JP2000020992A - 光ヘッド及びこれを用いた光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光源の光利用効率を犠牲にすることなく、かつ
簡単な構成でディスクチルトの検出を行うことができる
光ヘッドを提供する。 【解決手段】光源１０から光ビームの一部を対物レンズ
１の内周部１ａを介して記録／再生用光ビームとして光
ディスク２０に集束させて照射し、光源１０から出射さ
れる光ビームの他の一部を対物レンズ１の外周部１ｂを
介してディスクチルト検出のためのチルト検出用光ビー
ムとして記録／再生用光ビームの光軸に対して傾斜した
角度で光ディスク２０に照射し、光ディスク２０からの
チルト検出用光ビームの反射光を光検出器１５で検出し
て、この光検出器１５の出力信号から演算によりディス
クチルトを求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報の記録および
再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置に係り、特
に光ディスクの傾きを検出する機能を有する光ヘッド及
びこれを用いた光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスク装置では光ヘッドを
用い、光源から出射された光ビームを対物レンズで集束
させ、光ディスクに透明基板側から入射して情報記録面
に照射し、情報記録面上に集光ビームスポットを形成
し、情報記録面からの反射光を検出することで再生を行
う。しかし、光ディスクが光ヘッドに対して傾いている
場合、つまりディスクチルトがある場合、対物レンズで
集束された光ビームは光ディスクに対して斜めに入射し
て透明基板を透過する。このとき光学的収差が発生し、
情報記録面上の光ビームスポットが歪んで正確な情報の
記録もしくは再生が困難となる。

【０００３】このため、光ディスク装置を正確に安定な
動作をさせるには、光ヘッド全体をディスクチルトに対
して垂直に保つ機能を付加するか、もしくは光ヘッド内
部にディスクチルトにより発生する光学的収差を補正す
る機能を付加して、ディスクチルトを許容値内にする必
要がある。このようにディスクチルトの補正を行う場合
には、適切にディスクチルトの方向および量を検出する
ことが必要になる。

【０００４】ディスクチルトの検出方式としては、特開
平８−５０７３１号に示されるような方式がある。これ
は従来の光ヘッド構成にディスクチルトを検出するため
のチルト検出用光ビームの照射機能と光検出器を付加す
ることにより、ディスクチルトを検出する方式である。
具体的には、対物レンズへ向かう光路中にゾーンプレー
トやホログラムなどの回折素子を配置し、この回折素子
で発生した０次回折光を情報の記録／再生を行う主ビー
ムとして用い、１次回折光をチルト検出用光ビームとし
て用いる。そして、光検出器で受光したチルト検出用光
ビームの反射光からディスクチルトの検出を行う。

【０００５】しかし、このディスクチルト検出方式で
は、情報の記録／再生に使用する光ビームの一部を分離
してチルト検出用光ビームを発生させるため、光源の光
利用効率が悪くなっていた。また、別のディスクチルト
検出方式として、チルト検出用光ビームのために別光源
を用し、このチルト検出用光源の両脇に配置された光検
出器を用いてディスクチルトを検出する方式もあるが、
これはディスクチルト検出系が光ヘッドの光学系とは別
系統で配置されているため、光ディスク装置が複雑・か
つ大型化し、コストも高くなってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ディ
スクチルトの検出のために対物レンズへ向かう光路中に
回折素子を配置する方式では、対物レンズを透過して情
報の記録／再生に使用する光ビームの一部を分離してチ
ルト検出用光ビームを発生させるため、レーザ光源の光
利用効率が悪いという問題点があり、またディスクチル
ト検出系を光ヘッドの光学系とは別系統で配置する方式
では、光ディスク装置の構成が複雑になってしまい、小
型化・低価格化を図る上で不利であるという問題点があ
った。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたものであり、光源の光利用効率を犠
牲にすることなく、かつ簡単な構成でディスクチルトの
検出を行うことができる光ヘッド及びこれを用いた光デ
ィスク装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は光源から出射される光ビームのうち情報の
記録／再生に寄与しない領域のビームをディスクチルト
の検出に利用することで、光利用効率を低下させること
なく、またディスクチルト検出用の光学系を記録／再生
用の光学系と独立に設けることなく、ディスクチルトを
検出できるようにしたことを骨子とする。

【０００９】すなわち、本発明に係る光ヘッドは光ビー
ムを出射する光源と、この光源から出射される光ビーム
の一部を内周部で記録／再生用光ビームとして光ディス
クに集束させて照射し、光源から出射される光ビームの
他の一部、つまり記録／再生に使用されない部分を外周
部で光ディスクの傾きを検出するためのチルト検出用光
ビームとして光ディスクに照射する対物レンズと、光デ
ィスクからのチルト検出用光ビームの反射光を検出する
機能を有する光検出器と、この光検出器の出力信号から
光ディスクの傾き（ディスクチルト）を求める演算手段
とを具備することを特徴とする。

【００１０】このように対物レンズの外周部をチルト検
出用光ビームの照射に用いると、光源から出射される光
ビームのうち従来は損失となっていたビームをチルト検
出用光ビームとして用いることになるため、光源の光パ
ワーを効率良く使用することができる。すなわち、光利
用効率を低下させることなく、またディスクチルト検出
用の光学系を記録もしくは再生用の光学系と独立に設け
ることなく、簡単な構成の光検出器および演算によって
ディスクチルトを検出することが可能となる。本発明の
一つに態様によると、対物レンズの外周部はチルト検出
用光ビームを記録もしくは再生用光ビームの光軸に対し
て傾斜した角度で光ディスクに照射するように構成さ
れ、具体的には例えば円環状のプリズムまたはこれと同
様の機能を持つ回折素子により構成される。ディスクチ
ルトがあると、チルト検出用光ビームが光ディスクで反
射される際、その反射角がディスクチルトの方向にディ
スクチルトの量に応じた角度だけ変化する。従って、こ
のチルト検出用光ビームの反射光の反射角の変化を光検
出器によって検出することで、ディスクチルトの検出が
可能となる。

【００１１】さらに具体的には、例えばチルト検出用光
ビームの反射光を検出レンズで集光して光検出器に導く
ようにすると、反射光のビームが光検出器上をディスク
チルトの方向にチルト量に応じた距離だけ移動する。そ
こで、光検出器として光ディスクからの記録もしくは再
生用光ビームの反射光を検出するための主検出領域の周
囲にチルト検出用光ビームの反射光を検出するための複
数の副検出領域を有する光検出器を用い、これらの副検
出領域に対応した出力信号に対して演算を行って、反射
光のビームの移動方向および移動量を検出することによ
り、ディスクチルトの検出を行うことができる。

【００１２】また、上述のようにチルト検出用光ビーム
は記録もしくは再生用光ビームの光軸に対して傾斜した
角度で光ディスク上に照射され、その反射光は記録もし
くは再生用光ビームの反射光とは別の経路を辿り、しか
もチルト検出用光ビームは記録もしくは再生用光ビーム
と異なり非集束光、例えば平行光でよいため、このチル
ト検出用光ビームにより誤って光ディスク上の情報が再
生されてしまうことはない。さらに、チルト検出用光ビ
ームが非集束光でよいことから、光ディスクが相変化媒
体や光磁気媒体などの記録・再生可能な媒体である場
合、チルト検出用光ビームにより誤って記録を行うこと
もない。

【００１３】本発明の他の態様によれば、対物レンズの
外周部はチルト検出用光ビームを記録もしくは再生用光
ビームの焦点位置と異なる位置に焦点を結ぶように、す
なわち、記録もしくは再生用光ビームがフォーカス状態
で照射されるのに対し、チルト検出用光ビームはデフォ
ーカス状態で光ディスクに照射するように構成される。
より具体的には、対物レンズの外周部は内周部のレンズ
領域の焦点距離と異なる複数のレンズを円周方向に沿っ
て配列して構成され、これらのレンズを介してフォーカ
ス状態でチルト検出用光ビームを光ディスクに照射す
る。これら複数のレンズは、回折素子で構成されてもよ
い。

【００１４】ここで、ディスクチルトがない場合は、対
物レンズの外周部の複数のレンズを通過した各々のチル
ト検出用光ビームは同じデフォーカス状態となるが、デ
ィスクチルトがあると、各々のチルト検出用光ビームの
デフォーカス状態はディスクチルトの方向および量に応
じて相対的に変化する。これに伴い、ディスクチルトの
生じた方向にある複数のチルト検出用光ビームの反射光
の光検出器上でのビーム径が異なってくるので、このビ
ーム径の大きさの変化を光検出器によって検出すること
で、ディスクチルトの検出が可能となる。

【００１５】より具体的には、例えばチルト検出用光ビ
ームの反射光を検出レンズで集光して光検出器に導くよ
うにすると、光検出器上でディスクチルトの方向に位置
する反射光のビーム径が相対的に変化するので、光ディ
スクからの記録もしくは再生用光ビームの反射光を検出
するための主検出領域の周囲にチルト検出用光ビームの
反射光を検出するための複数の副検出領域を有する光検
出器を用い、これらの副検出領域に対応した出力信号に
対して演算を行って、このようなビーム径の変化を検出
することにより、ディスクチルトの検出を行うことがで
きる。

【００１６】また、これらのチルト検出用光ビームは副
検出領域に入射するため、チルト検出用光ビームにより
誤って光ディスク上の情報が再生されてしまうことはな
い。さらに、チルト検出用光ビームは記録もしくは再生
用光ビームと異なり、デフォーカス状態で光ディスク上
に照射されるので、誤って光ディスク上に記録がなされ
るようなこともない。

【００１７】さらに、本発明によると上述したようなチ
ルト検出機能を有する光ヘッドと、この光ヘッドにおけ
るチルト検出結果に基づいてディスクチルトを補正する
チルト補正手段を備えた光ディスク装置が提供される。

【００１８】

【発明の実施の形態】まず、具体的な実施の形態を説明
する前に、図１を用いて本発明によるディスクチルト検
出の原理を述べる。一般に、光ディスク装置の光ヘッド
では、図１に示すように光源（典型的には半導体レー
ザ）１０から出射された光ビームのうち、中央の一部の
み、つまりビーム径（１／ｅ² での直径＝ピーク強度に
対して、約１３．５％以上の光強度を持つ領域のビーム
径）のうちの一部のみを対物レンズ１で集束して光ディ
スク上に照射することにより、情報の記録／再生を行
う。従って、光源１０からの光ビームのうちビーム径か
ら対物レンズ１の径を除いた対物レンズ１の外側の斜線
で示す領域は、記録／再生に利用されず、この部分のビ
ームのエネルギーがいわゆる光量損となっている。

【００１９】ここで本発明は、光源１０から出射される
光ビームのうち、従来は対物レンズに入射させずに光量
損となっていた領域のビームをディスクチルトの検出に
利用する。このようにすると、本来光ディスクに照射さ
れるべき光ビームの一部を分離してディスクチルト検出
に利用する場合に比較して光利用効率が向上する。ま
た、光ヘッドとは別にディスクチルト検出専用の光源を
必要としないため、光ディスク装置全体の構成が簡単と
なる。

【００２０】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を説明する。 （第１の実施形態）図２に、本発明の第１実施形態に係
る光ディスク装置における光ヘッドの要部の構成を示
す。図２において、光源１０は例えば半導体レーザであ
り、この光源１０から出射した光ビームは、コリメータ
レンズ１１でコリメートされた後、ハーフプリズム１２
を透過し、対物レンズ１を介して光ディスク２０の情報
記録面２１上に照射される。光ディスク２０は記録再生
専用ディスクでも記録・再生可能ディスクでもよく、前
者の場合は情報記録面２１にアルミニウム膜などの反射
膜が形成され、後者の場合は情報記録面２１に相変化膜
や光磁気膜などが形成される。

【００２１】対物レンズ１は、レンズ支持部５により支
持されている。対物レンズ１は、図３に示すように内周
部１ａが通常のレンズ、外周部１ｂが円環状のプリズム
となっている。ここで、対物レンズ１のうち内周部１ａ
は記録または再生あるいはその両方を行うための光ビー
ム（以下、記録／再生用光ビームという）の集束に用い
られ、外周部１ｂは光ヘッドに対する光ディスク１０の
傾き（以下、ディスクチルトという）を検出するための
チルト検出用光ビームの照射に用いられる。

【００２２】半導体レーザ光源１０から出射される光ビ
ームの一部は、対物レンズ１の内周部１ａにより情報記
録面２１に記録／再生用光ビームとして集束・照射さ
れ、他の一部、つまり記録／再生用光ビームとして使用
されず従来は光量損となっていた領域のビームは、対物
レンズ１の外周部１ｂにより平行光のチルト検出用光ビ
ームとして情報記録面２１に照射される。情報記録面２
１に照射された光ビームは情報記録面２１で反射され、
その反射光は対物レンズ１の内周部１ａを照射光と逆方
向に通過してハーフプリズム１２に導かれ、ハーフプリ
ズム１２で反射された後、検出レンズ１３を介してディ
スクチルト検出機能を有する光検出器１５に入射する。

【００２３】光検出器１５は、図４（ａ）または（ｂ）
に示すように５つの検出領域ｄ０，ｄ１〜ｄ４を有し、
記録／再生用光ビームとチルト検出用光ビームのそれぞ
れの反射光を検出する。すなわち、中央の主検出領域ｄ
０は記録／再生用光ビームの反射光を検出し、周辺の９
０°間隔で配置された４つの副検出領域ｄ１〜ｄ４はチ
ルト検出用光ビームの反射光を検出する。図４（ａ）で
は副検出領域ｄ１〜ｄ４はそれぞれ一つの検出面で構成
されているが、図４（ｂ）ではそれぞれが二分割検出面
からなる。光検出器１５の主検出領域ｄ０および副検出
領域ｄ１〜ｄ４にそれぞれ対応する出力信号は、図示し
ない演算回路に入力され、主検出領域ｄ０に対応する出
力信号から情報記録面２１に記録された情報の再生信号
が求められ、また副検出領域ｄ１〜ｄ４に対応する４つ
の出力信号に対する演算によってディスクチルトが検出
される。

【００２４】図３に示したように、対物レンズ１の外周
部１ｂは円環状のプリズムであり、このプリズムの断面
形状は台形である。従って、チルト検出用光ビームは対
物レンズ１の外周部の１ｂにより屈折されて、記録／再
生用光ビームの光軸に対して傾きを持った平行光として
情報記録面２１上に照射される。このチルト検出用光ビ
ームが情報記録面２１によって反射されるときの反射方
向と反射角は、光ディスク２０のチルト方向およびチル
ト量に応じて変化する。そこで、本実施形態ではチルト
検出用光ビームの反射光の反射方向およびの反射角の変
化を利用して、光ディスク２０のディスクチルト（チル
ト方向およびチルト量）を検出する。

【００２５】次に、図５を参照して本実施形態における
ディスクチルトの検出動作を具体的に説明する。光源１
０より出射され、ハーフプリズム１２を経て対物レンズ
１の外周部１ｂを通過したチルト検出用光ビームは、光
ディスク２０の情報記録面２１で反射されて対物レンズ
１の外周部１ｂに逆方向から入射し、さらに検出レンズ
１３を経て光検出器１５に至る。このときチルト検出用
光ビームは、記録／再生用光ビームの光軸に対して傾い
ているため、その反射光は検出レンズ１３に対して斜め
に入射する。このためチルト検出用光ビームの反射光
は、光検出器１５上において図５に示すようにドーナツ
状に集光される。

【００２６】このようにチルト検出用光ビームが記録／
再生用光ビームの光軸に対して傾いていると、光検出器
１５上において記録／再生用光ビームの反射光とは異な
る位置にチルト検出用光ビームの反射光が集光される。
ここで、図５（ａ）は光ディスク２０にチルトがない場
合の記録／再生用光ビームおよびチルト検出用光ビーム
の反射光の光ビーム１５上での集光状態を示し、図５
（ｂ）（ｃ）はそれぞれ光ディスク２０にラジアル方向
およびタンジェンシャル方向のチルトがある場合の記録
／再生用光ビームおよびチルト検出用光ビームの反射光
の光ビーム１５上での集光状態を示している。

【００２７】ディスクチルトがあると、つまり光ディス
ク２０が光ヘッドに対して傾くと、情報記録面２１にお
けるチルト検出用光ビームの反射角がディスクチルトの
方向に変化し、その反射光の検出レンズ１３への入射角
も変化する。このとき、図５（ｂ）または（ｃ）に示さ
れるように、光検出器１５上にドーナツ状に集光された
チルト検出用光ビームの反射光は、光ディスク２０のチ
ルト方向に沿って光検出器１５上を移動する。

【００２８】光検出器１５の副検出領域ｄ１〜ｄ４が図
４（ａ）に示したようにそれぞれ一つの検出面から構成
される場合を例に説明すると、例えば光ディスク２０が
ラジアル方向に傾斜した場合は、図５（ｂ）に示される
ように、光検出器１５上のチルト検出用光ビームの反射
光がラジアル方向に移動することによって、ラジアル方
向の直線上に位置する二つの副検出領域ｄ１とｄ３の出
力に差が生じる。従って、これらの副検出領域ｄ１とｄ
３の出力の差を検出することにより、ラジアル方向のデ
ィスクチルト量を検出することができる。

【００２９】また、光ディスク２０がタンジェンシャル
方向に傾斜した場合は、図５（ｃ）に示されるように、
光検出器１５上のチルト検出用光ビームの反射光もタン
ジェンシャル方向に移動し、タンジェンシャル方向の直
線上に位置する二つの副検出領域ｄ２とｄ４の出力に差
が生じるため、これらの副検出領域ｄ２とｄ４の出力の
差を検出することにより、ラジアル方向のディスクチル
ト量を検出することができる。

【００３０】さらに、光ディスク２０がラジアル方向お
よびタンジェンシャル方向の両方に傾斜した場合も、同
様に副検出領域ｄ１とｄ３の出力の差、副検出領域ｄ２
とｄ４の出力の差を検出することで、これら両方向のデ
ィスクチルト量を検出することができる。

【００３１】一方、光検出器１５の副検出領域ｄ１〜ｄ
４が図４（ｂ）に示したように二分割検出面で構成され
ている場合、具体的には、ラジアル方向の直線上に位置
する副検出領域ｄ１，ｄ３がラジアル方向に二分割さ
れ、タンジェンシャル方向の直線上に位置する副検出領
域ｄ２，ｄ４がタンジェンシャル方向に二分割されてい
る場合は、それぞれの副検出領域の出力から二分割検出
面に対応した二つの出力の差を求め、以後上記同様にｄ
１とｄ３の出力の差、副検出領域ｄ２とｄ４の出力の差
を検出することでラジアル方向およびタンジェンシャル
方向のディスクチルトを求めることができる。

【００３２】なお、本実施形態では対物レンズ１の外周
部１ｂを円環状のプリズムとしているが、本発明の効果
を得るためにはチルト検出用光ビームが記録／再生用光
ビームの光軸に対して傾いて光ディスク２０に照射する
機能を持っていればよい。従って、対物レンズ１の外周
部１ｂはプリズムと同様の機能を持つ回折素子でもよ
い。このようにすることにより、光検出器１５上におい
て記録／再生用光ビームとは異なる位置でチルト検出用
光ビームを検出することができる。

【００３３】また、ディスクチルト量の検出感度は、対
物レンズ１の外周部１ｂの幅と外周部１ｂを透過する際
の屈折角、検出レンズ１３の焦点距離、光検出器１５に
おける副検出領域ｄ１〜ｄ４の大きさ等により自由に設
定することができる。

【００３４】このように本実施形態によれば、対物レン
ズ１の外周部１ｂを利用してチルト検出用光ビームを光
ディスク２０に照射することにより、光源１０の光利用
効率を低下させることなく、またディスクチルト検出用
の専用の光学系を必要とすることなしにディスクチルト
を検出することができる。

【００３５】また、チルト検出用光ビームは記録／再生
用光ビームの光軸に対して傾斜した角度で光ディスク２
０上に照射され、かつその反射光は記録／再生用光ビー
ムの反射光とは別の経路を辿り、副検出領域ｄ１〜ｄ４
に入射するため、チルト検出用光ビームにより誤って光
ディスク２０上の情報が再生されてしまうことはなく、
さらにチルト検出用光ビームが非集束光でよいために、
光ディスク２０が相変化媒体や光磁気媒体などの記録・
再生可能な媒体である場合、チルト検出用光ビームによ
り誤って記録を行うおそれもない。

【００３６】（第２の実施形態）図６は、本発明の第２
の実施形態に係る光ディスク装置における光ヘッドの要
部の構成を示す図である。図１と同一部分に同一符号を
付して説明すると、本実施形態では光検出器１５の副検
出領域ｄ１〜ｄ４で検出するチルト検出用光ビームの反
射光と、主検出領域ｄ０で検出する記録／再生用光ビー
ムの反射光を正確に分離するために、対物レンズ１の内
周部１ａと外周部１ｂの境界に光が入射しないように、
遮光リング３１を対物レンズ１の前に挿入して、対物レ
ンズ１の内周部１ａと外周部１ｂの境界を明確にするよ
うにした点が第１の実施形態と異なっている。

【００３７】また、このような遮光リング３１を用いる
代わりに、図７に示すように対物レンズ１の内周部１ａ
と外周部１ｂの境界上に遮光領域３２を形成して、対物
レンズ１の外周部１ｂにおいてチルト検出用光ビームと
して使用する領域と使用しない領域との境界を明確にし
てもよい。

【００３８】さらに、図８に示すようにチルト検出用光
ビームの反射光が入射しない光検出器１５上の領域に対
応する対物レンズ１上の領域に遮光領域３３を形成し
て、対物レンズ１の内周部１ａと外周部１ｂの境界を明
確にしてもよい。

【００３９】（第３の実施形態）図９に、本発明の第３
に係る実施形態として、第１の実施形態で説明した光ヘ
ッドを備えた光ディスク装置の構成を示す。

【００４０】本実施形態では、図に示した第１の実施形
態の光ヘッドに、対物レンズ１に取り付けられマグネッ
ト４０とこれに対向して設けられた駆動コイル４１から
なるレンズアクチュエータおよび駆動コイル４１のため
の駆動回路４５と、光検出器１５の出力信号からディス
クチルトの検出を行う演算回路４６を追加し、この演算
回路４６の出力に基づいて駆動回路４５を制御すること
により、ディスクチルトの補正を行うようにしたもので
ある。

【００４１】マグネット４０および駆動コイル４１は、
対物レンズ１の光軸に対して非対称の駆動力を光軸方向
（フォーカス方向）に発生するように対物レンズ１の周
囲の複数個所、例えばラジアル方向両端の２個所とタン
ジェンシャル方向両端の２個所に設置される。そして、
演算回路４６の出力に従ってディスクチルトの方向とチ
ルト量に応じて駆動回路４５によって駆動コイル４１に
電流が供給されることにより、ディスクチルトの補正が
行われる。なお、マグネット４０および駆動コイル４１
はフォーカシング制御用の素子と共用してもよいし、デ
ィスクチルトの補正専用に設けてもよい。

【００４２】（第４の実施形態）図１０に、本発明の第
４の実施形態に係る光ディスク装置における光ヘッドの
要部の構成を示す。図１と同一部分に同一符号を付して
第２の実施形態との相違点を説明すると、レンズ支持部
６により支持された対物レンズ２は、図１１に示すよう
に内周部２ａについては第１の実施形態と同様に通常の
レンズであるが、外周部２ａは光ディスク２０のラジア
ル方向、タンジェンシャル方向に沿ってそれぞれ２個ず
つ配置された４つのレンズ５１〜５４（以下、内周部２
ａのレンズと区別するため、便宜上マイクロレンズと称
する）を有する。

【００４３】これら４つのマイクロレンズ５１〜５４は
全て同じ焦点距離を持ち、さらに対物レンズ２の内周部
２ａとは異なる焦点距離を持つ。従って、マイクロレン
ズ５１〜５４によりチルト検出用光ビームとして４つの
ビームが形成され、デフォーカス状態で光ディスク１０
に情報記録面２１に照射される。情報記録面２１で反射
された４つのチルト検出用光ビームは、マイクロレンズ
５１〜５４を光ディスク２９への入射光と逆方向に透過
した後、ハーフプリズム１２で反射され、検出レンズ１
４を介して光検出器１６に導かれる。

【００４４】光検出器１６は、図４（ａ）または（ｂ）
と同様に、図１２に示すように中央の主検出領域ｄ５で
記録／再生用光ビームの反射光を検出し、周辺の副検出
領域ｄ６〜ｄ９でチルト検出用光ビームの反射光を検出
するように構成される。

【００４５】次に、図１２および図１３を用いて本実施
形態におけるディスクチルトの検出動作を説明する。図
１２（ａ）は光ディスク２０にチルトがない場合の記録
／再生用光ビームおよびチルト検出用光ビームの反射光
の光ビーム１６上の集光状態を示し、図１２（ｂ）
（ｃ）はそれぞれ光ディスク２０にラジアル方向および
タンジェンシャル方向のチルトがある場合の記録／再生
用光ビームおよびチルト検出用光ビームの反射光の光ビ
ーム１６上の集光状態を示している。また、図１３
（ａ）（ｂ）はディスクチルトがない場合およびディス
クチルトがある場合のチルト検出用光ビームのフォーカ
スずれの変化を示している。

【００４６】まず、光ディスク２０のチルトがない場
合、対物レンズ２の外周部２ｂの４つのマイクロレンズ
５１〜５４の各々と光ディスク２０との距離が同じなの
で、情報記録面２１で反射するときの４つのチルト検出
用光ビームは図１３（ａ）に示すように同じデフォーカ
ス状態になる。

【００４７】これに対し、光ディスク２０が傾くと、４
つのマイクロレンズ５１〜５４の各々と光ディスク２０
との距離が異なるため、図１３（ｂ）に示すように４つ
のチルト検出用光ビームが光ディスク２０の情報記録面
２１で反射するときのデフォーカス状態はそれぞれ異な
った変化を示す。このため４つのチルト検出用光ビーム
が情報記録面２１で反射し、マイクロレンズ５１〜５４
を透過した後に、光検出器１６に向かって進むとき、４
つのチルト検出用光ビームの反射光の焦点を結ぶ距離が
変化する。

【００４８】このように４つのチルト検出用光ビームの
反射光の焦点を結ぶ距離が変化すると、光検出器１６上
のそれぞれの反射光のビーム径の大きさも変化する。す
なわち、光ディスク２０のディスクチルト（方向および
チルト量）に応じて、４つのチルト検出用光ビームの光
検出器１６上のビーム径が変化する。そこで、これら４
つのチルト検出用光ビームの光検出器上１６上でのビー
ム径の変化を利用して光ディスク２０のディスクチルト
を検出する。

【００４９】さらに詳しく説明すると、情報記録面２１
からのチルト検出用光ビームの反射光は、対物レンズ２
の外部レンズ部２ｂを通り、ハーフプリズム１２および
検出レンズ１４を経て光検出器１５に至る。このとき、
４つのチルト検出用光ビームの反射光は、光検出器１６
上において図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）のように集光され
る。このように、４つのレンズ５１〜５４の焦点距離が
対物レンズ２の内周部２ａとは異なる焦点距離を持つ場
合、光検出器１６上において記録／再生用光ビームの反
射光とは異なる位置に４つのチルト検出用光ビームの反
射光を集光させることが可能になる。ここで、図１２
（ａ）は光ディスク２０にチルトがない場合の４つのチ
ルト検出光ビームの反射光の入射状態であり、図１２
（ｂ）（ｃ）はそれぞれ光ディスク２０にラジアル方向
およびタンジェンシャル方向のチルトがある場合の４つ
のチルト検出光ビームの反射光の入射状態である。

【００５０】例えば、光ディスク２０がラジアル方向に
傾くと、４つのマイクロレンズ５１〜５４のうちラジア
ル方向の直線上に位置する二つマイクロレンズ５１，５
３と光ディスク２０との距離が変化するため、これらの
マイクロレンズ５１，５３をそれぞれ通る２つのチルト
検出用光ビームが情報記録面２１で反射するときのそれ
ぞれのデフォーカス状態が変化する。この結果、図１２
（ｂ）に示されるように、光ディスク２０のラジアル方
向に光検出器１６上のチルト検出用光ビームの反射光の
ビーム径が変化する。従って、光ディスク１６のラジア
ル方向の直線上に位置する二つの副検出領域ｄ６とｄ８
の出力に差が生じるため、これらの副検出領域ｄ６とｄ
８の出力の差を検出することにより、ラジアル方向のデ
ィスクチルト量を検出することができる。

【００５１】また、光ディスク２０がタンジェンシャル
方向に傾斜した場合は、タンジェンシャル方向の直線上
の２つのマイクロレンズ５２，５４と光ディスク２０と
の距離が変化することにより、これらのマイクロレンズ
５２，５４をそれぞれ通る２つのチルト検出用光ビーム
が情報記録面２１で反射するときのそれぞれのデフォー
カス状態が変化し、図１２（ｃ）に示されるように、光
ディスク２０のタンジェンシャル方向に光検出器１６上
のチルト検出用光ビームの反射光のビーム径が変化す
る。この結果、光ディスク１６のタンジェンシャル方向
に並ぶ副検出領域ｄ７とｄ９の出力に差が生じるため、
これらの副検出領域ｄ７とｄ９の出力の差を検出するこ
とにより、タンジェンシャル方向のディスクチルト量を
検出することができる。

【００５２】さらに、光ディスク２０がラジアル方向お
よびタンジェンシャル方向の両方に傾斜した場合も、同
様に副検出領域ｄ６とｄ８の出力の差、副検出領域ｄ７
とｄ９の出力の差を検出することで、これら両方向のデ
ィスクチルト量を検出することができる。

【００５３】一方、光検出器１６の副検出領域ｄ６〜ｄ
９が図４（ｂ）と同様に二分割検出面で構成されている
場合、具体的にはラジアル方向の直線上に位置する副検
出領域ｄ６，ｄ８がラジアル方向に二分割され、タンジ
ェンシャル方向の直線上に位置するに副検出領域ｄ７，
ｄ９がタンジェンシャル方向に二分割されている場合
は、それぞれの副検出領域の出力を二分割検出面に対応
した二つの出力の差として求め、以後上記同様にｄ６と
ｄ８の出力の差、副検出領域ｄ７とｄ９の出力の差を検
出することでラジアル方向およびタンジェンシャル方向
のディスクチルトを求めることができる。

【００５４】なお、本実施形態における対物レンズ２の
外周部２ｂ上の４つのマイクロレンズ５１〜５４の焦点
距離は必ずしも等しい必要はなく、要するにディスクチ
ルトがある場合に光検出器１６上のビーム径が変化し、
その変化量を検出できればよい。また、光ディスクのチ
ルト検出感度は、これらマイクロレンズ５１〜５４の焦
点距離と、光検出器１６上の各々の検出領域の大きさに
より自由に設定することができる。

【００５５】ところで、光ディスク２０にチルトが生じ
ると、光ディスク２０と対物レンズ２の外周部２ｂ上の
４つのマイクロレンズ５１〜５４の距離が変化する。本
実施形態では光検出器１６上のチルト検出用光ビームの
反射光のビーム径の変化量を検出している、これは光デ
ィスク２０とこれらマイクロレンズ５１〜５４との距離
を検出していることに等しい。従って、本実施形態にお
ける対物レンズ２の外周部２ｂ上のマイクロレンズ５１
〜５４は、光ディスク２０との距離を検出できる機能を
持つ回折素子、例えばフレネルレンズに置き換えてもよ
い。

【００５６】このように本実施形態においても、対物レ
ンズ２の外周部２ｂを利用してチルト検出用光ビームを
光ディスク２０に照射することにより、光源１０の光利
用効率を低下させることなく、またディスクチルト検出
用の専用の光学系を必要とすることなしにディスクチル
トを検出することができる。

【００５７】さらに、チルト検出用光ビームは副検出領
域に入射するため、誤って光ディスク２０上の情報が再
生されてしまうようなことはない。また、チルト検出用
光ビームは記録もしくは再生用光ビームと異なり、デフ
ォーカス状態で光ディスク２０上に照射されるので、誤
って光ディスク２０上に記録がなされるようなこともな
い。

【００５８】（第５の実施形態）図１４は、本発明の第
５の実施形態に係る光ディスク装置における光ヘッドの
要部の構成を示す図である。図１９と同一部分に同一符
号を付して説明すると、本実施形態では光検出器１６の
副検出領域ｄ６〜ｄ９で検出するチルト検出用光ビーム
の反射光と、主検出領域ｄ５で検出する記録／再生用光
ビームの反射光を正確に分離するために、対物レンズ２
の内周部２ａと外周部２ｂの境界に光が入射しないよう
に遮光リング６１を対物レンズ２の前に挿入して、対物
レンズ２の内周部２ａと外周部２ｂの境界を明確にする
ようにした点が第４の実施形態と異なっている。

【００５９】また、このように遮光リング６１を用いる
代わりに、図１５に示すように対物レンズ２の内周部２
ａと外周部２ｂの境界上に遮光領域６２を形成して、対
物レンズ２の内周部２ａと外周部２ｂの境界を明確にし
てもよい。

【００６０】さらに、図１６に示すようにチルト検出用
光ビームの反射光が入射しない光検出器１６上の領域に
対応する対物レンズ２上の領域に遮光領域６３を形成し
て、対物レンズ２の内周部２ａと外周部２ｂの境界を明
確にしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば本
来は記録／再生用光ビームの集束・照射に用いられてい
た対物レンズのうち、記録／再生用光ビームの集束・照
射に用いられない外周部をチルト検出用光ビームの照射
に用いることにより、光源の光利用効率を低下させるこ
となく、しかもディスクチルト検出用の光学系を記録／
再生用の光学系と別に設けることなく、簡単な光検出器
と演算を用いてディスクチルトを確実に検出することが
でき、またディスクチルトの感度を容易に高めることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるディスクチルト検出の原理を説明
するための図

【図２】本発明の第１の実施形態に係る光ヘッドの構成
を示す図

【図３】第１の実施形態における対物レンズの構成を示
す図

【図４】第１の実施形態におけるチルト検出機能を有す
る光検出器の構成を示す図

【図５】第１の実施形態における光検出器上に入射する
チルト検出用ビームの反射光のディスクチルトによる変
化を示す図

【図６】本発明の第２の実施形態に係る光ヘッドの構成
を示す図

【図７】第２の実施形態における遮光処理の一例を示す
図

【図８】第２の実施形態における遮光処理の他の例を示
す図

【図９】本発明の第３の実施形態に係る光ディスク装置
の構成を示す図

【図１０】本発明の第４の実施形態に係る光ヘッドの構
成を示す図

【図１１】第４の実施形態における対物レンズの構成を
示す図

【図１２】第４の実施形態におけるチルト検出機能を有
する光検出器の構成と光検出器上に入射するチルト検出
用ビームの反射光のディスクチルトによる変化を示す図

【図１３】第４の実施形態におけるディスクチルトがな
い場合とある場合のチルト検出用光ビームのフォーカス
ずれの変化を示す図

【図１４】本発明の第５の実施形態に係る光ヘッドの構
成を示す図

【図１５】第５の実施形態における遮光処理の一例を示
す図

【図１６】第２の実施形態における遮光処理の他の例を
示す図

【符号の説明】

１，２…対物レンズ １ａ，２ａ…内周部 １ｂ，２ｂ…外周部 ５，６…レンズ支持部 １０…光源（半導体レーザ） １１…コリメータレンズ １２…ハーフプリズム １３，１４…検出レンズ １５，１６…チルト検出機能を有する光検出器 ｄ０，ｄ５…主検出領域 ｄ１〜ｄ４，ｄ６〜ｄ９…チルト検出のための副検出領
域 ２０…光ディスク ２１…情報記録面 ３１…遮光リング ３２，３３…遮光領域 ４０…マグネット ４１…駆動コイル ４５…駆動回路 ４６…演算回路 ５１〜５４…マイクロレンズ ６１…遮光リング ６２，６３…遮光領域

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを出射する光源と、 前記光源から出射される光ビームの一部を周部で記録／
   再生用光ビームとして光ディスクに集束させて照射し、
   前記光源から出射される光ビームの他の一部を外周部で
   前記光ディスクの傾きを検出するためのチルト検出用光
   ビームとして前記光ディスクに照射する対物レンズと、 前記光ディスクからの前記チルト検出用光ビームの反射
   光を検出する機能を有する光検出器と、 前記光検出器の出力信号から前記光ディスクの傾きを求
   める演算手段とを具備することを特徴とする光ヘッド。
2. 【請求項２】前記対物レンズの外周部は、前記チルト検
   出用光ビームを前記記録／再生用光ビームの光軸に対し
   て傾斜した角度で前記光ディスクに照射するように構成
   されることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
3. 【請求項３】前記対物レンズの外周部は、前記チルト検
   出用光ビームを前記記録／再生用光ビームの焦点位置と
   異なる位置に焦点を結ぶように前記光ディスクに照射す
   るように構成されることを特徴とする請求項１記載の光
   ヘッド。
4. 【請求項４】前記光検出器は、前記光ディスクからの前
   記記録／再生用光ビームの反射光を検出するための主検
   出領域の周囲に前記チルト検出用光ビームの反射光を検
   出するための複数の副検出領域を有し、 前記演算手段は、前記光検出器の前記副検出領域に対応
   した出力信号に対して演算を行うことにより前記光ディ
   スクの傾きを求めることを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれか１項記載の光ヘッド。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項記載の光ヘ
   ッドと、前記演算手段の演算結果に基づいて前記光ディ
   スクの傾きを補正する傾き補正手段と具備することを特
   徴とする光ディスク装置。