JP2002279668A - 光ヘッド及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の光ヘッドでは、対物レンズへ向かう光路
中に回折素子を配置し、これによりデフォーカス状態で
照射した1次回折光を用いてチルト検出を行っていた
が、チルト量の検出感度が低いという問題点があった。
また、従来の光ヘッドでは、レンズホルダに開口部を設
け、光源からの光ビームの外側の部分をチルト検出に用
いていたが、これでは、光ヘッドの構造が複雑になると
いう問題点があった。 【解決手段】本発明の光ヘッドでは、光ビームの光路中
に、前記光ビームに対して、非点収差を与え、該非点収
差による少なくとも2つの焦点位置が、前記対物レンズ
による焦点位置の前後に位置するように設定された非点
収差発生手段を備え、この非点収差発生手段による光ビ
ームの前記光ディスクでの反射光を用いて前記光ディス
クのチルト量の検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクのチル
ト(傾き)量を検出する光ヘッド及び光ディスク装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置で情報再生を行なう場
合、対物レンズにより光ディスク上に光ビームが集光さ
れ、光ディスクで反射した光ビームを光検出器で検出し
て情報再生を行なう。光ディスクが傾いている場合、集
光した光ビームは光ディスクに対して斜めに入射して透
明基板を透過するため光学的収差が発生し、正確な情報
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
動作をさせるためには、光ヘッド全体をディスク傾きに
対して垂直に保つ機能を付加するか、もしくは光ヘッド
内部にディスク傾きにより発生する光学的収差を補正す
る機能を付加させて、光学的収差を許容値内にする必要
がある。このように、ディスク傾きによる光学的収差の
補正を行なう場合、原因となるディスク傾き量を検出す
ることが必要になる。

【０００４】ディスク傾き量を検出する方式として、特
開平8-50731号公報に示されるような方式がある。

【０００５】これは従来の光ヘッド構成にディスク傾き
量を検出するための光ビームと光検出器を付加すること
により、ディスク傾き量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など
の回折素子を配置し、0次及び1次光を発生させる。この
うち、0次光により記録/再生を行い、光ディスク上にデ
フォーカス状態で照射した1次光により光ディスクの傾
き量を検出する。この方式では、光ディスク傾き量の検
出感度がフォーカス誤差検出感度と光ディスク上の0次
光と1次光の距離で決まってしまうため、光ディスク傾
き量の検出感度が低いという問題点があった。これは、
光ディスクのチルト量を求めるのに、デフォーカス状態
で照射した1次回折光を用いるため、出力が極めて小さ
くなり、実質的に検出に用いることができなかったこと
によるものである。

【０００６】また、記録/再生用の光ビームの再生出力
変化(図13(a))と、チルト検出用の光ビームの再生出力
変化(図13(b))は、ともに同じ感度であるため、わずか
なチルト量を検出するためには、検出器の感度が低く、
これにより、正確なチルト検出及びこれに基づく制御が
できないという問題点があった。

【０００７】この他、別の方式として、特開2000-17308
2号公報では、光源からの光ビームの外側の部分のみを
用い、レンズホルダに開口部を設けて、該光ビームの外
側の部分を対物レンズにより集光させることなく通過さ
せて光ディスクに照射し、この反射光をチルト検出に用
いている。

【０００８】しかしながら、上記の方法では、レンズホ
ルダにわざわざ開口部を設ける必要があるため、光ヘッ
ドの構造が複雑になるという問題点があった。

【０００９】なお、この他の方式として、ディスク傾き
量検出用光ビームのための別光源とこの光源の両脇に配
置された光検出器を用いてディスク傾き量を検出する方
式もある。これは光ヘッドの光学系とは別系統で配置し
たものであり、光ディスク装置の構成が複雑になるとい
う問題点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
光ヘッドでは、対物レンズへ向かう光路中に回折素子を
配置し、これによりデフォーカス状態で照射した1次回
折光を用いてチルト検出を行っていたが、チルト量の検
出感度が低いという問題点があった。

【００１１】また、従来の光ヘッドでは、レンズホルダ
に開口部を設け、光源からの光ビームの外側の部分をチ
ルト検出に用いていたが、これでは、光ヘッドの構造が
複雑になるという問題点があった。

【００１２】さらに、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ると
いう問題点があった。

【００１３】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされたものであり、光ヘッドの構成を複雑
にすることなく、チルト量の検出感度を向上させ、正確
なチルト量検出を行うことができる光ヘッド及び光ディ
スク装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の光ヘッドでは、光ビームを出射するレ
ーザ光源と、このレーザ光源からの光ビームを光ディス
クに集光するための対物レンズと、この対物レンズを介
して前記光ディスクからの反射光を検出するための光検
出手段とを備えた光ヘッドであって、前記レーザ光源と
前記対物レンズと間の前記光ビームの光路中に、前記光
ビームに対して、非点収差を与え、該非点収差による少
なくとも2つの焦点位置が、前記対物レンズによる焦点
位置の前後に位置するように設定された非点収差発生手
段を備え、この非点収差発生手段による光ビームの前記
光ディスクでの反射光を用いて前記光ディスクのチルト
量の検出を行うことを特徴とする。

【００１５】これにより、検出感度を上げることができ
る。また、光ビームのパワーロスもない。

【００１６】また、光ビームを出射するレーザ光源と、
このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
ための対物レンズと、この対物レンズを介して前記光デ
ィスクからの反射光を検出するための光検出手段とを備
えた光ヘッドであって、前記レーザ光源と前記対物レン
ズと間の前記光ビームの光路中に、前記光ビームの外周
部に対して、非点収差を与え、該非点収差による少なく
とも2つの焦点位置が、前記対物レンズによる焦点位置
で、該対物レンズの光軸上の前後に位置するように設定
された非点収差発生手段を備え、この非点収差発生手段
による光ビームの前記光ディスクでの反射光を用いて前
記光ディスクのチルト量の検出を行うことを特徴とす
る。

【００１７】このため、光ビームのパワーロスがない。

【００１８】また、前記非点収差発生手段により非点収
差が与えられる光ビームは、前記光ディスクへの情報の
記録/再生のための光ビームとは異なる領域の光ビーム
を用いることを特徴とする。

【００１９】このため、光ビームのパワーロスがない。

【００２０】また、前記非点収差発生手段は、該非点収
差発生手段により非点収差が与えられた光ビームを前記
対物レンズの開口に入射させる機能を有することを特徴
とする。

【００２１】このため、情報の記録/再生用の光学系と
兼用でき、部品点数の削減並びに小型化を図ることがで
きる。

【００２２】また、前記非点収差発生手段として、ホロ
グラムを用いることを特徴とする。

【００２３】また、前記ホログラムは、前記光ビームの
内周部を透過させる機能を有することを特徴とする。

【００２４】このため、光ビームのパワーロスがない。

【００２５】また、前記ホログラムは、前記光ビームの
内周部を回折させる機能を有することを特徴とする。

【００２６】このため、チルト検出のための光学系と兼
用でき、部品点数の削減並びに小型化を図ることができ
る。

【００２７】また、前記非点収差発生手段として、屈折
光学素子を用いることを特徴とする。

【００２８】また、前記屈折光学素子は、前記光ビーム
の内周部を透過させる機能を有することを特徴とする。

【００２９】また、前記屈折光学素子は、前記光ビーム
の内周部を回折させる機能を有することを特徴とする。

【００３０】このため、チルト検出のための光学系と兼
用でき、部品点数の削減並びに小型化を図ることができ
る。

【００３１】また、前記ホログラムは、該ホログラムに
よる光ビームの光軸を、前記光ディスクに情報を記録/
再生する光ビームの光軸に対して傾ける機能を有するこ
とを特徴とする。

【００３２】また、前記ホログラムは、複数の回折領域
を有することを特徴とする。

【００３３】また、前記ホログラムは、回折領域を有
し、該回折領域は、鋸状の形状であることを特徴とす
る。

【００３４】また、光ビームを出射するレーザ光源と、
このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
ための対物レンズと、この対物レンズを介して前記光デ
ィスクからの反射光を検出するための光検出手段とを備
えた光ヘッドであって、前記レーザ光源と前記対物レン
ズと間の前記光ビームの光路中に、前記光ビームの内周
部に対して、非点収差を与え、該非点収差による少なく
とも2つの焦点位置が、前記対物レンズによる焦点位置
で、該対物レンズの光軸上の前後に位置するように設定
された非点収差発生手段を備え、この非点収差発生手段
による光ビームの前記光ディスクでの反射光を用いて前
記光ディスクのチルト量の検出を行うことを特徴とす
る。

【００３５】また、前記非点収差発生手段として、ホロ
グラムを用いることを特徴とする。

【００３６】この他、本発明の光ディスク装置によれ
ば、光ビームを出射するレーザ光源と、このレーザ光源
からの光ビームを光ディスクに集光するための対物レン
ズと、この対物レンズを介して前記光ディスクからの反
射光を検出するための光検出手段とを備えた光ヘッドで
あって、前記レーザ光源と前記対物レンズと間の前記光
ビームの光路中に、前記光ビームに対して、非点収差を
与え、該非点収差による少なくとも2つの焦点位置が、
前記対物レンズによる焦点位置の前後に位置するように
設定された非点収差発生手段と、この非点収差発生手段
による光ビームの前記光ディスクでの反射光を用いて前
記光ディスクのチルト量の検出を行うチルト量検出手段
と、このチルト量検出手段によるチルト量に応じて前記
対物レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴と
する。

【００３７】このため、検出感度を上げることができ
る。

【００３８】また、光ビームを出射するレーザ光源と、
このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
ための対物レンズと、この対物レンズを介して前記光デ
ィスクからの反射光を検出するための光検出手段とを備
えた光ヘッドであって、前記レーザ光源と前記対物レン
ズと間の前記光ビームの光路中に、前記光ビームの外周
部に対して、非点収差を与え、該非点収差による少なく
とも2つの焦点位置が、前記対物レンズによる焦点位置
で、該対物レンズの光軸上の前後に位置するように設定
された非点収差発生手段と、この非点収差発生手段によ
る光ビームの前記光ディスクでの反射光を用いて前記光
ディスクのチルト量の検出を行うチルト量検出手段と、
このチルト量検出手段によるチルト量に応じて前記対物
レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００３９】このため、光ビームのパワーロスがない。

【００４０】また、光ビームを出射するレーザ光源と、
このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
ための対物レンズと、この対物レンズを介して前記光デ
ィスクからの反射光を検出するための光検出手段とを備
えた光ヘッドであって、前記レーザ光源と前記対物レン
ズと間の前記光ビームの光路中に、前記光ビームの内周
部に対して、非点収差を与え、該非点収差による少なく
とも2つの焦点位置が、前記対物レンズによる焦点位置
で、該対物レンズの光軸上の前後に位置するように設定
された非点収差発生手段と、この非点収差発生手段によ
る光ビームの前記光ディスクでの反射光を用いて前記光
ディスクのチルト量の検出を行うチルト量検出手段と、
このチルト量検出手段によるチルト量に応じて前記対物
レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００４１】

【発明の実施の形態】(本発明における特徴点)本発明の
光ヘッド及び光ディスク装置では、同一の光源からの光
ビームを、記録/再生用とし、その一部をチルト検出に
用いる。この時、チルト検出に用いる光ビームに対し
て、非点収差を与え、これによりチルト量の検出感度を
上げることにより、正確なチルト量の検出を行う。

【００４２】まず、チルト量の検出感度について図13を
用いて説明する。図13は、検出感度の説明のための概念
図です。通常は、記録/再生用の光ビームの光ディスク
からの反射光を検出すると、フォーカス誤差信号の信号
出力の変化は図13(a)のようになる。同様に、記録/再生
用の光ビームの一部を用いてチルト検出を行った場合の
光ビームの信号出力の変化も図13(b)となる。

【００４３】しかしながら、実際にチルト検出を行う場
合、対物レンズを透過した光ビームの焦点深度が1μmと
すると、フォーカス制御中に光ディスクが1deg.傾斜し
た場合には、図13(b)に示すように、チルト検出光とフ
ォーカスエラー光の検出感度が等しいため、チルト検出
光のデフォーカス量が0.5μm程度となり、光ビームの焦
点深度よりも小さくなるため、光ディスクのチルト量の
正確な検出が出来なくなる。つまり、光ディスクのチル
ト量を検出するときのチルト検出光の検出感度が低すぎ
るという問題点があった。

【００４４】このため、本発明では、検出感度を上げる
ため、つまり、図13(c)に示すように、これまでは実線
で示す信号出力変化及び検出範囲を、点線で示す信号出
力変化及び検出範囲となるように対策を行ったものであ
る。

【００４５】そして、このために、光ビームの一部に非
点収差を与えるものである。

【００４６】次に、非点収差による光ビームの状態につ
いて図14を用いて説明する。図14は、非点収差を説明す
るための模式図である。対物レンズ6に入射される光ビ
ームに非点収差が与えられていない場合、光ディスク7
からの反射光が対物レンズ6を透過すると、図14(a)に示
すように、x方向及びy方向の光ビームX，Yはともに所定
面Mに集光する。

【００４７】しかしながら、例えば、x方向のみ非点収
差を与えると、図14(b)に示すようにy方向の光ビームY
は図14(a)と同じく所定面Mに集光するが、x方向の光ビ
ームXは所定面Mより遠方にある所定面Nに集光する。そ
して、所定面M及び所定面Nの間に光検出器を配置するこ
とにより、例えば、チルト量検出に用いれば、チルト量
及び該チルトが光ディスクの半径方向及び該半径方向と
直交する接線方向に生じているのかが検出できる。

【００４８】さらに、図15を用いて、非点収差による光
ビームの状態と、検出器上での光ビームの動き及び検出
感度について説明する。図15は、非点収差による光ビー
ムの状態と、検出器上での光ビームの動きを示した概念
図である。図15(a)における非点収差による光ビームの
検出領域における変化を図15(c)に示す。同じく図15(b)
における非点収差による光ビームの検出領域における変
化を図15(d)に示す。

【００４９】なお、図15において、y方向の光ビームYの
焦点位置(所定面M)とx方向の光ビームXの焦点位置(所定
面N)との間で、検出領域A，B，C，Dからの出力が略同じ
になる(a=b=c=d)位置に光検出器10を配置した場合を示
す。

【００５０】そして、チルト量検出は、検出領域A，B，
C，Dからの出力(a，b，c，d)を演算(具体的には、(a+b)
-(c+d)を求める)することに算出することができる。

【００５１】図15(a)に示すように、x方向の光ビームX
及びy方向の光ビームYに、それぞれ焦点距離fya，fxaと
なるように非点収差を与えると、検出領域63上における
光ビームの動きは、図15(c)のようになる。これは、光
検出器10が所定面Mに位置した場合と同じ状態になった
時(例えば、光ディスクが対物レンズ6から離れた場
合)、y方向の光ビームYは集光され、x方向の光ビームX
のみとなることから、a,b>>c,dとなる。これが所定面N
方向に変化していくと、図15(c)で示すように、a，b>
c，dとなり、a=b=c=dの状態を経て、a，b<c，d、a，b<<
c，dと変化していく。そして、この場合の検出範囲は、
L1となる。

【００５２】これに対して、図15(b)に示すように、図1
5(a)に比べて、y方向の光ビームYの焦点距離fyaを長く
してfybとし、逆にx方向の光ビームXの焦点距離fxaを短
くしてfxbとなるように非点収差を与えると、光ビーム
の動きとしては、図15(c)と同様であるものの、図15(d)
に示すように、検出範囲がL2となり、図15(c)に比べて
検出範囲が狭くなっている。これにより、光ビームの変
化率が大きくなり、図13(c)の点線で示すように、検出
感度を高めることが可能となる。

【００５３】なお、図15では、フォーカスエラー方式と
して非点収差法を示しているが、スポットサイズ法など
他のフォーカスエラー方式の場合も成立する。

【００５４】以下、上記特徴点を利用した実施例につい
て説明する。 (実施例1)本発明の第1の実施例の光ヘッドについて説明
する。図1に、第1の実施例の光ヘッドの主要部の構成を
示す。図1において、半導体レーザ光源2から出射した光
ビームは、記録/再生に使用しない光ビーム領域の一部
を回折するホログラム3に入射する。ホログラム3の詳細
図を図2に示す。ここで、ホログラム3は、透明平行平板
領域52と、非点収差を発生し光軸を傾ける2つの回折領
域53で構成されている。

【００５５】なお、図2では、ホログラム3に、ガラスか
らなる透明平行平板領域52と、2つの回折領域53を埋め
込んだ例を示したが、図4に示すように、ホログラム3全
体をガラスからなる透明平行平板領域52とし、これに2
つの回折領域53を埋め込んだ構成としてもよい。図4の
ように構成すると、ホログラム3を作成する工程がより
少なくできる。

【００５６】そして、透明平行平板領域52に入射した光
ビーム(図1では実線)は、コリメートレンズ4により平行
光となり、ビームスプリッタ5を介して、対物レンズ6に
より光ディスク7に集光される。光ディスク7により反射
された光ビームは、ビームスプリッタ5で反射されて非
点収差検出系を構成した集光レンズ8及び円筒レンズ9を
透過後に光検出器10に入射する。光検出器10の詳細図を
図3(a)に示す。光検出器10に入射した光ビームは、記録
/再生用光ビームを検出するための受光領域62に到達し
て、再生信号及びフォーカス誤差信号及びトラック誤差
信号などに演算処理される。なお、フォーカス誤差信号
の検出感度は、非点収差検出系を構成した集光レンズ8
及び円筒レンズ9の焦点距離により決定される。

【００５７】一方、回折領域53に入射した光ビームは、
0次及び±1次光に回折される。±1次光のうちの一方
が、ディスクのチルト検出のための光ビーム(図1では点
線で示す)として、コリメートレンズ4を透過した後、ビ
ームスプリッタ5を介して対物レンズ6により光ディスク
7に集光される。ここで、光ディスク7により反射された
ディスクチルト検出光ビームは、ビームスプリッタ5で
反射されて、非点収差検出系を構成する集光レンズ8，
円筒レンズ9を透過後に光検出器10に入射する。光検出
器10に入射したディスク傾き検出光ビームは、受光領域
63に到達して、光ディスクの傾き検出信号に演算処理さ
れる。なお、この演算処理は、受光領域62に到達するフ
ォーカス誤差信号と同様の処理を行う。すなわち、ディ
スク傾き検出光ビームのフォーカスずれ量を検出する。
これは、受光領域62に到達する記録/再生光ビームはフ
ォーカス状態であることから、ディスク傾き検出光ビー
ムのフォーカスずれ量と、光ディスク7上での記録/再生
光ビームとディスク傾き検出光ビームとの距離をもとに
光ディスク7の傾き量を求めることができる。これよ
り、回折領域53の配置及び回折方向に対応した光ディス
ク7の傾き量を検出することが出来る。そして、たとえ
ば、回折領域53の配置及び回折方向を光ディスク7の半
径方向と同じ方向にすれは、光ディスク7の半径方向の
傾き量の検出が可能になる。

【００５８】上記について、より具体的に説明する。

【００５９】図3(a)において、受光領域62に到達した記
録再生に使用する光ビームは、(a+c)-(b+d)の演算を行
い記録/再生用光ビームのフォーカスずれ量を検出し、
記録/再生用光ビームのフォーカスエラー検出信号とな
る。

【００６０】また、ホログラム3の回折領域53を透過し
て受光領域63に到達したチルト検出用光ビームは、(e+
g)-(f+h)及び(i+k)-(j+l)の演算を行い、チルト検出用
光ビームのフォーカスずれ量を検出する。

【００６１】ここで、光ディスク7に傾きがない場合
は、記録/再生に使用する光ビーム及びチルト検出用光
ビームは、図16(a)のように、光ディスク上においてフ
ォーカス状態にあるため、受光領域62に到達する記録再
生に使用する光ビーム及び受光領域63に到達するチルト
検出用光ビームは、図3(b)に示すようにすべて円形をし
ている。

【００６２】これに対して、光ディスク7に傾きがある
場合は、記録/再生に使用する光ビーム及びチルト検出
用光ビームは、図16(b)のように、光ディスク上におい
てチルト検出用光ビームのみがδのフォーカスずれ状態
にあるため、図3(c)に示すように、受光領域62に到達す
る記録/再生に使用する光ビームは円形であるが、ホロ
グラム3の回折領域53を透過して受光領域63に到達した
チルト検出用光ビームはフォーカスずれにより楕円にな
る。

【００６３】なお、このとき、チルト検出用光ビームの
楕円の変形率は、光ディスクの傾きによる量と非点収差
検出系とホログラム3により与えられた非点収差により
決まる。

【００６４】そして、上述のように、フォーカスずれ量
から光ディスク7の傾き量が求められるため、楕円の変
形率は、光ディスク7の傾き量の検出感度と考えること
が出来る。楕円の変形率は、回折領域53に付加された非
点収差と、非点収差検出系を構成した集光レンズ8及び
円筒レンズ9の焦点距離により決定される。これより、
回折領域53に大きな非点収差を付加することにより、記
録/再生用光ビーム用のフォーカス誤差信号と独立に検
出感度を向上させることが出来る。

【００６５】なお、ホログラム3の位置としては、コリ
メータレンズ4とビームスプリッタ5との間に配置しても
同様の機能が得られる。また、回折領域53に入射した光
ビームは、0次及び±1次光に回折されるが、ディスク傾
き検出用光ビームは±1次光のうちの一方であるため、
ホログラム構造を鋸状にして+1次光もしくは-1次光のみ
に回折させてもよい。

【００６６】また、図3の受光領域63は1つでもよい。但
し、2つあれば、これらの出力を用いることができるた
め、S/N比上は2つの方が望ましい。

【００６７】この他、図2の透明平行平板領域52に、3ビ
ームを生成する機能を持たせれば、3ビームを生成する
ための光学素子をホログラム3で兼用することができ
る。

【００６８】そして、上記によりディスク傾きによる光
学的収差の補正量を決定し、補正を行なう。なお、補正
手段としては、図12の光ディスク装置のように、ディス
ク傾きによる光学的収差の補正量を演算回路1201により
算出し、これを駆動回路1202に供給し、この駆動回路12
02からの出力を、光ヘッド200中の対物レンズ6をフォー
カス方向及びトラッキング方向に駆動するアクチュエー
タ211に供給し、これにより非対称なフォーカス駆動力
を発生させて、対物レンズ6を傾けることでも実現でき
るし、新たなコイルを設けても良い。また、光ヘッド20
0全体を傾ける手段でも良い。(実施例2)次に、本発明の
第2の実施例の光ヘッドについて説明する。

【００６９】なお、図1の第1の実施例と同一の素子につ
いては同一の符号を付し、説明を省略する。 第2の実
施例は、特に、図1のホログラム3の代わりに、図5に示
すホログラム71を用いるとともに、ホログラム71を用い
るのに伴い、図1及び図3(a)の光検出器10に代えて、図6
(a)の光検出器81を用いる点が異なる。

【００７０】そして、図5のホログラム71について説明
すると、ホログラム71は、光軸を傾ける回折領域72と、
非点収差を発生し光軸を傾ける4つの回折領域73で構成
されている。

【００７１】回折領域72に入射した光ビームは、0次及
び±1次光に回折される。これらは、コリメートレンズ4
により平行光となり、ビームスプリッタ5を介して対物
レンズ6により光ディスク7に集光される。光ディスク7
により反射された光ビームはビームスプリッタ5で反射
され、非点収差検出系を構成した集光レンズ8及び円筒
レンズ9を透過後に光検出器81に入射する。

【００７２】図6(a)は光検出器81の詳細図である。光検
出器81に入射した光ビームは、記録/再生用光ビームを
検出するための受光領域82に到達して再生信号及びフォ
ーカス誤差信号及びトラック誤差信号などに演算処理さ
れる。なお、フォーカス誤差信号の検出感度は、非点収
差検出系を構成した集光レンズ8及び円筒レンズ9の焦点
距離により決定される。

【００７３】一方、回折領域83に入射した光ビームは、
0次及び±1次光に回折される。±1次光のうちの一方
が、ディスク傾き検出光ビームとしてコリメートレンズ
4を透過した後、対物レンズ6により光ディスク7に集光
される。ここで、光ディスク7により反射されたディス
ク傾き検出光ビームは、ビームスプリッタ5で反射され
て、非点収差検出系を構成する集光レンズ8，円筒レン
ズ9を透過後に光検出器81に入射する。光検出器81に入
射したディスク傾き検出光ビームは、受光領域83に到達
して光ディスクの傾き検出信号に演算処理される。この
演算処理は、受光領域82に到達するフォーカス誤差信号
と同様の処理を行う。すなわち、ディスク傾き検出光ビ
ームのフォーカスずれ量を検出する。受光領域82に到達
する記録/再生光ビームはフォーカス状態であることか
ら、ディスク傾き検出光ビームのフォーカスずれ量と光
ディスク7上での記録/再生光ビームとディスク傾き検出
光ビームとの距離をもとに光ディスク7の傾き量を求め
ることができる。これより、回折領域83の配置及び回折
方向に対応した光ディスク7の傾き量を検出することが
出来る。 たとえば、回折領域73の配置及び回折方向を
光ディスク7の半径方向と同じ方向にすれは、光ディス
ク7の半径方向の傾き量の検出が可能になる。

【００７４】光ディスク7に傾きがない場合は、受光領
域82及び83に到達する光ビームは、図6(b)に示すように
すべて円形をしている。

【００７５】一方、光ディスク7に傾きがある場合は、
受光領域82に到達する光ビームは、図6(c)に示すように
円形であるが、回折領域73を透過して受光領域83に到達
した光ビームはフォーカスずれにより楕円になる。 (実施例3)さらに、本発明の第3の実施例の光ヘッドにつ
いて説明する。図8に、第3の実施例の光ヘッドの主要部
の構成を示す。なお、図1の第1の実施例と同一の素子に
ついては同一の符号を付し、説明は省略する。

【００７６】図8の第3の実施例は、特に、図1の第1及び
第2の実施例では、半導体レーザ光源2からの光ビームの
外周部を利用するのに対して、光ビームの内周部を利用
する点で異なる。

【００７７】図8において、半導体レーザ光源2から出射
した光ビームは、ホログラム103に入射する。ホログラ
ム103の詳細図を図9に示す。ここで、ホログラム103
は、非点収差を発生し光軸を傾ける回折領域152を有し
ている。

【００７８】なお、図9では、ホログラム103に、回折領
域152を埋め込んだ例を示したが、図11に示すように、
ホログラム103全体を回折領域152とした構成としてもよ
い。図11のように構成すると、ホログラム103を作成す
る工程がより少なくできる。

【００７９】そして、ホログラム103の回折領域152に入
射した光ビームは、0次及び±1次光に回折される。この
うち、0次光(図8では実線)は、記録/再生用光ビームと
なり、±1次光のうち非点収差を与えられた一方の光ビ
ーム(図8では点線)は、ディスクチルト検出光ビームと
なる。ディスクチルト検出光ビームは、、コリメートレ
ンズ4を透過した後、ビームスプリッタ5を介して対物レ
ンズ6により光ディスク7に集光される。ここで、光ディ
スク7により反射されたディスクチルト検出光ビーム
は、ビームスプリッタ5で反射されて、非点収差検出系
を構成する集光レンズ8，円筒レンズ9を透過後に光検出
器110に入射する。光検出器110に入射したディスク傾き
検出光ビームは、受光領域163に到達して、光ディスク
の傾き検出信号に演算処理される。なお、この演算処理
は、受光領域162に到達するフォーカス誤差信号と同様
の処理を行う。すなわち、ディスク傾き検出光ビームの
フォーカスずれ量を検出する。これは、受光領域162に
到達する記録/再生光ビームはフォーカス状態であるこ
とから、ディスク傾き検出光ビームのフォーカスずれ量
と、光ディスク7上での記録/再生光ビームとディスク傾
き検出光ビームとの距離をもとに光ディスク7の傾き量
を求めることができる。これより、回折領域152の配置
及び回折方向に対応した光ディスク7の傾き量を検出す
ることが出来る。そして、たとえば、回折領域53の配置
及び回折方向を光ディスク7の半径方向と同じ方向にす
れは、光ディスク7の半径方向の傾き量の検出が可能に
なる。

【００８０】上記について、より具体的に説明する。

【００８１】光ディスク7に傾きがない場合は、受光領
域162及び163に到達する光ビームは、図10(b)に示すよ
うにすべて円形をしている。これに対して、光ディスク
7に傾きがある場合は、図10(c)に示すように、受光領域
162に到達する光ビームは、円形であるが、回折領域152
を透過して受光領域163に到達した光ビームはフォーカ
スずれにより楕円になる。これは、半導体レーザ光源2
からの光ビームの内周部に対して、ホログラム103によ
り与えられた非点収差によるものである。

【００８２】そして、上述のように、フォーカスずれ量
から光ディスク7の傾き量が求められるため、楕円の変
形率は、光ディスク7の傾き量の検出感度と考えること
が出来る。楕円の変形率は、回折領域152に付加された
非点収差と、非点収差検出系を構成した集光レンズ8及
び円筒レンズ9の焦点距離により決定される。これよ
り、回折領域152に大きな非点収差を付加することによ
り、記録/再生用光ビーム用のフォーカス誤差信号と独
立に検出感度を向上させることが出来る。

【００８３】なお、ホログラム103の位置としては、コ
リメータレンズ4とビームスプリッタ5との間に配置して
も同様の機能が得られる。また、回折領域152に入射し
た光ビームは、0次及び±1次光に回折されるが、ディス
ク傾き検出用光ビームは±1次光のうちの一方であるた
め、ホログラム構造を鋸状にして+1次光もしくは-1次光
のみに回折させてもよい。

【００８４】そして、上記によりディスク傾きによる光
学的収差の補正量を決定し、補正を行なう。なお、補正
手段としては、図12の光ディスク装置のように、ディス
ク傾きによる光学的収差の補正量を演算回路1201により
算出し、これを駆動回路1202に供給し、この駆動回路12
02からの出力を、光ヘッド200中の対物レンズ6をフォー
カス方向及びトラッキング方向に駆動するアクチュエー
タ211に供給し、これにより非対称なフォーカス駆動力
を発生させて、対物レンズ6を傾けることでも実現でき
るし、新たなコイルを設けても良い。また、光ヘッド20
0全体を傾ける手段でも良い。

【００８５】なお、上述した実施例では、光ビームに対
して、非点収差を与えるものとして、ホログラム3，7
1，103を例に説明したが、これに限られるものではな
く、例えば、屈折光学素子を用いてもよい。

【００８６】

【発明の効果】上述のように本発明の光ヘッド及び光デ
ィスク装置によれば、光ヘッドの構成を複雑にすること
なく、チルト量の検出感度を向上させ、正確なチルト量
検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施例1及び実施例2における光ヘッド
の構成を示す図。

【図2】本発明の第1の実施例におけるホログラムの一例
を示す図。

【図3】第1の実施例におけるディスクチルト検出機能を
有する光検出器の構成を示す図。

【図4】第1の実施例におけるホログラムの他の例を示す
図。

【図5】第2の実施例におけるホログラムの一例を示す
図。

【図6】第2の実施例におけるディスクチルト検出機能を
有する光検出器の構成を示す図。

【図7】第2の実施例におけるホログラムの他の例を示す
図。

【図8】本発明の第3の実施例における光ヘッドの構成を
示す図。

【図9】第3の実施例におけるホログラムの一例を示す
図。

【図10】第3の実施例におけるディスクチルト検出機能
を有する光検出器の構成を示す図。

【図11】第3の実施例におけるホログラムの他の例を示
す図。

【図12】本発明の第1,2及び第3の実施例における光ディ
スク装置の構成を示す図。

【図13】本発明の目的である検出感度の説明のための概
念図。

【図14】非点収差による光ビームの状態を説明するため
の模式図。

【図15】非点収差による光ビームの状態と、検出器上で
の光ビームの動きを示した概念図。

【図16】光ディスクの傾きとディスクチルト検出光ビー
ムとの関係を示した図。

【符号の説明】

2 半導体レーザ光源 3，71，103 ホログラム 4 コリメータレンズ 5 ビームスプリッタ 6 対物レンズ 7 光ディスク 8 集光レンズ 9 円筒レンズ 10，81，110 光検出器 52 透明平行平板領域 53，72，73，152 回折領域 62，162 受光領域(記録/再生光ビーム用) 63，83，163 受光領域(ディスクチルト検出光ビーム
用) 200 光ヘッド 211 アクチュエータ 1201 演算回路 1202 駆動回路

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを出射するレーザ光源と、 このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
   ための対物レンズと、 この対物レンズを介して前記光ディスクからの反射光を
   検出するための光検出手段とを備えた光ヘッドであっ
   て、 前記レーザ光源と前記対物レンズと間の前記光ビームの
   光路中に、前記光ビームに対して、非点収差を与え、該
   非点収差による少なくとも2つの焦点位置が、前記対物
   レンズによる焦点位置の前後に位置するように設定され
   た非点収差発生手段を備え、 この非点収差発生手段による光ビームの前記光ディスク
   での反射光を用いて前記光ディスクのチルト量の検出を
   行うことを特徴とする光ヘッド。
2. 【請求項２】光ビームを出射するレーザ光源と、 このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
   ための対物レンズと、この対物レンズを介して前記光デ
   ィスクからの反射光を検出するための光検出手段とを備
   えた光ヘッドであって、 前記レーザ光源と前記対物レンズと間の前記光ビームの
   光路中に、前記光ビームの外周部に対して、非点収差を
   与え、該非点収差による少なくとも2つの焦点位置が、
   前記対物レンズによる焦点位置で、該対物レンズの光軸
   上の前後に位置するように設定された非点収差発生手段
   を備え、 この非点収差発生手段による光ビームの前記光ディスク
   での反射光を用いて前記光ディスクのチルト量の検出を
   行うことを特徴とする光ヘッド。
3. 【請求項３】前記非点収差発生手段により非点収差が与
   えられる光ビームは、前記光ディスクへの情報の記録/
   再生のための光ビームとは異なる領域の光ビームを用い
   ることを特徴とする請求項１及び請求項２記載の光ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】前記非点収差発生手段は、該非点収差発生
   手段により非点収差が与えられた光ビームを前記対物レ
   ンズの開口に入射させる機能を有することを特徴とする
   請求項１，請求項２及び請求項３記載の光ヘッド。
5. 【請求項５】前記非点収差発生手段として、ホログラム
   を用いることを特徴とする請求項４記載の光ヘッド。
6. 【請求項６】前記ホログラムは、前記光ビームの内周部
   を透過させる機能を有することを特徴とする請求項５記
   載の光ヘッド。
7. 【請求項７】前記ホログラムは、前記光ビームの内周部
   を回折させる機能を有することを特徴とする請求項５記
   載の光ヘッド。
8. 【請求項８】前記非点収差発生手段として、屈折光学素
   子を用いることを特徴とする請求項４記載の光ヘッド。
9. 【請求項９】前記屈折光学素子は、前記光ビームの内周
   部を透過させる機能を有することを特徴とする請求項８
   記載の光ヘッド。
10. 【請求項１０】前記屈折光学素子は、前記光ビームの内
    周部を回折させる機能を有することを特徴とする請求項
    ８記載の光ヘッド。
11. 【請求項１１】前記ホログラムは、該ホログラムによる
    光ビームの光軸を、前記光ディスクに情報を記録/再生
    する光ビームの光軸に対して傾ける機能を有することを
    特徴とする請求項５及び請求項６記載の光ヘッド。
12. 【請求項１２】前記ホログラムは、複数の回折領域を有
    することを特徴とする請求項５記載の光ヘッド。
13. 【請求項１３】前記ホログラムは、回折領域を有し、 該回折領域は、鋸状の形状であることを特徴とする請求
    項５記載の光ヘッド。
14. 【請求項１４】光ビームを出射するレーザ光源と、 このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
    ための対物レンズと、 この対物レンズを介して前記光ディスクからの反射光を
    検出するための光検出手段とを備えた光ヘッドであっ
    て、 前記レーザ光源と前記対物レンズと間の前記光ビームの
    光路中に、前記光ビームの内周部に対して、非点収差を
    与え、該非点収差による少なくとも2つの焦点位置が、
    前記対物レンズによる焦点位置で、該対物レンズの光軸
    上の前後に位置するように設定された非点収差発生手段
    を備え、 この非点収差発生手段による光ビームの前記光ディスク
    での反射光を用いて前記光ディスクのチルト量の検出を
    行うことを特徴とする光ヘッド。
15. 【請求項１５】前記非点収差発生手段として、ホログラ
    ムを用いることを特徴とする請求項１４記載の光ヘッ
    ド。
16. 【請求項１６】光ビームを出射するレーザ光源と、 このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
    ための対物レンズと、 この対物レンズを介して前記光ディスクからの反射光を
    検出するための光検出手段とを備えた光ヘッドであっ
    て、 前記レーザ光源と前記対物レンズと間の前記光ビームの
    光路中に、前記光ビームに対して、非点収差を与え、該
    非点収差による少なくとも2つの焦点位置が、前記対物
    レンズによる焦点位置の前後に位置するように設定され
    た非点収差発生手段と、 この非点収差発生手段による光ビームの前記光ディスク
    での反射光を用いて前記光ディスクのチルト量の検出を
    行うチルト量検出手段と、 このチルト量検出手段によるチルト量に応じて前記対物
    レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする
    光ディスク装置。
17. 【請求項１７】光ビームを出射するレーザ光源と、 このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
    ための対物レンズと、この対物レンズを介して前記光デ
    ィスクからの反射光を検出するための光検出手段とを備
    えた光ヘッドであって、 前記レーザ光源と前記対物レンズと間の前記光ビームの
    光路中に、前記光ビームの外周部に対して、非点収差を
    与え、該非点収差による少なくとも2つの焦点位置が、
    前記対物レンズによる焦点位置で、該対物レンズの光軸
    上の前後に位置するように設定された非点収差発生手段
    と、 この非点収差発生手段による光ビームの前記光ディスク
    での反射光を用いて前記光ディスクのチルト量の検出を
    行うチルト量検出手段と、 このチルト量検出手段によるチルト量に応じて前記対物
    レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする
    光ディスク装置。
18. 【請求項１８】光ビームを出射するレーザ光源と、 このレーザ光源からの光ビームを光ディスクに集光する
    ための対物レンズと、この対物レンズを介して前記光デ
    ィスクからの反射光を検出するための光検出手段とを備
    えた光ヘッドであって、 前記レーザ光源と前記対物レンズと間の前記光ビームの
    光路中に、前記光ビームの内周部に対して、非点収差を
    与え、該非点収差による少なくとも2つの焦点位置が、
    前記対物レンズによる焦点位置で、該対物レンズの光軸
    上の前後に位置するように設定された非点収差発生手段
    と、 この非点収差発生手段による光ビームの前記光ディスク
    での反射光を用いて前記光ディスクのチルト量の検出を
    行うチルト量検出手段と、 このチルト量検出手段によるチルト量に応じて前記対物
    レンズを駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする
    光ディスク装置。