(57)【要約】【課題】光ピックアップのディスクチルト検出において、検出ビームが光ディスクの反射膜構成域を外れたときや、記録部と未記録部との境に掛かったとき、反射ビームの光量分布にアンバランスが生じ、検出不能になったり、大きな誤差になったりする。【解決手段】光ディスクの最外周トラックＴｏの外側には反射領域が形成されていないが、最内周トラックＴｉの内側には反射領域Ｒｉが形成されている。アクチュエータ３に設けられた可動部３ａの近傍の空間を通過したディスクチルト検出用ビームＬ２は、光ディスクに対し、最外周トラックＴｏからはみ出ない範囲で内側寄りに照射される。【選択図】    図５
2005032293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、前記光ディスクのチルト検出用ビームは、その照射領域が、前記光ディスクの最内周においても、最外周においても該光ディスクの反射膜構成領域にかかる位置に設定したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項２】
アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、前記光ディスクのチルト検出用ビームと、前記対物レンズのチルト検出用ビームを、同一のビーム偏向手段で偏向させることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項３】
アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、チルト検出用のビームを平行ビームとし、前記ビーム形状規制手段によって定まる当該チルト方向のビームサイズをＤｂ、前記チルト検出対象物の最大見こみチルト量を±Ｔ、前記チルト検出対象物の反射点から前記受光素子までの空気換算距離をｄとしたとき、Ｄｂ≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となるよう構成したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項４】
アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、チルト検出用のビームを非平行ビームとし、前記ビーム形状規制手段と該ビーム形状規制手段から受光素子までの距離によって定まる受光面上の当該チルト方向のスポットサイズをＤｓ、前記チルト検出対象物の最大見こみチルト量を±Ｔ、前記チルト検出対象物の反射点から前記受光素子までの空気換算距離をｄとしたとき、Ｄｓ≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となるよう構成したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項５】
請求項３に記載のチルト検出光学系において、前記チルト検出用のビームが断面円形のビームであるときは、さらに、Ｄｂ×０．８≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となるよう構成したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項６】
請求項５に記載のチルト検出光学系において、前記チルト検出用のビームが断面円形のビームであるときは、さらに、Ｄｓ×０．８≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となるよう構成したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段のビーム断面形状は、１辺が前記境界線に平行な矩形であることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段のビーム断面形状は、直線部が前記境界線に平行な逆ガウス型であることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項９】
アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、少なくとも前記光ディスクのチルト検出光学系はラジアル方向のチルトとタンジェンシャル方向のチルトを分離して検出する構成であり、前記ラジアル方向チルトの検出系の受光素子前段に、母線がタンジェンシャル方向に対し略４５°傾いたシリンドリカルレンズを配したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１０】
アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、少なくとも前記光ディスクのチルト検出光学系はラジアル方向のチルトとタンジェンシャル方向のチルトを分離して検出する構成であり、前記ラジアル方向チルトの検出系の受光素子前段に、母線がタンジェンシャル方向に一致させたシリンドリカルレンズを配するとともに、ラジアル方向チルト検出用の前記受光素子の前記境界線をタンジェンシャル方向に対して所定角傾けるようにしたことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１１】
請求項１０に記載のチルト検出光学系において、前記シリンドリカルレンズの近傍に、母線を前記シリンドリカルレンズの母線と直交する向きに配置し、前記トラック方向に関しては、前記光ディスクの反射面と前記受光素子の受光面を共役位置とするフィールドレンズとしてのシリンドリカルレンズを配置したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記光源と前記カップリングレンズとの間に設けたアパーチャであることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記カップリングレンズと前記分離光学系との間に設けたアパーチャであることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１４】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記光ディスクのチルト検出用の光学系においては前記可動部に設けた穴であることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１５】
請求項１ないし１１および１４のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記対物レンズのチルト検出用の光学系においては前記可動部に設けた反射領域であることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１６】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記分離光学系から前記チルト検出対象物に至る光路にビーム偏向手段を設け、前記ビーム形状規制手段は、前記ビーム偏向手段の反射領域であることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１７】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記分離光学系から前記チルト検出対象物に至る光路にビーム偏向手段を設け、前記ビーム形状規制手段は、前記ビーム偏向手段と前記分離光学系との間に設けたアパーチャであることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１８】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記分離光学系と前記受光素子との間に設けたアパーチャであるあることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれか１つに記載のチルト検出光学系を備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２０】
請求項１８に記載の光ピックアップを搭載したことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光学式情報記録再生装置、例えば光ディスク記録装置、光ディスク再生装置、光ディスク記録再生装置等に用いられる光ピックアップの対物レンズアクチュエータに関する。詳しくは、情報記録媒体と対物レンズの相互のチルトの補正に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクにチルトがあると、受光素子面上に生ずる光束の集光点、すなわち、スポットにコマ収差が生じて信号品質が劣化する。光ディスクの高密度化のために光源の短波長化が進むにつれて（他の条件が同じであれば）その劣化の度合いは大きくなり、特に基板厚を変えないで短波長化を進めると、ディスクの周内変動分がチルトの目標仕様を超えてしまい、リアルタイムのチルト検出、リアルタイムでクローズドなチルト補正が必要になる。これまでのＤＶＤ世代（光源波長６６０ｎｍ）ではラジアル方向のオープンループ制御で済んでいたものが、ブルー世代（波長４００ｎｍ近傍）では、ラジアル、タンジェンシャル２方向のクローズドループ制御が必要になり、それに伴ってチルト検出もラジアル、タンジェンシャル２方向のリアルタイム検出が必要になる。
【０００３】
これを嫌って、基板厚（カバー厚）を小さくする動きがあるが、基板厚を薄くすると、ホコリ、傷、汚れ等に弱くなり、カートリッジによる保護が必要になり、これまでの世代との互換がとりにくくなる。
カートリッジレス、世代互換を考えると、基板厚をこれまでと同じにしたいが、そのためには２方向のリアルタイムチルト検出、およびチルト補正が必要である。
【０００４】
ディスクの周内変動に対応してリアルタイムにチルトを補正するには、その応答性から、シークレール全体や、ディスクを傾けるメカ的な方式は使えず、また液晶も、その応答速度の不足から使えない。有力な方法は対物レンズをアクチュエータ上で傾ける、いわゆる４軸アクチュエータ方式である。４軸アクチュエータになると制御の安定性から対物レンズの両側にモータを抱えたいわゆるセンタ対物レンズ方式の駆動が望まれるが、そうすると対物レンズ近傍でチルトを検出するには、対物レンズと駆動モータの間の狭い領域にビームを通してチルト検出する必要があり、従来のチルトセンサでは対応しきれない。
【０００５】
２つのチルトセンサでディスクと対物レンズのチルトを検出するものがある（例えば、特許文献１  参照。）。根本的な思想において、本発明と同じである。しかしながら、本例は明らかに一般的なチルトセンサを念頭において発想されたもので、スペース的な制約からセンタ対物レンズ駆動の４軸アクチュエータには適用不能である。
対物レンズ外周部を利用し、直接的にディスクと対物レンズの相対チルトを検出するものがある（例えば、特許文献２  参照。）。一方向のチルト検出としては優れた発想ではあるが、２方向に対応できない。対物レンズ直下に斜めに平行平板が入っているため、ピックアップ本体のビーム品質を損なう。本例はピックアップ本体とチルト検出系の関係には言及されておらず、ピックアップ本体のビームとチルト検出用ビームの分離等を考えると、実現困難な方式と言わざるを得ない。
【０００６】
かかる問題点を解消するものとして、
１．対物レンズとアクチュエータ駆動モータの間に微小径の平行光を通し、
２．ピックアップ光学系とは別光路で、
３．ディスクチルトと対物レンズチルトを独立で
検出することにより上記課題を解決するものを出願済みである（特願２００２−２６９６６８）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−００６５６１号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】
特開平５−００６５６２号公報（第２頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例や上記先願では、ディスクチルト検出において、その最内周や最外周において、検出ビームがディスクの反射膜構成域を外れたとき、あるいは反射率の異なる部分（トラック溝のある領域と鏡面領域、記録部と未記録部、等々）の境にかかったとき、反射ビームの光量分布にアンバランスが生じ、検出不能になったり、大きな誤差になったりする。
また、ディスクチルトのみならず、対物レンズチルトまでも検出すると、必然的に装置の構成が大きくなりやすい。
【０００９】
これまで、チルト検出用のビームは、整形のしやすさ等の取り扱いやすさから、断面が円形のビームを用いるのが普通であった。ところが、チルト検出用の受光素子として、２分割型や４分割型の受光素子を用い、２つのエレメントからの出力の差をとるため、円形ビームでは受光素子からのチルト信号の直線性があまり良くならず、チルト量が大きいと誤差が大きくなるという問題があった。
本発明はかかる不具合を解消するためのもので、検出ビームに光量分布のアンバランスが生じても、あるいは、チルト量が大きくなっても、検出誤差、あるいは制御誤差を生じないようにするチルト検出光学系を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系においおいて、前記光ディスクのチルト検出用ビームは、その照射領域が、前記光ディスクの最内周においても、最外周においても該光ディスクの反射膜構成領域にかかる位置に設定したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明では、アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、前記光ディスクのチルト検出用ビームと、前記対物レンズのチルト検出用ビームを、同一のビーム偏向手段で偏向させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明では、アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系においおいて、チルト検出用のビームを平行ビームとし、前記ビーム形状規制手段によって定まる当該チルト方向のビームサイズをＤｂ、前記チルト検出対象物の最大見こみチルト量を±Ｔ、前記チルト検出対象物の反射点から前記受光素子までの空気換算距離をｄとしたとき、Ｄｂ≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となるよう構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明では、アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、チルト検出用のビームを非平行ビームとし、前記ビーム形状規制手段と該ビーム形状規制手段から受光素子までの距離によって定まる受光面上の当該チルト方向のスポットサイズをＤｓ、前記チルト検出対象物の最大見こみチルト量を±Ｔ、前記チルト検出対象物の反射点から前記受光素子までの空気換算距離をｄとしたとき、Ｄｓ≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となるよう構成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明では、請求項３に記載のチルト検出光学系において、前記チルト検出用のビームが断面円形のビームであるときは、さらに、Ｄｂ×０．８≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となるよう構成したことを特徴とする。
請求項６の発明では、請求項５に記載のチルト検出光学系において、前記チルト検出用のビームが断面円形のビームであるときは、さらに、Ｄｓ×０．８≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となるよう構成したことを特徴とする。
請求項７の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段のビーム断面形状は、１辺が前記境界線に平行な矩形であることを特徴とする。
請求項８の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段のビーム断面形状は、直線部が前記境界線に平行な逆ガウス型であることを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明では、アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、少なくとも前記光ディスクのチルト検出光学系はラジアル方向のチルトとタンジェンシャル方向のチルトを分離して検出する構成であり、前記ラジアル方向チルトの検出系の受光素子前段に、母線がタンジェンシャル方向に対し略４５°傾いたシリンドリカルレンズを配したことを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明では、アクチュエータと、対物レンズを保持し前記アクチュエータに対し移動可能に構成された可動部とを有する、光ディスクの書き込み・読み取りに用いる光ピックアップに備えられるチルト検出光学系であって、光源と、カップリングレンズと、投射光と反射光の光路を分離する分離光学系と、チルト検出対象物としての前記可動部または前記光ディスクからの反射光を受光しそれぞれのチルト信号を発生する中間に境界線を有する少なくとも２分割型の受光素子と、前記光源からのビーム形状を規制するビーム形状規制手段と、対物レンズチルト補正機能と、を備え、前記可動部に設けられた反射手段からの反射光で前記対物レンズのチルト信号を検出し、前記対物レンズ近傍を透過し前記光ディスクで反射した光により該光ディスクのチルト信号を検出し、両信号の差から演算により前記光ディスクと前記対物レンズの相対チルトを求める光ピックアップのチルト検出光学系において、少なくとも前記光ディスクのチルト検出光学系はラジアル方向のチルトとタンジェンシャル方向のチルトを分離して検出する構成であり、前記ラジアル方向チルトの検出系の受光素子前段に、母線がタンジェンシャル方向に一致させたシリンドリカルレンズを配するとともに、ラジアル方向チルト検出用の前記受光素子の前記境界線をタンジェンシャル方向に対して所定角傾けるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１１の発明では、請求項１０に記載のチルト検出光学系において、前記シリンドリカルレンズの近傍に、母線を前記シリンドリカルレンズの母線と直交する向きに配置し、前記トラック方向に関しては、前記光ディスクの反射面と前記受光素子の受光面を共役位置とするフィールドレンズとしてのシリンドリカルレンズを配置したことを特徴とする。
請求項１２の発明では、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記光源と前記カップリングレンズとの間に設けたアパーチャであることを特徴とする。
【００１８】
請求項１３の発明では、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記カップリングレンズと前記分離光学系との間に設けたアパーチャであることを特徴とする。
請求項１４の発明では、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記光ディスクのチルト検出用の光学系においては前記可動部に設けた穴であることを特徴とする。
請求項１５の発明では、請求項１ないし１１および１４のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記対物レンズのチルト検出用の光学系においては前記可動部に設けた反射領域であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１６の発明では、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記分離光学系から前記チルト検出対象物に至る光路にビーム偏向手段を設け、前記ビーム形状規制手段は、前記ビーム偏向手段の反射領域であることを特徴とする。
請求項１７の発明では、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記分離光学系から前記チルト検出対象物に至る光路にビーム偏向手段を設け、前記ビーム形状規制手段は、前記ビーム偏向手段と前記分離光学系との間に設けたアパーチャであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１８の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載のチルト検出光学系において、前記ビーム形状規制手段は、前記分離光学系と前記受光素子との間に設けたアパーチャであるあることを特徴とする。
請求項１９の発明では、請求項１ないし１８のいずれか１つに記載のチルト検出光学系を備えた光ピックアップを特徴とする。
請求項２０の発明では、請求項１９に記載の光ピックアップを搭載した光ディスク装置を特徴とする。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例に従って本発明を説明する。
図１は本発明の実施形態を説明するための図である。
同図において符号１は光ピックアップ、２はピックアップ本体、３はアクチュエータ、４はアクチュエータ駆動モータ、５はピックアップ本体に設けられた偏向ミラー、６は対物レンズ、７はレンズチルト検出用偏向ミラー、８は反射手段、９はディスクチルト検出用偏向ミラー、１０は情報記録ディスク、１１はレンズチルト検出系光学系および回路、１２はディスクチルト検出系光学系および回路、１３は差分回路、ＯＬは対物レンズをそれぞれ示す。
【００２２】
同図は前記先願に記載された光ピックアップの図である。本発明は基本的には同じ構成のピックアップを用いる。
同図に示した光ピックアップの機能を説明する。
光ピックアップ１は、主として、ピックアップ本体２とアクチュエータ３からなり、アクチュエータ３はアクチュエータ駆動モータ４を介してアクチュエータ可動部３ａを保持する。図示しない光源からの光束が、ピックアップ本体２に設けられたピックアップ本体偏向ミラー５により偏向され、アクチュエータ可動部３ａに設けられた対物レンズ６に入射し、情報記録ディスク（以下単にディスクと呼ぶ）１０の情報記録面にビームスポットとして集光される。
【００２３】
対物レンズ６は、アクチュエータ駆動モータ４の働きにより、アクチュエータ可動部３ａと共に、フォーカシング方向、チルト補正方向に移動可能に構成され、アクチュエータ３は図示しない機構によりラジアル方向（半径方向）、タンジェンシャル方向（接線方向）に移動可能に構成されている。
ピックアップ本体２とアクチュエータ３の間隙に２つのチルト検出用ビーム（あるいは１つのビームの２部分）を導き、そのうちの１つはアクチュエータ可動部３ａに一体的に設けられた反射手段８で反射させて対物レンズ６のチルトを検出し、もう１つのビームはアクチュエータ可動部３ａにあけられた穴等を通してディスク１０で反射させてディスク１０のチルトを検出し、差分回路１３によって、両者の差からディスク１０と対物レンズ６の相対チルト信号を求める。
光ピックアップは、該信号を４軸（あるいは３軸）アクチュエータ駆動モータ４にフィードバックして対物レンズ傾きをディスク傾きに追従させる対物レンズチルト補正機能を有するものである。
【００２４】
反射手段８は可動部３ａと一体であればどこに設けても良い。例えば、対物レンズ６の枠に設けても良いし、後述のように他の光学部材に設けても良い。
図１においてはディスクチルト検出系光学系と対物レンズチルト検出系光学系は全く別の光路構成のように示しているが、両ビームの光源部は共通化できるし、構成によっては、偏向ミラー７、９も共通化でき、また、検出受光素子も同一パッケージ内に収めることも可能である。このようにすることによって、装置を少しでも小型化することができる。
【００２５】
図２はチルト検出光学系の具体的な構成の一例を示した図である。
同図において符号２１は光源、２２はカップリングレンズ、２３、２４は分離光学系としてのハーフミラー、２５はレンズチルト検出用偏向ミラー、２６はディスクチルト検出用偏向ミラー、２７はλ／４波長板、２８は反射手段としての反射面、２９はディスク１０の情報記録面、３０はレンズチルト検出用受光素子、３１はディスクチルト検出用受光素子をそれぞれ示す。
ＬＤもしくはＬＥＤからなる光源２１からの２本の投射光束Ｌ１、Ｌ２は、カップリングレンズ２２により２本とも平行な光束に整形され、ハーフミラー２３、２４にそれぞれ入射する。ハーフミラー２３からの反射光束Ｌ１はレンズチルト検出用偏向ミラー２５によって上方に反射される。光束は、λ／４波長板２７の一部に設けられた反射面２８によって反射され、もと来た光路を逆行し、ハーフミラー２３を透過して＋形状の境界線を有する４分割型のレンズチルト検出用受光素子３０に入射しスポットを形成する。反射面２８はλ／４波長板２７の表裏どちらの面に設けても良い。また、構成の都合によっては、可動部を形成する枠部材の一部に反射手段としてのミラー等を貼り付けても良い。
【００２６】
ハーフミラー２４からの反射光束Ｌ２はディスクチルト検出用偏向ミラー２６によって上方に反射される。光束はディスク１０の情報記録面２９によって反射され、もと来た光路を逆行し、ハーフミラー２４を透過して４分割のディスクチルト検出用受光素子３１に入射しスポットを形成する。それぞれの受光素子からの出力は所定の演算処理を経た後、図１に示した差分回路１３に入力され、ラジアル方向、タンジェンシャル方向のそれぞれについて対物レンズ６とディスク１０との相対的なチルト信号が算出される。ここで言うチルト信号とは、傾きの方向とその大きさを表す信号を意味する。
【００２７】
ハーフミラーは一般に反射光と透過光がほぼ等分になるような反射鏡である。したがって、反射成分のみが必要な場合、あるいは透過成分のみが必要な場合にあっては、他方の成分を捨てることになって、ハーフミラーを経由するたびにほぼ２分の１の光量損失が生ずる。分離光学系は、投射光束と反射光束が全く同じ光路を通ると受光素子が配置できなくなるのを防ぐため、光路を分離する目的でおかれるものである。したがって、その手段はハーフミラーに限られない。
図２において、分離光学系としてハーフミラー２３、２４の代わりに偏光ビームスプリッタを置くと上記のような光量損失を避けることができる。すなわち、光源２１の出射光を予め特定な方向の偏光光になるよう構成しておく。そして、その偏光面の光束が偏光ビームスプリッタで反射されるように設定する。この場合、反射面２８はλ／４波長板２７の裏面に設ける。光束Ｌ１も光束Ｌ２ももと来た光路を戻ることによって、λ／４波長板２７をそれぞれ２回通ることになり、偏光面が入射時の偏向面に対して直交した方向に変わる。そのため、再度偏向ビームスプリッタに入射したときは反射せずに透過することになる。したがって、原理的には偏向ビームスプリッタによる光量損失が無くなる。
【００２８】
図３は２つの受光素子の出力の処理を説明する模式図である。
同図において符号ＡないしＤはレンズチルト検出用受光素子３０の４分割された各エレメント、ＥないしＨはディスクチルト検出用受光素子３１の４分割された各エレメント、ＤＩＳＫは情報記録媒体、Ｒａｄはラジアル方向成分、Ｔａｎはタンジェンシャル方向成分をそれぞれ示す。
差分回路１３はラジアル方向検出用の差分回路１３−１と、タンジェンシャル方向検出用の差分回路１３−２からなる。差分回路１３−１と差分回路１３−２の出力をアクチュエータ駆動モータ４にフィードバックして対物レンズ傾きをディスク傾きに追従させる。
【００２９】
かかるチルト検出系において、対物レンズチルト検出用ミラーは対物レンズチルト検出ビームを全て反射させることができて問題ないが、ディスクはその最内周あるいは最外周において、チルト検出用ビームがディスクの反射膜構成域から外れてしまい、検出不能になってしまう恐れがある。
【００３０】
図４は本発明の実施形態を説明するための図である。
同図において符号Ｔｏは最外周トラック、Ｔｉは最内周トラックをそれぞれ示す。本来はディスクラジアル方向に対して光ピックアップが移動するのであるが、説明の便宜上、光ピックアップを固定的に表し、ディスクがラジアル方向に移動したように描いている。
同図を用いて、ディスクのトラックと光ピックアップの相対的な関係を説明する。
ディスクチルト検出ビームＬ２は、最内周トラックＴｉと最外周トラックＴｏの双方にかかるような位置に当るようになっている。両トラックＴｉ、Ｔｏの間に含まれるすべてのトラックにも、同様にディスクチルト検出ビームＬ２が当たる。
このようにすることによって、ディスクチルト検出ビームＬ２の当たる位置は必ず光反射領域になっているため、ディスク最内周から最外周まで、同じ条件でディスクチルト信号を得ることができる。
【００３１】
図５は本発明の他の実施形態を説明するための図である。
同図において符号Ｒｉは最内周トラックより内側の反射領域を示す。
同図を用いて、現実のディスクを考慮した実用的な検出ビームＬ２の配置を説明する。
ディスクは一般的にその外周側においてはディスク径のぎりぎりまでトラックが構成されており、したがって、最外周トラックＴｏの外側には反射膜を構成することは困難である。検出ビームＬ２が最外周トラックＴｏの位置にあるとき、ビーム形状によってはトラック外側の一部が反射領域から外れる可能性が有る。一方、内周側は最内周トラックＴｉよりもさらに内側まで反射膜を容易に構成できる。
【００３２】
実際に出まわっているディスクでも最内周トラックＴｉの内側２ｍｍ程度まで反射膜が構成され、反射領域Ｒｉを構成しているものが多い。本実施形態では、このような状況を考えて、ディスクチルト検出ビームＬ２の検出位置を、先の実施形態よりさらに内側に寄せている。
最内周トラックＴｉの内側の反射膜の幅は規格として保証されたものではないので、あまり大きく内側に寄せるのは好ましくない。寄せる量としては、許容誤差を含めて、検出ビームＬ２の最外側が少なくとも最外周トラックに一致するところまでとするのがよい。
これによってさらに安定的にディスクチルト検出信号を得ることができる。
【００３３】
図６は本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
同図において符号３２は偏向ミラー、３３はチルト検出光学系をそれぞれ示す。
本実施形態では、レンズチルト検出光学系とディスクチルト検出光学系を一部共通化したチルト検出光学系３３を用いる。チルト検出光学系３３から出射された平行光束Ｌ１とＬ２は、共通の偏向ミラー３２によってディスク方向へ曲げられる。偏向後の両光束は、ほぼラジアル方向に整列するよう配置されている。
【００３４】
光束Ｌ１はλ／４波長板２７の一面で反射され、ほぼもと来た光路を戻る。光束Ｌ２はλ／４波長板２７を透過して、ディスク１０の情報記録面に達し、反射されてほぼもと来た光路を戻る。光束Ｌ２がディスク１０に当たる位置は、最外周トラックＴｏから光束が外側にはみ出ない範囲になるよう設定される。
本構成によれば、ディスクチルト検出ビームと対物レンズチルト検出ビームが隣接しているので、両ビームは同一の偏向ミラーで光路を曲げることができ、小型化した上に部品点数が減り、経時温度特性も改善できる。また、両ビームが近いので、同一ビームの２つの部分を利用することも容易になる。
【００３５】
図７は本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
同図において符号３４は偏向ミラー、３５はチルト検出光学系をそれぞれ示す。
メディアの反射域が内周側に広いことが保証される場合には、このような構成が可能である。先の実施形態の構成に比べると偏向ミラーの高さ方向の大きさを小さくできるため、全体を薄く構成することができる。またアクチュエータ可動部のトラック溝方向（タンジェンシャル方向）の幅を狭くしたいときにも有効である。
【００３６】
図８は本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
同図において、対物レンズチルト検出ビームＬ１はディスクの反射領域とは無関係なので任意の位置におき、ディスクチルト検出ビームＬ２を反射領域からはみ出ないような位置に配置する。その結果、両ビームの配置がラジアル方向もしくはタンジェンシャル方向のいずれかに平行にならなくても特に問題はない。
メディアの反射域、アクチュエータ可動部からの制約によっては、このような構成も採り得る。
【００３７】
図９はディスク、または対物レンズに大きなチルトが有る場合の問題点を説明するための図である。
同図において符号３６は偏向ミラー、３７はチルト検出系の受光素子をそれぞれ示す。
受光素子３７は、説明を簡略化するため、境界線３７ｃを挟んで２つのエレメント３７ａ、３７ｂによって構成された２分割型の受光素子であるとする。
ディスク１０にチルトｔ（角度）があると戻りビームは２ｔ振れるので、チルト検出対象の反射面から受光素子までの距離（空気換算距離）をｄとすれば、受光面上でのスポット変位（スポット中心の移動量）ｓは、ｓ＝ｄ×ｔａｎ（２ｔ）で表される。ここで、当該チルト方向の受光面上スポットサイズをＤとし、チルト検出対象の最大チルトをＴとしたとき、
Ｄ≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）・・・（１）
が成り立つようにそれぞれの大きさを決める。ただし、（１）式は復路光路中にアパーチャ、レンズ等がない場合に対応している。アパーチャやレンズがある場合には、各々の場合にしたがってｄの採り方が変わる。
【００３８】
Ｄがこれより小さいと、チルトがある大きさになったとき、受光面上スポットは、受光素子の１エレメント、例えば図における３７ｂの中に入り込んでしまい、それ以上チルトが増えてもスポットは同一エレメントの中を移動するだけで、チルト信号（３７ａ、３７ｂ両エレメントの差信号）は１００％のまま変わらなくなってしまい、チルト量が検出できない。図９はこのような状態を示している。チルト検出ができるためには、破線で示したように、受光面スポットが最大に偏っても境界線３７ｃにかかっている必要がある。Ｄを上記の条件にすることによって、全チルト範囲でチルト検出信号を得ることができる。
【００３９】
図１０、１１は本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
両図において符号３８、３８’はチルト検出用光源系、Ａは対物レンズ近傍の光束透過部をそれぞれ示す。
本方式のディスクチルト検出ビームは、光束透過部Ａとして対物レンズとアクチュエータモータの間隙を通すため、対物レンズ近傍でのビーム形状として十分な大きさが採れない可能性がある。その場合、前記（１）式を満たすためになんらかの手段でビームを広げる必要がある。
図１０はそのための一手段で、チルト検出光源系から出る光束Ｌ２’をやや発散気味のビームとすることで、受光面スポットサイズを（１）式を満たす所望の大きさにすることができる。
図１１は逆にチルト検出光源系から集光気味の光束Ｌ２”を出すことにより、光路の途中で一度集光させて、その後の拡散ビームが（１）式を満たす所望のサイズになる位置を受光面と合わせることで所望の受光面スポットサイズを得ている。
【００４０】
図１２は円形ビームの問題点を説明するための図である。
同図において符号６９は受光素子、ｇはグラフの単調増加領域、ｇ０は無変化領域、Ｓｃは受光面上の円形スポットをそれぞれ示す。
スポットＳｃの斜線部はチルトがない場合のスポット位置、破線は最大チルトのときのスポット位置をそれぞれ示す。同図（ｂ）において、グラフの横軸はスポットの中心が、受光素子のエレメント６９ａ、６９ｂの境界線６９ｃから上下に変位した量を示し、上に変位した場合を正に取っている。グラフの縦軸はエレメント６９ａの出力からエレメント６９ｂの出力を差し引いた値、すなわちチルト信号を示している。
グラフで分かるように、変位量が正負とも或る値までは単調増加領域ｇを示すが、或る値を超えるとｇ０で示すようにチルト信号の変化が無い無変化領域になる。これはスポットが一方のエレメントに完全に入り込んでしまうからである。実際の装置では、最大チルトにおいても単調増加領域ｇに収まるように設計する。
【００４１】
ところで、同図に示したようにスポットが円形Ｓｃである場合、単調増加領域ｇは直線にならず、正負とも出力が大きくなるほど勾配が小さくなる。すなわち、チルト信号が変位に正確に比例していないことになる。同図（ｂ）に破線で示すように、グラフｇの原点付近における勾配を基準線とすると、変位が大きくなるほど、出力は基準線から離れていく。両者の差は誤差となり、チルト補正のためのフィードバックに悪影響を与える。通常１０％以内の誤差であれば、補正後の情報読み取りスポットのコマ収差等もその影響が小さいと考えられる。
そこで、上記の問題を解決する１つの方法として、出力値が基準に対し、誤差１０％程度になる変位量を見ると、スポット径の半径のおよそ８０％にあたる。したがって、円形ビームにおいて、最大誤差を１０％程度に抑えたいときは前記式（１）を変えて、
Ｄ×０．８≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）・・・（２）
を満足するようにビーム径を設定すればよい。なお、（１）式と（２）式の関係は、（２）式が、Ｄ≧２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）／０．８と表せるので、
Ｄ≧１．２５×２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）＞２ｄ×ｔａｎ（２Ｔ）となる。
【００４２】
図１３は本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
同図において符号Ｌ２ｒはラジアル方向チルト検出ビーム、Ｌ２ｔはタンジェンシャル方向チルト検出ビームをそれぞれ示す。
本実施形態ではチルト検出を、ラジアル方向とタンジェンシャル方向とに分けて検出する。そのため、受光素子も図９に示したような２分割の受光素子を用いる。このようにする理由は、以下に示す問題点を解決するためである。
【００４３】
図１４は検出ビームの位置による問題点を説明するための一部拡大図である。同図（ａ）は概要図、（ｂ）はディスク最内周トラックＴｉと光束Ｌ２との位置関係を示す拡大図、（ｃ）はディスク最外周トラックＴｏの近傍における光束Ｌ２を示す拡大図である。
同図（ｃ）のように、光束Ｌ２の当たる位置がディスク最外周トラックＴｏより内側に設定されている場合は、通常ラジアル方向も、タンジェンシャル方向も受光素子上において光量のアンバランスは生じないが、同図（ｂ）のように光束Ｌ２が最内周トラックＴｉに丁度かかる場合、該トラックＴｉより外側と、内側とでは反射率が異なることがあり、受光素子上において光量のアンバランスが生ずる。
【００４４】
すなわち、トラックＴｉより外側のトラック部と内側の非トラック部では、情報書き込みの有無の違いで反射率に差があるため、図９における上下方向に関して検出ビームの光量バランスが崩れてしまい、図９に示した２分割受光素子３７で差信号をとるとラジアルチルト検出信号に誤差を生じてしまう。
このような状況は、図４に示したような光束Ｌ２の設定の場合には、ディスク最外周トラックＴｏ位置においても生ずる。また、最内周、最外周近傍でなくても、記録部、未記録部の境においても反射率の差は生じる。
【００４５】
図１５は本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。同図（ａ）はラジアルチルトが無い場合の例、同図（ｂ）はラジアルチルトがある場合の例をそれぞれ示している。
同図において符号３９はシリンドリカルレンズを示す。符号Ｂ１ないしＢ８、およびＢ１’ないしＢ８’はシリンドリカルレンズから受光素子に至る光路上のビーム断面形状、Ｇは有効光束の一部の弦、Ｘはシリンドリカルレンズの光軸をそれぞれ示す。ビーム形状は同図の左側から見たときの形状として示している。なお、Ｂ８、Ｂ８’は受光素子上に至ったときのスポット形状を示す。
同図において、上下がラジアル方向に相当する。
本実施形態は、戻り光束に光量のアンバランスがあっても正しくチルト検出できる光学系である。
【００４６】
仮に、光束Ｌ２ｒの下半部の一部が反射領域から外れた場合を考える。光束Ｌ２ｒの断面はシリンドリカルレンズに入射する前に円形が一部脱落して、有効光束の下方に弦Ｇを有する形になっている。図１４から分かるように、光束Ｌ２ｒに対する最内周トラックＴｉは真の接線方向からわずかに傾いている。このため、弦Ｇの向きがわずかに傾いているが、図１５ではその傾きを誇張して示してある。このままで光束Ｌ２ｒが受光素子３７に入射すれば、エレメント３７ｂに比べ、エレメント３７ａに大きな出力が発生し、チルトが無いにも拘わらず大きなチルトが発生したと誤検出してしまう。光束Ｌ２ｒが記録部と未記録部の境にかかったときも程度の違いはあれ、同様の問題が発生する。
【００４７】
シリンドリカルレンズ３９は母線方向がラジアル方向に対し傾けて配置されている。このレンズは母線方向に関してはレンズ作用がないため、透過した平行光束Ｌ２ｒのこの方向のサイズは変化しない。それに対し、母線と直交する方向はシリンドリカルレンズ３９に与えられた曲率に対応した凸レンズ作用を有するため、光束Ｌ２ｒのその方向のサイズは一度収束し以後発散するように変化する。
したがって、光束の断面形状は、位置によって同図（ａ）のＢ１からＢ８までのように変化する。いずれも、欠落部分を補った光束の中心はシリンドリカルレンズ３９の光軸Ｘに一致している。断面形状Ｂ４はシリンドリカルレンズ３９のほぼ焦点位置に相当し、ビーム形状のうち母線方向に見た最大長さに等しい長さの線状になる。
【００４８】
断面形状Ｂ８はシリンドリカルレンズの焦点距離のほぼ２倍の距離の位置に相当する。光束Ｌ２ｒの断面形状の内、母線と直交する方向は、シリンドリカルレンズに入射する前の大きさに戻っている。ただし、以上のレンズ作用等によって、弦Ｇの向きが変わっている。弦Ｇの向きの変わる角度はシリンドリカルレンズ３９の母線方向の設定の仕方で調節できる。母線方向をラジアル方向に対して４５°傾けておくと、傾けない場合に比べて弦Ｇの方向は９０°変化する。母線方向の設定の仕方で、弦Ｇの向きが真の接線方向からわずかにずれている分まで補正することもできる。そうすることによって、受光素子３７における光量のアンバランスをさらに小さくすることができる。別の補正の仕方として、受光素子３７のエレメント境界線３７ｃを弦Ｇに直交するように配置することでも受光光量のアンバランスを小さくすることができる。
その結果、ラジアルチルトが存在しない場合で、光束Ｌ２ｒが一部無反射領域にかかったような場合でも、チルトの誤検出をするようなことが無くなる。
【００４９】
同図（ｂ）のように、チルトが発生し、光束Ｌ２ｒが光軸Ｘに対し、右上がりの或る傾斜角度をもって入射した場合、光束の断面形状Ｂ１’〜Ｂ８’の形状そのものはほぼＢ１〜Ｂ８に等しいが、その中心位置が光軸Ｘから少しずつ上方に外れている。したがって、受光素子３７のエレメント３７ａと３７ｂとの出力に差が生じ、チルトが発生したことを正しく検出することができる。
【００５０】
図１６は本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。同図（ａ）はラジアルチルト検出の原理図、同図（ｂ）はタンジェンシャルチルト打ち消し光学系を示す模式図である。
同図において符号４０はラジアルチルト検出用のシリンドリカルレンズ、４１は受光素子、４２はフィールドレンズをそれぞれ示す。
同図（ａ）において、上下方向はタンジェンシャル方向を表す。シリンドリカルレンズ４０は母線方向をタンジェンシャル方向に一致させて配置する。シリンドリカルレンズ４０の焦点位置に受光素子４１を配置する。受光素子４１はエレメント４１ａと４１ｂとからなり、両者の境界線４１ｃはタンジェンシャル方向に対して所定の角度傾けて配置してある。
【００５１】
シリンドリカルレンズ４０に入射した平行光束Ｌ２ｒは、シリンドリカルレンズ４０の母線方向にはレンズ作用を受けず、母線方向と直交する方向にのみレンズ作用を受けてその焦点位置に収束する。したがって、光束Ｌ２ｒは上下方向の大きさは変わらず、左右方向が小さくなりながら受光素子４１に向かい、左右方向が最小の大きさになってほぼ線状の光束になったところで受光素子４１に達し、スポットを形成する。これによって、図の左右方向に光束の欠けがあってもその影響が出ない。
ラジアル方向のチルトが無い場合、線状のスポットは境界線４１ｃ上に中心部があり、エレメント４１ａ、４１ｂの双方に等分に跨っている。したがって、両エレメントからの出力が等しくなり、ラジアルチルト無しの判定となる。
【００５２】
ラジアルチルトが発生すると、線状のスポットが左右に移動することになり、境界線４１ｃが傾斜しているため、エレメント４１ａ、４１ｂに光束のかかる割合が変化し、ラジアルチルトが検出できる。境界線４１ｃのタンジェンシャル方向に対する角度はラジアルチルトの最大量から決めることができる。すなわち、最大量のチルトにおいて、線状のスポットの一端が境界線４１ｃから外れない限界になるような角度を前記所定の角度とする。
このままの光学系ではタンジェンシャルチルトがあった場合、線状光束が上下方向に移動するため、両エレメント４１ａ、４１ｂの間に出力差が生じ、ラジアルチルトとして誤検出してしまう。
そこで、同図（ｂ）に示すように、フィールドレンズ４２をシリンドリカルレンズ４０の近傍に入れる。同図では光束Ｌ２ｒがシリンドリカルレンズ４０に入る前にフィールドレンズ４２を通るように配置しているがこの配置は絶対条件ではない。
【００５３】
フィールドレンズ４２は凸レンズ作用を有するシリンドリカルレンズからなり、その母線はシリンドリカルレンズ４０の母線と直交する向きに配置する。フィールドレンズのタンジェンシャル方向の屈折力は、ディスク１０の情報担持面と受光素子４１の受光面が光学的な共役位置となるように設定する。例えば、フィールドレンズ４２の、同図における左側の焦点位置をディスク１０の情報担持面に、また、右側の焦点位置を受光素子４１に一致するような両凸レンズに設定しても良い。
【００５４】
こうすることによって、ディスク１０がタンジェンシャル方向にチルトした場合でも、光束Ｌ２ｒの中心は常に受光素子４１の上下方向の中心から外れることが無くなり、出力がタンジェンシャルチルトによって変化することが無くなる。
ただし、光束Ｌ２ｒはフィールドレンズ４２によって少しではあるがタンジェンシャル方向に収束されるので、フィールドレンズを通った後の光束として平行光が必要なら、フィールドレンズに入る前の光束Ｌ２ｒをタンジェンシャル方向に関し若干発散気味にしておくのがよい。
本実施形態は、先の実施形態に比べて、同じシリンドリカルレンズを用いても全体の光路長を短くすることができる。
【００５５】
図１７、１８はビーム形状規制手段の実施形態を示す図である。
両図において符号５１は光源、５２はカップリングレンズ、５３はレンズホルダ、５４はビームスプリッタ、５５は偏向ミラー、５６は受光素子、５７はアパーチャ、Ｌ０は光源出射時点の光束、Ｌはビーム形状規制後の光束をそれぞれ示す。
光源５１から出た光束Ｌ０はレンズホルダ５３に保持されたカップリングレンズ５２によって平行光に整形され、光束Ｌとなってビームスプリッタ５４によって側方に反射され、偏向ミラー５５を経て、以下図示省略のアクチュエータ方向に向かう。
これらの構成は、対物レンズチルト検出系、ディスクチルト検出系に共通である。ラジアルチルトとタンジェンシャルチルトに分けた場合も、同様である。
【００５６】
図１７に示す実施形態では、レンズホルダ５３の光束透過部の内径５３ａがビーム形状を例えば円形に規制して光束Ｌを形成している。ただし、必要に応じて円形以外の形状にも規制可能である。
図１８に示す実施形態では、レンズホルダ５３’の光束透過部の内径５３’ａには余裕を持たせておき、光束がカップリングレンズ５２を出たところで、アパーチャ５７でビーム形状を規制して光束Ｌを形成している。光束がカップリングレンズ５２を出るときはレンズホルダ内径５３’ａによって定まる径の平行光束になっているが、外周部はアパーチャ５７でカットされる。この構成はレンズホルダ５３’の設計・製造が楽になる点と、製造誤差があっても、光源とカップリングレンズの光軸合わせを後からできる点で有利である。
いずれにしても、光束Ｌをこのように細く絞ることによって、前述の光束が欠ける現象も、その程度を低く抑えることができる。また、チルト発生時には、受光素子上の光束が細いほど、光束移動量に対する変化率が大きくなるので、より高感度の検出ができるようになる。
【００５７】
図１９はビーム形状規制手段の他の実施形態を示す図である。
同図において符号５８はアクチュエータ可動部、５９は偏向ミラー、６０はλ／４波長板、６１は反射部をそれぞれ示す。
本実施形態ではビーム形状の規制をアクチュエータ可動部５８近傍で行っている。対物レンズチルト検出ビームＬ１のビーム形状規制は、λ／４波長板６０に設けた反射部６１のサイズで行う。ディスクチルト検出ビームＬ２のビーム形状規制は、アクチュエータ可動部５８の光束透過部５８ａの穴形状で行っている。したがって、ビーム形状規制部に入る前の光束形状はは目標の光束形状より大きくても、規制後のビーム形状は目標の光束形状になる。
このようにするとアクチュエータ可動部５８にあける穴のサイズあるいはアクチュエータ可動部５８に設ける反射部６１のサイズでビームサイズを規制できるため、構成が容易になる。
【００５８】
図２０はビーム形状規制手段のさらに他の実施形態を示す図である。同図（ａ）は偏向ミラー自身の形状で規制する構成、同図（ｂ）は偏向ミラーの反射部の形状で規制する構成をそれぞれ示す。
同図において符号６２はλ／４波長板、６３は反射部、６４は対物レンズチルト検出ビームＬ１用偏向ミラー、６５はディスクチルト検出ビームＬ２用偏向ミラー、６６は偏向ミラーをそれぞれ示す。
同図（ａ）は偏向ミラー６４、６５を反射後の光束Ｌ１、Ｌ２が丁度目標の円形断面になるような楕円形状に形成し、楕円の長軸方向を光束の進行方向に合わせて配置する。このように偏向ミラー自身の形状でビーム形状の規制を行う場合、光束Ｌ１の反射部６３は目標のビーム形状より大きくしておいてよい。同様に、光束Ｌ２の透過部の穴径も、目標のビーム形状より大きくしておいてよい。
【００５９】
同図（ｂ）は偏向ミラー６６の反射部６６ａ、６６ｂの形状を同図（ａ）に示した偏向ミラー６４、６５と同様な楕円形状にしたものである。反射部以外は単に光透過性にしても良いが、積極的に光吸収性にしても良い。この構成は同図（ａ）に示した構成より部品点数が少なくて済む。
本実施形態によれば、偏向ミラーはアクチュエータ可動部ではなく固定部にあるので、フォーカシングやトラッキングの影響を受けない。また偏向ミラー自体がビーム形状規制機能を兼ねるので、別途アパーチャを設ける構成に比べて部品点数が削減される。
【００６０】
図１９、２０に示した構成は、図１０、１１に示した構成に類似である。チルト検出ビームＬ１、Ｌ２として平行光束を用いると、検出対象にチルトがある場合、対象からの反射光束は反射方向が変化するため、ビーム形状規制部から少しずれることになる。そのため、受光素子に向かう光束は、断面の形状が円形から変化し、円形が一部欠けた状態になる。このときの欠ける位置はチルトの方向によって変わるため、図１５、１６に示すような固定的なシリンドリカルレンズでは、受光素子上に生ずるスポットの光量アンバランスの問題は解決できない。
【００６１】
この問題は、図１１に示したように、光路の途中で一度集光させて、その後の拡散ビームが所望のサイズになる位置を受光面と合わせることにすれば解決できる。その際、光束の集光位置をビーム形状規制位置に一致させておくと、検出対象にチルトがあっても、チルト量が極端に大きくなければ、集光位置はビーム形状規制部の中で移動するだけになるので、光束の欠けが生ぜず好都合である。ここでいうビーム形状規制部とは図１９に示した光束透過部５８ａ、図２０（ａ）に示した偏向ミラー６４、６５、図２０（ｂ）に示した反射部６６ａ、６６ｂを意味する。
【００６２】
図２１はビーム形状規制手段のさらに他の実施形態を示す図である。
同図において符号６７、６８はアパーチャをそれぞれ示す。
本実施形態は、偏向ミラーと受光素子との間にアパーチャを配したものである。同図（ａ）は往復共通光路内でビームスプリッタと偏向ミラーの間に配した構成、同図（ｂ）は検出系光路（復路）のビームスプリッタと受光素子の間に配した構成をそれぞれ示す。
同図（ａ）の構成は図２０（ｂ）の構成と原理的には同じである。ただ、ビーム形状規制部が偏向ミラー兼用ではなく独立したアパーチャ６７である点が異なる。検出対象にチルトが有る場合、検出対象からの反射光束がずれる点は図２０（ｂ）と同様である。したがって、その対策も前述の通りである。ただし、この構成では、図２０（ｂ）に比べて、アパーチャ６７の位置がディスク１０や対物レンズ６の反射面から遠くなるので、その分チルトによる光束の欠けが生じやすくなる。よって、アパーチャ６７はできるだけディスク１０側に近づけた方がよい。
【００６３】
図２１（ｂ）の構成は、検出対象にチルトが有った場合、戻り光束の角度が変化するので、アパーチャ６８から受光素子５６までの距離に対応する変化量を検出することになる。この距離はあまり大きくないので、アパーチャによる光束サイズをなるべく小さく絞ることで移動量に対する出力変化率を大きくすると良い。ただし、あまり小さく絞りすぎると、回折成分の比率が大きくなりすぎて、かえって出力変化率が小さくなる。
本実施形態のように構成することによって、アパーチャと受光素子との間に可動物体がないため、アパーチャと受光素子の位置関係が決めやすく、より安定した信号がとれる。
【００６４】
図２２、２３は受光面上のスポット形状を説明するための図である。図２２はスポット形状が矩形の場合、図２３はスポット形状が逆ガウス型の場合をそれぞれ示す。
各図において符号Ｓｓは矩形スポット、Ｓｇは逆ガウス形スポットをそれぞれ示す。その他の符号は図１２に準ずる。
各図の（ａ）、および（ｂ）も図１２（ａ）、（ｂ）と同様である。
【００６５】
先に、図１２においてチルト信号が変位に正確に比例していないと言う問題点を説明した。
この問題を解決する他の手段が図２２に示す矩形スポットＳｓである。この構成ではグラフの単調増加領域ｇは原点を通る直線となる。したがってスポットの変位量とチルト信号は比例し、フィードバックが精度良く行われる。
スポット形状として、同図では正方形で示してあるが、２辺が境界線６９ｃに平行で、他の２辺が互いに平行であれば一般の平行四辺形でも構わない。本実施形態では光量の無駄を省く意味で矩形としている。光量を確保した上で検出感度を上げる意味では、同図において横長の長方形に形成するのがよい。
【００６６】
図１２、図２２における説明は、光束の断面内の光量分布が均等である場合を前提としているが、光源がＬＤ（レーザー光）の場合は、光束の断面内の光量分布がいわゆるガウス分布をしているので、図２３に示すような工夫が必要になる。
同図（ｃ）はビーム中心部のの縦断面の光量分布を示すグラフである。アパーチャＳｇは同図（ａ）に示すように、境界線６９ｃに平行な方向（以下水平方向と称す）に見た幅が中心から上下方向に離れるほど広くなっている。このアパーチャを透過する光量を水平方向に積分した値がスポットＳｇの上下方向どこにおいても等しくなるように形状が選んである。したがって、上下の辺は境界線６９ｃに平行な直線になっている。この形状を便宜上逆ガウス型と呼ぶことにする。このような形状にすることによって、光束がガウス分布の場合には、同図（ｂ）に示すようにチルト信号の単調増加領域ｇが原点を通る直線になる。
同図に示すスポットＳｇは図１８に示した構成を用い、アパーチャ５７の穴形状を変えることで達成することができる。
【００６７】
先に図９ないし１１を用いて説明した（１）式においてＤを、ビーム形状あるいはスポット形状を円形として説明したが、図２２、２３に示すような円形以外の断面形状ＳｓやＳｇでも、当該チルト方向のサイズ、すなわち、ラジアルチルト検出であればラジアル方向のサイズ、タンジェンシャルチルト検出であればタンジェンシャル方向のサイズをＤとすれば、前述の（１）式はそのまま適用できる。この場合は、グラフの単調増加部分ｇが原点を通る直線になるので、（２）式を適用する必要はない。
【００６８】
図２４は本発明のチルト検出系を備えた光ピックアップの一例を示す図である。
同図において符号は図１、２に準ずる。
チルト検出系の主要部である光源２１、カップリングレンズ２２、分離光学系２３、２４、受光素子３０、３１はピックアップ本体２に固定される。偏向ミラー２５、２６もアクチュエータ３に固定されるので、対物レンズのフォーカシングや、チルト補正機構による可動部の動きによる不所望な誤差は発生しない。
すなわち、本発明のチルト検出系は、本来の光ピックアップ光学系とは独立した構成になっているため、本来のピックアップのビームと、チルト検出ビームとの間の干渉を気にすることなく構成できる。
【００６９】
図２５は本発明のチルト検出系を備えた光ピックアップを搭載した光ディスク装置を示す図である。
同図において符号１００は光ディスク装置を示す。
本発明のチルト検出光学系を備えた光ピックアップ１を搭載することにより、光ディスク１０に対するリアルタイムのチルト検出が可能になるため、従来の基板厚のディスクを用いた４００ｎｍ近傍のような短波長の読み取り・書き込み用光源を用いる光ディスク装置１００が構成できる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、ディスクチルト検出のためのビームに光量のアンバランスが生じた場合でも、誤ったチルト信号を発生することが無くなる。
ディスクチルトと対物レンズチルトの両方を検出しても装置をコンパクトに構成できる。
許容限界のチルトが発生しても、チルト量を精度良く検出できるので、正しいフィードバックができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図である。
【図２】チルト検出光学系の具体的な構成の一例を示した図である。
【図３】２つの受光素子の出力の処理を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施形態を説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図９】ディスクにチルトが有る場合の問題点を説明するための図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図１２】円形ビームの問題点を説明するための図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図１４】検出ビームの位置による問題点を説明するための一部拡大図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態を説明するための図である。
【図１７】ビーム形状規制手段の実施形態を示す図である。
【図１８】ビーム形状規制手段の実施形態を示す図である。
【図１９】ビーム形状規制手段の他の実施形態を示す図である。
【図２０】ビーム形状規制手段のさらに他の実施形態を示す図である。
【図２１】ビーム形状規制手段のさらに他の実施形態を示す図である。
【図２２】受光面上のスポット形状を説明するための図である。
【図２３】受光面上のスポット形状を説明するための図である。
【図２４】本発明のチルト検出系を備えた光ピックアップの一例を示す図である。
【図２５】本発明のチルト検出系を備えた光ピックアップを搭載した光ディスクドライブを示す図である。
【符号の説明】
１      光ピックアップ
２      ピックアップ本体
３      アクチュエータ
５      偏向ミラー
６      対物レンズ
７      レンズチルト検出用偏向ミラー
８      反射面
９      ディスクチルト検出用偏向ミラー
１０      情報記録ディスク
２１      光源
２２      カップリングレンズ
２３、２４      分離光学系
２７      ２７はλ／４波長板
３０      レンズチルト検出用受光素子
３１      ディスクチルト検出用受光素子
３７ａ、３７ｂ      受光素子のエレメント
３７ｃ      境界線
５７、６７、６８      アパーチャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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