JP3930784B2 - 傾斜量検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの出射光を反射する光反射体と出射光の光軸との直交状態からのずれを検出する傾斜量検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体に対する情報の記録または再生を行うためには、使用する光を対物レンズによって集光し、集光された微小な光スポットを光記録媒体の情報記録面に形成しなければならない。近年、光記録媒体の記録容量の大容量化が進むのにともない、さらに微小な光スポットを形成することが要求されている。光スポット径は、使用する光の波長λと対物レンズの開口数ＮＡによって決定され、波長／開口数（λ／ＮＡ）に比例するので、対物レンズの開口数を大きくすることによって光スポット径を縮小する試みが進められている。
【０００３】
光記録媒体の傾斜によって対物レンズを透過した光に発生するコマ収差は、開口数の３乗に比例して増大する。このように対物レンズの開口数を大きくするのにともない、光記録媒体の傾斜によって発生するコマ収差が大きくなるので、良好な記録再生性能を得ることができないという問題がある。したがって、光記録媒体と集光される光の光軸とを直交状態に保ち、コマ収差の発生を防止するためには、まず光記録媒体の傾斜量を検出することが必要となる。
【０００４】
光記録媒体の傾斜量を検出する従来技術の一つを以下に説明する（特許文献１参照）。図４０は従来の傾斜量検出装置１の構成を簡略化して示す部分断面図であり、図４１は従来の傾斜量検出装置１に備わる光検出手段２の構成を簡略化して示す平面図である。従来の傾斜量検出装置１は、対物レンズ３が保持されているレンズ保持部材５に平板ガラス４が装着されている。光検出手段２と遮光体７とは、対物レンズ３または平板ガラス４上で対物レンズ３の軸線に対して軸対称をなす位置に固着される。光記録媒体６へ向かって光源から出射された光８は、遮光体７によって一部遮光されて対物レンズ３へ入射し、対物レンズ３によって光記録媒体６へ集光される。遮光部分９を含む光源から出射された光８は、光記録媒体６によって前記軸対称となる位置に反射される。図４１に示すように、光検出手段２は、４つの受光素子１０，１１，１２，１３からなる。光記録媒体６が傾斜していないすなわち対物レンズ３の軸線と同軸である光軸１４と直交している場合は、光源から出射された光８の遮光部分９が反射される位置と光検出手段２の位置とが一致しているので、各受光素子１０〜１３で検出される各検出信号を検出信号ａ，ｂ，ｃ，ｄでそれぞれ表すことにすると、検出信号ａと検出信号ｃとの差および検出信号ｂと検出信号ｄとの差は零となる。
【０００５】
図４２は従来の傾斜量検出装置１において光記録媒体６が傾斜している状態を簡略化して示す部分断面図であり、図４３は図４２に示す状態の光検出手段２上に遮光部分９が達する位置を示す平面図である。
【０００６】
傾斜量検出装置１において、図４２に示すように光記録媒体６が、図４２の紙面に向かって反時計まわりの方向に傾斜した場合は、光記録媒体６によって反射された光は、図４２の紙面に向かって右方向へずれた光路をとる。このため、遮光部分９は光記録媒体６によって反射され、光検出手段２上において図４３の紙面に向かって右方向へずれた位置に達するので、検出信号ｂと検出信号ｄとの差が正となる。逆に光記録媒体６が図４２の紙面に向かって時計まわりの方向に傾斜した場合は、光記録媒体６からの反射光は図４３の紙面に向かって左方向へずれた光路をとり、遮光部分９は光検出手段２上に達する位置が左へずれるので、検出信号ｂと検出信号ｄとの差が負となる。したがって、各受光素子１０〜１３で受光して得られる検出信号を演算した結果によって、光記録媒体６の傾斜量を検出することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２３５６２４号公報（第３−４頁、第２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の先行技術の傾斜量検出装置１には、以下のような問題がある。傾斜量検出装置１では、遮光体７および光検出手段２を、対物レンズ３またはレンズ保持部材５に一体に設けなければならない。光記録媒体６に対する記録または再生を行うときのトラッキングの制御は、レンズ保持部材５が搭載される対物レンズアクチュエータの駆動によって行われる。したがって、光検出手段２が前述のように対物レンズ３またはレンズ保持部材５に一体に設けられていない場合、対物レンズ３の軸線と光記録媒体６とが直交しているにもかかわらず、トラッキング制御にともない遮光体７が移動することによって、遮光部分９が光検出手段２上でずれるという現象が発生する。この現象を防止するためには、遮光体７および光検出手段２が対物レンズ３またはレンズ保持部材５と一体的でなければならない。
【０００９】
しかしながら、レンズ保持部材５に保持される対物レンズ３または平板ガラス４上に光検出手段２と遮光体７とを一体的に装着すると、対物レンズアクチュエータを通して光検出手段２へ配線しなければならないので、製作工程が複雑になるという問題がある。また、光記録媒体６が備える情報の検出信号、トラッキング誤差信号などを検出する光検出手段と前記光検出手段２とを一つにすることができないので、部材点数が増加しコストが増大するという問題がある。また複数の光検出手段を設置するので光学系の配置が繁雑になるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、構成が簡易で出射される光の光軸に対する光反射体の傾斜量を精度よく検出できる傾斜量検出装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光を出射する光源と、
光源から出射された光を反射する円板状の光反射体と、
光源と光反射体との間に配置され、光源から出射される光を光反射体に集光する集光手段と、
集光手段に備えられ、光源から出射される出射光および光反射体から反射される反射光の光量を変化させる光学素子であって、光軸に関して軸対称となる位置から光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するように形成される第１および第２光学素子片を備える光学素子と、
光反射体から反射され前記光学素子によって光量変化された反射光を検出する光検出手段とを含み、前記光反射体の傾斜量を検出することを特徴とする傾斜量検出装置である。
【００１４】
本発明に従えば、光源から出射された光は、集光手段によって円板状の光反射体上へ集光される。集光手段に備わる光学素子を通過した光は、光軸に関して軸対称となる位置に光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するように形成される第１および第２光学素子片によって光量が減少される。光反射体が傾斜していないとき、光反射体によって軸対称に反射された反射光は、再び光学素子を通過して光量が減少される。また光反射体が傾斜しているとき、光反射体からの反射光が光学素子に到達する位置は、光反射体が傾斜していないときに比べて移動するので、第１および第２受光素子片によって減少される光量が傾斜量に対応して変動する。このように、光反射体の傾斜量に応じて変動する光量を、光検出手段上で検出することによって光反射体の傾斜量を精度よく検出することができる。
【００１５】
また本発明は、前記第１および第２光学素子片は、
光軸と直交する断面が略矩形状を有し、光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定める配列ピッチＴで光学素子本体から突出して複数形成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、第１および第２光学素子片の光軸と直交する断面が略矩形状であるので、光反射体の傾斜量に対する光量の変調度が大きくなり検出精度は向上する。また第１および第２光学素子片が周期的に配置されることによって光反射体の傾斜量に対応して光量が線形に変動するので、光反射体の傾斜量を精度よく容易に検出することができる。
【００１７】
また本発明は、前記第１および第２光学素子片は、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さが配列ピッチＴの２分の１であり、前記ずれ量が配列ピッチＴの４分の１であることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さが配列ピッチＴの２分の１である第１および第２光学素子片を、配列ピッチＴの４分の１をずらして配置させて光学素子を構成する。このことによって、光量は、光反射体からの反射光が光学素子へ入射する位置が前記直線方向の一方に向かって４分の１ずれるときに最大値となり、前記直線方向の他方に向かって４分の１ずれるときに最小値となる。したがって、光反射体の傾斜の方向にかかわらず、傾斜量を精度よく検出することができる。
【００１９】
また本発明は、前記光検出手段は、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な方向に分割線を有して前記直線に垂直な方向に配置される少なくとも３個の受光素子を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、光検出手段は、少なくとも３個の受光素子を含み、第１光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第２光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第１および第２光学素子片を含む領域の残余の領域を通過した光を受光する受光素子によって構成される。第１光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子および第２光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子が検出した検出信号を、第１および第２光学素子片を含む領域の残余の領域を通過した光を受光する受光素子が検出した検出信号によって除算し、光反射体による光の回折、反射率の変動などに起因する光強度の変動の影響を相殺することによって、反射光の光強度の変動にかかわらず光反射体の正確な傾斜量を得ることができる。
【００２１】
また本発明は、前記光検出手段は、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に垂直な方向に分割線を有して前記直線方向に配置される少なくとも２個の受光素子を含むことを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記光検出手段は、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に垂直な方向に少なくとも３行が配置され、かつ前記直線に平行な方向に少なくとも２列が配置されることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、少なくとも２個の受光素子が、トラッキング制御に伴うレンズの移動方向に配置されるので、受光素子の検出信号の差に基づいて、対物レンズの移動方向を検出することができる。
【００２４】
また本発明は、前記光学素子と前記光検出手段との間には、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な分割線を少なくとも２本有し、前記直線に垂直な方向に少なくとも３個の回折領域が行状に配置される回折格子がさらに設けられることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、第１光学素子片を含む領域を通過した光の回折光と第２光学素子片を含む領域を通過した光の回折光とが同一の受光素子によって受光可能になる等、演算回路の簡易化や、受光素子数の削減等を行うことができるので、装置の簡略化および小型化、コストの低減を実現することができる。
【００２６】
また本発明は、光を出射する光源と、
光源から出射された光を反射する円板状の光反射体と、
光源と光反射体との間に配置され、光源から出射される光を光反射体に集光する集光手段と、
集光手段に備えられ、光源から出射される出射光および光反射体から反射される反射光の光量を変化させる光学素子であって、光軸に関して軸対称となる位置から光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するように形成される少なくとも４個の光学素子片を備える光学素子と、
光反射体から反射され前記光学素子によって光量変化された反射光を検出する光検出手段とを含み、前記光反射体の傾斜量を検出することを特徴とする傾斜量検出装置である。
【００２７】
本発明に従えば、光源から出射された光は、集光手段によって円板状の光反射体上へ集光される。集光手段に備わる光学素子を通過した光は、光軸に関して軸対称となる位置に光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するように形成される少なくとも４個の光学素子片によって光量が減少される。光反射体が傾斜しているとき、光反射体からの反射光が光学素子に到達する位置は、光反射体が傾斜していないときに比べて移動するので、少なくとも４個の受光素子片によって減少される光量が傾斜量に対応して変動する。このように、光反射体の傾斜量に応じて変動する光量を、光検出手段で検出することによって光反射体の傾斜量を検出することができる。
【００２８】
また本発明は、前記光学素子は、
第３、第４、第５および第６光学素子片を備え、
第３光学素子片と第５光学素子片、第４光学素子片と第６光学素子片とは光軸に関して軸対称となる位置に光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するようにそれぞれ形成されることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、光学素子は、第３、第４、第５および第６光学素子片を備え、第３光学素子片と第５光学素子片、第４光学素子片と第６光学素子片とは光軸に関して軸対称となる位置に光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有してそれぞれ形成される。したがって、第３光学素子片および第５光学素子片によって減少される光量と、第４光学素子片および第６光学素子片によって減少される光量とは、傾斜量に対応する変動が異なる。このことによって、第３光学素子片および第５光学素子片によって減少される光量と、第４光学素子片および第６光学素子片によって減少される光量とによって光反射体の傾斜量を検出することができる。
【００３０】
また本発明は、前記第３、第４、第５および第６光学素子片は、
光軸と直交する断面が略矩形状を有し、光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定める配列ピッチＴ１で光学素子本体から突出して複数形成されることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、第３、第４、第５および第６光学素子片の光軸と直交する断面が略矩形状であるので、光反射体の傾斜量に対する光量の変調度が大きくなり検出精度は向上する。また、第３、第４、第５および第６光学素子片が周期的に配置されることによって、光反射体の傾斜量に対応して、第３光学素子片を含む領域を通過する光および第５光学素子片を含む領域を通過する光の光量、ならびに第４光学素子片を含む領域を通過する光の光量および第６光学素子片を含む領域を通過する光の光量がそれぞれ線形に変動するので、光反射体の傾斜量を精度よく容易に検出することができる。
【００３２】
また本発明は、前記第３、第４、第５および第６光学素子片は、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さが配列ピッチＴ１の２分の１であり、
第３光学素子片と第５光学素子片とは、
前記直線方向の一方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量を有し、
第４光学素子片と第６光学素子片とは、
前記直線方向の他方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量を有することを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、第３、第４、第５および第６光学素子片は、光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さが配列ピッチＴ１の２分の１であり、第３光学素子片と第５光学素子片とを前記直線方向の一方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１ずらして配置させ、第４光学素子片と第６光学素子片とは前記直線方向の他方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１ずらして配置させて光学素子を構成する。このことによって、第３光学素子片を含む領域を通過する光および第５光学素子片を含む領域を通過する光の光量は、光反射体からの反射光が光学素子へ入射する位置が前記直線方向の一方に向かって４分の１ずれるときに最大値となり、他方に向かって４分の１ずれるときに最小値となる。また第４光学素子片を含む領域を通過する光および第６光学素子片を含む領域を通過する光の光量は、光反射体からの反射光が光学素子へ入射する位置が前記直線方向の一方に向かって４分の１ずれるときに最小値となり、他方に向かって４分の１ずれるときに最大値となる。したがって、光反射体の傾斜の方向にかかわらず傾斜量を精度よく検出することができる。
【００３４】
また本発明は、前記第３ないし第６光学素子片は、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に垂直、かつ前記光学素子の中心を通る直線に線対称となるように形成されることを特徴とする。
【００３５】
本発明に従えば、第３ないし第６光学素子片は、光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線と垂直、かつ光学素子の中心を通る直線に対して線対称となるように形成されるので、光反射体が傾斜していないときの第３および第５光学素子片によって減少される光量と、第４および第６光学素子片によって減少される光量とを等しくすることができる。
【００３６】
また本発明は、前記光検出手段は、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な方向と前記直線に垂直な方向とに分割線を有して行列状に配置され、前記第３、第４、第５および第６光学素子片を含む領域を通過した光をそれぞれ受光する少なくとも４個の受光素子を含むことを特徴とする。
【００３７】
本発明に従えば、光検出手段は、少なくとも、第３光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第４光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第５光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第６光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子によって構成される。第３光学素子片を通過した光を受光する受光素子の検出信号と第５光学素子片を通過した光を受光する受光素子の検出信号とを加算した検出信号と、第４受光素子片を通過した光を受光する受光素子の検出信号と第６光学素子片を通過した光を受光する受光素子の検出信号とを加算した検出信号とによって傾斜量を正確に検出することができる。また光検出手段に含まれる少なくとも２個の受光素子は、トラッキング制御に伴うレンズの移動方向に配置されるので、各受光素子の検出信号の差に基づいて、対物レンズの移動方向を検出することができる。
【００３８】
また本発明は、前記光検出手段は、
光反射体の軸心と光軸から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な方向に分割線を有して前記直線に垂直な方向に配置される少なくとも３個の受光素子を含み、
前記３個の受光素子のうち、１個の受光素子は、第３および第４光学素子片を含む領域を通過した光をそれぞれ受光するように、前記直線に垂直な分割線によって少なくとも２個にさらに分割され、もう１個の受光素子は、第５および第６光学素子片を含む領域を通過した光をそれぞれ受光するように、前記直線に垂直な分割線によって少なくとも２個にさらに分割されることを特徴とする。
【００３９】
本発明に従えば、第３受光素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号と第５受光素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号とを加算した検出信号と、第４受光素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号と第６光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号とを加算した検出信号とによって光反射体の傾斜量の検出をすることができる。また第３受光素子片を含む領域を通過した光、第４受光素子片を含む領域を通過した光、第５受光素子片を含む領域を通過した光および第６光学素子片を含む領域を通過した光をそれぞれ受光する各受光素子の検出信号を第３、第４、第５および第６受光素子片を含む領域の残余の領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号によって除算し、光反射体による光の回折、反射率の変動などに起因する光強度の変動の影響を相殺することによって、反射光の光強度の変動にかかわらず光反射体の正確な傾斜量を得ることができる。また光検出手段に含まれる少なくとも２個の受光素子が、トラッキング制御に伴うレンズの移動方向に配置されるので、各受光素子の検出信号の差に基づいて、対物レンズの移動方向を検出することができる。
【００４０】
また本発明は、前記光学素子と光検出手段との間には、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な方向と前記直線に垂直な方向とに分割線を有して少なくとも４個の回折領域が行列状に配置される回折格子をさらに有することを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、たとえば第３受光素子片を含む領域を通過した光および第５受光素子片を含む領域を通過した光を同一の受光素子で受光し、第４受光素子片を含む領域を通過した光および第６受光素子片を含む領域を通過した光を同一の受光素子で受光することなどが可能となる。したがって、和信号を求める演算回路を設ける必要がなくなるなど演算回路の簡易化や受光素子数の削減を行うことができるので、装置の簡略化および小型化、コストの低減を実現することができる。
【００４２】
また本発明は、前記光学素子と光検出手段との間には、
光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な分割線を有し、前記直線に垂直な方向に少なくとも３個の回折領域が行状に配置される回折格子であって、前記３個の回折領域のうち、１個の回折領域は、第３および第４光学素子片を含む領域を通過した光がそれぞれ入射するように、前記直線に垂直な分割線を有し、前記直線に平行な方向に隣接して配置される少なくとも２個の小回折領域を有し、もう１個の回折領域は、第５および第６光学素子片を含む領域を通過した光がそれぞれ入射するように、前記直線に垂直な分割線を有し、前記直線に平行な方向に隣接して配置される少なくとも２個の小回折領域を有する回折格子をさらに有することを特徴とする。
【００４３】
本発明に従えば、たとえば第３受光素子片を含む領域を通過した光および第５受光素子片を含む領域を通過した光を同一の受光素子で受光し、第４受光素子片を含む領域を通過した光および第６受光素子片を含む領域を通過した光を同一の受光素子で受光することが可能になるなど、和信号を算出する演算回路を設ける必要がなく、受光素子の数を削減することなどができるので、装置の簡略化および小型化、コストの低減を実現することができる。
【００４４】
また本発明は、前記光反射体は、
ランドとグルーブとを備える光記録媒体であり、
光源から出射された光が前記集光手段によって光記録媒体に集光される集光位置が、ランド上であるかグルーブ上であるかを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断結果に応答して、傾斜量を検出する信号処理方法を切換える切換え手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００４５】
本発明に従えば、光源から出射された光が集光手段によって光記録媒体に集光される集光位置がランド上であるかグルーブ上であるかが判断手段によって判断され、判断結果に応答して切換え手段によって傾斜量を検出する信号処理方法が切換えられる。このことによって、ランドまたはグルーブのいずれに光が集光される場合でも、ランドの回折パターンとグルーブの回折パターンとが異なることによる反射光の光量変動の影響を受けることなく正確な傾斜量を検出することが可能になる。
【００４６】
また本発明は、前記集光手段は、対物レンズと対物レンズを保持するレンズ保持部材とを含み、
前記光学素子は、対物レンズの軸線の延長線上に軸線を有するようにレンズ保持部材に装着されることを特徴とする。
【００４７】
本発明に従えば、対物レンズと光学素子とが一体的に設けられるので、対物レンズに対する光学素子の位置調整および装着が容易となり、光学素子を調整する時間および操作手順を低減することができる。
【００４８】
また本発明は、前記光学素子本体に形成される開口形状は、
光反射体の軸心と光軸から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に垂直な方向の長さが、前記直線に平行な方向の長さよりも長いことを特徴とする。
【００４９】
本発明に従えば、光学素子の光学素子片を除く部分は、光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さより、前記直線方向に垂直な方向の長さの方が長いので、集光手段により集光された光の光スポット径が光学素子片により遮光され、前記直線に垂直な方向の開口数（ＮＡ）が小さくなることを相殺することができる。このことによって、λ／ＮＡに比例する光スポット径の大きくなることが抑制される。
【００５０】
また本発明は、前記光学素子は、
光強度を減衰させる濾光フィルタからなることを特徴とする。
【００５１】
本発明に従えば、光学素子に濾光フィルタを用いる。濾光フィルタは、安価に入手可能であるので、コスト低減に寄与することができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態である傾斜量検出装置２１の構成を簡略化して示す部分断面図であり、図２は図１に示す傾斜量検出装置２１に備わる光学素子２２および光検出手段２３を示す平面図であり、図３は光反射体２４への集光位置２５を光反射体２４の上方から平面的に示す図である。
【００５３】
傾斜量検出装置２１は、光を出射する光源２６と、光源２６から出射された光を反射する円板状の光反射体２４と、光源２６と光反射体２４との間に配置され、光源２６から出射される光を光反射体２４に集光する集光手段２７と、集光手段２７に備えられ、光源２６から出射される出射光および光反射体２４から反射される反射光の光量を変化させる光学素子２２であって、光軸２８に関して軸対称となる位置から光反射体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が前記集光手段２７によって光反射体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向に予め定められたずれ量を有するように形成される第１および第２光学素子片３１，３２を備える光学素子２２と、光反射体２４から反射され光学素子２２によって光量変化された反射光を検出する光検出手段２３とを含む。
【００５４】
光源２６は、たとえば波長７８０ｎｍの光を光反射体２４へ出射するレーザチップを備える。
【００５５】
光反射体２４は、たとえば光記録媒体２４であり、光記録媒体２４は直径が８ｃｍまたは１２ｃｍの薄い円板状の形状を有し、たとえばポリカーボネート基板の一方の表面にアルミニウムを蒸着し、アルミニウム蒸着層の上に樹脂の保護膜が被覆されて形成される。光記録媒体２４には、コンパクトディスクおよびデジタルバーサタイルディスクなどの光ディスクがあり、ランダムアクセスが可能で、取り扱いが容易であり、かつ大容量の情報を記録可能な記録媒体として、広く用いられている。
【００５６】
集光手段２７は、コリメータレンズ３３と、ビームスプリッタ３４と、対物レンズ３５と、光学素子２２と、レンズ保持部材３６とを含む。コリメータレンズ３３は、光源２６から出射された光を平行光にする。ビームスプリッタ３４は、光源２６から出射された光を反射し、光記録媒体２４からの反射光を透過する。対物レンズ３５は、光源２６から出射された光を光記録媒体２４上の情報記録面に集光し、情報記録面上に光スポットを形成する。レンズ保持部材３６は、合成樹脂製の円筒形状を有する部材であり一端部３７に対物レンズ３５を保持し、対物レンズ３５の光源２６寄りに対物レンズ３５の軸線の延長線上に軸線を有するように光学素子２２が装着される。このように、対物レンズ３５と光学素子２２とが一体的に設けられるので、対物レンズ３５に対する光学素子２２の位置調整が容易となり、光学素子２２の位置を調整する時間および操作手順を低減することができる。なお、レンズ保持部材３６は傾斜量検出装置２１に備わる図示しない対物レンズアクチュエータに支持される。
【００５７】
光学素子２２は、光学素子本体３８と第１および第２光学素子片３１，３２とを含み、たとえば合成樹脂製薄板などの遮光材からなり、通過する光の光量を第１および第２光学素子片３１，３２によって変化させる。第１および第２光学素子片３１，３２は、光軸２８と直交する断面が略矩形状を有し、図３で示す光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向に予め定める配列ピッチＴで光学素子本体３８から突出して複数形成される。また、第１および第２光学素子片３１，３２は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向の長さＬ１が配列ピッチＴの２分の１である。
【００５８】
ここで複数の第１光学素子片３１のうち１個の第１光学素子片２００に注目する。光学素子２２を通過し対物レンズ３５によって光記録媒体２４に集光された光は、光記録媒体２４によって対物レンズ３５の入射位置と光軸２８に関して軸対称の位置に向かって反射される。したがって、１個の第１光学素子片２００を通過した光は、光記録媒体２４によって光軸２８に関して軸対称の位置２００ａに反射される。複数の第２光学素子片３２のうち１個の第２光学素子片２０１は、１個の第１光学素子片２００を通過した光が反射される位置である光軸２８に関して軸対称の位置２００ａから配列ピッチＴの４分の１のずれ量Ｌ２を有して形成されている。このように、第１光学素子片３１と第２光学素子片３２とが光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向に有するずれ量Ｌ２は、配列ピッチＴの４分の１になるように形成される。
【００５９】
第１および第２光学素子片３１，３２は、光軸２８と直交する断面が略矩形に形成される。このことによって、光記録媒体２４の傾斜量に対する光量の変調度が大きくなるので、検出精度が向上する。また周期的に配置されることによって光記録媒体２４の傾斜量に対応して光量が線形に変動するので、光記録媒体２４の傾斜量を精度よく容易に検出することができる。
【００６０】
光検出手段２３はフォトダイオードなどからなる受光素子であり、光記録媒体２４からの反射光を受光し、その光量に対応する電流に変換して反射光の検出信号を得る。
【００６１】
ここでは光記録媒体２４の傾斜の方向を次のように定義する。図３に示す光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０および直線３０の延長方向をラジアル方向と呼び、ラジアル方向の傾斜量をラジアルチルト量と呼ぶ。前記直線３０と直交しかつ集光位置２５を通る直線３９の方向をタンジェンシャル方向と呼び、タンジェンシャル方向の傾斜量をタンジェンシャルチルト量と呼ぶ。
【００６２】
以下に光源２６から出射された光および光記録媒体２４から反射された光が、光学素子２２を通過することによって生じる光量変化について説明する。
【００６３】
図４は光学素子２２を通過する光の状態を示す平面図であり、図５は光検出手段２３上に受光される反射光４０を示す平面図である。光記録媒体２４が傾斜していない場合、光学素子２２へ入射した光は、光学素子２２が備える第１および第２光学素子片３１，３２によって光量が減少されて通過し、対物レンズ３５によって光記録媒体２４へ集光される。光記録媒体２４によって、対物レンズ３５への入射位置と光軸２８に関して軸対称の位置に向かって反射された光は、対物レンズ３５を透過し、再び光学素子２２を通過する。第１光学素子片３１と第２光学素子片３２とは、光軸２８に関して軸対称の位置からずれ量Ｌ２（図２に示すように配列ピッチＴの４分の１）を有して形成されているので、第１光学素子片３１を通過しさらに光記録媒体２４によって反射された光４１は、第２光学素子片３２に対してずれ量Ｌ２だけずれた位置を通過する。第２光学素子片３２を通過しさらに光記録媒体２４によって反射された光４２は、第１光学素子片３１に対して同じくずれ量Ｌ２だけずれた位置を通過する。このように第１光学素子片３１と第２光学素子片３２とを通過した光４１および第２光学素子片３２と第１光学素子片３１とを通過した光４２は、光学素子片を２度通過することによって光量が変化する。したがって、光学素子２２を２度通過した反射光４０は、第１および第２光学素子片３１，３２によって光量の減少した光４１，４２を含んで図５に示すように光検出手段２３によって受光される。
【００６４】
次に光記録媒体２４が、ラジアル方向に傾斜している場合を説明する。図６は傾斜量検出装置２１において光記録媒体２４が角度θ１傾斜している状態を簡略化して示す概略断面図であり、図７は図６に示す傾斜量検出装置２１において、光学素子２２を通過する光の状態を示す平面図であり、図８は光検出手段２３によって受光される反射光４３を示す平面図である。
【００６５】
図６に示すように、光記録媒体２４がラジアル方向に図６の紙面に向かって反時計まわり（以後、便宜上右上りと称する）に角度θ１傾斜しているので、対物レンズ３５によって光記録媒体２４上へ集光されて光記録媒体２４から反射される光は、傾斜していない場合の反射光に比べて光路が図６の紙面に向かって右方向へずれ、光学素子２２へ入射する位置も右方向へずれる。この角度θ１は、前述したラジアルチルト量を表す。このことによって、光源２６から出射し光記録媒体２４で反射された光が、第１および第２光学素子片３１，３２を通過する際に遮光される面積が減少する。したがって、光記録媒体２４が傾斜していない場合の反射光４０よりも光量が多い反射光４３が光検出手段２３に受光される。逆に、光記録媒体２４がラジアル方向に図６の紙面に向かって時計まわり（以後、便宜上左上りと称する）に角度θ１傾斜した場合、光記録媒体２４からの反射光は図６の紙面に向かって左方向へずれ、光学素子２２への入射位置も左方向へずれる。このことによって、光源２６から出射し、光記録媒体２４で反射された光が、第１および第２光学素子片３１，３２を通過する際に遮光される面積が増加する。したがって、光記録媒体２４が傾斜していない場合の反射光４０よりも光量の少ない反射光が光検出手段２３に受光される。
【００６６】
以上のように光記録媒体２４の傾斜に応じて光検出手段２３によって受光される光量が変動するので、光記録媒体２４が傾斜している場合の光検出手段２３によって検出される反射光の検出信号をＰ、傾斜していない場合の光検出手段２３によって検出される反射光の検出信号をＰ₀とすると、ラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇは、Ｐｇ＝Ｐ−Ｐ₀で表すことができる。ラジアル方向の傾斜量検出信号Ｐｇは、傾斜していない場合零であり、右上りに傾斜している場合正であり、左上りに傾斜している場合負である。このことによって、傾斜量検出信号Ｐｇからラジアルチルト量を検出することができる。
【００６７】
ここで、傾斜量検出装置２１における傾斜量の検出範囲について説明する。対物レンズの焦点距離をＤ（ｍ）、光記録媒体２４の傾斜量をθ（ｒａｄ）とする。光記録媒体２４が傾斜しているとき反射光が光学素子２２に達する位置と、傾斜していないとき反射光が光学素子２２に達する位置とのずれ量は２Ｄθである。第１および第２光学素子片３１，３２の配列ピッチはＴであるから、光検出手段２３によって検出される光量が最大値から最小値まで推移する反射光のずれ量はＴ／２である。したがって、傾斜量検出範囲Δθは、式（１）で表される。
Δθ＝Ｔ／４Ｄ …（１）
【００６８】
式（１）によって、傾斜量の検出範囲を求めることができる。第１光学素子片３１と第２光学素子片３２とのずれ量Ｌ２は配列ピッチＴの４分の１であるので、光検出手段２３が受光する光量は、光記録媒体２４からの反射光が第１および第２光学素子片３１，３２に達する位置が、光軸２８に関して軸対称の位置から光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向の一方の方向に向かって４分の１ずれるときに最大値、他方に向かって４分の１ずれるときに最小値をとる。したがって、光記録媒体２４の傾斜の方向が右上りまたは左上りのいずれにもかかわらず、傾斜を精度よく検出することができる。
【００６９】
図９はトラッキング制御によって対物レンズ３５が移動した場合の光検出手段２３上の反射光４４を示す平面図である。傾斜量検出装置２１において、トラッキング制御を行うとき対物レンズアクチュエータによって対物レンズ３５を保持するレンズ保持部材３６をラジアル方向へ移動させる。レンズ保持部材３６を移動させると光学素子２２もともに移動するけれども、光検出手段２３は移動しないので、光検出手段２３上の反射光４４は対物レンズ３５の移動方向に対応して移動する。前述のように光学素子２２および対物レンズ３５は一体的に移動するので、光学素子２２への反射光の入射位置は移動せず、反射光の光量は対物レンズ３５の移動にかかわらず変動することがない。したがって、トラッキングの制御によって対物レンズ３５が移動した場合であっても、光記録媒体２４の傾斜量を検出することができる。
【００７０】
図１０は本発明の第２の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光検出手段４５の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の光検出手段４５は、第１の実施の形態である傾斜量検出装置２１に備わる光検出手段２３に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、光検出手段４５は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に平行な方向に分割線を有して前記直線３０に垂直な方向に配置される３個の受光素子である第１〜第３受光素子４６，４７，４８を含むことである。
【００７１】
第１受光素子４６は第１光学素子片３１を含む領域４９を通過した光を受光し、第２受光素子４７は第２光学素子片３２を含む領域５０を通過した光を受光し、第３受光素子４８は第１光学素子片３１および第２光学素子片３２を含む領域の残余の領域５１を通過する光を受光する。
【００７２】
第１の実施の形態である傾斜量検出装置２１が備える光検出手段２３では、受光される反射光の光量の全てを検出信号として用い、光記録媒体２４が傾斜している場合と傾斜していない場合との検出信号の差を演算し、光記録媒体２４のラジアルチルト量を求めている。この演算方法では、検出信号は光記録媒体２４によって回折された光の影響を受けて変動するので、３個の受光素子４６，４７，４８による検出信号を用いて次に説明する方法によりラジアルチルト量の検出精度をさらに向上する。光検出手段４５では、第１受光素子４６が領域４９を通過した光を受光して検出信号Ｐ１を検出し、第２受光素子４７が領域５０を通過した光を受光して検出信号Ｐ２を検出する。傾斜量検出信号Ｐｇ１は、前記検出信号Ｐ１，Ｐ２の和信号（Ｐ１＋Ｐ２）と傾斜していない場合に第１および第２受光素子４６，４７によって受光される検出信号Ｐ₀１，Ｐ₀２の和信号（Ｐ₀１＋Ｐ₀２）とを減算する式（２）によって求めることができる。
Ｐｇ１＝（Ｐ１＋Ｐ２）−（Ｐ₀１＋Ｐ₀２） …（２）
【００７３】
このことによって光記録媒体２４のラジアルチルト量演算に対して及ぼす光記録媒体２４による回折光の影響を低減することができる。また、検出精度をあげるために利用されない第３受光素子４８は、複数個に分割し、各受光素子が検出した検出信号をフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号などの検出に利用することができる。
【００７４】
しかしながら、前述の傾斜量検出信号Ｐｇ１の検出方法では、光源２６が備えるレーザの出力変動および光記録媒体２４の反射率の変動などに起因する反射光の光強度の変動の影響を受ける。反射光の光強度の変動にともなって和信号（Ｐ１＋Ｐ２）が変動するので、光記録媒体２４のラジアルチルト量が同一であっても、和信号（Ｐ１＋Ｐ２）が変動し正確なラジアルチルト量を検出できないことがある。
【００７５】
そこで、第３受光素子４８によって前記領域５１を通過した光を受光して検出信号Ｐ３を検出し、和信号（Ｐ１＋Ｐ２）を検出信号Ｐ３で除算する式（３）によって、光強度変動の影響が相殺された検出信号Ｐａを得ることができる。
Ｐａ＝（Ｐ１＋Ｐ２）／Ｐ３ …（３）
ここで和信号（Ｐ１＋Ｐ２）と検出信号Ｐ３とは、光量に対して比例関係にあるので、光強度の変動の影響を相殺することができる。
【００７６】
光記録媒体２４が傾斜していない場合、第３受光素子４８による領域５１を通過した光の検出信号Ｐ₀３を用いて同様に光強度変動の影響を相殺すると式（４）によって定数Ｐｂが得られる。
Ｐｂ＝（Ｐ₀１＋Ｐ₀２）／Ｐ₀３ …（４）
【００７７】
定数Ｐｂは、前述のように光記録媒体２４が傾斜していない場合について、光強度の変動が相殺された値であり一定値となるので、光記録媒体２４のラジアルチルト量検出の基準値として使用することができる。光強度変動の影響が相殺された検出信号Ｐａから、定数Ｐｂを減算する式（５）によって、光記録媒体２４のラジアルチルト量の指標である傾斜量検出信号Ｐｇ２を、光強度変動に影響されることなく定量的に求めることが可能になる。

【００７８】
また、ラジアル方向に対する傾斜の方向のみを検出する傾斜エラー信号Ｐｅは以下のように求めることができる。まず、光記録媒体２４が傾斜していない場合の第１受光素子４６の検出信号Ｐ₀１と第２受光素子４７の検出信号Ｐ₀２との和信号（Ｐ₀１＋Ｐ₀２）と第３受光素子４８の検出信号Ｐ₀３とが同じ値になるような定数ｇを求める。定数ｇは、式（６）によって得られる。
ｇ＝Ｐ₀３／（Ｐ₀１＋Ｐ₀２） …（６）
【００７９】
次に光記録媒体２４が傾斜している場合の第１および第２受光素子４６，４７による検出信号の和信号（Ｐ１＋Ｐ２）に前記定数ｇを乗算して得られる［ｇ（Ｐ１＋Ｐ２）］から、第３受光素子４８による検出信号Ｐ３を減算する式（７）によって傾斜エラー信号Ｐｅを求めることができる。
Ｐｅ＝ｇ（Ｐ１＋Ｐ２）−Ｐ３ …（７）
【００８０】
式（７）によって得られる傾斜エラー信号Ｐｅが、正または負のいずれかであるかに基づいて光記録媒体２４の傾斜方向を求めることができる。
【００８１】
このように、各受光素子４６，４７，４８が検出した検出信号に基づいて、光記録媒体２４によって起こる光の回折、反射率の変動などによる光強度の変動の影響を相殺することができるので、反射光の光強度の変動にかかわらず光記録媒体２４の正確な傾斜量を得ることができる。
【００８２】
図１１は本発明の第３の実施の形態である傾斜量検出装置５２において光記録媒体２４がタンジェンシャル方向に角度θ２傾斜している状態を簡略化して示す部分断面図であり、図１２は光学素子２２を通過する光の状態を表す平面図であり、図１３は光記録媒体２４が傾斜していないとき光検出手段４５によって受光される反射光５３を示す平面図であり、図１４は光記録媒体２４が傾斜しているとき光検出手段４５によって受光される反射光５４を示す平面図である。
【００８３】
図１１に示す第３の実施の形態である傾斜量検出装置５２は、第１の実施の形態である傾斜量検出装置２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、第２の実施の形態と同一の光検出手段４５を備え、光記録媒体２４がタンジェンシャル方向に角度θ２傾斜していることである。角度θ２は、前述したタンジェンシャルチルト量を表す。
【００８４】
傾斜量検出装置５２が備える光記録媒体２４は、タンジェンシャル方向において右上りに角度θ２傾斜している。光学素子２２を通過しさらに光記録媒体２４によって反射された光５５は、光路が図１１の紙面に向かって右方向にずれ、光学素子２２へ入射する位置も図１２の紙面に向かって右方向へずれる。図１４に示す光検出手段４５によって受光された反射光５４は、図１３に示す光記録媒体２４が傾斜していない場合の反射光５３と比べ、第１受光素子４６が受光する光量は増加し、第２受光素子４７が受光する光量は減少する。逆に、光記録媒体２４がタンジェンシャル方向において左上りに角度θ２傾斜したときの反射光の光路は左方向へずれ、光学素子２２へ入射する位置も左方向へずれる。このことによって、第１受光素子４６が受光する光量は減少し、第２受光素子４７が受光する光量は増加する。
【００８５】
このように光記録媒体２４のタンジェンシャルチルト量に応じて、第１および第２受光素子４６，４７によって受光される光量が変動するので、タンジェンシャルチルト量の指標である傾斜量検出信号Ｐｇ３は第１受光素子４６による検出信号Ｐ１と第２受光素子４７による検出信号Ｐ２とを用いて式（８）で表すことができる。
Ｐｇ３＝Ｐ１−Ｐ２ …（８）
【００８６】
タンジェンシャル方向の傾斜量検出信号Ｐｇ３は、傾斜していない場合零であり、右上りに傾斜している場合正であり、左上りに傾斜している場合負であるので、傾斜量検出信号Ｐｇ３からタンジェンシャルチルト量を求めることができる。また、第３受光素子４８が検出した検出信号で検出信号Ｐ１，Ｐ２を除算することによって、反射光の光強度変化に影響されない傾斜量検出信号を求めてもよい。また、第３受光素子４８は、複数に分割してトラッキング誤差信号などの検出に用いてもよい。
【００８７】
また、タンジェンシャル方向の傾斜量検出信号の検出は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に平行な方向に分割線を有して前記直線３０に垂直な方向に配置される２つの受光素子からなる光検出手段を用いても検出することができる。
【００８８】
図１５はラジアル方向の傾斜量検出信号Ｐｇ２とラジアルチルト量θ１との関係を表す図であり、図１６はタンジェンシャル方向の傾斜量検出信号Ｐｇ３とタンジェンシャルチルト量θ２との関係を表す図である。ラジアルチルト量を表す角度θ１およびタンジェンシャルチルト量を表す角度θ２は、単位を（ｒａｄ）から（ｄｅｇ）へ換算して示す。
【００８９】
図１５中に示す第１ライン５６は、第２の実施の形態の傾斜量検出装置を用いて光記録媒体２４のラジアルチルト量と傾斜量検出信号Ｐｇ２との関係を求めた結果である。また図１６中に示す第２ライン５７は、第３の実施の形態の傾斜量検出装置５２を用いて光記録媒体２４のタンジェンシャルチルト量と傾斜量検出信号Ｐｇ３との関係を求めた結果である。光記録媒体２４の傾斜量を示す角度θ１，θ２は、ラジアル方向、タンジェンシャル方向ともに光記録媒体２４が右上りに傾斜したときの値を負、左上りに傾斜したときの値を正とする。第１ライン５６および第２ライン５７は、ともに光記録媒体２４の傾斜量とラジアル方向およびタンジェンシャル方向の傾斜量検出信号Ｐｇ２，Ｐｇ３との関係は、線形に変動している。このことによって、傾斜量検出信号Ｐｇ２，Ｐｇ３を求めることによってラジアル方向、タンジェンシャル方向のいずれの方向の光記録媒体２４の傾斜量も精度よく検出することができる。
【００９０】
図１７は本発明の第４の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光検出手段５８の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の光検出手段５８は、第１の実施の形態である傾斜量検出装置２１に備わる光検出手段２３に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、光検出手段５８が、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に垂直な方向に分割線を有して前記直線３０方向に配置される第４および第５受光素子５９，６０からなることである。
【００９１】
光検出手段５８は、対物レンズ３５がトラッキング制御によって予め定められた基準位置から右方向へ移動した状態の反射光６１を受光している。対物レンズ３５が右方向へ移動した場合、第４受光素子５９によって受光される反射光６１の面積が増加し、第５受光素子６０によって受光される反射光６１の面積が減少する。逆に、対物レンズ３５が左方向へ移動した場合、第４受光素子５９によって受光される反射光の面積は減少し、第５受光素子６０によって受光される反射光の面積が増加する。以上のように対物レンズ３５の移動に応じて第４および第５受光素子５９，６０によって受光される光量が変動するので、第４受光素子５９によって検出される検出信号をＰ４、第５受光素子６０によって検出される検出信号をＰ５とすると、対物レンズ３５の移動を表すレンズシフト信号Ｐｓは、式（９）で表すことができる。
Ｐｓ＝Ｐ４−Ｐ５ …（９）
【００９２】
レンズシフト信号Ｐｓは、対物レンズ３５が予め定められた基準位置にある場合零であり、基準位置から右方向へ移動した場合正であり、基準位置から左方向へ移動した場合は負である。このことによって、レンズシフト信号Ｐｓから対物レンズ３５の移動方向を検出することができる。
【００９３】
このように２個の受光素子は、トラッキング制御に伴うレンズの移動方向に配置されるので、各受光素子の検出信号の差に基づいて、対物レンズの移動方向を検出することができる。
【００９４】
図１８は、本発明の第５の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光検出手段６２の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の光検出手段６２は、第１の実施の形態の傾斜量検出装置２１に備わる光検出手段２３に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、光検出手段６２は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に垂直な方向に３行が配置され、前記直線３０に平行な方向に２列が配置される６個の受光素子からなることである。
【００９５】
光検出手段６２は、６個の受光素子６３，６４，６５，６６，６７，６８からなり、各行を構成する２個の受光素子を１群として、３つの受光素子群を構成する。３つの受光素子群から得られる検出信号は、図１０に示す第１、第２および第３受光素子４６，４７，４８から得られる検出信号に対応させて考えることができる。領域４９を通過した光を受光する２個の第６および第７受光素子６３，６４からなる第１受光素子群６９が検出する検出信号は検出信号Ｐ１に対応し、領域５０を通過した光を受光する２個の第８および第９受光素子６５，６６からなる第２受光素子群７０が検出する検出信号は検出信号Ｐ２に対応し、領域５１を通過した光を受光する２個の第１０および第１１受光素子６７，６８からなる第３受光素子群７１が検出する検出信号は検出信号Ｐ３に対応する。第３受光素子群７１が検出する検出信号は、光記録媒体２４によって回折された光の影響による誤差を小さくするため利用せず、第１および第２受光素子群６９，７０によってそれぞれ検出される検出信号を利用して、ラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ１を求める式（２）およびタンジェンシャルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ３を求める式（８）によって、光記録媒体２４の傾斜量を検出することができる。
【００９６】
また、光記録媒体２４によって回折された光の影響を受ける第２行の第１０および第１１受光素子６７，６８を除いた各列の２個の受光素子を１群とし、２つの受光素子群を構成することができる。２つの受光素子群から得られる検出信号は、図１７に示す第４および第５受光素子５９，６０から得られる検出信号に対応させて考えることができる。すなわち、第６および第８受光素子６３，６５からなる第４受光素子群７２が検出する検出信号は検出信号Ｐ４に対応し、第７および第９受光素子６４，６６からなる第５受光素子群７３が検出する検出信号は検出信号Ｐ５に対応させることができるので、第４受光素子群７２と第５受光素子群７３とが検出する検出信号を利用してレンズシフト信号Ｐｓを求める式（９）によって、トラッキングの制御にともなう対物レンズ３５の移動を検出することができる。
【００９７】
また、式（２）および式（８）による傾斜量の検出および式（９）による対物レンズ３５の移動の検出において利用されない第１０および第１１受光素子６７，６８の検出信号は、トラッキング誤差信号の検出に用いることができる。また、光記録媒体２４の傾斜量およびレンズシフト量の検出には、第１０および第１１受光素子６７，６８の検出信号を利用することによって得られる反射光の光強度変動に影響されない傾斜量検出信号およびレンズシフト信号を利用してもよい。
【００９８】
このように、光記録媒体２４の傾斜量とトラッキングによる対物レンズ３５の移動とを同一の光検出手段６２によって検出することができるので、装置の構成が簡易になり光学素子２２の位置を調整する時間および操作手順の削減とコストの低減とが可能になる。
【００９９】
図１９は、本発明の第６の実施の形態である傾斜量検出装置７４の構成を簡略化して示す部分断面図である。本実施の形態の傾斜量検出装置７４は、第１の実施の形態の傾斜量検出装置２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、傾斜量検出装置７４は、光学素子２２と光検出手段７５との間に回折格子７６および集光レンズ７２を備えることである。なお図１９では、光検出手段７５は便宜上１つの受光素子で示す。
【０１００】
図２０は傾斜量検出装置７４に備わる回折格子７６の一例を示す平面図であり、図２１は回折格子７６と光検出手段７５との光学的関係を示す図である。回折格子７６は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に垂直な方向に行状に配置される３個の回折領域である第１〜第３回折領域７７，７８，７９を含む。第１〜第３回折領域７７，７８，７９のうち、第１光学素子片３１を含む領域４９を通過した光が入射する第１回折領域７７と第２光学素子片３２を含む領域５０を通過した光が入射する第２回折領域７８とは同一の格子形状を有する。
【０１０１】
光検出手段７５は、図２１に示すように第１光学素子片３１を含む領域４９を通過した光が入射する第１回折領域７７の回折光および第２光学素子片３２を含む領域５０を通過した光が入射する第２回折領域７８の回折光を受光する受光素子である第１２受光素子８０と、第１および第２光学素子３１，３２を含む領域の残余の領域５１を通過した光が入射する第３回折領域７９の回折光を受光する受光素子である第１３受光素子８１とを含む。
【０１０２】
光学素子２２を通過し、光記録媒体２４によって反射され光学素子２２を再び通過した反射光は、ビームスプリッタ３４および集光レンズ７２を透過し回折格子７６に入射する。第１光学素子片３１を含む領域４９を通過した光は第１回折領域７７に入射し、第２光学素子片３２を含む領域５０を通過した光は第２回折領域７８に入射する。第１回折領域７７と第２回折領域７８とは同一の格子形状を有するので、第１光学素子片３１を含む領域４９を通過した光と、第２光学素子片３２を含む領域５０を通過した光とは同じ回折角で回折され、第１２受光素子８０上に受光される。第１および第２光学素子片３１，３２を含む領域の残余の領域５１を通過した光は、第３回折領域７９に入射し、第１および第２回折領域７７，７８に入射した光とは異なる回折角で回折されて第１３受光素子８１上に受光される。
【０１０３】
第１２受光素子８０によって検出される検出信号は、図１０に示す第１受光素子４６によって検出される検出信号Ｐ１と第２受光素子４７によって検出される検出信号Ｐ２の和信号（Ｐ１＋Ｐ２）に対応し、第１３受光素子８１によって検出される検出信号は、第３受光素子４８によって検出される検出信号Ｐ３に対応する。したがって、ラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ２を求める式（５）によって、光記録媒体２４の傾斜量を求めることができる。
【０１０４】
本実施の形態によれば、和信号を算出する演算回路を設ける必要がなくなるなど、受光素子の数を削減することができるので、装置の簡略化および小型化、コストの低減を実現することができる。
【０１０５】
また、光記録媒体として、ランドおよびグルーブを有しランドおよびグルーブのいずれにも情報を記録することが可能である光記録媒体を用いる場合、たとえばランドとグルーブとの幅の違いなどに起因して光源２６から出射された光の集光位置がランド上またはグルーブ上のいずれにあるかによって回折パターンが異なる。したがって、光記録媒体の傾斜量が同じであっても反射光の光量が変動し傾斜量検出信号が異なる。このため、前述した光記録媒体を用いる場合は以下のようにして傾斜量を検出する。
【０１０６】
図２２は、本発明の第７の実施の形態である傾斜量検出装置８３の構成を簡略化して示す概略図である。本実施の形態の傾斜量検出装置８３は、第１の実施の形態の傾斜量検出装置２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、傾斜量検出装置８３は、光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４に集光される集光位置がランド上であるかグルーブ上であるかを判断する判断手段８４と、前記判断手段８４の判断結果に応答して傾斜量を検出する信号処理を切換える切換え手段８５とをさらに備えることである。
【０１０７】
判断手段８４は、たとえば、ランドとグルーブの幅が異なる光ディスクの場合であれば、集光位置がランドにある場合とグルーブにある場合で反射光量が変化するため、反射光量の大小を比較することにより、集光位置がランド上であるかグルーブ上であるかを判断する。また切換え手段８５は、判断手段８４から出力される信号に基づいて、信号処理方法すなわち計算方法を切換える。
【０１０８】
光記録媒体が傾斜している場合の光検出手段２３によって検出される検出信号をＰ、光記録媒体が傾斜していないとき、ランド上に集光位置がある場合の検出信号をＰ_０ｄ、グルーブ上に集光位置がある場合の検出信号をＰ_０ｇとすると、ランド上に集光位置がある場合にはラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ４を式（１０）で求め、グルーブ上に集光位置がある場合にはラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ５を式（１１）で求める。
Ｐｇ４＝Ｐ−Ｐ_０ｄ …（10）
Ｐｇ５＝Ｐ−Ｐ_０ｇ …（11）
【０１０９】
このことによって、ランドまたはグルーブのいずれに光が集光される場合でも、ランドの回折パターンとグルーブの回折パターンとが異なることによる反射光の光量変動の影響を受けることなく正確な傾斜量を検出することが可能になる。
【０１１０】
図２３は本発明の第８の実施の形態である傾斜量検出装置１０１の構成を簡略化して示す部分断面図であり、図２４は図２３に示す傾斜量検出装置１０１に備わる光学素子１０２および光検出手段１１１を示す平面図であり、図２５は光学素子１０２の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の傾斜量検出装置１０１は、第１の実施の形態の傾斜量検出装置２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、傾斜量検出装置１０１に備わる光学素子１０２は、４個の光学素子片である第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６を含むことである。
【０１１１】
第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６は、光軸２８と直交する断面が略矩形状を有し、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向に予め定める配列ピッチＴ１で光学素子本体３８から突出して複数形成される。第３光学素子片１０３と第４光学素子片１０４との境界線３００および第５光学素子片１０５と第６光学素子片１０６との境界線３０１は、図２３では光軸２８と重複して示し、図２４、図２５では前記直線３０と直交しかつ集光位置２５を通る直線３９と重複して示す。
【０１１２】
また第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６は、前記直線３０方向の長さＬ３が配列ピッチＴ１の２分の１である。図２５では、第３光学素子片１０３と第５光学素子片１０５、第４光学素子片１０４と第６光学素子片１０６とが、光軸２８に関して軸対称の位置にずれ量を有しないで形成されたと仮定した場合の第５および第６光学素子片を仮想線１０５ａ，１０６ａでそれぞれ示す。第３光学素子片１０３と第５光学素子片１０５とは、光軸２８に関して軸対称となる位置に前記直線３０方向の一方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量Ｌ４を有するように形成される。また第４光学素子片１０４と第６光学素子片１０６とは、光軸２８に関して軸対称となる位置に前記直線３０方向の他方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量Ｌ５を有するように形成される。ここで第３光学素子片１０３と第４光学素子片１０４とは、また第５光学素子片１０５と第６光学素子片１０６とは、光記録媒体２４の軸心２９と光源から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４に集光される位置２５とを結ぶ直線３０に垂直であり、光学素子２２の中心３０２を通る直線３０３に対して線対称となるように形成される。
【０１１３】
このような構成の光学素子によれば、第３光学素子片１０３および第５光学素子片１０５によって減少される光量と、第４光学素子片１０４および第６光学素子片１０６によって減少される光量とは、傾斜量に対する変動が異なる。このことによって、第３光学素子片１０３および第５光学素子片１０５によって減少される光量と、第４光学素子片１０４および第６光学素子片１０６によって減少される光量とによって光記録媒体２４の傾斜量を検出することができる。
【０１１４】
また第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６は、光軸２８と直交する断面が略矩形に形成されるので、光記録媒体２４の傾斜量に対する光量の変調度が大きくなり、検出精度は向上する。また、第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６が周期的に配置されるので、光記録媒体２４の傾斜量に対応して、第３光学素子片１０３を含む領域１０７を通過する光および第５光学素子片１０５を含む領域１０９を通過する光ならびに第４光学素子片１０４を含む領域１０８を通過する光および第６光学素子片１０６を含む領域１１０を通過する光がそれぞれ線形に変動する。このことによって、光記録媒体２４の傾斜量を精度よく容易に検出することができる。また第３光学素子片１０３と第４光学素子片１０４とは、また第５光学素子片１０５と第６光学素子片１０６とは、前記直線３０３に対して線対称であるので、光記録媒体２４が傾斜していないときの第３および第５光学素子片１０３，１０５によって減少される光量と、第４および第６光学素子片１０４，１０６によって減少される光量とを等しくすることができる。
【０１１５】
光検出手段１１１は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に平行な方向と、前記直線３０に垂直な方向とに分割線を有して行列状に配置される４個の受光素子である第１５〜第１８受光素子１１２，１１３，１１４，１１５を含む。第１５受光素子１１２は第３光学素子片１０３を含む領域１０７を通過した光を受光し、第１６受光素子１１３は第４光学素子片１０４を含む領域１０８を通過した光を受光し、第１７受光素子１１４は第５光学素子片１０５を含む領域１０９を通過した光を受光し、第１８受光素子１１５は第６光学素子片１０６を含む領域１１０を通過した光を受光する。
【０１１６】
以下に光源２６から出射された光および光記録媒体２４から反射された光が、光学素子２２を通過することによって生じる光量変化について説明する。図２６は光学素子１０２を通過する光の状態を示す平面図であり、図２７は光検出手段１１１上に受光される反射光１１６を示す平面図である。光記録媒体２４が傾斜していない場合、光学素子１０２へ入射した光は、光学素子１０２が備える第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６によって光量が減少されて通過し、対物レンズ３５によって光記録媒体２４へ集光される。光記録媒体２４によって対物レンズ３５への入射位置と光軸２８に関して軸対称の位置に反射された光は、対物レンズ３５を透過し、再び光学素子１０２を通過する。第３光学素子片１０３と第５光学素子片１０５とは、光軸２８に対する軸対称の位置に、前記直線３０方向の一方の方向にずれ量Ｌ４（図２５に示すように配列ピッチＴ１の４分の１）を有して形成されている。このため、第３光学素子片１０３を通過しさらに光記録媒体２４によって反射された光１１７は、第５光学素子片１０５に対してずれ量Ｌ４だけずれた位置を通過する。第５光学素子片１０５を通過しさらに光記録媒体２４によって反射された光１１８は、第３光学素子片１０３に対して同じくずれ量Ｌ４だけずれた位置を通過する。
【０１１７】
また、第４光学素子片１０４と第６光学素子片１０６とは、光軸２８に対する軸対称の位置に、前記直線３０方向の他方の方向にずれ量Ｌ５（図２５では配列ピッチＴ１の４分の１）を有して形成されている。このため、第４光学素子片１０４を通過しさらに光記録媒体２４によって反射された光１１９は、第６光学素子片１０６に対してずれ量Ｌ５だけずれた位置を通過する。第６光学素子片１０６を通過しさらに光記録媒体２４によって反射された光１２０は、第４光学素子片１０４に対して同じくずれ量Ｌ５だけずれた位置を通過する。
【０１１８】
このように第３光学素子片１０３と第５光学素子片１０５とを通過した光１１７、第５光学素子片１０５と第３光学素子片１０３とを通過した光１１８、第４光学素子片１０４と第６光学素子片１０６とを通過した光１１９および第６光学素子片１０６と第４光学素子片１０４とを通過した光１２０は、光学素子片を２度通過することによって光量が変化する。したがって、光学素子１０２を２度通過した反射光１１６は、第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６によって光量の減少した光１１７，１１８，１１９，１２０を含んで図２７に示すように光検出手段１１１によって受光される。
【０１１９】
次に光記録媒体２４が、ラジアル方向に傾斜している場合を説明する。図２８は傾斜量検出装置１０１において光記録媒体２４が角度θ１傾斜している状態を簡略化して示す部分断面図であり、図２９は図２８に示す傾斜量検出装置１０１において、光学素子１０２を通過する光の状態を示す平面図であり、図３０は光検出手段１１１によって受光される反射光１２１を示す平面図である。
【０１２０】
対物レンズ３５によって光記録媒体２４上に集光されて光記録媒体２４から反射される光は、光記録媒体２４が右上がりに角度θ１傾斜しているので、傾斜していない場合の反射光に比べて光路が図２８の紙面に向かって右方向にずれ、光学素子１０２へ入射する位置も右方向にずれる。このことによって、光源２６から出射し光記録媒体２４で反射された光は、第３および第５光学素子片１０３，１０５を通過する際に遮光される面積が減少する。したがって、第１５および第１７受光素子１１２，１１４によって受光される反射光の光量は、光記録媒体２４が傾斜していない場合より多い。また光源２６から出射し光記録媒体２４で反射された光は、第４および第６光学素子片１０４，１０６を通過する際に遮光される面積が増加する。したがって、第１６および第１８受光素子１１３，１１５によって受光される反射光の光量は、光記録媒体２４が傾斜していない場合より少ない。
【０１２１】
逆に光記録媒体２４が左上がりに角度θ１傾斜した場合、光記録媒体２４からの反射光は図２８の紙面に向かって左方向にずれ、光学素子へ入射する位置も左方向にずれる。このことによって、光源２６から出射し光記録媒体２４で反射された光は、第３および第５光学素子片１０３，１０５を通過する際に遮光される面積が増加する。したがって、第１５および第１７受光素子１１２，１１４によって受光される反射光の光量は、光記録媒体２４が傾斜していない場合より少ない。また光源２６から出射し光記録媒体２４で反射された光は、第４および第６光学素子片１０４，１０６を通過する際に遮光される面積が減少する。したがって、反射光が第１６および第１８受光素子１１３，１１５に受光される反射光の光量は、光記録媒体２４が傾斜していない場合より多い。
【０１２２】
以上のように光記録媒体２４の傾斜に応じて光検出手段１１１によって受光される光量が変動するので、光記録媒体２４が傾斜している場合の第１５受光素子１１２によって検出される反射光の検出信号をＰ６、第１６受光素子１１３によって検出される反射光の検出信号をＰ７、第１７受光素子１１４によって検出される反射光の検出信号をＰ８、第１８受光素子１１５によって検出される反射光の検出信号をＰ９とすると、ラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ６は、式（１２）によって求めることができる。
Ｐｇ６＝（Ｐ６＋Ｐ８）−（Ｐ７＋Ｐ９） …（12）
【０１２３】
光記録媒体２４が傾斜していない場合、第１５〜第１８受光素子１１２，１１３，１１４，１１５がそれぞれ受光する光量は同じである。したがって、各受光素子が検出する検出信号がそれぞれ等しくなるので、傾斜量検出信号Ｐｇ６は零である。また傾斜量検出信号Ｐｇ６は、光記録媒体２４が右上がりに傾斜している場合正であり、左上がりに傾斜している場合負である。光記録媒体２４が傾斜していない場合傾斜量検出信号Ｐｇ６が零となるので、光記録媒体２４が傾斜していない場合の傾斜量検出信号を利用して傾斜量検出信号のオフセット調整を行うことなく傾斜量検出信号からラジアルチルト量を求めることができる。
【０１２４】
ここで、第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６は、配列ピッチがＴ１であり、光検出手段１１１によって検出される光量が最大値から最小値まで推移する反射光のずれ量は（Ｔ１）／２であるので、傾斜量検出装置１０１における傾斜量検出範囲Δθは式（１３）で表される。
Δθ＝（Ｔ１）／４Ｄ …（13）
【０１２５】
第３光学素子片１０３と第５光学素子片１０５とは、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向の一方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量Ｌ４を有し、第４光学素子片１０４と第６光学素子片１０６とは前記直線３０方向の他方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量Ｌ５を有する。したがって、第１５および第１７受光素子１１２，１１４が受光する光量は、光記録媒体２４からの反射光が第３および第５光学素子片１０３，１０５に達する位置が、前記直線３０方向の一方に向かって４分の１ずれるときに最大値、他方に向かって４分の１ずれるときに最小値をとる。また第１６および第１８受光素子１１３，１１５が受光する光量は、前記直線３０方向の一方に向かって４分の１ずれるときに最小値、他方に向かって４分の１ずれるときに最大値をとる。したがって、光記録媒体２４の傾斜の方向が右上がりまたは左上がりのいずれにもかかわらず傾斜量を精度よく検出することができる。
【０１２６】
また光検出手段１１１は、各行を構成する２個の受光素子を１群として、２つの受光素子群である第６および第７受光素子群１２２，１２３を構成する。第６および第７受光素子群１２２，１２３が受光する光量は、図１１に示す第３の実施の形態において光検出手段４５を構成する第１および第２受光素子４６，４７が受光する光量と同じように、光記録媒体２４のタンジェンシャル方向の傾斜量に応じて変動する。したがって、２つの受光素子群１２２，１２３の各検出信号（Ｐ６＋Ｐ７）、（Ｐ８＋Ｐ９）を利用してタンジェンシャル方向の傾斜量検出信号Ｐｇ７を式（１４）によって求めることができる。
Ｐｇ７＝（Ｐ６＋Ｐ７）−（Ｐ８＋Ｐ９） …（14）
【０１２７】
また光検出手段１１１は、各列を構成する２個の受光素子を１群として２つの受光素子群である第８および第９受光素子群１２４，１２５を構成する。第８および第９受光素子群１２４，１２５が受光する光量は、図１７に示す第４の実施の形態において光検出手段５８を構成する第４および第５受光素子５９，６０が受光する光量と同じように、トラッキング制御による対物レンズ３５の移動に応じて変動する。このことによって、第８受光素子群１２４が検出した検出信号（Ｐ６＋Ｐ９）および第９受光素子群１２５が検出した検出信号（Ｐ７＋Ｐ８）を利用して、対物レンズ３５の移動を表すレンズシフト信号Ｐｓ１を式（１５）によって求めることができる。
Ｐｓ１＝（Ｐ６＋Ｐ９）−（Ｐ７＋Ｐ８） …（15）
【０１２８】
図３１は、本発明の第９の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光検出手段１３１の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の傾斜量検出装置に備わる光検出手段１３１は、第８の実施の形態の光検出手段１１１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、光検出手段１３１は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に平行な方向に分割線を有して前記直線３０に垂直な方向に配置される３個の受光素子を含み、３個の受光素子のうち、１個の受光素子は第３および第４光学素子片１０３，１０４を含む領域を通過した光をそれぞれ受光するように、前記直線３０に垂直な分割線によって２個にさらに分割され、もう１個の受光素子は、第５および第６光学素子片１０５，１０６を含む領域を通過した光をそれぞれ受光するように、前記直線３０に垂直な分割線によって２個に分割されて５個の受光素子である第１９〜第２３受光素子１３２，１３３，１３４，１３５，１３６を含むことである。
【０１２９】
第１９受光素子１３２は、第３光学素子片１０３を含む領域１３７を通過した光を受光し、第２０受光素子１３３は、第４光学素子片１０４を含む領域１３８を通過した光を受光し、第２１受光素子１３４は、第５光学素子片１０５を含む領域１３９を通過した光を受光し、第２２受光素子１３５は、第６光学素子片１０６を含む領域１４０を通過した光を受光する。
【０１３０】
第８の実施の形態である傾斜量検出装置１０１が備える光検出手段１１１では、受光される反射光の光量のすべてを検出信号として用い、光記録媒体２４の傾斜量およびレンズシフト量を求めている。この演算方法では、検出信号は光記録媒体２４によって回折された光の影響を受けて変動するので、第１９〜第２２受光素子１３２，１３３，１３４，１３５による検出信号を用いて次に説明する方法により光記録媒体２４の傾斜量およびレンズシフト量の検出精度をさらに向上する。
【０１３１】
第１９受光素子１３２が検出する反射光の検出信号をＰ１１、第２０受光素子１３３が検出する反射光の検出信号をＰ１２、第２１受光素子１３４が検出する反射光の検出信号をＰ１３、第２２受光素子１３４が検出する反射光の検出信号をＰ１４とすると、ラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ８は式（１６）によって求められ、タンジェンシャルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ９は式（１７）によって求められ、対物レンズ３５の移動を表すレンズシフト信号Ｐｓ２は式（１８）によって求められる。
Ｐｇ８＝（Ｐ１１＋Ｐ１３）−（Ｐ１２＋Ｐ１４） …（16）
Ｐｇ９＝（Ｐ１１＋Ｐ１２）−（Ｐ１３＋Ｐ１４） …（17）
Ｐｓ２＝（Ｐ１１＋Ｐ１４）−（Ｐ１２＋Ｐ１３） …（18）
【０１３２】
このことによって、光記録媒体２４による回折光の影響を低減することができる。また式（１６）〜式（１８）は、光源２６が備えるレーザの出力変動および光記録媒体２４の反射率の変動などに起因する反射光の光強度の変動の影響を受ける。このため、第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６を含む領域の残余の領域１４１を通過した光を受光する第２３受光素子１３６が検出する検出信号Ｐ１５で和信号（Ｐ１１＋Ｐ１３）、（Ｐ１２＋Ｐ１４）、（Ｐ１１＋Ｐ１２）、（Ｐ１３＋Ｐ１４）、（Ｐ１１＋Ｐ１４）、（Ｐ１２＋Ｐ１３）を除算した検出信号を利用することによって、光強度の変動の影響を相殺することができる。
【０１３３】
ここで、第８の実施の形態の傾斜量検出装置１０１において検出されるレンズシフト信号Ｐｓ１、第９の実施の形態の傾斜量検出装置において検出されるレンズシフト信号Ｐｓ２は、光記録媒体２４の傾斜による反射光の位置ずれの影響も含まれている。このため、レンズシフト信号Ｐｓ１、Ｐｓ２を補正する必要がある。
【０１３４】
補正後のレンズシフト信号をＰｓ４、Ｐｓ５とし、補正係数をａとすると、レンズシフト信号Ｐｓ４、Ｐｓ５は式（１９）および式（２０）で求められる。
Ｐｓ４＝Ｐｓ１−ａ×Ｐｇ６ …（19）
Ｐｓ５＝Ｐｓ２−ａ×Ｐｇ８ …（20）
【０１３５】
ここで補正係数とは、光記録媒体２４の傾斜による反射光の位置ずれがレンズシフト信号に与える影響の比例定数であり、レンズシフトがなく、ラジアルチルトがあるときのレンズシフト信号Ｐｓ１とＰｓ２の値をＰｓ１０、Ｐｓ２０とすると、式（２１）で与えられる。
ａ＝Ｐｓ１０／Ｐｇ６（またはａ＝Ｐｓ２０／Ｐｇ８） …（21）
【０１３６】
図３２は、本発明の第１０の実施の形態である傾斜量検出装置１４５の構成を簡略化して示す部分断面図である。本実施の形態の傾斜量検出装置１４５は、第８の実施の形態の傾斜量検出装置１０１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、傾斜量検出装置１４５は、光学素子１０２と光検出手段１４６との間に回折格子１４７および集光レンズ７２を備えることである。なお図３２では、光検出手段１４６を便宜上１つの受光素子で示す。
【０１３７】
図３３は傾斜量検出装置１４５に備わる回折格子１４７を示す平面図であり、図３４は回折格子１４７と光検出手段１４６との光学的関係を示す図である。回折格子１４７は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に平行な方向と前記直線３０に垂直な方向に分割線２１１，２１２を有した４個の回折領域である第４〜第７回折領域１４８，１４９，１５０，１５１が２行２列の行列状に配置されている。回折格子１４７の格子形状は、所望の信号が得られるように各領域の回折パターンを設定すればよい。たとえば、隣接する回折領域同士の格子形状を互いに異なるようにし、さらに回折格子１４７は、第３光学素子片１０３を含む領域１０７を通過した光が入射する第４回折領域１４８の格子形状と第５光学素子片１０５を含む領域１０９を通過した光が入射する第６回折領域１５０の格子形状とが同一になるように形成し、第４光学素子片１０４を含む領域１０８を通過した光が入射する第５回折領域１４９の格子形状と第６光学素子片１０６を含む領域１１０を通過した光が入射する第７回折領域１５１の格子形状とが同一となるように形成する。図３３および図３４では、分割線２１１，２１２と前記直線３０および前記直線３０に直交しかつ集光位置２５を通る直線３９とを重複して示す。また第３光学素子片１０３と第４光学素子片１０４との境界線３００および第５光学素子片１０５と第６光学素子片１０６との境界線３０１は、便宜上省略する。
【０１３８】
図３４に示すように、光検出手段１４６は、第２４および第２５受光素子１５２，１５３を含む。第２４受光素子１５２は、光記録媒体２４から反射された光のうち、第３光学素子片１０３を含む領域１０７を通過し第４回折領域１４８によって回折された光と、第５光学素子片１０５を含む領域１０９を通過し第６回折領域１５０によって回折された光とを受光する。第２５受光素子１５３は、光記録媒体２４から反射された光のうち、第４光学素子片１０４を含む領域１０８を通過し第５回折領域１４９によって回折された光と、第６光学素子片１０６を含む領域１１０を通過し第７回折領域１５１によって回折された光とを受光する。
【０１３９】
光学素子１０２を通過し、光記録媒体２４によって反射され光学素子１０２を再び通過した光は、ビームスプリッタ３４を透過し回折格子１４７に入射する。回折格子１４７に入射した光は前述したように各回折領域によって回折されて、光検出手段１４６の各受光素子によって受光される。第２４および第２５受光素子１５２，１５３が検出する検出信号は、図２４に示す第１５〜第１８受光素子１１２，１１３，１１４，１１５から得られる検出信号に対応させて考えることができる。第２４受光素子１５２が検出する検出信号は和信号（Ｐ６＋Ｐ８）に対応し、第２５受光素子１５３が検出する検出信号は和信号（Ｐ７＋Ｐ９）に対応するので、ラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ６を求める式（１２）によって、光記録媒体２４のラジアルチルト量を検出することができる。
【０１４０】
図３５は、本発明の第１１の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる回折格子１５５を示す平面図である。本実施の形態の回折格子１５５は、第１０の実施の形態の傾斜量検出装置１４５に備わる回折格子１４７に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、回折格子１５５は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって集光される位置２５とを結ぶ直線３０に平行な分割線２１３，２１４を有し、前記直線３０に垂直な方向に３個の回折領域である第８〜第１０回折領域１５６，１５７，１５８が行状に配置される。第８〜第１０回折領域１５６，１５７，１５８のうち、第８回折領域１５６は、第３および第４光学素子片１０３，１０４を含む領域１３７，１３８を通過した光がそれぞれ入射するように、前記直線３０に平行な方向に隣接して配置される２個の小回折領域である第１および第２小回折領域１５９，１６０を有し、第９回折領域１５７は、第５および第６光学素子片１０５，１０６を含む領域１３９，１４０を通過した光がそれぞれ入射するように、前記直線３０に平行な方向に隣接して配置される２個の小回折領域である第３および第４小回折領域１６１，１６２を有する。なお図３５では、第１小回折領域１５９と第２小回折領域１６０との分割線２１５および第３小回折領域１６１と第４小回折領域１６２との分割線２１６と、前記直線３０に直交しかつ集光位置２５を通る直線３９とを重複して示す。また第３光学素子片１０３と第４光学素子片１０４との境界線３００と第５光学素子片１０５と第６光学素子片１０６との境界線３０１は、便宜上省略する。
【０１４１】
図３６は、回折格子１５５と光検出手段１６３との光学的関係を示す図である。光検出手段１６３は、第２６〜第２８受光素子１６４，１６５，１６６を含む。第２６受光素子１６４は、第３光学素子片１０３を含む領域１３７を通過した光が入射する第１小回折領域１５９の回折光および第５光学素子片１０５を含む領域１３９を通過した光が入射する第３小回折領域１６１の回折光を受光する。第２７受光素子１６５は、第４光学素子片１０４を含む領域１３８を通過した光が入射する第２小回折領域１６０の回折光および第６光学素子片１０６を含む領域１４０を通過した光が入射する第４小回折領域１６２の回折光を受光する。第２８受光素子１６６は、第３、第４、第５および第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６を含む領域の残余の領域１４１を通過した光が入射する第１０回折領域１５８の回折光を受光する。
【０１４２】
３個の受光素子１６４，１６５，１６６が検出する検出信号は、図３１に示す第１９〜第２３受光素子１３２，１３３，１３４，１３５，１３６が検出する検出信号に対応させて考えることができる。第２６受光素子１６４が検出する検出信号は和信号（Ｐ１１＋Ｐ１３）に対応し、第２７受光素子１６５が検出する検出信号は和信号（Ｐ１２＋Ｐ１４）に対応し、第２８受光素子１６６が検出する検出信号は、検出信号Ｐ１５に対応する。したがって、ラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ８を求める式（１６）によって、光記録媒体２４のラジアルチルト量を検出することができる。
【０１４３】
またラジアルチルト量の検出には、第２８受光素子１６６が検出する検出信号Ｐ１５を利用して、光強度の影響を相殺し強度変動に影響されない傾斜量検出信号を利用してもよい。
【０１４４】
以上第１０および第１１の実施の形態によれば、和信号を算出する演算回路を設ける必要がなく、受光素子の数を削減することができるので、装置の簡略化、小型化およびコストの低減を実現することができる。
【０１４５】
図３７は、本発明の第１２の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光学素子１７０の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の光学素子１７０は、第１の実施の形態の光学素子２２に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、光学素子本体１７１に形成される開口形状１７２は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が前記集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０に垂直な方向の長さが、前記直線３０に平行な方向の長さよりも長いことである。
【０１４６】
光記録媒体２４に対して情報を記録または再生するとき、光記録媒体２４上に集光される光の光スポット径が最適な光スポット径より大きい場合解像度が低下するので記録再生特性が低下する。光スポット径が最適な光スポット径より小さい場合解像度が増加し記録再生性能は向上するけれども、微量な光記録媒体２４の傾斜によってもコマ収差の影響が大きくなり、記録再生性能が劣化する。このため、光記録媒体２４に対して光スポット径を最適な大きさに保つことが必要となる。
【０１４７】
本実施の形態では第１および第２光学素子片３１，３２により遮光されるため、タンジェンシャル方向の開口数（ＮＡ）が小さくなり、λ／ＮＡに比例する光スポット径がタンジェンシャル方向のみ大きくなる。しかし、光学素子１７０の開口形状を楕円にし、ラジアル方向の長さよりタンジェンシャル方向の長さを予め長くすることによって、第１および第２光学素子片３１，３２により遮光されてＮＡが小さくなる影響を相殺することができる。このことによって、光スポット径がタンジェンシャル方向にのみ大きくなることを抑制することができる。
【０１４８】
また、第３ないし第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６を備える光学素子においても開口形状を本実施の形態と同様に形成してもよい。
【０１４９】
図３８は本発明の第１３の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光学素子１７５の構成を簡略化して示す要部拡大図である。本実施の形態の光学素子１７５は、第１の実施の形態の傾斜量検出装置２１に備わる光学素子２２に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。注目すべきは、光学素子１７５に備わる第１および第２光学素子片３１，３２が、濾光フィルタ１７６からなることである。
【０１５０】
図３８中の直線ＡＡ′方向における濾光フィルタ１７６の光透過率の分布を光量変化量として第３ライン１７７によって示す。このように濾光フィルタ１７６によっても遮光することができるので、濾光フィルタ１７６を光学素子片として用いることができる。また濾光フィルタ１７６は安価に入手可能であるので、コスト低減に寄与することができる。また、濾光フィルタ１７６は、第７の実施の形態の光学素子１０２に備わる第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６に用いてもよい。
【０１５１】
以上に述べたように、本発明の第１〜第１３の実施の形態によれば、傾斜量検出装置２１，５２，７４，１０１，１４５は、集光手段２７を備える傾斜量検出装置であるけれども、これに限定されることなく、照射手段を備え集光手段を備えない傾斜量検出装置であってもよい。また、光反射体２４は、光記録媒体であるけれども、これに限定されることなく、光を反射するものであればよく、その傾斜量が検出される。
【０１５２】
また、第１〜第６光学素子片３１，３２，１０３，１０４，１０５，１０６は、略矩形であり、第１および第２光学素子片３１，３２は、光軸２８に関して軸対称となる位置から光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向に配列ピッチＴの４分の１のずれ量Ｌ２を有して形成され、第３および第５光学素子片１０３，１０５は、前記直線３０の一方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量Ｌ４を有して形成され、第４および第６光学素子片１０４，１０６は、前記直線３０方向の他方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量Ｌ５を有してそれぞれ形成されているけれども、これに限定されることなく、光軸２８に関して軸対称の位置から前記直線３０方向にずれて形成される条件を満足すれば、各光学素子片の形状、数、ずれの方向およびずれ量は任意に設定してもよい。
【０１５３】
また第３ないし第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６は、光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０と垂直で、光学素子１０２の中心３０２を通る直線３０３に対し線対称となるように形成され、光記録媒体２４がラジアル方向に傾斜していないときの傾斜量検出信号が零であるけれども、これに限定されることなく、傾斜していないときの傾斜量検出信号が零でなくてもよい。たとえば第３および第５光学素子片１０３，１０５と、第４および第６光学素子片１０４，１０６との数を任意に設定し、光記録媒体２４がラジアル方向に傾斜していないときの傾斜量検出信号が零でない場合、光記録媒体２４が傾斜していないときの傾斜量検出信号を予め記憶手段に記憶し、検出された傾斜量検出信号から記憶された傾斜量検出信号を演算回路によって演算し、演算回路によって演算された信号を傾斜量検出信号として用いる構成にしてもよい。
【０１５４】
また第８〜第１１の実施の形態によれば、光学素子１０２は４個の光学素子片である第３〜第６光学素子片１０３，１０４，１０５，１０６を備える構成であるけれども、これに限定されることなく、光学素子は少なくとも４個の光学素子片を備える構成であればよい。このとき、各光学素子片の形状、数、ずれの方向およびずれ量を任意に設定してもよい。また光検出手段の受光素子の数は任意に設定してもよい。
【０１５５】
たとえば６個の光学素子片である第７〜第１２光学素子片を備える光学素子を含む傾斜量検出装置においては以下のようにして傾斜量検出信号を検出する。図３９は、光学素子１８０および光検出手段１８８を示す平面図である。第７〜第１２光学素子片１８２，１８３，１８４，１８５，１８６，１８７は、光軸と直交する断面が略矩形状であり、光軸に関して軸対称となる位置に光記録媒体２４の軸心２９と光源２６から出射された光が集光手段２７によって光記録媒体２４上に集光される集光位置２５とを結ぶ直線３０方向に予め定める配列ピッチＴ２で光学素子本体１８１から突出して複数形成される。第７光学素子片１８２と第１０光学素子片１８５とは光軸に関して軸対称の位置から直線３０方向の一方の方向に（Ｔ２）／４であるずれ量Ｌ６を有し、第８光学素子片１８３と第１１光学素子片１８６とは光軸に関して軸対称の位置から前記直線３０方向の他方の方向に（Ｔ２）／４であるずれ量Ｌ７を有し、第９光学素子片１８４と第１２光学素子片１８７とは光軸に関して軸対称となる位置から前記直線３０方向の一方の方向に（Ｔ２）／４であるずれ量Ｌ８を有する。また各光学素子片の幅を適当に設定すれば、光記録媒体が傾斜していないとき光学素子を通過する光の、第７、第９、第１０および第１２光学素子片１８２，１８４，１８５，１８７によって遮光される面積と、第８および第１１光学素子片１８３，１８６によって遮光される面積とが等しくなるように各光学素子片を形成することができる。
【０１５６】
光検出手段１８８は、各光学素子片１８２，１８３，１８４，１８５，１８６，１８７を含む領域をそれぞれ通過した光を受光するように、前記直線３０に平行な方向と前記直線３０に垂直な方向とに分割線を有して２行３列の行列上に第２９〜第３４受光素子１８９，１９０，１９１，１９２，１９３，１９４が配置される構成とする。第７受光素子片１８２を含む領域を通過した光を受光する第２９受光素子１８９の検出信号をＰ１６、第８光学素子片１８３を含む領域を通過した光を受光する第３０受光素子１９０の検出信号をＰ１７、第９光学素子片１８４を含む領域を通過した光を受光する第３１受光素子１９１の検出信号をＰ１８、第１０光学素子片１８５を含む領域を通過した光を受光する第３２受光素子１９２の検出信号をＰ１９、第１１光学素子片１８６を含む領域を通過した光を受光する第３３受光素子１９３の検出信号をＰ２０、第１２光学素子片１８７を含む領域を通過した光を受光する第３４受光素子１９４の検出信号をＰ２１とすると、ラジアルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ１０は式（２２）によって求められ、タンジェンシャルチルト量を表す傾斜量検出信号Ｐｇ１１は式（２３）によって求められる。

【０１５７】
また光検出手段７５，１４６，１６３は３個の受光素子からなるけれども、これに限定されることなく、他の回折光を受光する受光素子をさらに備え、たとえば再生信号など他の検出信号を検出する構成にしてもよい。
【０１５８】
また、集光手段２７は、光源２６からの出射光をコリメータレンズ３３によって平行光とした後対物レンズ３５によって光記録媒体２４上に集光させる無限系であるけれども、これに限定されることなく、コリメータレンズ３３を備えることなく、光源２６からの出射光を直接対物レンズ３５によって光記録媒体２４上に集光させる有限系であってもよい。
【０１６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光源から出射された光は、集光手段によって円板状の光反射体上へ集光される。集光手段に備わる光学素子を通過した光は、光軸に関して軸対称となる位置に光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するように形成される第１および第２光学素子片によって光量が減少される。光反射体が傾斜していないとき、光反射体によって軸対称に反射された反射光は、再び光学素子を通過して光量が減少される。また光反射体が傾斜しているとき、光反射体からの反射光が光学素子に到達する位置が傾斜していないときに比べて移動し、第１および第２受光素子片によって減少される光量が傾斜量に対応して変動する。このように、光反射体の傾斜量に応じて変動する光量を、光検出手段上で検出することによって光反射体の傾斜量を精度よく検出することができる。
【０１６１】
また本発明によれば、第１および第２光学素子片の光軸と直交する断面が略矩形状であるので、光反射体の傾斜量に対する光量の変調度が大きくなり検出精度は向上する。また第１および第２光学素子片が周期的に配置されることによって光反射体の傾斜量に対応して光量が線形に変動するので、光反射体の傾斜量を精度よく容易に検出することができる。
【０１６２】
また本発明によれば、光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さが配列ピッチＴの２分の１である第１および第２光学素子片を、配列ピッチＴの４分の１をずらして配置させて光学素子を構成する。このことによって、光量は、光反射体からの反射光が光学素子へ入射する位置が前記直線方向の一方に向かって４分の１ずれるときに最大値となり、前記直線方向の他方に向かって４分の１ずれるときに最小値となる。したがって、光反射体の傾斜の方向にかかわらず、傾斜を精度よく検出することができる。
【０１６３】
また本発明によれば、光検出手段は、少なくとも３個の受光素子を含み、第１光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第２光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第１および第２光学素子片を含む領域の残余の領域を通過した光を受光する受光素子によって構成される。第１光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子および第２光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子が検出した検出信号を、第１および第２光学素子片を含む領域の残余の領域を通過した光を受光する受光素子が検出した検出信号によって除算し、光反射体による光の回折、反射率の変動などに起因する光強度の変動の影響を相殺することによって、反射光の光強度の変動にかかわらず光反射体の正確な傾斜量を得ることができる。
【０１６４】
また本発明によれば、少なくとも２個の受光素子が、トラッキング制御に伴うレンズの移動方向に配置されるので、受光素子の検出信号の差に基づいて、対物レンズの移動方向を検出することができる。
【０１６５】
また本発明によれば、第１光学素子片を含む領域を通過した光の回折光と第２光学素子片を含む領域を通過した光の回折光とが同一の受光素子によって受光可能になる等、演算回路の簡易化や、受光素子数の削減等を行うことができるので、装置の簡略化および小型化、コストの低減を実現することができる。
【０１６６】
また本発明によれば、光源から出射された光は、集光手段によって円板状の光反射体上へ集光される。集光手段に備わる光学素子を通過した光は、光軸に関して軸対称となる位置に光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するように形成される少なくとも４個の光学素子片によって光量が減少される。光反射体が傾斜しているとき、光反射体からの反射光が光学素子に到達する位置は、光反射体が傾斜していないときに比べて移動するので、少なくとも４個の受光素子片によって減少される光量が傾斜量に対応して変動する。このように、光反射体の傾斜量に応じて変動する光量を、光検出手段で検出することによって光反射体の傾斜量を検出することができる。
【０１６７】
また本発明によれば、光学素子は、第３、第４、第５および第６光学素子片を備え、第３光学素子片と第５光学素子片、第４光学素子片と第６光学素子片とは光軸に関して軸対称となる位置に光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有してそれぞれ形成される。したがって、第３光学素子片および第５光学素子片によって減少される光量と、第４光学素子片および第６光学素子片によって減少される光量とは、傾斜量に対応する変動が異なる。このことによって、第３光学素子片および第５光学素子片によって減少される光量と、第４光学素子片および第６光学素子片によって減少される光量とによって光反射体の傾斜量を検出することができる。
【０１６８】
また本発明によれば、第３、第４、第５および第６光学素子片の光軸と直交する断面が略矩形状であるので、光反射体の傾斜量に対する光量の変調度が大きくなり検出精度は向上する。また、第３、第４、第５および第６光学素子片が周期的に配置されることによって、光反射体の傾斜量に対応して、第３光学素子片を含む領域を通過する光および第５光学素子片を含む領域を通過する光の光量、ならびに第４光学素子片を含む領域を通過する光の光量および第６光学素子片を含む領域を通過する光の光量がそれぞれ線形に変動するので、光反射体の傾斜量を精度よく容易に検出することができる。
【０１６９】
また本発明によれば、第３、第４、第５および第６光学素子片は、光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さが配列ピッチＴ１の２分の１であり、第３光学素子片と第５光学素子片とを前記直線方向の一方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１ずらして配置させ、第４光学素子片と第６光学素子片とは前記直線方向の他方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１ずらして配置させて光学素子を構成する。このことによって、第３光学素子片を含む領域を通過する光および第５光学素子片を含む領域を通過する光の光量は、光反射体からの反射光が光学素子へ入射する位置が前記直線方向の一方に向かって４分の１ずれるときに最大値となり、他方に向かって４分の１ずれるときに最小値となる。また第４光学素子片を含む領域を通過する光および第６光学素子片を含む領域を通過する光の光量は、光反射体からの反射光が光学素子へ入射する位置が前記直線方向の一方に向かって４分の１ずれるときに最小値となり、他方に向かって４分の１ずれるときに最大値となる。したがって、光反射体の傾斜の方向にかかわらず傾斜量を精度よく検出することができる。
【０１７０】
また本発明によれば、第３ないし第６光学素子片は、光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線と垂直、かつ光学素子の中心を通る直線に対して線対称となるように形成されるので、光反射体が傾斜していないときの第３および第５光学素子片によって減少される光量と、第４および第６光学素子片によって減少される光量とを等しくすることができる。
【０１７１】
また本発明によれば、光検出手段は、少なくとも、第３光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第４光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第５光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子、第６光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子によって構成される。第３光学素子片を通過した光を受光する受光素子の検出信号と第５光学素子片を通過した光を受光する受光素子の検出信号とを加算した検出信号と、第４受光素子片を通過した光を受光する受光素子の検出信号と第６光学素子片を通過した光を受光する受光素子の検出信号とを加算した検出信号とによって傾斜量を正確に検出することができる。また光検出手段に含まれる少なくとも２個の受光素子は、トラッキング制御に伴うレンズの移動方向に配置されるので、各受光素子の検出信号の差に基づいて、対物レンズの移動方向を検出することができる。
【０１７２】
また本発明によれば、第３受光素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号と第５受光素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号とを加算した検出信号と、第４受光素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号と第６光学素子片を含む領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号とを加算した検出信号とによって光反射体の傾斜量の検出をすることができる。また第３受光素子片を含む領域を通過した光、第４受光素子片を含む領域を通過した光、第５受光素子片を含む領域を通過した光および第６光学素子片を含む領域を通過した光をそれぞれ受光する各受光素子の検出信号を第３、第４、第５および第６受光素子片を含む領域の残余の領域を通過した光を受光する受光素子の検出信号によって除算し、光反射体による光の回折、反射率の変動などに起因する光強度の変動の影響を相殺することによって、反射光の光強度の変動にかかわらず光反射体の正確な傾斜量を得ることができる。また光検出手段に含まれる少なくとも２個の受光素子が、トラッキング制御に伴うレンズの移動方向に配置されるので、各受光素子の検出信号の差に基づいて、対物レンズの移動方向を検出することができる。
【０１７３】
また本発明によれば、たとえば第３受光素子片を含む領域を通過した光および第５受光素子片を含む領域を通過した光を同一の受光素子で受光し、第４受光素子片を含む領域を通過した光および第６受光素子片を含む領域を通過した光を同一の受光素子で受光することなどが可能となる。したがって、和信号を求める演算回路を設ける必要がなくなるなど演算回路の簡易化や受光素子数の削減を行うことができるので、装置の簡略化および小型化、コストの低減を実現することができる。
【０１７４】
また本発明によれば、たとえば第３受光素子片を含む領域を通過した光および第５受光素子片を含む領域を通過した光を同一の受光素子で受光し、第４受光素子片を含む領域を通過した光および第６受光素子片を含む領域を通過した光を同一の受光素子で受光することが可能になるなど、和信号を算出する演算回路を設ける必要がなく、受光素子の数を削減することなどができるので、装置の簡略化および小型化、コストの低減を実現することができる。
【０１７５】
また本発明によれば、光源から出射された光が集光手段によって光記録媒体に集光される集光位置がランド上であるかグルーブ上であるかが判断手段によって判断され、判断結果に応答して切換え手段によって傾斜量を検出する信号処理方法が切換えられる。このことによって、ランドまたはグルーブのいずれに光が集光される場合でも、ランドの回折パターンとグルーブの回折パターンとが異なることによる反射光の光量変動の影響を受けることなく正確な傾斜量を検出することが可能になる。
【０１７６】
また本発明によれば、対物レンズと光学素子とが一体的に設けられるので、対物レンズに対する光学素子の位置調整および装着が容易となり、光学素子を調整する時間および操作手順を低減することができる。
【０１７７】
また本発明によれば、光学素子の光学素子片を除く部分は、光反射体の軸心と光源から出射された光が集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さより、前記直線方向に垂直な方向の長さの方が長いので、集光手段により集光された光の光スポット径が光学素子片により遮光され、前記直線に垂直な方向の開口数（ＮＡ）が小さくなることを相殺することができる。このことによって、λ／ＮＡに比例する光スポット径の大きくなることが抑制される。
【０１７８】
また本発明によれば、光学素子に濾光フィルタを用いる。濾光フィルタは、安価に入手可能であるので、コスト低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である傾斜量検出装置２１の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図２】傾斜量検出装置２１に備わる光学素子２２および光検出手段２３を示す平面図である。
【図３】光反射体２４への集光位置２５を光反射体２４の上方から平面的に示す図である。
【図４】光学素子２２を通過する光の状態を示す平面図である。
【図５】光検出手段２３上に受光される反射光４０を示す平面図である。
【図６】傾斜量検出装置２１において光記録媒体２４が角度θ１傾斜している状態を簡略化して示す部分断面図である。
【図７】傾斜量検出装置２１において、光学素子２２を通過する光の状態を示す平面図である。
【図８】光検出手段２３によって受光される反射光４３を示す平面図である。
【図９】トラッキング制御によって対物レンズ３５が移動した場合の光検出手段２３上の反射光４４を示す平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光検出手段４５の構成を簡略化して示す平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態である傾斜量検出装置５２において光記録媒体２４がタンジェンシャル方向に角度θ２傾斜している状態を簡略化して示す部分断面図である。
【図１２】光学素子２２を通過する光の状態を表す平面図である。
【図１３】光記録媒体２４が傾斜していないとき光検出手段４５によって受光される反射光５３を示す平面図である。
【図１４】光記録媒体２４が傾斜しているとき光検出手段４５によって受光される反射光５４を示す平面図である。
【図１５】ラジアル方向の傾斜量検出信号Ｐｇ２とラジアルチルト量θ１との関係を表す図である。
【図１６】タンジェンシャル方向の傾斜量検出信号Ｐｇ３とタンジェンシャルチルト量θ２との関係を表す図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光検出手段５８の構成を簡略化して示す平面図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光検出手段６２の構成を簡略化して示す平面図である。
【図１９】本発明の第６の実施の形態である傾斜量検出装置７４の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図２０】傾斜量検出装置７４に備わる回折格子７６を示す平面図である。
【図２１】回折格子７６と光検出手段７５との光学的関係を示す図である。
【図２２】本発明の第７の実施の形態である傾斜量検出装置８３の構成を簡略化して示す概略図である。
【図２３】本発明の第８の実施の形態である傾斜量検出装置１０１の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図２４】図２３に示す傾斜量検出装置１０１に備わる光学素子１０２および光検出手段１１１を示す平面図である。
【図２５】光学素子１０２の構成を簡略化して示す平面図である。
【図２６】光学素子１０２を通過する光の状態を示す平面図である。
【図２７】光検出手段１１１上に受光される反射光１１６を示す平面図である。
【図２８】傾斜量検出装置１０１において光記録媒体２４が角度θ１傾斜している状態を簡略化して示す部分断面図である。
【図２９】図２８に示す傾斜量検出装置１０１において、光学素子１０２を通過する光の状態を示す平面図である。
【図３０】光検出手段１１１によって受光される反射光１２１を示す平面図である。
【図３１】本発明の第９の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光検出手段１３１の構成を簡略化して示す平面図である。
【図３２】本発明の第１０の実施の形態である傾斜量検出装置１４５の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図３３】傾斜量検出装置１４５に備わる回折格子１４７を示す平面図である。
【図３４】回折格子１４７と光検出手段１４６との光学的関係を示す図である。
【図３５】本発明の第１１の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる回折格子１５５を示す平面図である。
【図３６】回折格子１５５と光検出手段１６３との光学的関係を示す図である。
【図３７】本発明の第１２の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光学素子１７０の構成を簡略化して示す平面図である。
【図３８】本発明の第１３の実施の形態である傾斜量検出装置に備わる光学素子７４の構成を簡略化して示す要部拡大図である。
【図３９】光学素子および光検出手段を示す平面図である。
【図４０】従来の傾斜量検出装置１の構成を簡略化して示す部分断面図である。
【図４１】従来の傾斜量検出装置１に備わる光検出手段２の構成を簡略化して示す平面図である。
【図４２】従来の傾斜量検出装置１において光記録媒体６が傾斜している状態を簡略化して示す部分断面図である。
【図４３】光検出手段２上に遮光部分９が達する位置を示す平面図である。
【符号の説明】
２１，５２，７４，８３，１０１，１４５ 傾斜量検出装置
２２，１０２，１７０，１７５ 光学素子
２３，４５，５８、７５，１１１，１４６，１６３ 光検出手段
２４ 光反射体
２６ 光源
２７ 集光手段
３１ 第１光学素子片
３２ 第２光学素子片
３８，１７１ 光学素子本体
７６，１４７，１５５ 回折格子
１０３ 第３光学素子片
１０４ 第４光学素子片
１０５ 第５光学素子片
１０６ 第６光学素子片

Claims (20)

1. 光を出射する光源と、
   光源から出射された光を反射する円板状の光反射体と、
   光源と光反射体との間に配置され、光源から出射される光を光反射体に集光する集光手段と、
   集光手段に備えられ、光源から出射される出射光および光反射体から反射される反射光の光量を変化させる光学素子であって、光軸に関して軸対称となる位置から光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するように形成される第１および第２光学素子片を備える光学素子と、
   光反射体から反射され前記光学素子によって光量変化された反射光を検出する光検出手段とを含み、前記光反射体の傾斜量を検出することを特徴とする傾斜量検出装置。
2. 前記第１および第２光学素子片は、
   光軸と直交する断面が略矩形状を有し、光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定める配列ピッチＴで光学素子本体から突出して複数形成されることを特徴とする請求項１記載の傾斜量検出装置。
3. 前記第１および第２光学素子片は、
   光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さが配列ピッチＴの２分の１であり、前記ずれ量が配列ピッチＴの４分の１であることを特徴とする請求項２記載の傾斜量検出装置。
4. 前記光検出手段は、
   光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な方向に分割線を有して前記直線に垂直な方向に配置される少なくとも３個の受光素子を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
5. 前記光検出手段は、
   光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に垂直な方向に分割線を有して前記直線方向に配置される少なくとも２個の受光素子を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
6. 前記光検出手段は、
   光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に垂直な方向に少なくとも３行が配置され、かつ前記直線に平行な方向に少なくとも２列が配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
7. 前記光学素子と前記光検出手段との間には、
   光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な分割線を少なくとも２本有し、前記直線に垂直な方向に少なくとも３個の回折領域が行状に配置される回折格子がさらに設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
8. 光を出射する光源と、
   光源から出射された光を反射する円板状の光反射体と、
   光源と光反射体との間に配置され、光源から出射される光を光反射体に集光する集光手段と、
   集光手段に備えられ、光源から出射される出射光および光反射体から反射される反射光の光量を変化させる光学素子であって、光軸に関して軸対称となる位置から光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するように形成される少なくとも４個の光学素子片を備える光学素子と、
   光反射体から反射され前記光学素子によって光量変化された反射光を検出する光検出手段とを含み、前記光反射体の傾斜量を検出することを特徴とする傾斜量検出装置。
9. 前記光学素子は、
   第３、第４、第５および第６光学素子片を備え、
   第３光学素子片と第５光学素子片、第４光学素子片と第６光学素子片とは光軸に関して軸対称となる位置に光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定められたずれ量を有するようにそれぞれ形成されることを特徴とする請求項８記載の傾斜量検出装置。
10. 前記第３、第４、第５および第６光学素子片は、
    光軸と直交する断面が略矩形状を有し、光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向に予め定める配列ピッチＴ１で光学素子本体から突出して複数形成されることを特徴とする請求項９記載の傾斜量検出装置。
11. 前記第３、第４、第５および第６光学素子片は、
    光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線方向の長さが配列ピッチＴ１の２分の１であり、
    第３光学素子片と第５光学素子片とは、
    前記直線方向の一方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量を有し、
    第４光学素子片と第６光学素子片とは、
    前記直線方向の他方の方向に配列ピッチＴ１の４分の１のずれ量を有することを特徴とする請求項１０記載の傾斜量検出装置。
12. 前記第３ないし第６光学素子片は、
    光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に垂直、かつ前記光学素子の中心を通る直線に線対称となるように形成されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
13. 前記光検出手段は、
    光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な方向と前記直線に垂直な方向とに分割線を有して行列状に配置され、前記第３、第４、第５および第６光学素子片を含む領域を通過した光をそれぞれ受光する少なくとも４個の受光素子を含むことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
14. 前記光検出手段は、
    光反射体の軸心と光軸から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な方向に分割線を有して前記直線に垂直な方向に配置される少なくとも３個の受光素子を含み、
    前記３個の受光素子のうち、１個の受光素子は、第３および第４光学素子片を含む領域を通過した光をそれぞれ受光するように、前記直線に垂直な分割線によって少なくとも２個にさらに分割され、もう１個の受光素子は、第５および第６光学素子片を含む領域を通過した光をそれぞれ受光するように、前記直線に垂直な分割線によって少なくとも２個にさらに分割されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
15. 前記光学素子と光検出手段との間には、
    光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な方向と前記直線に垂直な方向とに分割線を有して少なくとも４個の回折領域が行列状に配置される回折格子をさらに有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
16. 前記光学素子と光検出手段との間には、
    光反射体の軸心と光源から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に平行な分割線を有し、前記直線に垂直な方向に少なくとも３個の回折領域が行状に配置される回折格子であって、前記３個の回折領域のうち、１個の回折領域は、第３および第４光学素子片を含む領域を通過した光がそれぞれ入射するように 、前記直線に垂直な分割線を有し、前記直線に平行な方向に隣接して配置される少なくとも２個の小回折領域を有し、もう１個の回折領域は、第５および第６光学素子片を含む領域を通過した光がそれぞれ入射するように、前記直線に垂直な分割線を有し、前記直線に平行な方向に隣接して配置される少なくとも２個の小回折領域を有する回折格子をさらに有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
17. 前記光反射体は、
    ランドとグルーブとを備える光記録媒体であり、
    光源から出射された光が前記集光手段によって光記録媒体に集光される集光位置が、ランド上であるかグルーブ上であるかを判断する判断手段と、
    前記判断手段の判断結果に応答して、傾斜量を検出する信号処理方法を切換える切換え手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
18. 前記集光手段は、対物レンズと対物レンズを保持するレンズ保持部材とを含み、
    前記光学素子は、対物レンズの軸線の延長線上に軸線を有するようにレンズ保持部材に装着されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
19. 前記光学素子本体に形成される開口形状は、
    光反射体の軸心と光軸から出射された光が前記集光手段によって光反射体上に集光される集光位置とを結ぶ直線に垂直な方向の長さが、前記直線に平行な方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の傾斜量検出装置。
20. 前記光学素子は、
    光強度を減衰させる濾光フィルタからなることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の傾斜量検出装置。

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