JPH07272299A

JPH07272299A - 光ディスクの傾き検出方法および傾き検出機能を有する光学ヘッド

Info

Publication number: JPH07272299A
Application number: JP6357794A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Tanaka; 伸和田中
Original assignee: Nippon Columbia Co Ltd
Current assignee: Nippon Columbia Co Ltd
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-20

Abstract

(57)【要約】【目的】光ディスクの傾きを、局部的な傾きを含め
て、高精度に検出する方法および光学ヘッドを提供す
る。【構成】ピット情報を読み出すレーザ光源１とは別に
波長の異なる傾き検出専用のレーザ光源２を用い、レー
ザ光源１からの光ビームとレーザ光源２からの光ビーム
の発散状態を、往路中での対物レンズ入射時に異なるよ
うにして、ピット情報の再生時に、レーザ光源２による
光ビームが光ディスクの記録面にデフォーカス状態で照
射されるようにするとともに、その反射ビームを複数に
分割されたフォトダイオード１５で受光し、その差信号
により光ディスク１０の半径方向および接線方向の傾き
を同時に検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクから情報を
読み出す際の光ディスクの傾きを検出する方法、およ
び、そのような検出機能を備えた光学ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクの情報記録の高密度化が進
み、より小さなビームスポットの形成が可能な光学ヘッ
ドが必要になってきている。そのため、関連各社におい
て、そのような光学ヘッドに必要となる短波長光源の研
究開発が行われると共に、大開口数の対物レンズの使用
が考えられている。しかし、開口数を大きくすることに
より、光ディスクの傾きによって発生する収差が大きく
なるという問題点がある。

【０００３】現在、ビデオディスクプレーヤでは、対物
レンズ９に近接した位置に、発光ダイオード２０とフォ
トダイオード１８，１９が組み合わされた傾き検出素子
（図２参照）を取り付ける方法が、傾き検出法として、
一般的に採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、開口数の大
きな対物レンズを使用する光学ヘッドでは、光ディスク
の傾きによる収差（基板の傾きによる収差）を抑えるた
めに、光ディスクに対する対物レンズの傾きを制御する
必要がある。その要請に対応するためには、高精度の光
ディスク傾き検出法が必要である。しかし、従来の技術
で述べたような発光ダイオードと受光素子を組み合わせ
た素子を用いた方法では、光源自体が大きく、また、再
生ビームスポットの位置と発光ダイオードが照射する位
置が一致していないので、正確な傾き検出を行うことが
困難である。特に、光ディスクのディスク面の凹凸、反
り等に基づく、局部的に生じている傾きについては、従
来の技術では検出できないという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、光ディスクの傾きを、局
部的な傾きを含めて、高精度に検出する方法および傾き
検出機能を有する光学ヘッドを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の一態様によれば、光ディスクに主ビームを
照射して、情報の読み出しおよび書き込みのうち少なく
とも一方を行う光学ヘッドにおける光ディスクの傾きを
検出する方法において、前記主ビームと物理的に分離可
能な光ビームである傾き検出用光ビームを、主ビームと
共通の対物光学系を介して光ディスクにデフォーカス状
態で照射し、光ディスクからの反射光を前記共通の対物
光学系を介して受光し、受光した反射光から傾き検出用
光ビームの反射光を分離し、分離した傾き検出用光ビー
ムの反射光を検出面に投影させ、該検出面における変位
を電気的に検出し、この変位情報を、光ディスクの傾き
を示す情報として出力することを特徴とする光ディスク
の傾き検出方法が提供される。

【０００７】また、本発明の他の態様によれば、光ディ
スクに主ビームを照射して、情報の読み出しおよび書き
込みのうち少なくとも一方を行う光学ヘッドにおいて、
前記主ビームとして出射する第１の光源、および、傾き
検出用の光ビームを出射する第２の光源と、前記第１お
よび第２の光源からの光ビームを光ディスクに照射する
と共に、光ディスクからの反射光を受光する対物光学系
と、該反射光を分岐する分岐光学系と、分岐された反射
光を、第１の光源の主ビームの反射光と、第２の光源の
光ビームの反射光とに分離する分離光学系と、分離され
た第１の光ビームの反射光を受光して、光ディスクに記
録されている情報を含む信号を出力する第１の受光素子
と、分離された第２の光ビームの反射光を受光して、該
受光面における変位を電気的に検出し、この変位情報
を、光ディスクの傾きを示す情報として出力する第２の
受光素子とを備え、前記第２の光源は、その出射光ビー
ムを、対物光学系から出射された光ビームが光ディスク
面上をデフォーカス状態で照射する、発散状態で当該対
物光学系に入射させることを特徴とする光学ヘッドが提
供される。

【０００８】前記各態様において、前記主ビームと傾き
検出用の光ビームとは、互いを物理的に分離できるもの
が用いられる。そのため、例えば、両ビームを、互いに
異なる波長とするか、異なる偏光方向とする。

【０００９】また、本発明の光学ヘッドは、前記対物光
学系の姿勢を、その光軸が光ディスクの面に対して実質
的に垂直となるように制御するための姿勢制御部をさら
に備えることができる。

【００１０】

【作用】コリメートビームを対物光学系の対物レンズに
よって集光し、その収束ビームをミラーで反射させた場
合、ミラーがビームの焦点位置にあるときはミラーの傾
斜角度によらず、対物レンズに戻った反射ビームは入射
ビームと同じ光路を逆に戻って行くため、この反射光を
用いて傾き検出を行うことはできない。しかし、ミラー
の位置が焦点位置を外れているときには、対物レンズに
戻った反射ビームの進む方向はミラーの傾斜角度に応じ
て変化するので、この反射ビームの進む方向の変化を読
み取ることにより、ミラーの傾きを検出することができ
る。この原理を光ディスクに応用したのが本発明であ
る。

【００１１】すなわち、本発明は、傾き検出用光ビーム
を、主ビームと共通の対物光学系を介して光ディスクに
デフォーカス状態で照射し、光ディスクからの反射光を
前記共通の対物光学系を介して受光するようにしてい
る。これにより、読み書きを行う領域について、光ディ
スク面の傾きを検出できることになる。

【００１２】また、本発明では、読み出し／書き込み用
の主ビームと、傾き検出用の光ビームとは、例えば、両
者の波長を異ならせるか、偏光方向を異ならせることに
より、物理的分離できるようにしている。その結果、光
ディスクに照射され、該ディスク面で反射された、読み
出し／書き込み用の主ビームの反射光と、傾き検出用の
光ビームの反射光とが、同一の対物光学系を介して受光
することができる。従って、読み書きを行う領域につい
て、光ディスク面の傾きを検出できることになる。され
る。

【００１３】さらに、本発明では、分離された傾き検出
用光ビームの反射光を検出面に投影させ、該検出面にお
ける変位を電気的に検出し、この変位情報を、光ディス
クの傾きを示す情報として出力する。反射ビームの傾き
は、受光素子、例えば、後述する実施例で示す４分割フ
ォトダイオード（ＰＤ）で検出することにより、二方向
の傾きについて同時に検出することができる。また、傾
き検出用のビームスポットが光ディスク上で記録ピット
に比べて大きいため、受光素子上に形成されるビームス
ポットは回折による影響をあまり受けない（図３参
照）。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００１５】図１に、本発明の第１実施例の構成を示
す。本実施例は、光ディスク１０に記録される情報を読
みだすためのを再生専用の光学ヘッドであって、傾き検
出用光ビームとして、主ビームとは波長が異なる光ビー
ムを用いる例である。

【００１６】図１に示す本実施例の光学ヘッドは、読み
出し用の光ビームを主ビームとして出射する第１の光源
１と、傾き検出用の光ビームを出射する第２の光源２
と、前記第１の光源１および第２の光源２からの光ビー
ムを光ディスク１０に照射すると共に、光ディスク１０
からの反射光を受光する対物光学系２００と、第１の光
ビームの反射光を受光して、光ディスク１０に記録され
ている情報を含む信号を出力する第１の受光素子１４
と、第２の光ビームの反射光を受光して、該受光面にお
ける変位を電気的に検出し、この変位情報を、光ディス
ク１０の傾きを示す情報として出力する第２の受光素子
１５とを備える。

【００１７】また、本実施例の光学ヘッドは、前記光源
１および２を駆動すると共に、前記第１および第２の受
光素子１４，１５の検出動作を制御すると共に、検出信
号の処理を行い、かつ、前記対物光学系２００の光ディ
スク１０に対する姿勢を制御するヘッド駆動回路１００
と、前記光源１および２からの光ビームを、ヘッド内に
おいて目的の位置に案内すると共に、その過程におい
て、必要な光学的変換を行なうための案内光学系３００
とを有する。

【００１８】案内光学系３００は、光源１および光源２
のそれぞれについて配置されたコリメートレンズ３０１
および３０３と、コリメートレンズ３０１の後段に配置
された、高次回折光を得るための回折格子３０２と、光
源１からの波長λ１の主ビームを透過させ、光源２から
のλ２の光ビームを反射する波長選択ミラー３０４と、
入射光と反射光を分岐するための分岐光学系として機能
するハーフミラー３１１と、ハーフミラー３１１で分岐
された反射光を集光する集光レンズ３１２と、対物光学
系２００で受光された反射光を、第１の光源の主ビーム
の反射光と、第２の光源の光ビームの反射光とに分離す
る分離光学系として機能する波長選択ミラー３０７と、
前記波長選択ミラー３０７で分離されて出射された主ビ
ームを第１の光学素子１４に導くシリンドリカルレンズ
３１３とを有する。

【００１９】波長選択ミラー３０７は、例えば、光源１
の光ビーム（本実施例では、λ１＝６７０ｎｍ）を透過
し、光源２の光ビーム（本実施例では、λ２＝７８０ｎ
ｍ）を反射することができる素子が用いられる。具体的
には、例えば、ダイクロイックプリズムで構成される。

【００２０】第１の光源１は、例えば、レーザーダイオ
ードで構成される。本実施例では、波長λ１＝６７０ｎ
ｍのものが用いられる。一方、第２の光源２は、同様に
レーザーダイオードで構成される。ただし、第２の光源
は、本実施例では、波長λ２＝７８０ｎｍのものが用い
られる。なお、図１において、光源１からの光ビーム
（主ビーム）は、破線で表示され、光源２からの傾き検
出用光ビームは、実線で表示されている。

【００２１】ここで、光源１は、コリメートレンズ３０
１の焦点位置にその発光源が位置するように配置され
る。一方、光源２は、上記したように、対物レンズ２５
０から出射された光ビームが光ディスク１０の記録面上
をデフォーカス状態で照射するようにするため、その出
射光ビームを、発散状態でコリメートレンズ３０３から
出射させるように配置される。これによって、図１に示
すように、主ビームは、光ディスク１０の記録面におい
て焦点を結んでいるが、光源２からの光ビームは、デフ
ォーカス状態で光ディスク１０に照射される。図３は、
この状態を示す。

【００２２】図３に示すように、主ビームによるスポッ
ト２１は、記録ピット２４の大きさに近いサイズである
が、傾き検出用光ビームによる光スポット２２は、図３
では、例えば、７トラック分の直径を持つ大きさとなっ
ている。具体的な大きさとしては、例えば、１００μｍ
のビームスポット径となる。これは、例えば、光ディス
ク１０の記録面より１００μｍ離れた位置に焦点を結ぶ
ように、光源２からの出射光の、案内光学系３００への
入射時の発散状態を設定することにより実現できる。そ
して、このように、主ビームのビームスポット２１と同
心的に傾き検出用光ビームのビームスポット２２が形成
されることによって、光ディスク１０の記録面上での、
主ビームスポット２１の位置における傾きが検出でき
る。

【００２３】対物光学系２００は、例えば、図５および
６に示すように、対物レンズ２５０と、それを支持する
と共に、その光軸の角度を変化させるアクチュエータ２
０１とで構成される。

【００２４】対物レンズ２５０は、本実施例では、開口
数ＮＡ＝０．４５のレンズを用いている。

【００２５】アクチュエータ２０１は、図５および図６
に示すように、アクチュエータベース２０２と、このベ
ース２０２上に配置されて、レンズ２５０を支持するレ
ンズベース２０３と、該レンズベース２０３をアクチュ
エータベース２０２上で変位自在に支持するダンパ２０
４ａ−２０４ｄと、レンズベース２０３を変位駆動させ
るための駆動機構とを有する。本実施例のアクチュエー
タ２０１では、アクチュエータベース２０２および後述
するヨークは、強磁性体で構成される。強磁性体として
は、例えば、鉄、鉄合金等を用いることができる。ま
た、レンズベース２０３は、軽金属またはプラスチック
で構成される。

【００２６】アクチュエータベース２０２は、その中央
に、貫通孔２０２ａを有する。この貫通孔２０２ａは、
対物レンズ２５０を介して、前記案内光学系３００と光
ディスク１０との間で光ビームが往き来するための光路
を確保するためのものである。従って、この貫通孔２０
２ａの大きさおよび形状は、光路が確保できるように適
宜決められる。貫通孔２０２ａは、本実施例では、その
周縁部が、対物レンズ２５０の外側に位置するようにな
る大きさの矩形状に形成されている。

【００２７】前記駆動機構は、レンズベース２０３に配
置される、フォーカスコイル２１０ａ−２１０ｄ、およ
び、トラッキングコイル２１４ａ−２１４ｂと、アクチ
ュエータベース２０２上に配置される、磁石２０６ａ−
２０６ｄ、前記フォーカスコイル２１０ａ−２１０ｄを
一定の間隙を持って貫通するヨーク２１２ａ−２１２ｄ
とで構成される。フォーカスコイル２１０ａ−２１０ｄ
は、対物レンズ２５０を挾む位置に２個ずつ計４個配置
される。トラッキングコイル２１４ａおよび２１４ｂ
は、これらのコイル２１０ａ−２１０ｄの外側にレンズ
ベース２０３を挾むように配置される。

【００２８】磁石２０６ａ−２０６ｄは、本実施例で
は、例えば、永久磁石で構成される。磁石２０６ａ−２
０６ｄは、２０６ａおよび２０６ｂの１組と、２０６ｄ
および２０６ｃの１組とが、アクチュエータベース２０
２上の、前記フォーカスコイル２１０ａ−２１０ｄおよ
びトラッキングコイル２１４ａ，２１４ｂを挾む位置に
並列して配置される。そして、それ自身と、対応するヨ
ーク２１２ａ−２１２ｄとで磁気回路を構成する。これ
らの磁石２０６ａ−２０６ｄは、前記フォーカスコイル
２１０ａ−２１０ｄおよびトラッキングコイル２１４
ａ，２１４ｂのそれぞれに通電されたとき、それらが発
生する磁界と作用して、これらのコイルに力を及ぼし
て、レンズベース２０３を変位させる。

【００２９】ダンパ２０４ａ−２０４ｄは、弾性体、例
えば、アクリル等の樹脂材で構成される。また、これら
は、本実施例の場合、図５および６に示すように、一辺
を中間で切断した長円形状に構成されている。各ダンパ
２０４ａ−２０４ｄは、光ディスクの接線方向（図５に
示す矢視Ｓの方向）に平行となるように、それぞれ、一
端が該レンズベース２０３の各隅に連結され、他端がア
クチュエータベース２０２に連結されて、該レンズベー
ス２０３を弾性的に支持する。これにより、レンズベー
ス２０３が、フォーカス方向（図６における矢視Ｚの方
向）、および、光ディスク１０の半径方向（図５に示す
矢視Ｔの方向）への変位が可能に支持される。従って、
このダンパ２０４ａ−２０４ｄは、前記フォーカスコイ
ル２１０ａ−２１０ｄおよびトラッキングコイル２１４
ａ，２１４ｂと、磁石２０６ａ−２０６ｄとの間で、磁
力が作用して、レンズベース２０３が変位する際、それ
を許容しつつ、レンズベース２０３を支持する。これに
より、ダンパ２０４ａ−２０４ｄの弾性力と、フォーカ
スコイル２１０ａ−２１０ｄおよびトラッキングコイル
２１４ａ，２１４ｂの磁力とが釣り合う位置に、レンズ
ベース２０３を保持することができる。また、各コイル
２１０ａ−２１０ｄおよび２１４ａ，２１４ｂに電流が
流れていない状態では、レンズベース２０３を中立位置
に保持する。

【００３０】前記フォーカスコイル２１０ａ−２１０ｄ
は、それぞれ独立に配線が行われて、それぞれが独立に
通電できる構成となっている。また、フォーカスコイル
２１０ａ−２１０ｄと前記磁石２０６ａ−２０６ｄとの
配置の対応関係は、各コイルに同じ向きで均一に通電し
た場合には、磁石２０６ａ−２０６ｄとの磁力の作用に
より、全てのコイルに同じ方向の同じ大きさの力が働く
ように設定される。従って、各コイルに同じ向きで均一
に通電した場合には、レンズベース２０３を上下させる
ように機能し、フォーカシングを行うことができる。

【００３１】また、これらのフォーカスコイル２１０ａ
−２１０ｄを、電流の向きを含めて、選択的に通電制御
する場合には、各コイルに生じる力の向きおよび大きさ
に応じて、レンズベース２０３が変位し、該レンズベー
ス２０３を傾いた状態で支持することとなる。これによ
り、対物レンズ２５０の光軸に角度変位を与えることが
できる。すなわち、このアクチュエータ２０１は、フォ
ーカスコイル２１０ａ−２１０ｄを用いることにより、
対物レンズ２５０の姿勢を制御することができる。

【００３２】トラッキングコイル２１４ａ，２１４ｂ
は、これらに同じ向きに通電されると、光ディスクの法
線（半径）方向（図５における矢視Ｔの方向）にレンズ
ベース２０３を変位させる力が発生する。これにより、
トラッキング制御を行うことができる。

【００３３】第１の受光素子１４は、例えば、受光部が
６分割されたフォトダイオードで構成される。この受光
素子１４は、フォーカスエラー信号およびトラッキング
エラー信号の検出を行なうための受光信号を出力すると
共に、情報ピットの再生信号の検出を行なうため受光信
号を出力する。

【００３４】第２の受光素子１５は、例えば、図４に示
すように、受光部が１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの
ように４分割されたフォトダイオードで構成される。各
受光部分１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、本実施例
では、正方形に構成される。形状は、もちろん、これに
限定されない。第２の受光素子１５は、前記傾きを検出
するための第２の光源からの光ビームのスポット２２の
反射光によるビームスポット２３を受光して、その変位
を表す情報を各受光部分１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄからの受光信号として出力する。

【００３５】前記ヘッド駆動回路１００は、第１の光源
１を駆動するためのドライバ１３０と、第２の光源２を
駆動するためのドライバ１４０と、第１の受光素子１４
から出力される受光信号を処理して、フォーカスエラー
信号およびトラッキングエラー信号を取り出すと共に、
情報再生のための信号を取り出す処理を行なう信号処理
回路１１０と、第２の受光素子１５からの受光信号に基
づいて、光ディスクの傾きを検出する姿勢制御部１２０
とを有する。なお、本実施例は、読み出し専用のヘッド
であるが、書き込みが行なえるヘッドの場合には、この
ドライバ１３０に、書き込み信号が入力され、読み出し
時より大きなパワーで光源１を駆動する構成とすればよ
い。

【００３６】姿勢制御部１２０は、フォーカスエラー処
理および傾き補正処理を行なうための第１の和差信号生
成回路１２０ａおよび第２の和差信号生成回路１２０ｂ
（図７参照）と、図示していないトラッキングサーボ回
路とを有する。

【００３７】第１の和差信号生成回路１２０ａは、各受
光部分１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄからの各受光信
号を、それぞれ電圧信号に変換すると共に、次のように
組み合わせて、第１の差信号Ｖ１と第２の差信号Ｖ２と
して出力する。ここで、第１の差信号Ｖ１は光ディスク
の接線方向の傾きを表す。また、第２の差信号Ｖ２は光
ディスクの半径方向の傾きを表す。

【００３８】

【数１】Ｖ１＝（１５ａ＋１５ｂ）−（１５ｃ＋１５ｄ）Ｖ２＝（１５ａ＋１５ｄ）−（１５ｂ＋１５ｃ）第２の和差信号生成回路１２０ｂは、加算器および減算
器を組み合わせて構成され、前記第１の和差信号生成回
路１２０ａから出力される第１の差信号Ｖ１および第２
の差信号Ｖ２と、信号処理回路１１０から出力されるフ
ォーカスエラー信号に比例する電圧Ｖ３とから、前記フ
ォーカスコイル２１０ａ−２１０ｄをそれぞれ駆動する
ための駆動信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを生成する。すなわ
ち、この第２の和差信号生成回路１２０ｂは、図７に示
すように、差信号Ｖ１とＶ２との和を求める加算器１２
１と、差信号Ｖ１とＶ２との和の反転出力を求める加算
器１２３と、差信号Ｖ１とＶ２との差を求める減算器１
２２と、差信号Ｖ１とＶ２との差の反転出力を求める減
算器１２４とを備え、かつ、加算器１２１，１２３、お
よび、減算器１２２，１２４の各出力について、それぞ
れ前記フォーカスエラー信号に比例する電圧Ｖ３を加算
する加算器１２５，１２６，１２７および１２８を備え
る。これらの加算器１２５，１２６，１２７および１２
８からは、次のような駆動信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤが得
られる。

【００３９】

【数２】Ａ＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３Ｂ＝Ｖ１−Ｖ２＋Ｖ３Ｃ＝−Ｖ１−Ｖ２＋Ｖ３Ｄ＝−Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３ここで、駆動信号Ａがフォーカスコイル２１０ａに、駆
動信号Ｂがフォーカスコイル２１０ｂに、駆動信号Ｃが
フォーカスコイル２１０ｃに、駆動信号Ｄがフォーカス
コイル２１０ｄに、それぞれ供給される。

【００４０】次に、本実施例による光ディスクの傾き検
出について、前記各図を参照して説明する。

【００４１】まず、光ディスク１０は、本実施例の光学
ヘッドが設けられている光ディスク再生装置に装着され
ると、スピンドルモータ１１により回転される。本実施
例の光学ヘッドは、図示していないシーク機構により目
的のトラックの位置にシークして再生を開始する。

【００４２】ドライバ１３０によって駆動され、光源１
のレーザダイオードから出射された波長λ₁の主ビーム
は、コリメートレンズ３０１によって平行光となり、回
折格子３０２を通って高次回折光を発生し、さらに、波
長選択ミラー３０４を透過する。一方、ドライバ１４０
によって駆動され、光源２のレーザダイオード２から出
射された波長λ₂のビームは、コリメートレンズ３０３
を通り、波長選択ミラー３０４により反射される。そし
て、２つの波長を含んだビームは、ハーフミラー３１１
を通過した後、対物レンズ２５０に向かう。そして、波
長λ₁のビームは、対物レンズ２５０により集光され、
光ディスク１０の記録面上にビームスポットを形成す
る。一方、波長λ₂のビームは、対物レンズ２５０によ
って、やはり集光されるが、対物レンズ入射時のビーム
の発散状態の違いにより、記録面上には、デフォーカス
状態で照射されることになる。このときの記録面上に
は、図３によって示すように、波長λ₁の小さなビーム
スポット２１と、波長λ₂の大きなビームスポット２２
とが同心的に形成される。

【００４３】記録面により反射されたビームは、再び、
対物レンズ２５０に戻り、ハーフミラー３１１によって
反射された後、集光レンズ３１２を通り収束光となる。
その後、波長選択ミラー３０７により波長分離される。
波長λ₁のビームは、これを透過し、非点収差を発生す
る戻り光学系であるシリンドリカルレンズ３１３を通過
して、第１の受光素子（６分割フォトダイオード）１４
に導かれる。この受光素子１４の出力は、信号処理回路
１１０に送られる。ここで、情報ピットを再生するため
の信号の検出と共に、ビームスポット２１のフォーカス
エラー信号、トラッキングエラー信号の検出を行う。信
号処理回路１１０は、フォーカスエラーに比例する電圧
Ｖ３を、姿勢制御部１２０に送る。一方、波長λ₂のビ
ームは、波長選択ミラー３０７により反射された後、フ
ァーフィールド上で第２の受光素子１５（４分割ＰＤ）
上に、図４において斜線で示すように、ビームスポット
２３を形成する。

【００４４】受光素子１５に形成されたビームスポット
２３は、光ディスクの傾き変化により、２次元的に変位
する。従って、図４に示すように、各受光部分１５ａ、
１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄにより、光ディスクの傾き
に伴う、この変位を検出する。そして、各受光部分１５
ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄは、変位に応じた光電
流からなる受光信号を、姿勢制御部１２０に送る。

【００４５】姿勢制御部１２０では、前記したように、
第１の和差信号生成回路１２０ａにより、前記数１に示
すように、第１の差信号Ｖ１と第２の差信号Ｖ２とを得
る。また、第２の和差信号生成回路１２０ｂにより、数
２に示す、各フォーカスコイル２１０ａ−２１０ｄに対
応した駆動信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを得る。

【００４６】これらの駆動信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤに
は、いずれにも、Ｖ３が含まれている。従って、対物レ
ンズ２５０について、フォーカス方向に変位させること
ができる。

【００４７】また、仮に、Ｖ１＞０となったときには、
この電圧が、フォーカスコイル２１０ａおよび２１０ｂ
には正電圧として加わり、フォーカスコイル２１０ｃお
よび２１０ｄには負電圧として加わる。このため、フォ
ーカスコイル２１０ａおよび２１０ｂと、フォーカスコ
イル２１０ｃおよび２１０ｄとには、それぞれ反対方向
に同じ大きさの力が作用する。従って、この作用による
モーメントによりレンズベース２０１に回転力が加わ
り、ダンパー２０４ａ−２０４ｄの弾性力との釣合いで
定まる角度で変位して、対物レンズ２５０の光軸を傾け
ることになる。この時、フォーカスコイル２１０ａ−２
１０ｄは、それらの内側を貫通するヨーク２１２ａ−２
１２ｄとの間に間隙を有するので、フォーカスコイルの
傾きが許容される。

【００４８】また、Ｖ１＜０となったときは、反対方向
のモーメントを生じて、対物レンズ２５０の光軸を傾け
ることになる。これらの作用は、第２の差信号Ｖ２につ
いても同様である。従って、実際には、傾き検出用の光
ビームの変位に応じて、Ｖ１およびＶ２の大きさが変化
し、それにともなって、駆動信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの
大きさおよび符号が変わって、対応するフォーカスコイ
ル２１０ａ−２１０ｄがそれに応じて駆動される。

【００４９】なお、トラッキング制御は、通常の光ヘッ
ドと同様に、トラッキングサーボ回路で生成される信号
を用いてトラッキングコイル２１４ａ，２１４ｂに通電
することにより行なう。この時、上述したように、フォ
ーカスコイル２１０ａ−２１０ｄは、それらの内側を貫
通するヨーク２１２ａ−２１２ｄとの間に間隙を有する
ので、この間隙の範囲内で、レンズベース２０３が変位
することを許容する。

【００５０】以上に示したように、本実施例によれば、
波長を異ならせることで、傾き検出用の光ビームを、主
ビームと共通の対物光学系を介して光ディスクに投射
し、反射光に基づいて、該光ディスクの傾きを検出する
ことを可能としている。

【００５１】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。本実施例は、前記傾き検出用光ビームとして、主ビ
ームとは偏光方向が異なる光ビームを用いる例である。
また、本実施例は、書き込みをも可能とした例である。

【００５２】図８は、本発明の第２実施例の構成を示
す。なお、本実施例は、光源１および２が同一の波長の
レーザダイオードが用いられること、光源１からの光ビ
ームと光源２からの光ビームとは、光ディスク１０から
のそれらの反射光を分離するため、互いに異なる偏光方
向を持たせている。従って、本実施例は、第１実施例の
波長選択ミラー３０４に代えて、光源１からの光ビーム
と光源２からの光ビームとを共通の対物レンズ２５０に
導くための偏光ビームスプリッタ３０５を備える。ま
た、第１実施例の波長選択ミラー３０７に代えて、偏光
ビームスプリッタ３０７’を備える。さらに、書き込み
信号をドライバ１３０に供給して、情報の書き込みを行
なうための書き込み制御回路４００を有する。他の構成
要素は、第１実施例のものと同じである。従って、ここ
では、相違点を中心として説明する。

【００５３】光源１のレーザダイオードと光源２のレー
ザーダイオードとは、それぞれの出射ビームが、偏光ビ
ームスプリッタ３０５の偏光膜３０５ａに対して、異な
る偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）成分の光ビームとなるよう
に、配置される。

【００５４】次に、本実施例の作用について、第１実施
例との相違点を中心に説明する。

【００５５】ドライバ１３０によって駆動され、光源１
のレーザダイオードから出射された波長λ₁の主ビーム
は、コリメートレンズ３０１によって平行光となり、回
折格子３０２を通って高次回折光を発生し、さらに、偏
光ビームスプリッタ３０５を透過する。一方、ドライバ
１４０によって駆動され、光源２のレーザダイオード２
から出射された波長λ₁の傾き検出用の光ビームは、コ
リメートレンズ３０３を通り、偏光ビームスプリッタ３
０５により反射される。この偏光ビームスプリッタ３０
５で、光源１からの主ビームと光源２からの光ビームと
は、ハーフミラー３１１を通過した後、対物レンズ２５
０に向かう。そして、光源１からの主ビームは、対物レ
ンズ２５０により集光され光ディスク１０の記録面上に
ビームスポットを形成する。一方、光源２からの光ビー
ムは、対物レンズ２５０によって、やはり集光される
が、対物レンズ入射時のビームの発散状態の違いによ
り、記録面上には、デフォーカス状態で照射されること
になる。このときの記録面上には、図３に示すように、
主ビームの小さなビームスポット２１と、傾き検出用の
光ビームの大きなビームスポット２２とが形成される。

【００５６】記録面により反射された各ビームは、再
び、対物レンズ２５０に戻り、ハーフミラー３１１によ
って反射された後、集光レンズ３１２を通り収束光とな
る。その後、偏光ビームスプリッタ３０７’により分離
される。Ｐ偏光である主ビームは、これを透過し、非点
収差を発生する戻り光学系であるシリンドリカルレンズ
３１３を通過して、第１の受光素子（６分割フォトダイ
オード）１４に導かれる。この受光素子１４の出力は、
この受光素子１４の出力は、信号処理回路１１０に送ら
れ、第１実施例と同様にされる。一方、Ｓ偏光である傾
き検出用光ビームは、偏光ビームスプリッタ３０７’に
より反射された後、ファーフィールド上で第２の受光素
子１５（４分割ＰＤ）に、ビームスポットを形成する。

【００５７】受光素子１５に形成されたビームスポット
２３は、光ディスクの傾き変化により、２次元的に変位
する。従って、図４に示すように、各受光部分１５ａ、
１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄにより、光ディスクの傾き
に伴うこの変位を検出する。そして、各各受光部分１５
ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄは、それぞれの受光信
号を姿勢制御部１２０に送る。そして、以下、第１実施
例の場合と同様に処理される。ここでは、重複した説明
を省略する。

【００５８】なお、これまでは、読み出しについて述べ
たが、本実施例は、書き込みも可能である。書き込みの
場合には、書き込み制御回路４００から送られる書き込
み信号を受けて、ドライバ１３０が、読み出しの場合よ
りハイパワーで光源１のレーザーダイオードを駆動す
る。なお、この反射光は、読み出しの場合と同様にモニ
タされる。

【００５９】本実施例では、偏光ビームスプリッタ３０
５で、光源１からの光ビームをＰ偏光として、光源２か
らの光ビームをＳ偏光としている。しかし、本発明は、
これに限定されない。例えば、各光源に偏光フィルタを
設ける構成としてもよい。

【００６０】以上のように、第２実施例によれば、偏光
方向の差異を用いることにより、共通の対物光学系を介
して、主ビームと傾き検出用光ビームを光ディスクに投
射することができ、反射光を偏光方向の差異により分離
できる。また、光源１および２を同じ波長のレーザーダ
イオードで構成することができる。

【００６１】上記各実施例では、アクチュエータとし
て、４個のフォーカスコイルを有する例を示したが、本
発明はこれに限定されない。すなわち、少なくとも３個
のコイルで構成されることができる。また、５個以上の
コイルを用いてもよい。ただ、フォーカスコイルを４個
とすると、４分割フォトダイオードの各受光部分との対
応関係がとりやすく、信号の処理も容易となる。

【００６２】また、本実施例では、ヘッド駆動回路１０
０を、光学ヘッドに搭載している例を示したが、本発明
は、これに限定されない。例えば、このヘッド駆動回路
１００の全部または一部を、光学ヘッドの外に配置する
こともできる。これにより、光学ヘッドを、より小型お
よび軽量とすることができる。

【００６３】以上説明した各実施例によれば、簡単な構
成で、光ディスクの半径方向および接線方向の傾きを同
時に、かつ、高精度に検出することができる。これによ
り得られた信号をもとにして、対物レンズの傾き制御を
行うことが可能になる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、光ディスクの、主ビー
ムの照射位置における傾きを検出することができる。す
なわち、光ディスクの傾きを、局部的な傾きを含めて、
高精度に検出するそして、その傾きを示す情報を用い
て、対物光学系の姿勢を制御して、光学ヘッドを、その
光軸が光ディスク面に垂直となるように維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光学ヘッドの光学系の
概略図。

【図２】従来の傾き検出方法を示す説明図。

【図３】光ディスク上のビームスポットの状態を示す説
明図。

【図４】本発明の実施例において用いられる第１の受光
素子を構成する４分割フォトダイオードとビームスポッ
トとの位置関係を示す説明図。

【図５】本発明の実施例で用いられる対物光学系の一例
を示す平面図。

【図６】上記図５に示す対物光学系の側面図。

【図７】本実施例で用いられる姿勢制御部における和差
信号生成回路の一例を示す回路図。

【図８】本発明の一実施例を示す光学ヘッドの光学系の
概略図。

【符号の説明】

１，２…光源（レーザダイオード）１０…光ディスク１１…スピンドルモータ１４…第１の受光素子（６分割ＰＤ）１５…第２の受光素子（４分割ＰＤ）１６…１／４波長板１７…反射ミラー１８，１９…ＰＤ２０…発光ダイオード２１，２２，２３…ビームスポット１００…ヘッド駆動回路１１０…信号処理回路１２０…姿勢御制御部１３０、１４０…ドライバ２００…対物光学系２０１…レンズベース２０２…アクチュエータベース２０４−２０４ｄ…ダンパ２０６ａ−２０６ｄ…磁石２１０ａ−２１０ｄ…フォーカスコイル２１４，２１４ｂ…トラッキングコイル２５０…対物レンズ３００…案内光学系３０１，３０３…コリメータレンズ３０２…回折格子３０４…波長選択ミラー３０５…偏光ビームスプリッタ３０７…波長選択ミラー３０７’…偏光ビームスプリッタ３１１…ハーフミラー３１２…集光レンズ３１３…シリンドリカルレンズ４００…書き込み制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクに主ビームを照射して、情報の
読み出しおよび書き込みのうち少なくとも一方を行う光
学ヘッドにおける光ディスクの傾きを検出する方法にお
いて、前記主ビームと物理的に分離可能な光ビームである傾き
検出用光ビームを、主ビームと共通の対物光学系を介し
て光ディスクにデフォーカス状態で照射し、光ディスクからの反射光を前記共通の対物光学系を介し
て受光し、受光した反射光から、傾き検出用光ビームの
反射光を分離し、分離した傾き検出用光ビームの反射光を検出面に投影さ
せ、該検出面における変位を電気的に検出し、この変位
情報を、光ディスクの傾きを示す情報として出力するこ
とを特徴とする光ディスクの傾き検出方法。
【請求項２】請求項１において、前記傾き検出用光ビー
ムとして、主ビームとは波長が異なる光ビームを用い、光ディスクからの反射光から、傾き検出用光ビームの反
射光を、波長の違いで分離することを特徴とする光ディ
スクの傾き検出方法。
【請求項３】請求項１において、前記傾き検出用光ビー
ムとして、主ビームとは偏光方向が異なる光ビームを用
い、光ディスクからの反射光から、傾き検出用光ビームの反
射光を、偏光方向の違いで分離することを特徴とする光
ディスクの傾き検出方法。
【請求項４】光ディスクに主ビームを照射して、情報の
読み出しおよび書き込みのうち少なくとも一方を行う光
学ヘッドにおいて、前記主ビームとして出射する第１の光源、および、傾き
検出用の光ビームを出射する第２の光源と、前記第１および第２の光源からの光ビームを光ディスク
に照射すると共に、光ディスクからの反射光を受光する
対物光学系と、該反射光を分岐する分岐光学系と、分岐された反射光を、第１の光源の主ビームの反射光
と、第２の光源の光ビームの反射光とに分離する分離光
学系と、分離された第１の光ビームの反射光を受光して、光ディ
スクに記録されている情報を含む信号を出力する第１の
受光素子と、分離された第２の光ビームの反射光を受光して、該受光
面における変位を電気的に検出し、この変位情報を、光
ディスクの傾きを示す情報として出力する第２の受光素
子とを備え、前記第２の光源の出射光ビームが、発散状態で対物光学
系に入射し、当該対物光学系通過後に光ディスク面上に
デフォーカス状態で照射されることを特徴とする光学ヘ
ッド。
【請求項５】請求項４において、前記第１の光源と、第
２の光源とは、互いに異なる波長の光ビームを出射する
ものであり、前記分離光学系は、第１の光源の反射光と第２の光源の
反射光とを、波長の違いで分離する分波器で構成される
ことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項６】請求項４において、前記第１の光源からの
主ビームと、第２の光源からの傾き検出用光ビームと
は、分離光学系に対し互いに異なる偏光方向となる光ビ
ームを出射するものであり、前記分離光学系は、第１の光源の反射光と、第２の光源
の反射光とを、偏光方向の違いで分離する偏光ビームス
プリッタで構成されることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項７】請求項４、５または６において、前記対物
光学系の姿勢を、その光軸が光ディスクの面に対して実
質的に垂直となるように制御するための姿勢制御部をさ
らに備えることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項８】請求項７において、前記対物光学系は、対物レンズと、該対物レンズの光軸
を角度変位させるためのアクチュエータとを有し、前記姿勢制御部は、前記第２の受光素子から出力され
る、光ディスクの傾きを示す情報に基づいて、姿勢制御
のための駆動信号を生成して、前記アクチュエータを駆
動するための駆動回路を有することを特徴とする光学ヘ
ッド。
【請求項９】請求項８において、前記アクチュエータは、対物レンズの光軸方向に駆動力
を発生可能な、少なくとも３個のコイルで構成され、こ
れらのコイルは、前記対物レンズの周囲に配置されるこ
とを特徴とする光学ヘッド。