面Ｒｅｆに対するフォーカスサーボの引き込み制御等も行う。
【００８５】
コントローラ３９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ（記憶装置）を備えたマイクロコンピュータで構成され、例えば上記ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従った制御・処理を実行することで、記録再生装置１０の全体制御を行う。
具体的にコントローラ３９は、前述のようにして予め設定された各情報記録層位置Ｌの情報に基づき、録再光用フォーカス機構１５におけるレンズ駆動部１７を駆動制御することで、録再用レーザ光の焦点位置の調整を行う。
なお、このような焦点位置の設定に関する具体的な手法については後述する。
【００８６】
また、コントローラ３９は、先の図１２〜図１４にて説明したような記録／再生時の対物レンズ２０のサーボ制御切り替えを実現するための制御も行う。具体的にコントローラ３９は、記録時には、サーボ光用サーボ回路３８に対してフォーカス駆動信号ＦＤ-sv、トラッキング駆動信号ＴＤ-svの出力を指示し、また録再光用サーボ回路３５にはフォーカス駆動信号ＦＤ-rp、トラッキング駆動信号ＴＤ-rpの出力を停止するように指示を行う。
一方、再生時には、録再光用サーボ回路３５に対してフォーカス駆動信号ＦＤ-rp、トラッキング駆動信号ＴＤ-rpの出力を指示し、サーボ光用サーボ回路３８に対しては、フォーカス駆動信号ＦＤ-sv、トラッキング駆動信号ＴＤ-svの出力を停止するように指示を行う。
【００８７】
またコントローラ３９は、サーボ光用サーボ回路３８に対するシーク動作制御を行う。すなわち、サーボ用レーザ光のスポット位置を基準面Ｒｅｆ上における所定のアドレスに移動させるようにサーボ回路３８に対する指示を行う。
【００８８】
また、本例の記録再生装置１０には、チルト補正部４０が設けられる。チルト補正部４０は、チルト検出部３０による検出信号tiltに基づき、対物レンズ２０をディスクチルトに応じた分だけ傾けるための駆動信号Ｄｔを生成し、当該駆動信号Ｄｔに基づきチルト機構３１を駆動する。これにより、チルト補正が実現される。
【００８９】
［2-3．録再光用レーザ光の焦点位置の調整について］
図４は、録再光用フォーカス機構１５を用いた焦点位置の調整手法について説明するための図である。
先ず、バルク型記録媒体１の所要の層位置Ｌを対象として記録再生を行うにあたっては、予め基準層位置Ｌprを設定しておくことになる。この基準層位置Ｌprは、録再用レーザ光の焦点位置の調整にあたって基準とすべき層位置Ｌであり、具体的に本例の場合は、情報記録層位置Ｌ１〜Ｌ５のうちの中間に位置する情報記録層位置Ｌ３を基準層位置Ｌprとして設定するものとしている。
【００９０】
この場合の録再光用フォーカス機構１５は、このような基準層位置Ｌprへの合焦状態を基準として、球面収差補正を含めた録再用レーザ光についての焦点位置の調整を行うようにされる。
具体的に、この場合における録再用レーザ光についての光学系は、図４（ｂ）に示すように録再用レーザ光が基準層位置Ｌprに合焦する状態で、レンズ駆動部１７による凹レンズ１６の駆動位置が、基準位置にあるように設計されている。具体的にこの場合、凹レンズ１６の基準位置とは、レンズ駆動部１７への駆動信号Ｄexのレベルがゼロレベルである状態を指すものとする。
なお且つ、この場合の光学系は、このように凹レンズ１６が基準位置にある状態において、該凹レンズ１６から凸レンズ１８を介して出射される（つまり対物レンズ２０に入射する）録再用レーザ光が、図のように平行光となるように設計されている。
そして、このように録再用レーザ光が対物レンズ２０に平行光で入射し基準層位置Ｌprに合焦する状態において、録再用レーザ光の球面収差が最小となるように光学系が設計されている。これは、換言すれば、基準層位置Ｌprへの合焦状態では、球面収差の補正が不要であるということを意味する。この意味で基準層位置Ｌprは、球面収差補正にあたっての基準層位置ともされていることになる。
【００９１】
この図４（ｂ）に示す状態を基準として、基準層位置Ｌpr（この場合は情報記録層位置Ｌ３）よりも下層側の情報記録層位置Ｌを対象とした記録を行うとしたときは、図４（ａ）に示されるように、凹レンズ１６を対物レンズ２０に近づく方向に駆動する（例えば駆動信号Ｄexとして正極性による信号を与える）。これにより、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光は発散光となり、その結果、録再用レーザ光の合焦位置は基準層位置Ｌprよりも下層側に調整されることになる。
このとき、凹レンズ１６の上記基準位置からの駆動量に比例して、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光の発散角が大となり、録再用レーザ光の合焦位置が基準層位置Ｌprのより下層側に調整されることになる。
【００９２】
一方、基準層位置Ｌprより上層側の情報記録層位置Ｌを対象として記録を行うとしたときは、図４（ｃ）のように、凹レンズ１６を対物レンズ２０から離れる方向（光源側の方向）に駆動する（例えば駆動信号Ｄexとして負極性による信号を与える）ことで、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光を収束光に変化させる。これにより、録再用レーザ光の焦点位置を基準層位置Ｌprよりも上層側に調整できる。このとき、凹レンズ１６の上記基準位置からの駆動量をより大とすることで、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光の収束角をより大とでき、録再用レーザ光の合焦位置をより上層側に調整できる。
【００９３】
この前提を踏まえた上で、先の図３に示したコントローラ３９には、各情報記録層位置Ｌを表す情報として、情報記録層位置Ｌごとの駆動信号Ｄexのレベルの情報が記憶されている。またこれと共に、コントローラ３９には、基準層位置Ｌpr以外の各情報記録層Ｌごとに、基準層位置Ｌprからの誤差（距離）に応じた球面収差補正量の情報が記憶されている。
コントローラ３９は、このように層位置Ｌごとに予め設定された駆動信号Ｄexのレベルの情報と球面収差補正量の情報とに応じて、レンズ駆動部１７を駆動制御する。これにより、記録の対象とすべき情報記録層位置Ｌｎに応じた位置に録再用レーザ光を合焦させつつ、その情報記録層位置Ｌｎに応じた球面収差補正（デフォーカス）を行うようにされている。
【００９４】
またコントローラ３９は、再生時に対応しては、録再光用フォーカス機構１５を利用した球面収差補正を行う。具体的には、上記のように予め各層位置Ｌごとに記憶された基準層位置Ｌprからの誤差（距離）に応じた球面収差補正量の情報に基づきレンズ駆動部１７を駆動制御することで、再生時における球面収差補正を行う。
【００９５】
＜３．対物レンズの設計＞
［3-1．具体的な設計指針］
ここで、上記による説明からも理解されるように、本実施の形態の記録再生装置１０としても、球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行うように構成されている。
前述もしたように、このような構成を採る場合において、大記録容量化のためにバルク層５の厚さが大とされてその分球面収差補正としてもその補正量が大となる場合には、補正端側でのコマ収差が大きく悪化し（先の図１５を参照）、その結果、全ての情報記録層位置Ｌにおいて安定した記録再生性能を維持することが困難となってしまう。
【００９６】
図５は、レンズチルトによるチルト補正と像高との関係について説明するための図である。
この図５に示されるように、対物レンズ２０を傾けてレンズチルトによるチルト補正を行った場合には、対物レンズ２０の光軸axs_Lが、光学系の光軸axs_Oに対して傾くことで、レーザ光の焦点位置に図中のＹと示すようなずれが生じる。
このＹが像高と呼ばれるものであり、図のように光軸の傾き角をθとし、対物レンズ２０の焦点距離をｆとしたとき、
Ｙ＝ｆ×ｔａｎθ
で表される。
【００９７】
このようにレンズチルトによるチルト補正を行うことによっては、像高Ｙが変化する。従って、記録再生装置１０において、良好な結像性能が得られるようにするためには、対物レンズ２０として、その像高特性（像高Ｙに対する収差特性）を改善すればよいということが分かる。
【００９８】
そこで本実施の形態では、対物レンズ２０を以下のように設計する。
先ず、記録（又は再生）にあたっての集光対象位置と基準層位置Ｌprとの誤差に応じた３次の球面収差の変動量（以下、３次球面収差変動量と称する）Ｗ40は、以下のように表される。
Ｗ40＝dt／8×(n2-1)／n3×NA4 ・・・［式１］
これをλrms単位とすると、
Ｗ40×{1／6／sqrt(5)}／λ ・・・［式２］
また、集光対象位置と基準層位置Ｌprとの誤差に応じた３次のコマ収差の変動量（３次コマ収差変動量）Ｗ31は、以下のように表される。
Ｗ31＝dt／2×(n2-1)×n2×sinθ×cosθ／(n2-sin2θ)5/2×NA3 ・・・［式３］
これをλrms単位とすると、
Ｗ31×{1／2／3／sqrt(2)}／λ ・・・［式４］
ただし［式１］〜［式４］において、dtは集光対象位置と基準層位置Ｌprとの誤差、nはバルク型記録媒体１の屈折率、NAは対物レンズ２０の実効的開口数、θはディスクチルト角度（ラジアン）、λは録再用レーザ光の波長である。
【００９９】
ここで、チルト補正が無しの条件において、これら３次球面収差変動量と３次コマ収差変動量との関係は、
３次コマ収差変動量＝ａ＊３次球面収差変動量
と表すことができる。
【０１００】
これに対し、対物レンズ２０をディスクチルト角度θと同角度チルトさせてチルト補正（コマ収差補正）を行う条件は、上記［式４］をレンズチルト角で除算し且つ［式４］の極性を反転させることに相当する。つまり、
(-1)×３次コマ収差変動量／レンズチルト角
である。
従って、チルト補正有りの場合における３次球面収差変動量と３次コマ収差変動量との関係は、
(-1)×３次コマ収差変動量／レンズチルト角＝α＊３次球面収差変動量
と表すことができる。これを表記し直すと、
(-1)×[式４]／θ＝α×[式２] ・・・［式５］
である。
【０１０１】
ここで、上記［式５］において、ディスクチルト角度θが十分に小さい範囲（±0.5°以下）と考え、sinθ≒θ、cosθ≒１とすると、
α＝-6.32×n5／NA／(n2-θ2)5/2 ・・・［式６］
このとき、n>>θとおけば、
(n2-θ2)＝n2
である。
従って上記［式６］は、
α＝-6.32／NA ・・・［式７］
【０１０２】
この［式７］により求まったαの値は、カバー厚の差dtや、記録媒体の屈折率n、レーザ光の波長λとは無相関な値であり、αの理想値（中間値）となる。
本例の場合、対物レンズ２０のNAは０．８５程度であり、従って本例におけるαの理想値は、
α≒-7.44 ・・・［式８］
である。
【０１０３】
ここで、本例の場合、記録媒体の屈折率n＝1.6であり、最大チルト角（θの最大値）は0.5°（±0.5°）である。
このとき、例えばバルク層５の厚さがおよそ３００μｍ程度とされ、基準層位置Ｌprからの誤差dtの最大値がおよそ±１５０μｍであるとすると、この場合における３次球面収差変動量Ｗ40（λrms）の最大値は、先の［式２］より、±0.68λrms程度となる。従って、同じく誤差dtが最大のときで、且つ最大チルト角が上記0.5°のときの３次コマ収差変動量Ｗ31（λrms）は、上記の0.68λrmsと［式８］のαの理想値とから、［式５］より0.0445λrms程度となる。
【０１０４】
本実施の形態では、このような基準層位置Lprからの誤差dtが最大でチルト角θが最大という条件でのα＝理想値のときの３次コマ収差変動量の値が、マレシャル基準収差（マレシャルのクライテリオン：Marechal Criterion）に基づく許容相違範囲内に収めることのできる、αの値の範囲を設定する。
【０１０５】
一例として、許容相違範囲をマレシャル基準収差（＝0.07λrms）自体としたときは、上記の３次コマ収差変動量≒0.0445λrmsからの許容相違の割合は、約157％（0.07／0.0445）である。従って、αに許される精度は157％（α×2.57＜α＜α／2.57）であり、
−１９．１＜α＜−２．９ ・・・［式９］
となる。
つまりこの場合、対物レンズ２０としては、
３次コマ収差変動量／レンズチルト角＝α＊３次球面収差変動量
におけるαが、［式９］の許容相違範囲内の値となるように設計すればよいものである。
【０１０６】
或いは、光学系における他の光学部品の有する収差も考慮に入れた十分なマージンをとるとして、許容相違範囲をマレシャル基準収差の半値＝0.035λrmsとした場合には、上記の３次コマ収差変動量≒0.0445λrmsからの許容相違の割合は約80％であり、従って、αに許される精度は80％（α×1.8＜α＜α／1.8）となる。つまりは、
−１３．４＜α＜−４．１ ・・・［式１０］
である。
従ってこの場合には、対物レンズ２０としては、
３次コマ収差変動量／レンズチルト角＝α＊３次球面収差変動量
におけるαが［式１０］の許容相違範囲内の値となるように設計すればよい。
【０１０７】
上記のように本実施の形態では、「３次コマ収差変動量／レンズチルト角＝α＊３次球面収差変動量」におけるαの値が、当該αの理想値を基準とする許容相違範囲であって、基準層位置Ｌprからレーザ光の集光対象位置までの誤差が最大で且つチルト角θが最大のときの３次コマ収差変動量とマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるように、対物レンズ２０を設計するものとしている。
これにより、録再用レーザ光の集光対象位置が基準層位置Ｌprから最大に離間した位置で且つチルトが最大に生じているという最悪の条件下においても、録再用レーザ光の結像性能として、マレシャル基準収差に基づく高い性能を維持することができる
この結果、本実施の形態によれば、球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行うバルク型記録媒体１のドライブ装置について、その記録再生性能の向上を図ることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態によれば、対物レンズ２０の像高特性が改善する分、よりバルク層５の厚みを増しても対応可能であり、従って、さらなる大記録容量化が図られるようにできる。
【０１０９】
［3-2．実施例１：２群構成の設計例］
以下、上記の［式９］及び［式１０］の双方のαの条件を満たす対物レンズ２０の具体的な設計例について説明する。
先ずは図６により、２群構成とした場合の設計例（実施例１とする）について説明する。
【０１１０】
図６は、実施例１としての対物レンズ２０の構成を示した断面図である。
なおこの図ではバルク型記録媒体１の表面Ｓｆ及び基準層位置Ｌprも併せて示している。
またこの図では、対物レンズ２０を介してバルク型記録媒体１に照射される録再用レーザ光の光線も併せて示している。
さらに、光学系の光軸axs_O及び対物レンズ２０の光軸axs_Lも示している。
【０１１１】
図示するように、この場合の対物レンズ２０は、後玉レンズ２０Ａと先玉レンズ２０Ｂとを有する２群構成とされる。後玉レンズ２０Ａの発光点側（光源側）の面に対しては、絞りａｐが設けられ、これによって入射光の径が所定の径に絞られる。
【０１１２】
この図では、後玉レンズ２０Ａに対して録再用レーザ光が平行光入射し、それに伴い録再光用レーザ光が基準層位置Ｌprに合焦している様子を示している。
【０１１３】
下記の［表１］は、実施例１の対物レンズ２０の設計例を示している。
【表１】
【０１１４】
ここで本例の場合、バルク型記録媒体１の屈折率n＝1.6である。また、録再用レーザ光の波長λ＝405nmである。また、対物レンズ２０の入射瞳径は2.5mm、焦点距離は1.47mmである。
なお上記［表１］において、面番号Ｓ１〜Ｓ８は、それぞれ図６中に示した面番号Ｓ１〜Ｓ８に対応する。ここで、面番号Ｓ０は、録再用レーザ光の発光点を表す。
また、面番号Ｓ５及びＳ６は共に先玉レンズ２０Ｂのバルク型記録媒体１側の面を指すものである。
また、面番号Ｓ８は、集光対象位置としての情報記録層位置Ｌの面を表すもので、対物レンズ２０に録再用レーザ光が平行光入射するとき、当該面番号Ｓ８の面は図６に示すように基準層位置Ｌprに一致する。
また、［表１］において、面番号Ｓ６と対応づけられた面間隔の値（0.17mm）は、Ｓ６とＳ７との間の面間隔、すなわち対物レンズ２０の端面とバルク型記録媒体１の表面Ｓｆとの間の空気の層の厚さを意味する。
【０１１５】
また、［表１］において、Ａ〜Ｈ及びＪは非球面係数であり、Ｋは円錐係数である。
ここで、非球面式は下記の［式１１］で定義されるものである。
【数１】
なお［式１１］において、ｚは、ｚ軸（光軸に平行な軸）に対する平行面のサグ、ｃは面頂点での曲率（CUY）、ｋは円錐係数（Ｋ）である。またｈは、光軸からの高さ（光軸と直交する方向における光軸からの距離）を意味する。
【０１１６】
なお［表１］において、「ポジションデータ」は、１）集光対象位置の深さ（集光対象位置と基準層位置Ｌprとの誤差）に従って、２）発光点の位置（Ｓ０）を動かすこと、３）バルク型記録媒体１と対物レンズ２０端面との間の距離を動かすこと、の３点を最適にして決まる設計解のことである。
［表１］の「ポジションデータ」において、面番号Ｓ７に対応づけられた各ポジションの値は、Ｓ７−Ｓ８間の面間隔（表面Ｓｆ−集光対象位置間の間隔）を表すものである。また面番号Ｓ６に対応づけられた各ポジションの値は、Ｓ６−Ｓ７間の面間隔（対物レンズ２０端面−表面Ｓｆ間の間隔）を表すものである。
また、発光点の各ポジションの値について、「INFINITY」は録再用レーザ光が対物レンズ２０に平行光入射することを意味する。また、発光点のポジションの値が正であることは、対物レンズ２０に録再用レーザ光が発散光で入射すること（図４（ａ））を意味し、また負であることは収束光で入射すること（図４（ｃ））を意味する。
【０１１７】
図７は、［表１］による設計を行った実施例１の対物レンズ２０についての、３次球面収差変動量(λrms)と３次コマ収差変動量(λrms)との関係を示した図である。
この図７のように横軸（ｘ軸）を３次球面収差変動量、縦軸（ｙ軸）を３次コマ収差変動量としたときの、実施例１の対物レンズ２０におけるこれら２つの変動量の関係式は、
ｙ＝-0.0509ｘ＋0.0061
となる。
ここで、αの値は、このような３次球面収差変動量と３次コマ収差変動量との関係式（先に挙げた「３次コマ収差変動量＝ａ＊３次球面収差変動量」に相当）における傾きの値を、レンズチルト角（ラジアン）で除算したものに相当する。
従って、実施例１の対物レンズ２０のαの値は、
α＝-0.0509÷0.00873(＝0.5°)＝-5.83
である。
この結果より、実施例１の対物レンズ２０によれば、先の［式９］及び［式１０］の双方の条件を満たすことが分かる。
【０１１８】
［3-3．実施例２：３群構成の設計例］
続いて、実施例２は、対物レンズ２０を３群構成とした場合の設計例である。
図８は、実施例２としての対物レンズ２０の構成を示した断面図である。
なおこの図においても先の図６と同様に、バルク型記録媒体１の表面Ｓｆ及び基準層位置Ｌpr、対物レンズ２０を介してバルク型記録媒体１に照射される録再用レーザ光の光線、光学系の光軸axs_O及び対物レンズ２０の光軸axs_Lも併せて示している。
【０１１９】
図示するように、この場合の対物レンズ２０は、後玉レンズ２０Ａと先玉レンズ２０Ｂとの間に中玉レンズ２０Ｃが挿入された３群構成となる。この場合も後玉レンズ２０Ａの発光点側（光源側）の面に対しては絞りａｐが設けられている。
この図８においても、先の図６に場合と同様に、後玉レンズ２０Ａに対して録再用レーザ光が平行光入射し、録再光用レーザ光が基準層位置Ｌprに合焦している様子を示している。
【０１２０】
下記［表２］は、実施例２の対物レンズ２０の設計例を示している。
【表２】
【０１２１】
なお、この場合も先の実施例２の場合と同様、バルク型記録媒体１の屈折率n＝1.6、録再用レーザ光の波長λ＝405nm、対物レンズ２０の入射瞳径＝2.5mm、焦点距離＝1.47mmである。
また、面番号Ｓ１〜Ｓ１０は、それぞれ図８中に示した面番号Ｓ１〜Ｓ１０に対応し、この場合も面番号Ｓ０は録再用レーザ光の発光点を表す。
この場合、面番号Ｓ７及びＳ８は共に先玉レンズ２０Ｂのバルク型記録媒体１側の面を指す。また、面番号Ｓ１０は、集光対象位置としての情報記録層位置Ｌの面を表すもので、対物レンズ２０に録再用レーザ光が平行光入射するとき、面番号Ｓ１０の面は図８に示すように基準層位置Ｌprに一致する。
また、［表２］の場合、面番号Ｓ８と対応づけられた面間隔の値（0.17mm）の値が、対物レンズ２０の端面とバルク型記録媒体１の表面Ｓｆとの間の空気の層の厚さを表すものとなる。
ここで、その他、表の見方については先の［表１］の場合と同様である。
【０１２２】
図９は、実施例２の対物レンズ２０についての、３次球面収差変動量(λrms)と３次コマ収差変動量(λrms)との関係を示した図である。
実施例２の対物レンズ２０における３次球面収差変動量（ｘ軸）と３次コマ収差変動量（ｙ軸）との関係式は、
ｙ＝-0.0849ｘ＋0.0117
となる。
従って、この場合のαの値は、
α＝-0.0849÷0.00873＝-9.73
である。
このことから、実施例２の対物レンズ２０としても、先の［式９］及び［式１０］の双方の条件を満たすことが分かる。
【０１２３】
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでで説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、対物レンズ２０の具体的な設計例については上記の実施例１や実施例２に限定されるべきものでないことは言うまでもない。
また、対物レンズ２０の群数（レンズの玉数）についても実施例１や実施例２に限定されるべきものではない。
【０１２４】
また、これまでの説明では、球面収差の補正をエキスパンダを用いて行うものとしたが、例えば液晶素子を用いる手法など、他の手法により球面収差補正を行うように構成することもできる。
【０１２５】
またこれまでの説明では、基準層位置Ｌprをバルク層５内の中間位置に設定するものとしたが、基準層位置Ｌprの設定位置は必ずしもバルク層５の中間位置に限定されるべきものではない。
【０１２６】
また、これまでの説明では、再生時における録再用レーザ光のフォーカス制御は、該録再用レーザ光の記録済みマーク列からの反射光に基づき、対物レンズ２０を制御することで行うものとしたが、再生時においても、記録時と同様に、対物レンズ２０のフォーカス制御をサーボ用レーザの基準面Ｒｅｆからの反射光に基づき行い、録再用レーザ光のフォーカス制御を録再光用フォーカス機構１５を用いて行うようにすることもできる。
【０１２７】
またこれまでの説明では、反射膜が形成された基準面Ｒｅｆが、バルク層５としての記録層よりも上層側に形成される場合を例示したが、基準面Ｒｅｆが記録層よりも下層側に形成される場合にも本発明は好適に適用できる。
【０１２８】
また、これまでの説明では、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光のそれぞれの反射光を装置側で独立して受光するにあたり、ダイクロイックプリズム１９を設けて、それぞれの光の波長の違いを利用して分光を行う手法を例示したが、これに代えて、例えばｐ偏光／ｓ偏光などの偏光方向の違いを利用した分光を行う構成を採るなど、他の手法により分光を行うようにすることもできる。
【０１２９】
このように本発明の光学ピックアップ（光学ドライブ装置）が有する光学系の構成については適宜の変更が可能である。
【０１３０】
また、本発明は、バルク状の記録層を有するバルク型の光記録媒体を対象とする場合のみならず、深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体に広く好適に適用可能なものである。
例えば、反射層と記録材料層とを具備する記録膜の複数を深さ方向において所定間隔で形成した記録層構造を有する光記録媒体に対しても、本発明は好適に適用できる。
【０１３１】
また、これまでの説明では、本発明が記録層に対するマーク記録と記録マークの再生の双方を行う記録再生装置に適用される場合を例示したが、本発明としては、記録層に対するマーク記録のみを行う記録装置（記録専用装置）や、或いは記録されたマークの再生のみを行う再生装置（再生専用装置）に対しても好適に適用できる。
【符号の説明】
【０１３２】
１ バルク型記録媒体、２ カバー層、３ 選択反射膜、Ｒｅｆ 基準面、４ 中間層、５ バルク層、Ｌ 情報記録層位置、Ｌpr 基準層位置、１０ 記録再生装置、１１ 録再用レーザ、１２,２５ 偏光ビームスプリッタ、１３,２６ １／４波長板、１４,２７ コリメーションレンズ、１５ 録再光用フォーカス機構、１６ 凹レンズ、１７ レンズ駆動部、１８ 凸レンズ、１９ ダイクロイックプリズム、２０ 対物レンズ、２０Ａ 後玉レンズ、２０Ｂ 先玉レンズ、２０Ｃ 中玉レンズ、ａｐ 絞り、２１ ２軸アクチュエータ、２２,２８ シリンドリカルレンズ、２３ 録再光用受光部、２４ サーボ用レーザ、２９ サーボ光用受光部、３０ チルト検出部、３１ チルト機構、３２ 記録処理部、３３ 録再光用マトリクス回路、３４ 再生処理部、３５ 録再光用サーボ回路、３６ サーボ光用マトリクス回路、３７ 位置情報検出部、３８ サーボ光用サーボ回路、３９ コントローラ、４０ チルト補正部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズ、光学ピックアップ、及び光学ドライブ装置に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００８−１３５１４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１７６９０２号公報
【特許文献３】特開２００８−２６２７０２号公報
【特許文献４】特開２００８−９７６８１号公報
【背景技術】
【０００３】
光の照射により信号の記録／再生が行われる光記録媒体として、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）などのいわゆる光ディスクが普及している。
【０００４】
これらＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなど現状において普及している光記録媒体の次世代を担うべき光記録媒体に関して、先に本出願人は、上記特許文献１や上記特許文献２に記載されるようないわゆるバルク記録型の光記録媒体を提案している。
【０００５】
ここで、バルク記録とは、例えば図１０に示すようにして少なくともカバー層１０１とバルク層（記録層）１０２とを有する光記録媒体（バルク型記録媒体１００）に対し、逐次焦点位置を変えてレーザ光照射を行ってバルク層１０２内に多層記録を行うことで、大記録容量化を図る技術である。
【０００６】
このようなバルク記録に関して、上記特許文献１には、いわゆるマイクロホログラム方式と呼ばれる記録技術が開示されている。
マイクロホログラム方式では、バルク層１０２の記録材料として、いわゆるホログラム記録材料が用いられる。ホログラム記録材料としては、例えば光重合型フォトポリマ等が広く知られている。
【０００７】
マイクロホログラム方式は、ポジ型マイクロホログラム方式とネガ型マイクロホログラム方式とに大別される。
ポジ型マイクロホログラム方式は、対向する２つの光束を同位置に集光して微細な干渉縞（ホログラム）を形成し、これを記録マークとする手法である。
【０００８】
また、ネガ型マイクロホログラム方式は、ポジ型マイクロホログラム方式とは逆の発想で、予め形成しておいた干渉縞をレーザ光照射により消去して、当該消去部分を記録マークとする手法である。具体的に、ネガ型マイクロホログラム方式では、記録動作を行う前に、予めバルク層１０２に対して干渉縞を形成するための初期化処理を行う。初期化処理は、平行光による２つの光束を対向して照射し、それらの干渉縞をバルク層１０２の全体に形成することで行う。そして、記録時には、上記のように干渉縞が形成されたバルク層１０２における任意の層位置にフォーカスを合わせた状態で記録情報に応じたレーザ光照射を行うことで、消去マークによる情報記録を行う。
【０００９】
また、本出願人は、マイクロホログラム方式とは異なるバルク記録の手法として、例えば特許文献２に開示されるようなボイド（空孔）を記録マークとして形成する記録手法も提案している。
ボイド記録方式は、例えば光重合型フォトポリマなどの記録材料で構成されたバルク層１０２に対して、比較的高パワーでレーザ光照射を行い、バルク層１０２内に空孔（ボイド）を記録する手法である。特許文献２に記載されるように、このように形成された空孔部分は、バルク層１０２内における他の部分と屈折率が異なる部分となり、それらの境界部分で光の反射率が高められることになる。従って上記空孔部分は記録マークとして機能し、これによって空孔マークの形成による情報記録が実現される。
【００１０】
このようなボイド記録方式は、ホログラムを形成するものではないので、記録にあたっては片側からの光照射を行えば済むものとできる。すなわち、ポジ型マイクロホログラム方式の場合のように２つの光束を同位置に集光して記録マークを形成する必要は無いものとできる。
また、ネガ型マイクロホログラム方式との比較では、初期化処理を不要にできるというメリットがある。
なお、特許文献２には、ボイド記録を行うにあたり記録前のプリキュア光の照射を行う例が示されているが、このようなプリキュア光の照射は省略してもボイドの記録は可能である。
【００１１】
ところで、上記のような各種の記録手法が提案されているバルク記録型（単にバルク型とも称する）の光ディスク記録媒体であるが、このようなバルク型の光ディスク記録媒体の記録層（バルク層）は、例えば反射膜が複数形成されるという意味での明示的な多層構造を有するものではない。すなわち、バルク層１０２においては、通常の多層ディスクが備えているような記録層ごとの反射膜、及び案内溝は設けられていない。
従って、先の図１０に示したバルク型記録媒体１００の構造のままでは、マークが未形成である記録時において、フォーカスサーボやトラッキングサーボを行うことができないことになる。
【００１２】
このため実際において、バルク型記録媒体１００に対しては、図１１に示すような案内溝を有する基準となる反射面（基準面）を設けるようにされている。
具体的には、カバー層１０１の下面側に例えばピットやグルーブの形成による案内溝（位置案内子）がスパイラル状又は同心円状に形成され、そこに選択反射膜１０３が成膜される。そして、このように選択反射膜１０３が成膜されたカバー層１０２の下層側に対し、図中の中間層１０４としての、例えばＵＶ硬化樹脂などの接着材料を介してバルク層１０２が積層される。
ここで、上記のようなピットやグルーブ等による案内溝の形成により、例えば半径位置情報や回転角度情報などの絶対位置情報（アドレス情報）の記録が行われている。以下の説明では、このような案内溝が形成され絶対位置情報の記録が行われた面（この場合は上記選択反射膜１０３の形成面）のことを、「基準面Ｒｅｆ」と称する。なお、この「基準面」については、「サーボ信号面」と換言することもできる。
【００１３】
また、上記のような媒体構造とした上で、バルク型記録媒体１００に対しては、図１２に示されるようにマークの記録（又は再生）のためのレーザ光（以下、録再用レーザ光、或いは単に録再光とも称する）とは別途に、位置制御用のレーザ光としてのサーボ用レーザ光（単にサーボ光とも称する）を照射するようにされる。
図示するようにこれら録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とは、共通の対物レンズを介してバルク型記録媒体１００に照射される。
【００１４】
このとき、仮に、上記サーボ用レーザ光がバルク層１０２に到達してしまうと、当該バルク層１０２内におけるマーク記録に悪影響を与える虞がある。このため、従来よりバルク記録方式では、上記サーボ用レーザ光として、録再用レーザ光とは波長帯の異なるレーザ光を用いるものとした上で、基準面Ｒｅｆに形成される反射膜としては、サーボ用レーザ光は反射し、録再用レーザ光は透過するという波長選択性を有する選択反射膜１０３を設けるものとしている。
【００１５】
以上の前提を踏まえた上で、図１２を参照し、バルク型記録媒体１００に対するマーク記録時の動作について説明する。
先ず、案内溝や反射膜の形成されていないバルク層１０２に対して多層記録を行うとしたときには、バルク層１０２内の深さ方向においてマークを記録する層位置を何れの位置とするかを予め定めておくことになる。図中では、バルク層１０２内においてマークを形成する層位置（マーク形成層位置：情報記録層位置とも呼ぶ）として、第１情報記録層位置Ｌ１〜第５情報記録層位置Ｌ５の計５つの情報記録層位置Ｌが設定された場合を例示している。図示するように第１情報記録層位置Ｌ１が最上部に設定された情報記録層位置Ｌであり、以降、Ｌ２→Ｌ３→Ｌ４→Ｌ５の順で下層側に設定された情報記録層位置Ｌとなる。
ここで、情報記録層位置Ｌは、「情報記録深さ」と表現することもできる。
なお、ここでは図示の都合上、情報記録層位置Ｌの数を５とする場合を例示しているが、実際において情報記録層位置Ｌの数は例えば数十程度とすることが予定されている。
【００１６】
ここで、マークが未だ形成されていない記録時においては、録再用レーザ光の反射光に基づいてバルク層１０２内の各層位置を対象としたフォーカスサーボ、トラッキングサーボを行うことはできない。従って、記録時における対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御は、サーボ用レーザ光の反射光に基づき、当該サーボ用レーザ光のスポット位置が基準面Ｒｅｆにおいて案内溝に追従するようにして行うことになる。
【００１７】
但し、上記録再用レーザ光は、マーク記録のために基準面Ｒｅｆよりも下層側に形成されたバルク層１０２に到達させ、なお且つバルク層１０２内において合焦位置の選択が可能とされる必要がある。このため、この場合の光学系には、対物レンズのフォーカス機構とは別途に、録再用レーザ光のフォーカス状態を独立して調整するためのフォーカス機構（録再光用独立フォーカス機構）が設けられることになる。
【００１８】
ここで、このような録再光用のフォーカス機構を含めた、バルク型記録媒体１００の記録再生を行うための光学系の概要を図１３に示しておく。
図１３において、図１２にも示した対物レンズは、図示するように２軸アクチュエータによりバルク型記録媒体１００の半径方向（トラッキング方向）、及びバルク型記録媒体１００に接離する方向（フォーカス方向）に変位可能とされている。
【００１９】
この図１３において、この場合の録再光用独立フォーカス機構は、いわゆるエキスパンダと呼ばれるタイプのもので、図のように固定レンズと、レンズ駆動部により録再用レーザ光の光軸に平行な方向に変位可能に保持された可動レンズとを備えて構成されている。この録再光用独立フォーカス機構は、上記レンズ駆動部により上記可動レンズが駆動されることで、図中の対物レンズに入射する録再用レーザ光のコリメーションが変化し、それにより録再用レーザ光の焦点位置がサーボ用レーザ光とは独立して調整されるようになっている。
【００２０】
また、上述のように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長帯が異なるものとされているので、これに対応しこの場合の光学系では、図中のダイクロイックプリズムにより、録再用レーザ光、サーボ用レーザ光のバルク型記録媒体１００からの反射光がそれぞれの系に分離されるように（つまりそれぞれの反射光検出を独立して行えるように）している。
また、往路光で考えた場合、上記ダイクロイックプリズムは、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とを同一軸上に合成して対物レンズに入射させる機能を有する。具体的にこの場合、録再用レーザ光は、図示するように上記録再光用独立フォーカス機構を介しミラーで反射された後、上記ダイクロイックプリズムの選択反射面で反射されて対物レンズに対して入射する。一方、サーボ用レーザ光は、上記ダイクロイックプリズムの選択反射面を透過して対物レンズに対して入射する。
【００２１】
図１４は、バルク型記録媒体１００の再生時におけるサーボ制御について説明するための図である。
マーク記録が既に行われたバルク型記録媒体１００について再生を行う際は、記録時のように対物レンズの位置をサーボ用レーザ光の反射光に基づいて制御する必要性はない。すなわち、再生時においては、再生対象とする情報記録層位置Ｌ（再生時については情報記録層Ｌ、マーク形成層Ｌとも称する）に形成されたマーク列を対象として、録再用レーザ光の反射光に基づいて対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行えばよい。
【００２２】
上記のようにしてバルク記録方式においては、バルク型記録媒体１００に対し、マークの記録／再生を行うための録再用レーザ光と位置制御用光としてのサーボ光とを共通の対物レンズを介して（同一光軸上に合成して）照射するようにした上で、記録時においては、サーボ用レーザ光が基準面Ｒｅｆの位置案内子に追従するように対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行い且つ、球面収差補正機構により録再用レーザ光のフォーカス状態を別途調整することによって、バルク層１０２内に案内溝が形成されていなくとも、バルク層１０２内の所要の位置（深さ方向及びトラッキング方向）に対してマーク記録ができるように図られている。
また、再生時には、既に記録されたマーク列に録再用レーザ光の焦点位置が追従するようにして当該録再用レーザ光の反射光に基づく対物レンズのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を行うことで、バルク層１０２内に記録されたマークの再生を行うことができる。
【００２３】
ところで、先の図１１に示したバルク型記録媒体１００の構造によると、バルク層１０２は、所要の厚さによるカバー層１０１を介して設けられているため、当該バルク層１０２内の各層位置Ｌにマーク記録・再生を行う場合は、球面収差の補正が行われるべきものとなる。つまり、この場合は各層位置Ｌごとにカバー厚が異なることになるため、球面収差の補正は、その補正量を各層位置Ｌごとに調整するようにして行うべきものとなる。
【００２４】
図１３に示した光学系において、このような球面収差の補正は、録再光用独立フォーカス機構が焦点位置の調整と併せて行うことになる。具体的に、この場合の球面収差の補正は、録再用レーザ光の焦点位置を記録・再生対象とする層位置Ｌから所定量オフセット（デフォーカス）させることで行うことになる。
【００２５】
ここで、このようにバルク型記録媒体１００のドライブ装置では、カバー厚の差（つまり情報記録層位置Ｌの違い）に応じた球面収差補正を行うようにされるが、このような層位置Ｌごとの球面収差補正を行うにあたっては、どの層位置Ｌを球面収差補正の基準の層位置とするかが重要となる。
例えば仮に、最上層となる情報記録層位置Ｌ１において球面収差が最小となるように光学系を設計した場合、最下層としての情報記録層位置Ｌ５を対象とした記録時には球面収差の補正量が過大となってしまう。特に、バルク記録方式では、多層化による大記録容量化のために、バルク層１０２の厚さとして例えば２００μｍ〜３００μｍ程度とすることが検討されており、この場合には最大で３００μｍ程度の厚さに対応して大きく球面収差補正を行わなければならないことになる。
【００２６】
そこで、バルク層１０２内の中間となる層位置Ｌで、球面収差が最小となるように光学系を設計する。これによれば、同じ情報記録層位置Ｌ１〜Ｌ５の範囲で記録再生を行うとしたときに必要な最大の球面収差補正量は、上記の情報記録層位置Ｌ１を基準に光学系を設計する場合の半分に抑えることができる。
なお以下、このように球面収差補正を行うにあたって光学系の設計で基準とする層位置Ｌ（球面収差が最小となる層位置Ｌ）のことを、基準層位置と称する。
【００２７】
上記の説明からも理解されるように、バルク型記録媒体１００のドライブ装置としては、記録再生の対象とする層位置Ｌの、基準層位置（この場合はＬ３）との誤差に応じて生じるものとされる球面収差を補正するように構成されていることになる。
【００２８】
また、図示による説明は省略するが、この一方で実際のドライブ装置では、ディスクチルトに対応すべく、対物レンズを傾ける（いわゆるレンズチルト）によってチルト補正を行うように構成されている。
具体的には、チルト検出として、例えばバルク型記録媒体１００の傾きを検出し、その検出結果に応じて、対物レンズをチルトさせるチルト機構を駆動することによって、チルト補正（コマ収差補正）を行うものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、上記のように球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正を行うバルク型記録媒体１００のドライブ装置では、現状において、全ての情報記録層位置Ｌにおいて安定した記録再生性能を維持することが困難とされる。
これは、上記のようにバルク型記録媒体１００のドライブ装置では、例えば最大で１５０μｍ（３００μｍ／２）などという誤差に対応した比較的大きな球面収差補正を行うことが強いられていることに起因する。
【００３０】
この点について、図１５を参照して説明する。
先ず前提として、上述のようにレンズチルトによるチルト補正を行うということは、その分、対物レンズを介して照射されるレーザ光のスポット位置は対物レンズの光軸上から外れて像高が変化するということになる。図１５では、この前提を踏まえて、基準層位置からの誤差＝−１００μｍに対応する球面収差補正を行った場合の像高特性（図１５（ａ））、同誤差＝０μｍに対応する球面収差補正を行った場合（つまり補正量＝０）の像高特性（図１５（ｂ））、同誤差＝＋１００μｍに対応する球面収差補正を行った場合の像高特性（図１５（ｃ））をそれぞれ示している。
また図１５ではこれらの対比として、上記の３条件での球面収差補正をそれぞれ行った場合におけるレンズチルト特性（図１５（ｄ）（ｅ）（ｆ））も併せて示している。このレンズチルト特性は、バルク型記録媒体１００が傾いておらず対物レンズのみが傾いたときのレーザ光の収差特性を意味するもので、つまりは、チルト補正無しのときの収差特性と等価なものである。
ここで、図１５において、像高特性及びレンズチルト特性としては、球面収差特性（四角印によるプロット）、コマ収差特性（三角印によるプロット）、非点収差特性（×印によるプロット）をそれぞれ示す。
【００３１】
先ず図１５において、コマ収差について着目すると、図１５（ａ）〜（ｃ）と図１５（ｄ）〜（ｆ）との対比より、チルト補正を行うことで、コマ収差が補正されるということが分かる。
しかしながら、図１５（ａ）〜（ｃ）のチルト補正を行う場合であっても、図１５（ｂ）に示す誤差０μの場合と比較すると、図１５（ａ）,（ｃ）に示す誤差±１００μｍの場合では、コマ収差が増大する傾向となることが分かる。
【００３２】
このようにして、球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正を行うバルク型記録媒体１００のドライブ装置では、バルク層１０２内の最上部や最下部に対応して大きく球面収差補正を行う状況において、特にコマ収差が大きく発生してしまうという問題があった。
【００３３】
そこで本発明では、上記のように球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行うバルク型の光記録媒体のドライブ装置において、より像高特性が良好な対物レンズを提供することで、レーザ光の結像性能の向上、ひいては記録再生性能の向上が図られるようにすることをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
上記課題の解決のため、本発明では対物レンズとして以下のように構成することとした。
すなわち、本発明の対物レンズは、深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し上記対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えた光学ピックアップに設けられるものであって、以下のように設計されたものである。
つまり、上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされているものである。
【００３５】
また、本発明では光学ピックアップとして以下のように構成することとした。
すなわち、深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備える。
そして、上記対物レンズが、以下のように設計されているものである。
つまり、上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされているものである。
【００３６】
また本発明では光学ドライブ装置として以下のように構成することとした。
すなわち、本発明の光学ドライブ装置は、以下のような光学ピックアップを備えて、深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生を行うものである。
つまり、対物レンズを介して上記記録層に対して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えると共に、
上記対物レンズが、
上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされている光学ピックアップを備えるものである。
【００３７】
上記本発明の対物レンズによれば、レーザ光の集光対象位置の上記基準層位置からの誤差が最大で且つチルトが最大に生じているという最悪の条件下においても、レーザ光の結像性能として、マレシャル基準収差に基づく高い性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００３８】
上記のように本発明によれば、レーザ光の集光対象位置が記録層内に設定された基準層位置から最大に離間した位置で且つチルトが最大に生じているという最悪の条件下においても、レーザ光の結像性能として、マレシャル基準収差に基づく高い性能を維持することができる
これにより、球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行うバルク型記録媒体のドライブ装置について、その記録再生性能の向上を図ることができる。
【００３９】
また、本発明によれば、対物レンズの像高特性が改善する分、記録層の厚みを増しても対応可能であり、従って、さらなる大記録容量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態で記録／再生対象とする光記録媒体の断面構造図である。
【図２】実施の形態としての光学ドライブ装置が備える光学ピックアップの内部構成を示した図である。
【図３】実施の形態の光学ドライブ装置の全体的な内部構成を示した図である。
【図４】録再光用フォーカス機構を用いた焦点位置の調整手法について説明するための図である。
【図５】レンズチルトによるチルト補正と像高との関係について説明するための図である。
【図６】実施例１としての対物レンズの構成を示した断面図である。
【図７】実施例１としての対物レンズについて、３次球面収差変動量(λrms)と３次コマ収差変動量(λrms)との関係を示した図である。
【図８】実施例２としての対物レンズの構成を示した断面図である。
【図９】実施例２としての対物レンズについて、３次球面収差変動量(λrms)と３次コマ収差変動量(λrms)との関係を示した図である。
【図１０】バルク記録方式について説明するための図である。
【図１１】基準面を備える実際のバルク型記録媒体の断面構造を例示した図である。
【図１２】バルク型記録媒体に対するマーク記録時の動作について説明するための図である。
【図１３】バルク型記録媒体の記録再生を行うための光学系の概要を示した図である。
【図１４】バルク型記録媒体の再生時におけるサーボ制御について説明するための図である。
【図１５】球面収差補正量が大となることに応じて像高特性が悪化する点について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．記録／再生対象とする光記録媒体＞
＜２．光学ドライブ装置の構成＞
［2-1．光学ピックアップの内部構成］
［2-2．光学ドライブ装置の全体的な内部構成］
［2-3．録再光用レーザ光の焦点位置の調整について］
＜３．対物レンズの設計＞
［3-1．具体的な設計指針］
［3-2．実施例１：２群構成の設計例］
［3-3．実施例２：３群構成の設計例］
＜４．変形例＞
【００４２】
＜１．実施の形態で記録／再生対象とする光記録媒体＞
図１は、実施の形態で記録／再生対象とする光記録媒体の断面構造図を示している。
実施の形態で記録／再生対象とする光記録媒体は、いわゆるバルク記録型の光記録媒体とされ、以下、バルク型記録媒体１と称する。
バルク型記録媒体１は、ディスク状の光記録媒体とされ、回転駆動されるバルク型記録媒体１に対するレーザ光照射が行われてマーク記録（情報記録）が行われる。また、記録情報の再生としても、回転駆動されるバルク型記録媒体１に対してレーザ光を照射して行われる。
なお光記録媒体とは、光の照射により情報の記録／再生が行われる記録媒体を総称したものである。
【００４３】
図１に示されるように、バルク型記録媒体１には、上層側から順にカバー層２、選択反射膜３、中間層４、バルク層５が形成されている。
ここで、本明細書において「上層側」とは、後述する実施の形態としての光学ドライブ装置（記録再生装置１０）側からのレーザ光が入射する面を上面としたときの上層側を指す。
【００４４】
また、本明細書においては「深さ方向」という語を用いるが、この「深さ方向」とは、上記「上層側」の定義に従った上下方向と一致する方向（すなわち光学ドライブ装置側からのレーザ光の入射方向に平行な方向：フォーカス方向）を指すものである。
【００４５】
バルク型記録媒体１において、上記カバー層２は、例えばポリカーボネートやアクリルなどの樹脂で構成され、図示するようにその下面側には、記録／再生位置を案内するための位置案内子として案内溝が形成され、図のように凹凸の断面形状が与えられている。位置案内子は、スパイラル状又は同心円状に形成される。本例の場合において、上記位置案内子はスパイラル状に形成されているものとして以下の説明を続ける。
上記案内溝としては、連続溝（グルーブ）、又はピット列で形成される。例えば案内溝がピット列で形成される場合、ピットとランドの長さの組み合わせにより位置情報（絶対位置情報：ディスク上での回転角度位置を表す情報としての回転角度情報や、半径位置情報など）が記録される。或いは、案内溝がグルーブとされる場合、当該グルーブを周期的に蛇行（ウォブル）させて形成することで、該蛇行の周期情報により位置情報の記録が行われる。
カバー層２は、例えばこのような案内溝（凹凸形状）が形成されたスタンパを用いた射出成形などにより生成される。
【００４６】
また、上記案内溝が形成された上記カバー層２の下面側には、選択反射膜３が成膜される。
ここで、前述もした通りバルク記録方式では、記録層としてのバルク層５に対してマーク記録／再生を行うための光（録再用レーザ光）とは別に、上記のような案内溝に基づきトラッキングやフォーカスのエラー信号を得るための光（サーボ用レーザ光）を別途に照射するものとされている。
このとき、仮に、上記サーボ用レーザ光がバルク層５に到達してしまうと、当該バルク層５内におけるマーク記録に悪影響を与える虞がある。このため、サーボ用レーザ光は反射し、録再用レーザ光は透過するという選択性を有する反射膜が用いられる。
従来よりバルク記録方式では、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長帯の異なるレーザ光を用いるようにされており、これに対応すべく、上記選択反射膜３としては、サーボ用レーザ光と同波長帯の光は反射し、それ以外の波長による光は透過するという、波長選択性を有する選択反射膜が用いられる。
【００４７】
上記選択反射膜３の下層側には、例えばＵＶ硬化樹脂などの接着材料で構成された中間層４を介して、記録層としてのバルク層５が積層（接着）されている。
バルク層５の形成材料（記録材料)としては、例えば先に説明したポジ型マイクロホログラム方式やネガ型マイクロホログラム方式、ボイド記録方式など、採用するバルク記録の方式に応じて適宜最適なものが採用されればよい。
なお、本発明で対象とする光記録媒体に対するマーク記録方式は特に限定されるべきものではなく、バルク記録方式の範疇において任意の方式が採用されればよい。以下の説明においては一例として、ボイド記録方式が採用される場合を例示する。
【００４８】
ここで、上記のような構成を有するバルク型記録媒体１において、上述の案内溝としての位置案内子が形成された選択反射膜３は、後述もするようにサーボ用レーザ光に基づく録再用レーザ光の位置制御を行うにあたっての基準となる反射面となる。この意味で、選択反射膜３が形成された面を以下、基準面Ｒｅｆと称する。なお、この「基準面」については、「サーボ信号面」と換言することもできる。
【００４９】
また、以下、バルク型記録媒体１の表面（最上面）については、表面Ｓｆと表記する。
【００５０】
ところで、先の図１２においても説明したように、バルク型の光記録媒体においては、バルク層内に多層記録を行うために、予め情報記録を行うべき各層位置（情報記録層位置Ｌ）が設定される。
ここで、「情報記録層位置」は、「情報記録深さ」と表現することもできる。
図１においては、先の図１２の例と同様に、情報記録層位置Ｌとしては上層側から順に第１情報記録層位置Ｌ１、第２情報記録層位置Ｌ２、第３情報記録層位置Ｌ３、第４情報記録層位置Ｌ４、第５情報記録層位置Ｌ５の計５つが設定されたものとしている。
なお、先の図１２で述べたように、このような情報記録層位置Ｌの設定数は図示の都合上のものであり、実際には、例えば２０程度〜３０程度などの数十程度の情報記録層位置Ｌが設定されることが想定されている。
ここで、バルク層５内に設定される各情報記録層位置Ｌを表す情報は、後述する記録再生装置１０におけるコントローラ３９に対して予め設定される。
【００５１】
＜２．光学ドライブ装置の構成＞
図２及び図３は、図１に示したバルク型記録媒体１に対する記録／再生を行う実施の形態としての光学ドライブ装置（記録再生装置１０と称する）の内部構成について説明するための図である。
図２は、実施の形態の記録再生装置１０が備える光学ピックアップＯＰの内部構成を主に示し、図３は、記録再生装置１０の全体的な内部構成を示している。
【００５２】
［2-1．光学ピックアップの内部構成］
先ずは図２により、光学ピックアップＯＰの内部構成について見ていく。
図中のバルク型記録媒体１は、記録再生装置１０における所定位置においてそのセンターホールがクランプされるようにしてセットされ、図示は省略したスピンドルモータによる回転駆動が可能な状態に保持される。
光学ピックアップＯＰは、上記スピンドルモータにより回転駆動されるバルク型記録媒体１に対して録再用レーザ光、サーボ用レーザ光を照射するために設けられる。
【００５３】
光学ピックアップＯＰ内には、マークによる情報記録、及びマークにより記録された情報の再生を行うための録再用レーザ光の光源である録再用レーザ１１と、基準面Ｒｅｆに形成された案内溝を利用した位置制御を行うための光であるサーボ用レーザ光の光源であるサーボ用レーザ２４とが設けられる。
ここで、前述のように録再用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長が異なる。本例の場合、録再用レーザ光の波長はおよそ４０５ｎｍ程度（いわゆる青紫色レーザ光）、サーボ用レーザ光の波長はおよそ６５０ｎｍ程度（赤色レーザ光）とされる。
【００５４】
また、光学ピックアップＯＰ内には、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光のバルク型記録媒体１への出力端となる対物レンズ２０が設けられる。
さらには、上記録再用レーザ光のバルク型記録媒体１からの反射光を受光するための録再光用受光部２３と、サーボ用レーザ光のバルク型記録媒体１からの反射光を受光するためのサーボ光用受光部２９とが設けられる。
【００５５】
その上で、光学ピックアップＯＰ内においては、録再用レーザ１１より出射された録再用レーザ光を対物レンズ２０に導くと共に、対物レンズ２０に入射した上記バルク型記録媒体１からの録再用レーザ光の反射光を録再光用受光部２３に導くための光学系が形成される。
【００５６】
具体的に、上記録再用レーザ１１より出射された録再用レーザ光は、発散光の状態で偏光ビームスプリッタ１２に入射する。偏光ビームスプリッタ１２は、このように録再用レーザ１１より入射した録再用レーザ光を透過するように構成されている。
【００５７】
偏光ビームスプリッタ１２を透過した録再用レーザ光は、１／４波長板１３、及びコリメーションレンズ１４を介して、録再光用フォーカス機構（エキスパンダ）１５に入射する。
図示するように録再光用フォーカス機構１５は、凹レンズ１６、レンズ駆動部１７、及び凸レンズ１８を有して構成される。
【００５８】
１／４波長板１３を介した録再用レーザ光は、コリメーションレンズ１４を介して平行光となるように変換される。そして、当該コリメーションレンズ１４を介した録再用レーザ光が、録再光用フォーカス機構１５内の凹レンズ１６に入射する。
【００５９】
録再光用フォーカス機構１５においては、凹レンズ１６がレンズ駆動部１７によって録再用レーザ光の光軸に平行な方向に駆動されることで、録再用レーザ光について独立したフォーカス制御を行う。
レンズ駆動部１７には、後述するコントローラ３９（図３）より駆動信号Ｄexが供給される。該駆動信号Ｄexに基づきレンズ駆動部１７が凹レンズ１６を駆動することで、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光のコリメーションが変化し、これに伴って録再用レーザ光の焦点位置が調整されることになる。
なお、録再光用フォーカス機構１５を用いた録再用レーザ光についての具体的なフォーカス制御手法（及び球面収差補正手法）については後に改めて説明する。
【００６０】
上記録再光用フォーカス機構１５を介した録再用レーザ光は、ダイクロイックプリズム１９に入射する。
ダイクロイックプリズム１９は、その選択反射面が、録再用レーザ光と同波長帯の光は透過し、それ以外の波長による光は反射するように構成されている。従って上記のようにして入射した録再用レーザ光は、ダイクロイックプリズム１９を透過する。
【００６１】
ダイクロイックプリズム１９を透過した録再用レーザ光は、図示するようにして対物レンズ２０を介してバルク型記録媒体１に対して照射される。
対物レンズ２０に対しては、当該対物レンズ２０をフォーカス方向（バルク型記録媒体１に対して接離する方向）、及びトラッキング方向（上記フォーカス方向に直交する方向：バルク型記録媒体１の半径方向）に変位可能に保持する２軸アクチュエータ２１が設けられる。
２軸アクチュエータ２１には、フォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられ、それぞれに駆動信号（後述する駆動信号ＦＤ、ＴＤ）が与えられることで、対物レンズ２０をフォーカス方向、トラッキング方向にそれぞれ変位させる。
【００６２】
なお、この図２においては対物レンズ２０を１つのレンズ（単玉レンズ）として表しているが、これは図示の都合からであり、後述もするように対物レンズ２０としては２群や３群の構成とすることができる。
【００６３】
ここで、再生時においては、上記のようにしてバルク型記録媒体１に対して録再用レーザ光が照射されることに応じて、バルク型記録媒体１（バルク層５内の再生対象の情報記録層Ｌに記録されたマーク列）より録再用レーザ光の反射光が得られる。このように得られた録再用レーザ光の反射光は、対物レンズ２０を介してダイクロイックプリズム１９に導かれ、当該ダイクロイックプリズム１９を透過する。
ダイクロイックプリズム１９を透過した録再用レーザ光の反射光は、録再光用フォーカス機構１５（凸レンズ１８→凹レンズ１６）→コリメーションレンズ１４→１／４波長板１３を介した後、偏光ビームスプリッタ１２に入射する。
【００６４】
ここで、このように偏光ビームスプリッタ１２に入射する録再用レーザ光の反射光（復路光）は、１／４波長板１３による作用とバルク型記録媒体１での反射時の作用とにより、録再用レーザ光１１側から偏光ビームスプリッタ１２に入射した録再用レーザ光（往路光）とはその偏光方向が９０度異なるようにされる。この結果、上記のようにして入射した録再用レーザ光の反射光は、偏光ビームスプリッタ１２にて反射される。
【００６５】
このように偏光ビームスプリッタ１２にて反射された録再用レーザ光の反射光は、シリンドリカルレンズ２２を介して、録再光用受光部２３の受光面上に集光する。
【００６６】
また、光学ピックアップＯＰ内には、上記により説明した録再用レーザ光についての光学系の構成に加えて、サーボ用レーザ２４より出射されたサーボ用レーザ光を対物レンズ２０に導き且つ、上記対物レンズ２０に入射したバルク型記録媒体１からのサーボ用レーザ光の反射光をサーボ光用受光部２９に導くための光学系が形成される。
図示するように上記サーボ用レーザ２４より出射されたサーボ用レーザ光は、発散光の状態で偏光ビームスプリッタ２５に入射する。偏光ビームスプリッタ２５は、このようにサーボ用レーザ２４から入射したサーボ用レーザ光（往路光）は透過するように構成される。
【００６７】
偏光ビームスプリッタ２５を透過したサーボ用レーザ光は、１／４波長板２６を介し、コリメーションレンズ２７で平行光となるようにされた後、ダイクロイックプリズム１９に入射する。
先に述べたように、ダイクロイックプリズム１９は、録再用レーザ光と同波長帯の光は透過し、それ以外の波長による光は反射するように構成されているため、上記サーボ用レーザ光はダイクロイックプリズム１９にて反射され、対物レンズ２０を介してバルク型記録媒体１に照射される。
【００６８】
また、このようにバルク型記録媒体１にサーボ用レーザ光が照射されたことに応じて得られる当該サーボ用レーザ光の反射光（基準面Ｒｅｆからの反射光）は、対物レンズ２０を介した後ダイクロイックプリズム１９にて反射され、コリメーションレンズ２７→１／４波長板２６を介して偏光ビームスプリッタ２５に入射する。
先の録再用レーザ光の場合と同様に、このようにバルク型記録媒体１側から入射したサーボ用レーザ光の反射光（復路光）は、１／４波長板２６の作用とバルク型記録媒体１での反射時の作用とにより、往路光とはその偏光方向が９０度異なるものとされ、従って復路光としてのサーボ用レーザ光の反射光は偏光ビームスプリッタ２５にて反射される。
【００６９】
偏光ビームスプリッタ２５にて反射されたサーボ用レーザ光の反射光は、シリンドリカルレンズ２８を介してサーボ光用受光部２９の受光面上に集光する。
【００７０】
また、光学ピックアップＯＰには、図中のチルト検出部３０、及びチルト機構３１が設けられる。
チルト検出部３０は、バルク型記録媒体１の傾き（ディスクチルト角）を検出する。
この場合、チルト検出部３０は、例えばバルク型記録媒体１に対して所定角度で光を照射する光照射部と、該光照射部により照射した光についてのバルク型記録媒体１からの反射光を受光する受光部とを備え、該受光部による上記反射光の受光位置のずれ量を検出することでバルク型記録媒体１の傾きを検出する。
チルト検出部３０による検出信号tiltは、後述するチルト補正部４０に供給される。
【００７１】
また、チルト機構３１は、対物レンズ２０をディスクチルトに応じて傾けるために設けられる。この場合のチルト機構３１は、対物レンズ２０を保持する２軸アクチュエータ２１を保持し、当該２軸アクチュエータ２１を傾けることで対物レンズ２０を傾ける。
チルト機構３１は、図３に示されるチルト補正部４０からの駆動信号Ｄｔに基づき駆動される。
なお以下、チルト機構３１により行われる対物レンズ２０のチルトのことを、レンズチルトとも称する。
【００７２】
ここで、図示による説明は省略するが、実際において記録再生装置１０には、上記により説明した光学ピックアップＯＰ全体をトラッキング方向にスライド駆動するスライド駆動部が設けられ、当該スライド駆動部による光学ピックアップＯＰの駆動により、レーザ光の照射位置を広範囲に変位させることができるようにされている。
【００７３】
［2-2．光学ドライブ装置の全体的な内部構成］
記録再生装置１０の全体的な内部構成は、図３に示すものとなる。
なお、この図３において、光学ピックアップＯＰの内部構成については一部のみを抽出して示している。具体的には、録再用レーザ１１、レンズ駆動部１７、２軸アクチュエータ２１、チルト検出部３０、及びチルト機構３１である。
【００７４】
図３において、記録再生装置１０には、バルク層５を対象とした記録／再生や、マーク記録／再生時における対物レンズ２０のフォーカス／トラッキング制御を行うための信号処理系の構成として、図中の記録処理部３２、録再光用マトリクス回路３３、再生処理部３４、録再光用サーボ回路３５、サーボ光用マトリクス回路３６、位置情報検出部３７、及びサーボ光用サーボ回路３８が設けられている。
【００７５】
記録処理部３２には、バルク型記録媒体１に対して記録すべきデータ（記録データ）が入力される。記録処理部３２は、入力された記録データに対してエラー訂正符号の付加や所定の記録変調符号化を施すなどして、バルク型記録媒体１に実際に記録される例えば「０」「１」の２値データ列である記録変調データ列を得る。
記録処理部３２は、このように生成した記録変調データ列に基づく記録パルス信号ＲＣＰにより、光学ピックアップＯＰ内の録再用レーザ１１の発光駆動を行う。これによりバルク型記録媒体１に対する情報記録が実現される。
【００７６】
録再光用マトリクス回路３３は、図２に示した録再光用受光部２３としての複数の受光素子からの受光信号ＤＴ-rp（出力電流）に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算／増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
具体的には、上述した記録変調データ列についての再生信号（読出信号）に相当する高周波信号（以降、再生信号ＲＦと称する）、フォーカスサーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ-rp、トラッキングサーボ制御のためのトラッキングエラー信号ＴＥ-rpを生成する。
【００７７】
録再光用マトリクス回路３３にて生成された上記再生信号ＲＦは、再生処理部３４に供給される。
また、上記フォーカスエラー信号ＦＥ-rp、上記トラッキングエラー信号ＴＥ-rpは、録再光用サーボ回路３５に対して供給される。
【００７８】
再生処理部３４は、上記再生信号ＲＦについて、２値化処理や記録変調符号の復号化・エラー訂正処理など、上述した記録データを復元するための再生処理を行い、上記記録データを再生した再生データを得る。
【００７９】
また、録再光用サーボ回路３５は、マトリクス回路３３から供給されるフォーカスエラー信号ＦＥ-rp、トラッキングエラー信号ＴＥ-rpに基づきフォーカスサーボ信号ＦＳ-rp、トラッキングサーボ信号ＴＳ-rpをそれぞれ生成し、これらフォーカスサーボ信号ＦＳ-rp、トラッキングサーボ信号ＴＳ-rpに基づくフォーカス駆動信号ＦＤ-rp、トラッキング駆動信号ＴＤ-rpに基づき、２軸アクチュエータ２１のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することで、録再用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を実現する。
なお先の図１２〜図１４の説明からも理解されるように、このような録再用レーザ光の反射光に基づく２軸アクチュエータ２１（対物レンズ２０）のサーボ制御は、再生時において行われるものである。
【００８０】
また、録再光用サーボ回路３５は、再生時に対応してコントローラ３９から為される指示に応じて、トラッキングサーボループをオフとして上記トラッキングコイルにジャンプパルスを与えることでトラックジャンプ動作を実現したり、トラッキングサーボの引き込み制御等も行う。また、フォーカスサーボの引き込み制御等も行う。
【００８１】
また、サーボ用レーザ光の反射光についての信号処理系において、サーボ光用マトリクス回路３６は、図２に示したサーボ光用受光部２９における複数の受光素子からの受光信号ＤＴ-svに基づき、必要な信号を生成する。
具体的にサーボ光用マトリクス回路３６は、フォーカス／トラッキングの各サーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ-sv、トラッキングエラー信号ＴＥ-svを生成する。
また、基準面Ｒｅｆにおいて記録された絶対位置情報（アドレス情報）の検出を行うための位置情報検出用信号Ｄｐｓを生成する。例えば絶対位置情報がピット列により記録される場合、位置情報検出用信号Ｄｐｓとしては和信号を生成する。或いは、ウォブリンググルーブにより絶対位置情報が記録される場合、位置情報検出用信号Ｄｐｓとしてはプッシュプル信号を生成する。
【００８２】
上記位置情報検出用信号Ｄｐｓは、位置情報検出部３７に供給される。位置情報検出部３７は、上記位置情報検出用信号Ｄｐｓに基づき基準面Ｒｅｆに記録された絶対位置情報を検出する。検出された絶対位置情報はコントローラ３９に対して供給される。
【００８３】
また、サーボ光用マトリクス回路３６にて生成されたフォーカスエラー信号ＦＥ-sv、トラッキングエラー信号ＴＥ-svは、サーボ光用サーボ回路３８に対して供給される。
サーボ光用サーボ回路３８は、フォーカスエラー信号ＦＥ-sv、トラッキングエラー信号ＴＥ-svに基づきフォーカスサーボ信号ＦＳ-sv、トラッキングサーボ信号ＴＳ-svをそれぞれ生成する。
そして、記録時には、コントローラ３９からの指示に応じて、上記フォーカスサーボ信号ＦＳ-sv、トラッキングサーボ信号ＴＳ-svに基づき生成したフォーカス駆動信号ＦＤ-sv、トラッキング駆動信号ＴＤ-svに基づいて、２軸アクチュエータ２１のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することで、サーボ用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御を実現する。
【００８４】
また、サーボ光用サーボ回路３８は、記録時に対応してコントローラ３９から為される指示に応じて、トラッキングサーボループをオフとして２軸アクチュエータ２１のトラッキングコイルにジャンプパルスを与えることでトラックジャンプ動作を実現したり、トラッキングサーボの引き込み制御等も行う。また、基準面Ｒｅｆに対するフォーカスサーボの引き込み制御等も行う。
【００８５】
コントローラ３９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ（記憶装置）を備えたマイクロコンピュータで構成され、例えば上記ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従った制御・処理を実行することで、記録再生装置１０の全体制御を行う。
具体的にコントローラ３９は、前述のようにして予め設定された各情報記録層位置Ｌの情報に基づき、録再光用フォーカス機構１５におけるレンズ駆動部１７を駆動制御することで、録再用レーザ光の焦点位置の調整を行う。
なお、このような焦点位置の設定に関する具体的な手法については後述する。
【００８６】
また、コントローラ３９は、先の図１２〜図１４にて説明したような記録／再生時の対物レンズ２０のサーボ制御切り替えを実現するための制御も行う。具体的にコントローラ３９は、記録時には、サーボ光用サーボ回路３８に対してフォーカス駆動信号ＦＤ-sv、トラッキング駆動信号ＴＤ-svの出力を指示し、また録再光用サーボ回路３５にはフォーカス駆動信号ＦＤ-rp、トラッキング駆動信号ＴＤ-rpの出力を停止するように指示を行う。
一方、再生時には、録再光用サーボ回路３５に対してフォーカス駆動信号ＦＤ-rp、トラッキング駆動信号ＴＤ-rpの出力を指示し、サーボ光用サーボ回路３８に対しては、フォーカス駆動信号ＦＤ-sv、トラッキング駆動信号ＴＤ-svの出力を停止するように指示を行う。
【００８７】
またコントローラ３９は、サーボ光用サーボ回路３８に対するシーク動作制御を行う。すなわち、サーボ用レーザ光のスポット位置を基準面Ｒｅｆ上における所定のアドレスに移動させるようにサーボ回路３８に対する指示を行う。
【００８８】
また、本例の記録再生装置１０には、チルト補正部４０が設けられる。チルト補正部４０は、チルト検出部３０による検出信号tiltに基づき、対物レンズ２０をディスクチルトに応じた分だけ傾けるための駆動信号Ｄｔを生成し、当該駆動信号Ｄｔに基づきチルト機構３１を駆動する。これにより、チルト補正が実現される。
【００８９】
［2-3．録再光用レーザ光の焦点位置の調整について］
図４は、録再光用フォーカス機構１５を用いた焦点位置の調整手法について説明するための図である。
先ず、バルク型記録媒体１の所要の層位置Ｌを対象として記録再生を行うにあたっては、予め基準層位置Ｌprを設定しておくことになる。この基準層位置Ｌprは、録再用レーザ光の焦点位置の調整にあたって基準とすべき層位置Ｌであり、具体的に本例の場合は、情報記録層位置Ｌ１〜Ｌ５のうちの中間に位置する情報記録層位置Ｌ３を基準層位置Ｌprとして設定するものとしている。
【００９０】
この場合の録再光用フォーカス機構１５は、このような基準層位置Ｌprへの合焦状態を基準として、球面収差補正を含めた録再用レーザ光についての焦点位置の調整を行うようにされる。
具体的に、この場合における録再用レーザ光についての光学系は、図４（ｂ）に示すように録再用レーザ光が基準層位置Ｌprに合焦する状態で、レンズ駆動部１７による凹レンズ１６の駆動位置が、基準位置にあるように設計されている。具体的にこの場合、凹レンズ１６の基準位置とは、レンズ駆動部１７への駆動信号Ｄexのレベルがゼロレベルである状態を指すものとする。
なお且つ、この場合の光学系は、このように凹レンズ１６が基準位置にある状態において、該凹レンズ１６から凸レンズ１８を介して出射される（つまり対物レンズ２０に入射する）録再用レーザ光が、図のように平行光となるように設計されている。
そして、このように録再用レーザ光が対物レンズ２０に平行光で入射し基準層位置Ｌprに合焦する状態において、録再用レーザ光の球面収差が最小となるように光学系が設計されている。これは、換言すれば、基準層位置Ｌprへの合焦状態では、球面収差の補正が不要であるということを意味する。この意味で基準層位置Ｌprは、球面収差補正にあたっての基準層位置ともされていることになる。
【００９１】
この図４（ｂ）に示す状態を基準として、基準層位置Ｌpr（この場合は情報記録層位置Ｌ３）よりも下層側の情報記録層位置Ｌを対象とした記録を行うとしたときは、図４（ａ）に示されるように、凹レンズ１６を対物レンズ２０に近づく方向に駆動する（例えば駆動信号Ｄexとして正極性による信号を与える）。これにより、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光は発散光となり、その結果、録再用レーザ光の合焦位置は基準層位置Ｌprよりも下層側に調整されることになる。
このとき、凹レンズ１６の上記基準位置からの駆動量に比例して、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光の発散角が大となり、録再用レーザ光の合焦位置が基準層位置Ｌprのより下層側に調整されることになる。
【００９２】
一方、基準層位置Ｌprより上層側の情報記録層位置Ｌを対象として記録を行うとしたときは、図４（ｃ）のように、凹レンズ１６を対物レンズ２０から離れる方向（光源側の方向）に駆動する（例えば駆動信号Ｄexとして負極性による信号を与える）ことで、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光を収束光に変化させる。これにより、録再用レーザ光の焦点位置を基準層位置Ｌprよりも上層側に調整できる。このとき、凹レンズ１６の上記基準位置からの駆動量をより大とすることで、対物レンズ２０に入射する録再用レーザ光の収束角をより大とでき、録再用レーザ光の合焦位置をより上層側に調整できる。
【００９３】
この前提を踏まえた上で、先の図３に示したコントローラ３９には、各情報記録層位置Ｌを表す情報として、情報記録層位置Ｌごとの駆動信号Ｄexのレベルの情報が記憶されている。またこれと共に、コントローラ３９には、基準層位置Ｌpr以外の各情報記録層Ｌごとに、基準層位置Ｌprからの誤差（距離）に応じた球面収差補正量の情報が記憶されている。
コントローラ３９は、このように層位置Ｌごとに予め設定された駆動信号Ｄexのレベルの情報と球面収差補正量の情報とに応じて、レンズ駆動部１７を駆動制御する。これにより、記録の対象とすべき情報記録層位置Ｌｎに応じた位置に録再用レーザ光を合焦させつつ、その情報記録層位置Ｌｎに応じた球面収差補正（デフォーカス）を行うようにされている。
【００９４】
またコントローラ３９は、再生時に対応しては、録再光用フォーカス機構１５を利用した球面収差補正を行う。具体的には、上記のように予め各層位置Ｌごとに記憶された基準層位置Ｌprからの誤差（距離）に応じた球面収差補正量の情報に基づきレンズ駆動部１７を駆動制御することで、再生時における球面収差補正を行う。
【００９５】
＜３．対物レンズの設計＞
［3-1．具体的な設計指針］
ここで、上記による説明からも理解されるように、本実施の形態の記録再生装置１０としても、球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行うように構成されている。
前述もしたように、このような構成を採る場合において、大記録容量化のためにバルク層５の厚さが大とされてその分球面収差補正としてもその補正量が大となる場合には、補正端側でのコマ収差が大きく悪化し（先の図１５を参照）、その結果、全ての情報記録層位置Ｌにおいて安定した記録再生性能を維持することが困難となってしまう。
【００９６】
図５は、レンズチルトによるチルト補正と像高との関係について説明するための図である。
この図５に示されるように、対物レンズ２０を傾けてレンズチルトによるチルト補正を行った場合には、対物レンズ２０の光軸axs_Lが、光学系の光軸axs_Oに対して傾くことで、レーザ光の焦点位置に図中のＹと示すようなずれが生じる。
このＹが像高と呼ばれるものであり、図のように光軸の傾き角をθとし、対物レンズ２０の焦点距離をｆとしたとき、
Ｙ＝ｆ×ｔａｎθ
で表される。
【００９７】
このようにレンズチルトによるチルト補正を行うことによっては、像高Ｙが変化する。従って、記録再生装置１０において、良好な結像性能が得られるようにするためには、対物レンズ２０として、その像高特性（像高Ｙに対する収差特性）を改善すればよいということが分かる。
【００９８】
そこで本実施の形態では、対物レンズ２０を以下のように設計する。
先ず、記録（又は再生）にあたっての集光対象位置と基準層位置Ｌprとの誤差に応じた３次の球面収差の変動量（以下、３次球面収差変動量と称する）Ｗ40は、以下のように表される。
Ｗ40＝dt／8×(n2-1)／n3×NA4 ・・・［式１］
これをλrms単位とすると、
Ｗ40×{1／6／sqrt(5)}／λ ・・・［式２］
また、集光対象位置と基準層位置Ｌprとの誤差に応じた３次のコマ収差の変動量（３次コマ収差変動量）Ｗ31は、以下のように表される。
Ｗ31＝dt／2×(n2-1)×n2×sinθ×cosθ／(n2-sin2θ)5/2×NA3 ・・・［式３］
これをλrms単位とすると、
Ｗ31×{1／2／3／sqrt(2)}／λ ・・・［式４］
ただし［式１］〜［式４］において、dtは集光対象位置と基準層位置Ｌprとの誤差、nはバルク型記録媒体１の屈折率、NAは対物レンズ２０の実効的開口数、θはディスクチルト角度（ラジアン）、λは録再用レーザ光の波長である。
【００９９】
ここで、チルト補正が無しの条件において、これら３次球面収差変動量と３次コマ収差変動量との関係は、
３次コマ収差変動量＝ａ＊３次球面収差変動量
と表すことができる。
【０１００】
これに対し、対物レンズ２０をディスクチルト角度θと同角度チルトさせてチルト補正（コマ収差補正）を行う条件は、上記［式４］をレンズチルト角で除算し且つ［式４］の極性を反転させることに相当する。つまり、
(-1)×３次コマ収差変動量／レンズチルト角
である。
従って、チルト補正有りの場合における３次球面収差変動量と３次コマ収差変動量との関係は、
(-1)×３次コマ収差変動量／レンズチルト角＝α＊３次球面収差変動量
と表すことができる。これを表記し直すと、
(-1)×[式４]／θ＝α×[式２] ・・・［式５］
である。
【０１０１】
ここで、上記［式５］において、ディスクチルト角度θが十分に小さい範囲（±0.5°以下）と考え、sinθ≒θ、cosθ≒１とすると、
α＝-6.32×n5／NA／(n2-θ2)5/2 ・・・［式６］
このとき、n>>θとおけば、
(n2-θ2)＝n2
である。
従って上記［式６］は、
α＝-6.32／NA ・・・［式７］
【０１０２】
この［式７］により求まったαの値は、カバー厚の差dtや、記録媒体の屈折率n、レーザ光の波長λとは無相関な値であり、αの理想値（中間値）となる。
本例の場合、対物レンズ２０のNAは０．８５程度であり、従って本例におけるαの理想値は、
α≒-7.44 ・・・［式８］
である。
【０１０３】
ここで、本例の場合、記録媒体の屈折率n＝1.6であり、最大チルト角（θの最大値）は0.5°（±0.5°）である。
このとき、例えばバルク層５の厚さがおよそ３００μｍ程度とされ、基準層位置Ｌprからの誤差dtの最大値がおよそ±１５０μｍであるとすると、この場合における３次球面収差変動量Ｗ40（λrms）の最大値は、先の［式２］より、±0.68λrms程度となる。従って、同じく誤差dtが最大のときで、且つ最大チルト角が上記0.5°のときの３次コマ収差変動量Ｗ31（λrms）は、上記の0.68λrmsと［式８］のαの理想値とから、［式５］より0.0445λrms程度となる。
【０１０４】
本実施の形態では、このような基準層位置Lprからの誤差dtが最大でチルト角θが最大という条件でのα＝理想値のときの３次コマ収差変動量の値が、マレシャル基準収差（マレシャルのクライテリオン：Marechal Criterion）に基づく許容相違範囲内に収めることのできる、αの値の範囲を設定する。
【０１０５】
一例として、許容相違範囲をマレシャル基準収差（＝0.07λrms）自体としたときは、上記の３次コマ収差変動量≒0.0445λrmsからの許容相違の割合は、約157％（0.07／0.0445）である。従って、αに許される精度は157％（α×2.57＜α＜α／2.57）であり、
−１９．１＜α＜−２．９ ・・・［式９］
となる。
つまりこの場合、対物レンズ２０としては、
３次コマ収差変動量／レンズチルト角＝α＊３次球面収差変動量
におけるαが、［式９］の許容相違範囲内の値となるように設計すればよいものである。
【０１０６】
或いは、光学系における他の光学部品の有する収差も考慮に入れた十分なマージンをとるとして、許容相違範囲をマレシャル基準収差の半値＝0.035λrmsとした場合には、上記の３次コマ収差変動量≒0.0445λrmsからの許容相違の割合は約80％であり、従って、αに許される精度は80％（α×1.8＜α＜α／1.8）となる。つまりは、
−１３．４＜α＜−４．１ ・・・［式１０］
である。
従ってこの場合には、対物レンズ２０としては、
３次コマ収差変動量／レンズチルト角＝α＊３次球面収差変動量
におけるαが［式１０］の許容相違範囲内の値となるように設計すればよい。
【０１０７】
上記のように本実施の形態では、「３次コマ収差変動量／レンズチルト角＝α＊３次球面収差変動量」におけるαの値が、当該αの理想値を基準とする許容相違範囲であって、基準層位置Ｌprからレーザ光の集光対象位置までの誤差が最大で且つチルト角θが最大のときの３次コマ収差変動量とマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるように、対物レンズ２０を設計するものとしている。
これにより、録再用レーザ光の集光対象位置が基準層位置Ｌprから最大に離間した位置で且つチルトが最大に生じているという最悪の条件下においても、録再用レーザ光の結像性能として、マレシャル基準収差に基づく高い性能を維持することができる
この結果、本実施の形態によれば、球面収差補正とレンズチルトによるチルト補正とを行うバルク型記録媒体１のドライブ装置について、その記録再生性能の向上を図ることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態によれば、対物レンズ２０の像高特性が改善する分、よりバルク層５の厚みを増しても対応可能であり、従って、さらなる大記録容量化が図られるようにできる。
【０１０９】
［3-2．実施例１：２群構成の設計例］
以下、上記の［式９］及び［式１０］の双方のαの条件を満たす対物レンズ２０の具体的な設計例について説明する。
先ずは図６により、２群構成とした場合の設計例（実施例１とする）について説明する。
【０１１０】
図６は、実施例１としての対物レンズ２０の構成を示した断面図である。
なおこの図ではバルク型記録媒体１の表面Ｓｆ及び基準層位置Ｌprも併せて示している。
またこの図では、対物レンズ２０を介してバルク型記録媒体１に照射される録再用レーザ光の光線も併せて示している。
さらに、光学系の光軸axs_O及び対物レンズ２０の光軸axs_Lも示している。
【０１１１】
図示するように、この場合の対物レンズ２０は、後玉レンズ２０Ａと先玉レンズ２０Ｂとを有する２群構成とされる。後玉レンズ２０Ａの発光点側（光源側）の面に対しては、絞りａｐが設けられ、これによって入射光の径が所定の径に絞られる。
【０１１２】
この図では、後玉レンズ２０Ａに対して録再用レーザ光が平行光入射し、それに伴い録再光用レーザ光が基準層位置Ｌprに合焦している様子を示している。
【０１１３】
下記の［表１］は、実施例１の対物レンズ２０の設計例を示している。
【表１】
【０１１４】
ここで本例の場合、バルク型記録媒体１の屈折率n＝1.6である。また、録再用レーザ光の波長λ＝405nmである。また、対物レンズ２０の入射瞳径は2.5mm、焦点距離は1.47mmである。
なお上記［表１］において、面番号Ｓ１〜Ｓ８は、それぞれ図６中に示した面番号Ｓ１〜Ｓ８に対応する。ここで、面番号Ｓ０は、録再用レーザ光の発光点を表す。
また、面番号Ｓ５及びＳ６は共に先玉レンズ２０Ｂのバルク型記録媒体１側の面を指すものである。
また、面番号Ｓ８は、集光対象位置としての情報記録層位置Ｌの面を表すもので、対物レンズ２０に録再用レーザ光が平行光入射するとき、当該面番号Ｓ８の面は図６に示すように基準層位置Ｌprに一致する。
また、［表１］において、面番号Ｓ６と対応づけられた面間隔の値（0.17mm）は、Ｓ６とＳ７との間の面間隔、すなわち対物レンズ２０の端面とバルク型記録媒体１の表面Ｓｆとの間の空気の層の厚さを意味する。
【０１１５】
また、［表１］において、Ａ〜Ｈ及びＪは非球面係数であり、Ｋは円錐係数である。
ここで、非球面式は下記の［式１１］で定義されるものである。
【数１】
なお［式１１］において、ｚは、ｚ軸（光軸に平行な軸）に対する平行面のサグ、ｃは面頂点での曲率（CUY）、ｋは円錐係数（Ｋ）である。またｈは、光軸からの高さ（光軸と直交する方向における光軸からの距離）を意味する。
【０１１６】
なお［表１］において、「ポジションデータ」は、１）集光対象位置の深さ（集光対象位置と基準層位置Ｌprとの誤差）に従って、２）発光点の位置（Ｓ０）を動かすこと、３）バルク型記録媒体１と対物レンズ２０端面との間の距離を動かすこと、の３点を最適にして決まる設計解のことである。
［表１］の「ポジションデータ」において、面番号Ｓ７に対応づけられた各ポジションの値は、Ｓ７−Ｓ８間の面間隔（表面Ｓｆ−集光対象位置間の間隔）を表すものである。また面番号Ｓ６に対応づけられた各ポジションの値は、Ｓ６−Ｓ７間の面間隔（対物レンズ２０端面−表面Ｓｆ間の間隔）を表すものである。
また、発光点の各ポジションの値について、「INFINITY」は録再用レーザ光が対物レンズ２０に平行光入射することを意味する。また、発光点のポジションの値が正であることは、対物レンズ２０に録再用レーザ光が発散光で入射すること（図４（ａ））を意味し、また負であることは収束光で入射すること（図４（ｃ））を意味する。
【０１１７】
図７は、［表１］による設計を行った実施例１の対物レンズ２０についての、３次球面収差変動量(λrms)と３次コマ収差変動量(λrms)との関係を示した図である。
この図７のように横軸（ｘ軸）を３次球面収差変動量、縦軸（ｙ軸）を３次コマ収差変動量としたときの、実施例１の対物レンズ２０におけるこれら２つの変動量の関係式は、
ｙ＝-0.0509ｘ＋0.0061
となる。
ここで、αの値は、このような３次球面収差変動量と３次コマ収差変動量との関係式（先に挙げた「３次コマ収差変動量＝ａ＊３次球面収差変動量」に相当）における傾きの値を、レンズチルト角（ラジアン）で除算したものに相当する。
従って、実施例１の対物レンズ２０のαの値は、
α＝-0.0509÷0.00873(＝0.5°)＝-5.83
である。
この結果より、実施例１の対物レンズ２０によれば、先の［式９］及び［式１０］の双方の条件を満たすことが分かる。
【０１１８】
［3-3．実施例２：３群構成の設計例］
続いて、実施例２は、対物レンズ２０を３群構成とした場合の設計例である。
図８は、実施例２としての対物レンズ２０の構成を示した断面図である。
なおこの図においても先の図６と同様に、バルク型記録媒体１の表面Ｓｆ及び基準層位置Ｌpr、対物レンズ２０を介してバルク型記録媒体１に照射される録再用レーザ光の光線、光学系の光軸axs_O及び対物レンズ２０の光軸axs_Lも併せて示している。
【０１１９】
図示するように、この場合の対物レンズ２０は、後玉レンズ２０Ａと先玉レンズ２０Ｂとの間に中玉レンズ２０Ｃが挿入された３群構成となる。この場合も後玉レンズ２０Ａの発光点側（光源側）の面に対しては絞りａｐが設けられている。
この図８においても、先の図６に場合と同様に、後玉レンズ２０Ａに対して録再用レーザ光が平行光入射し、録再光用レーザ光が基準層位置Ｌprに合焦している様子を示している。
【０１２０】
下記［表２］は、実施例２の対物レンズ２０の設計例を示している。
【表２】
【０１２１】
なお、この場合も先の実施例２の場合と同様、バルク型記録媒体１の屈折率n＝1.6、録再用レーザ光の波長λ＝405nm、対物レンズ２０の入射瞳径＝2.5mm、焦点距離＝1.47mmである。
また、面番号Ｓ１〜Ｓ１０は、それぞれ図８中に示した面番号Ｓ１〜Ｓ１０に対応し、この場合も面番号Ｓ０は録再用レーザ光の発光点を表す。
この場合、面番号Ｓ７及びＳ８は共に先玉レンズ２０Ｂのバルク型記録媒体１側の面を指す。また、面番号Ｓ１０は、集光対象位置としての情報記録層位置Ｌの面を表すもので、対物レンズ２０に録再用レーザ光が平行光入射するとき、面番号Ｓ１０の面は図８に示すように基準層位置Ｌprに一致する。
また、［表２］の場合、面番号Ｓ８と対応づけられた面間隔の値（0.17mm）の値が、対物レンズ２０の端面とバルク型記録媒体１の表面Ｓｆとの間の空気の層の厚さを表すものとなる。
ここで、その他、表の見方については先の［表１］の場合と同様である。
【０１２２】
図９は、実施例２の対物レンズ２０についての、３次球面収差変動量(λrms)と３次コマ収差変動量(λrms)との関係を示した図である。
実施例２の対物レンズ２０における３次球面収差変動量（ｘ軸）と３次コマ収差変動量（ｙ軸）との関係式は、
ｙ＝-0.0849ｘ＋0.0117
となる。
従って、この場合のαの値は、
α＝-0.0849÷0.00873＝-9.73
である。
このことから、実施例２の対物レンズ２０としても、先の［式９］及び［式１０］の双方の条件を満たすことが分かる。
【０１２３】
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでで説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、対物レンズ２０の具体的な設計例については上記の実施例１や実施例２に限定されるべきものでないことは言うまでもない。
また、対物レンズ２０の群数（レンズの玉数）についても実施例１や実施例２に限定されるべきものではない。
【０１２４】
また、これまでの説明では、球面収差の補正をエキスパンダを用いて行うものとしたが、例えば液晶素子を用いる手法など、他の手法により球面収差補正を行うように構成することもできる。
【０１２５】
またこれまでの説明では、基準層位置Ｌprをバルク層５内の中間位置に設定するものとしたが、基準層位置Ｌprの設定位置は必ずしもバルク層５の中間位置に限定されるべきものではない。
【０１２６】
また、これまでの説明では、再生時における録再用レーザ光のフォーカス制御は、該録再用レーザ光の記録済みマーク列からの反射光に基づき、対物レンズ２０を制御することで行うものとしたが、再生時においても、記録時と同様に、対物レンズ２０のフォーカス制御をサーボ用レーザの基準面Ｒｅｆからの反射光に基づき行い、録再用レーザ光のフォーカス制御を録再光用フォーカス機構１５を用いて行うようにすることもできる。
【０１２７】
またこれまでの説明では、反射膜が形成された基準面Ｒｅｆが、バルク層５としての記録層よりも上層側に形成される場合を例示したが、基準面Ｒｅｆが記録層よりも下層側に形成される場合にも本発明は好適に適用できる。
【０１２８】
また、これまでの説明では、録再用レーザ光とサーボ用レーザ光のそれぞれの反射光を装置側で独立して受光するにあたり、ダイクロイックプリズム１９を設けて、それぞれの光の波長の違いを利用して分光を行う手法を例示したが、これに代えて、例えばｐ偏光／ｓ偏光などの偏光方向の違いを利用した分光を行う構成を採るなど、他の手法により分光を行うようにすることもできる。
【０１２９】
このように本発明の光学ピックアップ（光学ドライブ装置）が有する光学系の構成については適宜の変更が可能である。
【０１３０】
また、本発明は、バルク状の記録層を有するバルク型の光記録媒体を対象とする場合のみならず、深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体に広く好適に適用可能なものである。
例えば、反射層と記録材料層とを具備する記録膜の複数を深さ方向において所定間隔で形成した記録層構造を有する光記録媒体に対しても、本発明は好適に適用できる。
【０１３１】
また、これまでの説明では、本発明が記録層に対するマーク記録と記録マークの再生の双方を行う記録再生装置に適用される場合を例示したが、本発明としては、記録層に対するマーク記録のみを行う記録装置（記録専用装置）や、或いは記録されたマークの再生のみを行う再生装置（再生専用装置）に対しても好適に適用できる。
【符号の説明】
【０１３２】
１ バルク型記録媒体、２ カバー層、３ 選択反射膜、Ｒｅｆ 基準面、４ 中間層、５ バルク層、Ｌ 情報記録層位置、Ｌpr 基準層位置、１０ 記録再生装置、１１ 録再用レーザ、１２,２５ 偏光ビームスプリッタ、１３,２６ １／４波長板、１４,２７ コリメーションレンズ、１５ 録再光用フォーカス機構、１６ 凹レンズ、１７ レンズ駆動部、１８ 凸レンズ、１９ ダイクロイックプリズム、２０ 対物レンズ、２０Ａ 後玉レンズ、２０Ｂ 先玉レンズ、２０Ｃ 中玉レンズ、ａｐ 絞り、２１ ２軸アクチュエータ、２２,２８ シリンドリカルレンズ、２３ 録再光用受光部、２４ サーボ用レーザ、２９ サーボ光用受光部、３０ チルト検出部、３１ チルト機構、３２ 記録処理部、３３ 録再光用マトリクス回路、３４ 再生処理部、３５ 録再光用サーボ回路、３６ サーボ光用マトリクス回路、３７ 位置情報検出部、３８ サーボ光用サーボ回路、３９ コントローラ、４０ チルト補正部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えた光学ピックアップに設けられる上記対物レンズであって、
上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされている
対物レンズ。
【請求項２】
上記ＮＡの値が０．８５であり、上記αの理想値が−７．４４とされる請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
上記レーザ光の波長が４０５ｎｍ、上記基準層位置と上記集光対象位置との誤差量が±１５０μｍ以下、上記レンズチルト角（上記光記録媒体のチルト角）が±０．５°以下、上記光記録媒体の屈折率が概ね１．６とされ、上記αの値が、上記マレシャル基準収差の値自体に基づき設定した
−１９．１＜α＜−２．９
による許容相違範囲内の値となるように設計されている
請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
上記レーザ光の波長が４０５ｎｍ、上記基準層位置と上記集光対象位置との誤差量が±１５０μｍ以下、上記レンズチルト角（上記光記録媒体のチルト角）が±０．５°以下、上記光記録媒体の屈折率が概ね１．６とされ、上記αの値が、上記マレシャル基準収差の半値に基づき設定した
−１３．４＜α＜−４．１
による許容相違範囲内の値となるように設計されている
請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項５】
２群構成とされる請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項６】
３群構成とされる請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項７】
深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、
上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えると共に、
上記対物レンズが、
上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされている
光学ピックアップ。
【請求項８】
深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、
上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えると共に、
上記対物レンズが、
上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされている光学ピックアップ
を備えて上記光記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生を行う
光学ドライブ装置。
【請求項１】
深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えた光学ピックアップに設けられる上記対物レンズであって、
上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされている
対物レンズ。
【請求項２】
上記ＮＡの値が０．８５であり、上記αの理想値が−７．４４とされる請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
上記レーザ光の波長が４０５ｎｍ、上記基準層位置と上記集光対象位置との誤差量が±１５０μｍ以下、上記レンズチルト角（上記光記録媒体のチルト角）が±０．５°以下、上記光記録媒体の屈折率が概ね１．６とされ、上記αの値が、上記マレシャル基準収差の値自体に基づき設定した
−１９．１＜α＜−２．９
による許容相違範囲内の値となるように設計されている
請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
上記レーザ光の波長が４０５ｎｍ、上記基準層位置と上記集光対象位置との誤差量が±１５０μｍ以下、上記レンズチルト角（上記光記録媒体のチルト角）が±０．５°以下、上記光記録媒体の屈折率が概ね１．６とされ、上記αの値が、上記マレシャル基準収差の半値に基づき設定した
−１３．４＜α＜−４．１
による許容相違範囲内の値となるように設計されている
請求項２に記載の対物レンズ。
【請求項５】
２群構成とされる請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項６】
３群構成とされる請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項７】
深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、
上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えると共に、
上記対物レンズが、
上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされている
光学ピックアップ。
【請求項８】
深さ方向の所定複数位置に情報記録が可能とされた記録層を有する光記録媒体の上記記録層に対し対物レンズを介して照射されるレーザ光についての球面収差補正を行う球面収差補正機構と、
上記対物レンズのチルト角度としてのレンズチルト角を変化させてチルト補正を行うチルト補正部とを備えると共に、
上記対物レンズが、
上記記録層内に設定された所定の基準層位置に対する上記レーザ光の集光対象位置の誤差に応じた３次球面収差の変動量（λrms）をΔＳＡ、上記レンズチルト角（ラジアン）をＬtilt、上記レンズチルト角Ｌtiltにより発生する３次コマ収差の変動量（λrms）をΔＣＡとおき、これらの関係を
ΔＣＡ／Ｌtilt＝α＊ΔＳＡ
としたとき、
上記αの値が、
α＝−６．３２・ＮＡ
（但しＮＡは上記対物レンズの実効的開口数）により表されるその理想値を基準とする許容相違範囲であって、
上記３次球面収差変動量ΔＳＡが最大値で且つ上記レンズチルト角が最大であるときの上記３次コマ収差変動量ΔＣＡとマレシャル基準収差とに基づき設定した上記許容相違範囲内の値となるようにその設計がされている光学ピックアップ
を備えて上記光記録媒体に対する情報の記録及び／又は再生を行う
光学ドライブ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−５９３３５（Ｐ２０１２−５９３３５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４１２１（Ｐ２０１０−２０４１２１）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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