JP5054533B2 - 光学ヘッドおよび光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して光学的に情報の記録および／または再生を行う光学ヘッド、および、そのような光学ヘッドを備えた光ディスク装置に関する。

近年、オーディオやビデオなどの音響・映像データが放送され、または配信されて光ディスクに記録される機会が増えている。記録すべきデータ量の増大に伴って、より高記録密度で大容量の光ディスクが要望されている。

光ディスクの記録密度を高めるためには記録および再生に用いる光スポットのサイズを小さくする必要がある。そこで、開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）の大きい対物レンズが用いられるようになってきている。

しかし、開口数が大きくなると対物レンズと光ディスクの情報記録層との距離が短くなるため、光ディスクが反りなどにより傾いている場合に発生するコマ収差の影響が無視できなくなる。コマ収差の影響により、正しく記録再生を行うことができなくなるためである。

従来の光ディスク用光学ヘッドの中には、光ディスクと対物レンズの光軸との相対的な傾き（以下「チルト」と呼ぶ。）を検出する機能を備えたものがある。検出したチルトに基づいて光軸が光ディスクの情報記録層に対して垂直になるように補正することにより、コマ収差の発生を抑制できる。

図１５は、特許文献１に記載された従来の光学ヘッドおよびチルト検出機構の構成を模式的に示したものである。図１５の光学ヘッドは、光源１０１、ビームスプリッタ１０３、対物レンズ１０４、検出光学系１０６、受光部１０７およびチルト検出部１０８を備えている。チルト検出部１０８は、信号演算部１０９、増幅アンプ１１０および差動アンプ１１１を含む。

光源１０１から出射された光軸１０２を有する光はビームスプリッタ１０３を透過し対物レンズ１０４により光ディスクの情報記録層に集光される。光ディスク１０５において反射した光は、対物レンズ１０４を透過した後、ビームスプリッタ１０３において反射し、検出光学系１０６へ導かれる。検出光学系１０６を透過した光は、受光部１０７へ入射する。

図１６は受光部１０７の受光領域と受光領域に入射する光束とを示す。受光部１０７は、受光領域１０７ａ〜１０７ｆを含み、受光領域１０７ａ〜１０７ｆに光ディスク１０５から得られた光束１１２が照射される。

図１６に示すように、光束１１２は受光領域１０７ａ〜１０７ｆによって６分割されて検出される。光束１１２の左右の円弧で囲まれた２つの領域は、光ディスク１０５の情報トラックの溝で回折された回折光の０次成分と±１次成分が重なった領域を表している。また、図中に記した矢印は光ディスク１０５の情報トラックの方向を表している。

受光領域１０７ａ〜１０７ｆからそれぞれ得られる信号は信号演算部１０９に入力される。信号演算部１０９は入力された各信号を利用して、以下の演算に基づいて差信号Ｐ０１およびＰ０２を生成する。ここで、受光領域１０７ａ〜１０７ｆから得られる信号はそれぞれの参照符号で表している。

Ｐ０１＝１０７ａ−１０７ｂ
Ｐ０２＝（１０７ｃ＋１０７ｅ）−（１０７ｄ＋１０７ｆ）

チルト検出部１０８において、差信号Ｐ０２は増幅アンプ１１０でｋ０倍された後、差動アンプ１１１により差信号Ｐ０１から差し引かれ、チルト検出信号ＴＬ０として出力される。すなわち、チルト検出信号ＴＬ０は、
ＴＬ０＝Ｐ０１−ｋ０×Ｐ０２
で表される。定数ｋ０は、対物レンズ１０４の光軸と光学ヘッドの光軸１０２の位置ずれによって生じる差信号Ｐ０１のオフセットを、差信号Ｐ０２に生じたオフセットで補正するように決定される。したがって、チルト検出信号ＴＬ０は対物レンズ１０４の位置ずれによる影響を受けにくい信号といえる。

光学ヘッドの光軸１０２に対し、光ディスク１０５が半径方向に傾くと、すなわちいわゆるラジアルチルトが発生すると、その影響は差信号Ｐ０１の位相とＰ０２の位相のずれとして現れる。これは、光ディスク１０５の透明基板をレーザ光が通過する際にコマ収差が発生するためである。コマ収差は、情報トラックからの回折光の０次成分と±１次成分が重なった部分の波面を主に変形させる。コマ収差の発生によって、差信号Ｐ０１およびＰ０２は情報トラックによってそれぞれ異なる変調を受け、差信号Ｐ０１の位相とＰ０２の位相がずれてしまう。

差信号Ｐ０１とｋ０×Ｐ０２の差として求められるチルト検出信号ＴＬ０もラジアルチルトによって位相のずれを生じるため、光スポットが情報トラック中心をトレースしているときのチルト検出信号ＴＬ０のレベルを検出するとラジアルチルトの検出が可能となる。

ここで、情報が記録された情報トラックと記録されていない情報トラックの反射率が異なる、いわゆる振幅変調型（例えば相変化型）の光ディスクにおいては、記録された情報トラックと記録されていない情報トラックの境界（以下「記録境界」と呼ぶ。）で、特に光ディスクヘの集光状態のずれ（以下「デフォーカス」と呼ぶ。）によって光束の中央部の光強度分布の対称性が大きく変化するため、チルト検出信号にオフセットが生じてチルト検出誤差が発生する。

そこで光ディスク用光学ヘッドとして、記録境界でのチルト検出信号のオフセットを低減する機能を備えたものが開発されている。図１７は、特許文献２に記載された従来の光学ヘッドの受光部１０７’の受光領域と、受光領域に入射する光束とを示す。特許文献２の光学ヘッドの構成要素は、受光部１０７’を除いて図１５に示す光学ヘッドと同一である。よって、以下では受光部１０７’を説明する。

図１７には、受光部１０７’に入射する光束１１２’と、各々の領域に入射した光束の光量を検出するため分割された受光領域１１７ａ〜１１７ｆとが示されている。光束１１２’は受光領域１１７ａ〜１１７ｆによって６分割されて受光されて受光され、信号演算部１０９（図１５）にて２つの差信号Ｐ０１’とＰ０２’として演算される。差信号Ｐ０１’とＰ０２’は、
Ｐ０１’＝１１７ａ−１１７ｂ
Ｐ０２’＝（１１７ｃ＋１１７ｅ）−（１１７ｄ＋１１７ｆ）
で表され、信号ＴＬ０’は、
ＴＬ０’＝Ｐ０１’−ｋ０’×Ｐ０２’
となる（ｋ０’は定数）。

図１７において、光束１１２の中央部の特に光強度分布の対称性変化が大きい領域（回折光の０次成分のみの領域）には遮光部１１３が配置されている。これにより、差信号Ｐ０１’とＰ０２’の記録境界での対称性変化の影響を低減できる。

なお、各受光領域の大きさや形状を最適化することで、対物レンズの移動に伴うオフセットと、記録境界で発生するオフセットを補正係数ｋ０で同時に補正し、さらに検出誤差を低減できることが知られている。
特開２００３−４５０５８号公報 特開２００５−１４１８９３号公報

しかしながら、前述した従来の光ヘッドの構成では、対物レンズの移動に伴って発生する差信号Ｐ０１とＰ０２のオフセットの挙動が異なり、補正係数を一意に決定した場合に、オフセットを完全に補正することができないという問題が生じていた。このような問題は、例えば光源である半導体レーザの遠視野パターン（Ｆａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔｔｅｒｎ；ＦＦＰ）の強度分布の不均一性、光学ヘッド光学系の局所的な汚れによって発生する。

図１８は、ＦＦＰの強度分布が不均一である場合の差信号Ｐ０１とＰ０２の挙動の例を示す。−１００から１００までの目盛りが記述されている横軸は対物レンズの半径方向の位置を示す。負（−）の符号がディスク内周方向、正（＋）の符号がディスク外周方向を表している。また左側の縦軸は差信号Ｐ０１とＰ０２の信号レベルを示しており、右側の縦軸はチルト検出信号ＴＬ０のチルト検出誤差を示している。

ＦＦＰの強度分布が不均一であると、例えば差信号Ｐ０１が対物レンズの位置に対してほぼ線形に変化するのに対し、差信号Ｐ０２が対物レンズの位置の正負（内周方向と外周方向）で異なる傾きとなる場合がある。このような場合、補正係数ｋ０を設計値であるｋ０＝２．０とすると、対物レンズ位置外周側でチルト検出信号ＴＬ０が大きなオフセットを持ち、チルト検出誤差が発生する。

図１９は補正係数ｋ０を、２．０、１．８、１．６と変化させた時のチルト検出信号ＴＬ０に基づくチルト検出誤差を表している。実際の光学ヘッドでは、図１９を利用して対物レンズの可動範囲（例えば±１００μｍ）におけるチルト検出信号ＴＬ０のチルト検出誤差（すなわちオフセット）が最小となるような補正係数ｋ０が決定される。図１９に示す例では、補正係数ｋ０は１．８に決定される。

しかしながら、補正係数ｋ０を１．８としてもチルト検出誤差は十分低減されているとはいえない。特にＦＦＰの強度分布の不均一の程度が大きい場合には、この方法では十分にチルト検出誤差を低減することができない。またデフォーカスや球面収差などの影響によって検出誤差がさらに大きくなる可能性に鑑みると、チルト検出誤差はできるだけ小さくすることが望ましい。

さらに、振幅変調型の光ディスク用光学ヘッドのチルト検出においては、補正係数ｋ０は記録境界のオフセットも同時に補正するように決定される。従って、前述の方法で設計値と異なる補正係数を設定してしまうと、記録境界でのオフセットも十分に低減できず、さらにチルト検出誤差を発生させる要因となる。

本発明の目的は、チルト検出誤差を低減して高精度なチルト検出を可能とすることである。

本発明による光学ヘッドは、光源と、前記光源から放射された光ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射された光ビームを受光面の複数領域において分割して受光し、各領域で受光した光の強度に基づいて複数の受光信号を出力する受光部と、各受光信号に基づいて前記対物レンズと前記光ディスクとの相対的な傾きを検出するチルト検出部とを有している。前記チルト検出部は、前記複数領域のうち、前記光ディスクの半径方向に対応した、光軸と交わる仮想的な基準線に関して対称に配置された第１複数領域からの受光信号に基づいて第１プッシュプル信号ＰＰ１を生成し、前記基準線に関して対称に配置された、前記第１複数領域とは異なる第２複数領域からの受光信号に基づいて第２プッシュプル信号ＰＰ２を生成し、かつ、前記対物レンズの前記光ディスク半径方向の位置に応じて係数ｋを変化させ、ＴＬＴ＝ＰＰ１−ｋ×ＰＰ２によってチルト検出信号ＴＬＴを生成する。

前記受光面の複数領域は、前記受光面が、前記光ディスクの半径方向に対応する第１方向および前記トラック方向に対応する第２方向に沿って分割されていてもよい。

前記チルト検出部は、所定の位置を基準とした前記対物レンズの前記光ディスクの半径方向の変位量を検出し、検出した前記変位量に応じて前記係数ｋを変化させる変位検出部を備えていてもよい。

前記チルト検出部は、前記第１プッシュプル信号ＰＰ１および前記第２プッシュプル信号ＰＰ２を生成する信号演算部をさらに備えていてもよく、前記信号演算部は、前記第１複数領域および前記第２複数領域とは異なる、前記基準線に関して対称に配置された第３複数領域からの受光信号に基づいて第３プッシュプル信号ＰＰ３をさらに生成し、前記変位検出部は、生成された前記第３プッシュプル信号ＰＰ３に基づいて前記変位量を検出してもよい。

前記チルト検出部は、前記第１プッシュプル信号ＰＰ１および前記第２プッシュプル信号ＰＰ２を生成する信号演算部をさらに備えていてもよく、前記第１複数領域および前記第２複数領域の少なくとも一方は、前記光ディスクにおいて反射された光ビームのうちの０次光のみを受光する、前記基準線に関して対称に配置された第３複数領域を含んでおり、前記信号演算部は、前記第３複数領域からの受光信号に基づいて第３プッシュプル信号ＰＰ３をさらに生成し、前記変位検出部は、生成された前記第３プッシュプル信号ＰＰ３に基づいて前記変位量を検出してもよい。

前記光学ヘッドは前記対物レンズを駆動するための可動部を有するアクチュエータをさらに備えていてもよく、前記変位検出部は、前記可動部の変位量に基づいて前記対物レンズの変位量を検出してもよい。

前記光ディスクは、情報が記録された記録トラックと情報が記録されていない未記録トラックとで反射率が異なっていてもよく、前記第１複数領域および前記第２複数領域は、前記光ディスクにおいて反射された光ビームのうちの０次光の一部を受光しなくてもよい。

前記第１複数領域および前記第２複数領域の各々に含まれる、前記基準線に関して対称に配置された少なくとも１組の複数領域は、離間して配置されていてもよい。

前記変位検出部は、前記チルト検出信号ＴＬＴのオフセットの変動が最小になるように、前記対物レンズの前記光ディスク半径方向の所定の変位量毎に前記係数ｋを変化させてもよい。

前記変位検出部は、前記光ディスクの情報記録層に対して前記光ビームの焦点位置が所定量ずれている場合において前記チルト検出信号ＴＬＴの変動が最小になるように、前記係数ｋを変化させてもよい。

前記変位検出部は、前記光ディスクの情報記録層に対して前記光ビームに所定の球面収差が発生している場合において前記チルト検出信号ＴＬＴの変動が最小になるように、前記係数ｋを変化させてもよい。

前記変位検出部は、前記変位量が取り得る値に応じて予め設定された係数ｋの値を複数保持しており、前記変位検出部は、検出した前記変位量に対応する係数ｋを選択してもよい。

前記変位検出部は、前記変位量が取り得る範囲を複数の区間に区分し、各区間に対応する係数ｋの値を保持しており、前記変位検出部は、検出した前記変位量が属する区間を特定し、特定した前記区間に対応する係数ｋに変化させてもよい。

前記変位検出部は、前記変位量が取り得る範囲を、前記対物レンズの中立位置を基準として前記光ディスクの内周側の区間と外周側の区間とに区分して、各区間に対応する係数ｋの値を保持してもよい。

前記変位検出部は、前記変位量が取り得る範囲を、前記対物レンズの中立位置を含む第１の区間と、前記第１の区間よりも前記光ディスクの内周側の第２の区間と、前記第１の区間よりも前記光ディスクの外周側の第３の区間とに区分して、各区間に対応する係数ｋの値を保持してもよい。

複数の前記係数ｋの値は、前記光学ヘッドの組立調整時に設定されてもよい。

前記変位検出部は、前記光ビームが照射される光ディスク毎に前記係数ｋを設定してもよい。

前記光学ヘッドは、前記チルト検出部から出力された前記チルト検出信号ＴＬＴに応じて、前記対物レンズと前記光ディスクとが相対的に傾くことによって生じる収差を補正するチルト補正部をさらに備えていてもよい。

前記チルト補正部は、駆動信号に基づいて前記対物レンズを少なくとも前記光ディスクの半径方向に傾けることが可能であり、前記駆動信号は、前記チルト検出信号ＴＬＴに基づいて生成されてもよい。

本発明による光ディスク装置は、上述のいずれかの光学ヘッドと、光ディスクを回転駆動するためのモータと、前記光学ヘッドおよび前記モータを制御する制御部とを備えている。

本発明によれば、光ディスクのトラック方向に対応した、光軸と交わる仮想的な基準線で分割された受光領域から第１のプッシュプル信号ＰＰ１と第２のプッシュプル信号ＰＰ２を生成し、チルト検出信号ＴＬＴ＝ＰＰ１−ｋ×ＰＰ２（ｋは係数）を求めるにあたって係数ｋを対物レンズの半径方向の変位に応じて可変とする。これにより、半導体レーザのＦＦＰの強度分布が不均一な場合でも、高精度なチルト検出が可能となる。

さらに、第１複数領域および第２複数領域を光ディスクにおいて反射された光ビームのうちの０次光の一部を受光しないように構成することにより、記録状態と未記録状態で情報トラックの反射率が異なるいわゆる振幅変調型の光ディスクの記録境界においても、高精度なチルト検出が可能となる。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による光学ヘッドおよび光ディスク装置の実施形態を説明する。以下では、光学ヘッドの実施形態１から３を説明する。その後実施形態４として、実施形態１から３のいずれかの光学ヘッドを採用した光ディスク装置を説明する。

（実施形態１）
まず図１から図５を参照しながら、チルト検出信号のオフセットを低減する光学ヘッドの第１の実施形態を説明する。

図１は本実施形態による光学ヘッド１００の構成を示す。光学ヘッド１００は、光源１、ビームスプリッタ３、対物レンズ４、検出光学系６、受光部７およびチルト検出部８を備えている。チルト検出部８は、信号演算部９、増幅アンプ１０、差動アンプ１１および変位検出部２０を含む。またＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３は信号演算部９で得られる３つの差信号（プッシュプル信号）であり、ＴＬＴはチルト検出部８で生成されるチルト検出信号を示す。

図１には、説明の便宜のために光ディスク５が記載されている。光ディスク５は光学ヘッド１００の構成要素ではないことに留意されたい。光ディスク５は、たとえばＤＶＤやブルーレイ・ディスク（ＢＤ）である。

光源１から出射された光軸２を有するレーザ光はビームスプリッタ３を透過し、対物レンズ４により光ディスク５の透明基板を通して情報記録層に集光される。光ディスク５で反射されたレーザ光は、再び対物レンズ４を通過し、ビームスプリッタ３で反射され、検出光学系６により受光部７に導かる。検出光学系６を透過した光は受光部７へ入射し、受光部７において複数の領域に分割されて受光される。

図２は、受光部７で分割されて受光される光束１２を示している。光束１２の左右の円弧で囲まれた２つの領域は、光ディスク５の情報トラックの溝で回折された回折光の０次成分と±１次成分の重なりを表している。図２中の両矢印は光ディスク５の情報トラックの方向に対応する方向を表している。

受光部７の受光面は、光ディスクの情報トラック方向に対応した方向の分割線２８および光ディスクの半径方向に対応した方向の複数の分割線（たとえば分割線２９）に沿って分割されている。分割線２８は、光軸と交わる仮想的な基準線２７に基づいて規定されており、図２の例では受光面上では基準線２７と分割線２８とは一致している。

受光面が分割されることにより、図２に示す受光領域７ａ〜７ｊが規定される。１組の受光領域７ａおよび７ｂは、基準線２７に関して対称に配置されている。受光領域７ｃおよび７ｄ、受光領域７ｅおよび７ｆ、受光領域７ｇおよび７ｈ、受光領域７ｉおよび７ｊも同様である。

受光部７は、光ディスクにおいて反射された光ビームの光束１２を、受光面の複数の受光領域７ａ〜７ｊにおいて分割して受光する。各受光領域７ａ〜７ｊは入射した光束１２の一部を受け、受けた光をその受光量に応じた出力電気信号（受光信号）に変換して出力する。

信号演算部９は差動演算を行うことによって３つの差信号ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３を得る。差信号ＰＰ１は光束１２の一部（第１の光束）を光ディスク半径方向に２分割して得られる第１のプッシュプル信号であり、各受光領域７ａ〜７ｊから得られる出力電気信号を用いて表すと、
ＰＰ１＝７ａ−７ｂ
によって得られる。また、差信号ＰＰ２は光束１２の他の一部（第２の光束）を光ディスク半径方向に２分割して得られる第２のプッシュプル信号であり、同様に、
ＰＰ２＝（７ｃ＋７ｅ）−（７ｄ＋７ｆ）
によって得られる。さらに、差信号ＰＰ３は光束１２の一部（第３の光束）を光ディスク半径方向に２分割して得られる第３のプッシュプル信号であり、
ＰＰ３＝（７ｇ＋７ｉ）−（７ｈ＋７ｊ）
によって得られる。

なお一般的な光学ヘッドとしては、フォーカス検出部やトラッキング検出部、読み出した情報から情報信号を検出する情報信号検出部などが必要である。しかしこれらの構成要素は本実施形態に関連しないため、ここではそれらの説明は省略し、実施形態４において説明する。

次に、図１および図２の構成によって、チルト検出部８において生成される信号ＴＬＴを説明する。

光学ヘッドの光軸２に対し、光ディスク５が半径方向に傾いた場合（ラジアルチルトが発生した場合）、光ディスク５の透明基板をレーザ光が通過する際にコマ収差が発生する。

コマ収差は、情報トラックからの回折光の０次成分と±１次成分が重なった部分の波面を主に変形させる。波面の変形の程度は、差信号ＰＰ１を検出する受光領域への入射光と差信号ＰＰ２を検出する受光領域への入射光との間では異なる。すなわち差信号ＰＰ１およびＰＰ２は情報トラックによってそれぞれ異なる変調を受ける。ラジアルチルトは差信号ＰＰ１の位相とＰＰ２の位相のずれとして現れる。

チルト検出信号ＴＬＴは、以下の式で得られる。
ＴＬＴ＝ＰＰ１−ｋ×ＰＰ２

上記演算は、増幅アンプ１０によって差信号ＰＰ２がｋ倍された信号を、差動アンプ１１が差信号ＰＰ１から差し引くことによって行われる。

差信号ＰＰ１とＰＰ２の差であるチルト検出信号ＴＬＴもラジアルチルトによって位相のずれを生じる。よって、光スポットが情報トラック中心をトレースしているときのチルト検出信号ＴＬＴのレベルを検出することによって、ラジアルチルト検出が可能となる。

差信号ＰＰ３は、回折光の０次成分のみの領域を受光するため、情報トラックによる変調を受けない。従って、差信号ＰＰ３は対物レンズ４の位置に応じて受光部７上を移動する光束１２の位置に対応した信号といえる。

ＦＦＰの強度分布が不均一である場合には、従来の技術の欄において説明したように、補正係数ｋを一意に決定することは困難である。

本発明の特徴のひとつは、対物レンズの光ディスク半径方向の位置に応じて補正係数ｋを変化させて、チルト検出信号ＴＬＴのオフセットを低減することにある。上述した差信号ＰＰ３は、対物レンズの光ディスク半径方向の位置を特定するために利用される。

次に、具体的にチルト検出信号ＴＬＴのオフセットを低減する手順を説明する。

図３はＦＦＰの強度分布が不均一である場合の、差信号ＰＰ１とＰＰ２、チルト検出信号ＴＬＴの挙動を示す。

−１００から１００までの目盛りが記述されている横軸は対物レンズの半径方向の位置を示し、負（−）の符号がディスク内周方向、正（＋）の符号がディスク外周方向を表している。また左側の縦軸は差信号ＰＰ１とＰＰ２の信号レベルを示しており、右側の縦軸はチルト検出信号ＴＬＴのチルト検出誤差を示している。チルト検出信号ＴＬＴは、補正係数ｋを設計値であるｋ＝２．０として算出している。

なお、横軸の目盛り０に対応する対物レンズの基準位置は、対物レンズを駆動するためのアクチュエータ（後述）に電圧が印加されていない状態の対物レンズの位置（中立位置）に対応する。基準位置の状態では光源１および対物レンズ４の光軸は一致している。光源１および対物レンズ４間に図示されない光学素子（たとえばコリメータレンズ）が存在する場合には、それらの光軸も一致している。

ＦＦＰの強度分布が不均一であるため、差信号ＰＰ１が対物レンズの位置に対してほぼ線形に変化するのに対し、差信号ＰＰ２は対物レンズの位置の正負（内周方向と外周方向）で傾きが異なっている。上述の補正係数ｋによれば対物レンズ位置内周側ではチルト検出信号ＴＬＴのチルト検出誤差（オフセット）がほぼキャンセルされるのに対し、対物レンズ位置外周側ではオフセットがキャンセルできていない。これは、補正係数ｋを固定してチルト検出信号ＴＬＴを算出しているためである。

そこで、本実施形態においては、対物レンズの位置に応じて補正係数ｋの値を変化させる。対物レンズの位置は差信号ＰＰ３の信号レベルに基づいて検出され得る。図４は、対物レンズの位置と差信号ＰＰ３の信号レベルとの関係を示す。図４に示すように、差信号ＰＰ３の信号レベルは対物レンズ位置によってほぼ線形に変化している。

変位検出部２０は差信号ＰＰ３の信号レベルを判定し、対物レンズ４の半径方向の位置を検出する。さらに変位検出部２０は、対物レンズ４が所定の範囲内にある場合に、増幅アンプ１０の補正係数ｋを変更する。

例を挙げて説明する。図５は、対物レンズ位置に応じて補正係数ｋの値を変更したときの、対物レンズ位置とチルト検出誤差との関係を示す。図５に示すように、差信号ＰＰ３に基づいて対物レンズ４が−１００から０μｍの範囲にあることを変位検出部２０が検出すると、増幅アンプ１０の補正係数ｋをｋ＝２．０に設定する。

一方、差信号ＰＰ３に基づいて対物レンズ４が０から＋１００μｍの範囲にあることを検出すると、変位検出部２０はその範囲においては補正係数ｋをｋ＝１．６に変更する。図５には、補正係数ｋの値を２．０から１．６に「補正」したときのチルト検出誤差が「○」によって示されている。一方、補正係数ｋが２．０のままであるとき（「補正」なしのとき）のチルト検出誤差が「△」によって示されている。前者のチルト検出誤差のグラフの方が、対物レンズ位置の全体にわたってより均一化されており、チルト検出誤差が対物レンズ位置にかかわらずほぼ一定に低減されているといえる。

よって、対物レンズ位置に応じて補正係数ｋの値を変更することにより、対物レンズ４の可動範囲（本実施形態においては、±１００μｍ）の全域においてチルト検出信号ＴＬＴのオフセットをキャンセルし、チルト検出誤差を低減することが可能となる。

なお変位検出部２０では差信号ＰＰ３を用いることによって対物レンズ４の位置を常に検出できるため、対物レンズ４の各位置において常に最適な補正係数となるように、対物レンズ４の位置に応じて細かく補正係数を変化させることも可能である。ただし実際には、チルト検出信号ＴＬＴのチルト検出誤差の影響がシステム上無視できる程度に小さくなるような補正係数を選択できればよい。

チルト検出誤差をどの程度に抑えるかは、どの程度の性能を有する光学ヘッドを設計するかということに密接に関係する。したがって、対物レンズ４の可動範囲が±１００μｍである場合は、図５に示したように対物レンズ４が内周側にあるか外周側にあるかによって、２つの補正係数から選択的に決定してもよい。

または、対物レンズ４の可動範囲（対物レンズ４の変位し得る範囲）を３以上の複数の区間に区分し、変位検出部２０が各区間に対応する係数ｋの値を保持しておく。そして変位検出部２０が、差信号ＰＰ３を用いて対物レンズ４の位置を特定し、どの区間に属するかを特定することによってその区間に対応する係数ｋを設定してもよい。たとえば、対物レンズ４が＋５０μｍ〜＋１００μｍの範囲に位置しているとき、対物レンズ４の中立位置（０μｍ）を含む＋５０μｍ〜−５０μｍの範囲に位置しているとき、−５０μｍ〜−１００μｍの範囲に位置しているときに応じて、３つの補正係数から選択的に決定してもよい。あるいは、対物レンズ４の可動範囲を４〜９程度の範囲に分割し、それぞれの範囲に対して適切な補正係数を選択してもよい。

このように補正係数を対物レンズの位置に応じて予め設定された複数の補正係数から選択して決定する方式では、変位検出部２０や増幅アンプ１０の回路構成を比較的簡略化することができる。

（実施形態２）
次に、図６から図１０を参照しながら、チルト検出信号のオフセットを低減する光学ヘッドの第２の実施形態を説明する。本実施形態による光学ヘッドの構成は、後述する受光部７の構成を除いて実施形態１の光学ヘッドの構成と同じであるため、共通する構成についての説明は省略する。

本実施形態においては、いわゆる振幅変調型（例えば相変化型）の光ディスクを対象として動作する光学ヘッドを説明する。そのような光ディスクでは、データが書き込まれた情報トラックの反射率と書き込まれていない情報トラックの反射率とが異なるため、その境界部分ではチルト検出信号ＴＬＴが変動し、検出誤差もその影響を受ける。そこで、その境界部分におけるチルト検出信号ＴＬＴの検出誤差を低減するために、以下のような構成を採用する。

図６は、光束１２と受光部７の分割パターンとの関係を示している。

受光部７は、光ディスクにおいて反射された光ビームの光束１２を、受光面の複数の受光領域１７ａ〜１７ｊにおいて分割して受光し、各領域で受光した光の強度に基づいて複数の受光信号を出力する。受光部７の各受光領域７ａ〜７ｊは入射した光束１２の一部を受け、受けた光をその受光量に応じた出力電気信号に変換して出力する。

受光部７は、受光面の中央部に存在する回折光の０次成分（０次光）のみが入射する領域に配置された遮光部１３を有している。遮光部１３と各受光領域１７ａ〜１７ｊとは、情報トラック方向に沿った２本の分割線によって分割されている。これら２本の分割線は、光軸と交わる仮想的な基準線２７に沿って平行に設けられている。ただし、図２の例と異なり、基準線２７と分割線とは一致しない。なお各受光領域１７ａ〜１７ｊが、光ディスクの半径方向に対応した方向の複数の分割線（たとえば分割線２９）に沿って分割されている点は、図２の例と同じである。

信号演算部９は差動演算を行うことによって３つの差信号ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３を得る。

実施形態１と同様、図１における差信号ＰＰ１は第１の光束を光ディスク半径方向に２分割して得られる第１のプッシュプル信号であり、各受光領域１７ａ〜１７ｊから得られる出力電気信号を用いて表すと、
ＰＰ１＝１７ａ−１７ｂ
によって得られる。また、差信号ＰＰ２は第２の光束を光ディスク半径方向に２分割して得られる第２のプッシュプル信号であり、同様に、
ＰＰ２＝（１７ｃ＋１７ｅ）−（１７ｄ＋１７ｆ）
によって得られる。さらに、差信号ＰＰ３は第３の光束を光ディスク半径方向に２分割して得られる第３のプッシュプル信号であり、
ＰＰ３＝（１７ｇ＋１７ｉ）−（１７ｈ＋１７ｊ）
によって得られる。実施形態１に関して説明したように、本実施形態においても差信号ＰＰ３は対物レンズ位置によってほぼ線形に変化するため、差信号ＰＰ３の信号レベルを変位検出部２０で判定し、対物レンズ４の位置を検出することが可能である。

チルト検出信号ＴＬＴは実施形態１で挙げた式：ＴＬＴ＝ＰＰ１−ｋ×ＰＰ２によって得られる。

本実施形態では、光束１２を検出する受光領域の中央部に遮光部１３を設け、記録境界における反射率の変化の影響を最も受ける領域を検出しないようにしたことにより、いわゆる振幅変調型（例えば相変化型）の光ディスクにおける記録境界での検出誤差を低減することが可能である。なおここでいう「領域」とは０次光の一部を意味する。各受光領域の大きさや形状を最適化することで、対物レンズの移動に伴うオフセットと、記録境界で発生するオフセットを補正係数ｋで同時に補正し、チルト検出誤差を低減できる。

図７は、光ディスク５の情報トラックの断面を模式的に示す。それぞれの情報トラックには、情報トラック番号１〜９を付してある。情報トラック１〜９のうち、情報トラック４〜６はデータが書き込まれている記録済みトラックであり、情報トラック１〜３および７〜９はデータが書き込まれていない未記録トラックを示している。ハッチングを施した記録済みトラック４〜６の反射率は、未記録１〜３および７〜９の反射率よりも低くなっている。

図８は、光スポットが記録済みトラックおよび未記録トラックをトレースしたときに生じる、チルト検出信号ＴＬＴの検出誤差の挙動を示す。横軸は図７の情報トラック番号に対応し、４〜６は記録済みトラック、１〜３と７〜９は未記録トラックを示す。縦軸はチルト検出信号ＴＬＴのチルト検出誤差を示している。また３本の曲線は、それぞれ対物レンズの位置−１００μｍ、０μｍ、＋１００μｍを表している（詳細は図の凡例を参照）。

検出誤差は、図６に示す受光部７を利用において、図７に示す３本の記録済みトラックと３本の未記録トラックとが周期的に繰り返して現れる場合について算出されている。なお、光ディスク５と対物レンズ４の半径方向の相対傾きは０度とする。

図８は対物レンズの位置±１００μｍの範囲でチルト検出信号ＴＬＴの変動を抑えるように補正係数ｋ（例えばｋ＝２．０）を設定することにより、記録境界でのチルト検出信号ＴＬＴの変動も同時に低減することが可能であることを示している。

いま、実施形態１と同様にＦＦＰの強度分布が不均一であると想定する。図３のように対物レンズ位置内周側で補正係数ｋを設計値ｋ＝２．０に設定すると、チルト検出信号ＴＬＴのオフセットはほぼキャンセルされる。一方、対物レンズ位置外周側ではオフセットをキャンセルすることができない。

振幅変調型の光ディスクに対しては、補正係数ｋが設計値ｋ＝２．０の場合のみ、記録境界でのチルト検出誤差が最小になるため、図３における対物レンズ位置内周側ではチルト検出信号ＴＬＴのオフセットが記録境界を含めてほぼキャンセルされる。

また本実施形態においても実施形態１と同様に、差信号ＰＰ３を用いて対物レンズ４の半径方向の位置を検出し、対物レンズ位置外周側における適切な補正係数を選択することが可能である。しかし本実施形態においては、対物レンズの移動に伴うチルト検出誤差だけが最小になるような補正係数ｋの決定の仕方は適切ではない。換言すれば、所定の対物レンズ位置（例えば図３に示すように＋５０μｍや＋１００μｍ）での記録境界におけるチルト検出誤差が最小になるような補正係数を設定することが好ましい。さらに対物レンズ位置０μｍから＋１００μｍの範囲内での記録境界におけるチルト検出誤差が最小になるような補正係数を設定することが好ましい。

このとき、実施形態１において説明したように、対物レンズ４の可動範囲を３以上の複数の区間に区分し、各区間に対応する係数ｋの値を保持しておいてもよい。詳細は実施形態１の説明と同じであるため、ここでの説明は省略する。

記録境界におけるチルト検出誤差は、特に、デフォーカスや球面収差が発生した場合に大きくなる。デフォーカスとは、光ディスクの情報記録層に対して光ビームの焦点位置が所定量以上ずれている状態をいう。球面収差とは対物レンズの内周部分を通過する光の焦点と外周部分を通過する光の焦点とが所定量以上ずれている状態をいう。よって、デフォーカスおよび／または球面収差がある状態でのチルト検出誤差が最小となるように補正係数を決定することが好ましい。

なお、差信号ＰＰ３を生成する受光領域１７ｇ〜１７ｊおよび遮光部１３は、図６に示したパターンに限られない。

例えば図９は、情報トラック方向の受光部７の分割パターンについての他の例を示す。遮光部１３’は受光領域１７ｇ’、１７ｈ’、 １７ｉ’、１７ｊ’には設けられておらず、それらの領域に挟まれた位置で、かつ情報トラック方向に沿って設けられている。遮光部１３’もまた、０次光の一部を受けないように配置されている。

また図１０は、情報トラック方向の受光部７の分割パターンについてのさらに他の例を示す。遮光部１３’’は受光領域１７ｇ’’と１７ｈ’’との間、および、受光領域１７ｉ’’と１７ｊ’’との間には設けられておらず、それらの領域に挟まれた位置で、かつ情報トラック方向に沿って設けられている。遮光部１３’’もまた、０次光の一部を受けないように配置されている。さらに遮光部１３’’は糸巻形状で構成されている。よって遮光部１３’’と各受光領域１７ａ〜１７ｆとの分割線は曲線である。

なお、図９および図１０に示す基準線２７および一例として示す分割線２９は、図２および図６で説明したとおり、受光領域１７ａ〜１７ｆおよび１７ｇ’〜１７ｊ’、受光領域１７ａ〜１７ｆおよび１７ｇ’’〜１７ｊ’’を分割する際に規定される。

また、実施形態１および２においては、図２、図６、図９および図１０に示したように、光束１２を情報トラック方向に分割して受光領域７ａ〜７ｊあるいは受光領域１７ａ〜１７ｊ（受光領域１７ｇ’〜１７ｊ’、１７ｇ’’〜１７ｊ’’を含む。）として差信号ＰＰ１〜ＰＰ３を得た。しかし、本発明はこのような分割パターンに限らず、光束を分割して受光し、複数の差信号（プッシュプル信号）を用いてチルト検出を行う光学ヘッド全てに適用可能である。図２、図６、図９および図１０では、光ディスクの半径方向に対応した方向の各分割線（たとえば分割線２９）は直線であるとしたが、全部または一部が曲線であってもよい。たとえば各分割線を、基準線２７に関して対称な形状で設けることができる。

さらに、対物レンズ４の位置を検出する差信号ＰＰ３は、差信号ＰＰ１、ＰＰ２に関連する受光領域７ａ〜７ｆ（あるいは１７ａ〜１７ｆ）とは異なる０次光のみの受光領域７ｇ〜７ｊ（あるいは１７ｇ〜１７ｊ、１７ｇ’〜１７ｊ’、１７ｇ’’〜１７ｊ’’）からの信号を用いて生成するとした。しかし、次の計算によって得られるプッシュプル信号ＰＰ４を対物レンズの位置検出信号として用いても同様の効果が得られる。すなわちプッシュプル信号ＰＰ４は、例えば受光領域７ａ〜７ｆをさらに分割し、その一部の０次光のみの領域を利用して生成される。

（実施形態３）
次に、図１１を参照しながら、チルト検出信号のオフセットを低減する光学ヘッドの第３の実施形態を説明する。本実施形態による光学ヘッドの構成のうち、実施形態１および２の光学ヘッドに設けられた同一の構成要素については、同一の符号を付して、以下ではその説明を省略する。

図１１は本実施形態による光学ヘッド２００の構成を示す。光学ヘッド２００は、変位検出部２１、センサ２２および対物レンズアクチュエータの可動部２４とを有する。

光学ヘッド２００は、実施形態１および２で説明した差信号ＰＰ３を利用することなく対物レンズ４の光ディスク半径方向の位置を特定することができる。

変位検出部２１は対物レンズの変位を検出する。変位検出部２１は、センサ２２の出力電気信号に基づいて、対物レンズアクチュエータの可動部２４の位置、より具体的には光ディスク半径方向の位置を検出する。可動部２４は対物レンズ４と固定されているため、可動部２４の位置が特定されると、対物レンズ４の光ディスク半径方向の位置が特定されることになる。これにより、実施形態１および２と同様に、変位検出部２１は対物レンズ４が所定の範囲内にある場合に、増幅アンプ１０の補正係数ｋを適切な値に変更することが可能である。

対物レンズアクチュエータは可動部２４を備えたユニットであり、対物レンズ４を固定して保持するとともに、可動部２４に印加された電圧に応じて対物レンズ４を駆動させる。対物レンズアクチュエータについては、図１２および図１３を参照しながら後述する。

センサ２２は対物レンズアクチュエータの可動部２４に対してＬＥＤ等の光を照射し、その反射光を検出する。そして、対物レンズアクチュエータの可動部２４の光ディスク半径方向の位置に応じた電気信号（駆動信号）を出力する。これにより、プッシュプル信号ＰＰ３に代えて対物レンズ４の光ディスク半径方向の位置を特定できる。

以上、実施形態１から３において、対物レンズの位置を検出し、対物レンズの位置に応じて適切な補正係数ｋを決定する手順を説明した。補正係数ｋを決定するタイミングは、光学ヘッドの組立調整時であってもよいし、実際の記録再生動作開始時または開始前であってもよい。

光学ヘッドの組立調整時に、所定の基準の光ディスクを用いて対物レンズ位置に応じた補正係数ｋを予め決定しておき、実際の記録再生動作時には、対物レンズ位置検出信号に基づいて補正係数ｋを切り替えることにより、回路構成が比較的シンプルになるというメリットがある。

一方、実際の記録再生動作の前（例えば起動時）に、当該光ディスクに対して対物レンズ位置に応じた補正係数ｋを決定し、記録再生動作時には、そこで決定された補正係数ｋを用いるという方法は、光ディスクの溝形状や反射率等のばらつきに対して、チルト検出誤差をより低減できるというメリットがある。

（実施形態４）
次に、図１２および図１３を参照しながら、本実施形態による光ディスク装置を説明する。

図１２は本実施形態による光ディスク装置５０の構成を示す。図示された構成要素は筐体（図示せず）に収められる。本実施形態では、再生専用の光ディスク装置を例示するが、本発明は、記録専用、あるいは、記録および再生を行う光ディスク装置に適用することができる。

光ディスク装置５０は、光ディスク駆動部５１、制御部５２、光学ヘッド５３、制御系２０４および再生信号処理系２０５を備える。

光ディスク駆動部５１は、光ディスク５を載置するためのターンテーブルを有し、ターンテーブルに光ディスク５を載置して、回転駆動する。

光学ヘッド５３は実施形態１から３で述べたいずれかの光学ヘッドである。実施形態１から３の光学ヘッドではチルト検出部が内蔵されているとして説明したが、図１２では記載の便宜のためチルト検出部８を光学ヘッド５３の外部に記載している。

なお、光学ヘッドの機能を必要最小限に抑えて低コスト化を図ってもよい。その場合には、チルト検出部８以降のチルト制御系、後述するフォーカスエラー信号生成部２１１以降のフォーカス制御系、トラッキングエラー信号生成部２１２以降のトラッキング制御系、波形等化部２２０以降の再生制御系をたとえば光ディスクコントローラと呼ばれるチップ回路に実装してもよい。

制御部５２は光ディスク駆動部５１と光学ヘッド５３の駆動および制御を行う機能を有すると共に、光学ヘッド５３で受光された制御信号、情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号を筐体の外部と内部でインターフェースさせる機能を有する。

対物レンズ４には、対物レンズアクチュエータ２０６が接続されている。対物レンズアクチュエータ２０６は、対物レンズ４を情報記録層５ａと垂直な方向（ａ）（フォーカス方向とも言う）および平行な方向（ｂ）（トラッキング方向とも言う）へ移動させるフォーカス補正部およびトラッキング補正部として機能する。また、光ディスク５の半径方向の傾き角が変化するようチルト方向（ｃ）へ移動させるチルト補正部として機能する。

対物レンズアクチュエータ２０６は、対物レンズ４を駆動する可動部と固定部を備える。図１３は、対物レンズアクチュエータ２０６の可動部１４と固定部１５の構成を示す。可動部１４は対物レンズ４をフォーカス方向（ａ）とトラッキング方向（ｂ）に加えて、ラジアルチルト方向（ｃ）の３軸に移動可能となっている。固定部１５は光学ヘッド５３に対して固定されている。

対物レンズアクチュエータ２０６には、光ディスク装置の対物レンズを駆動する公知の駆動機構を採用することができる。たとえば、コイルおよびマグネットを用いて、電磁力により対物レンズを駆動あるいは変位させる構造を採用してもよい。

光学ヘッド５３には、トラバース駆動部２０７が接続されており、光学ヘッド５３全体を光ディスク５の半径方向へ移動させる。

制御系２０４は、光ディスク５の回転の制御および光ディスク５の情報記録層５ａに集光させる光の集光状態および集光位置を制御する。具体的には、光ディスク駆動部５１、トラバース駆動部２０７および対物レンズアクチュエータ２０６の制御を行う。このために制御系２０４は、実施形態１から３のいずれかの光学ヘッド５３の受光部７と、チルト検出部８と、フォーカスエラー信号生成部２１１と、トラッキングエラー信号生成部２１２と、位相補償部２１４〜２１６と、駆動信号生成部２１８とを備える。

フォーカスエラー信号生成部２１１は、受光部７から複数の信号を受け取り、情報記録層５ａに集光された光の集光状態が所定の状態からどの程度ずれているかを示すフォーカスエラー信号を生成する。位相補償部２１４は、フォーカスエラー信号の位相を補償し、フォーカス制御信号として、駆動信号生成部２１８へ出力する。駆動信号生成部２１８は、フォーカス制御信号を受け取り、対物レンズアクチュエータ２０６へ対物レンズ４を情報記録層５ａと垂直な方向２３１へ移動させるフォーカス駆動信号を出力する。これにより、情報記録層５ａに集光された光が一定の集光状態を保つように制御される。

トラッキングエラー信号生成部２１２は、受光部７から複数の信号を受け取り、情報記録層５ａに集光された光がトラックからどの程度ずれているかを示すトラッキングエラー信号を生成する。位相補償部２１５は、トラッキングエラー信号の位相を補償し、トラッキング制御信号として、駆動信号生成部２１８へ出力する。駆動信号生成部２１８は、トラッキング制御信号を受け取り、対物レンズアクチュエータ２０６へ対物レンズ４を情報記録層５ａと平行な半径方向２３２へ移動させるトラッキング駆動信号を出力する。これにより、情報記録層５ａに集光された光が常にトラックをトレースするように制御される。

受光部７およびチルト検出部８は、チルト検出装置２４１を構成している。チルト検出装置２４１は、受光部７から複数の受光信号を受け取り、チルト検出信号ＴＬＴを生成する。位相補償部２１６は、チルト検出信号ＴＬＴの位相を補償し、チルト制御信号として、駆動信号生成部２１８へ出力する。駆動信号生成部２１８は、チルト制御信号を受け取り、対物レンズアクチュエータ２０６へ対物レンズ４をチルト方向（ｃ）へ移動させるチルト駆動信号を出力する。これにより、情報記録層５ａに集光された光の光軸が、情報記録層５ａと垂直になるように制御される。

なお、本実施形態では、対物レンズアクチュエータ２０６がフォーカス補正部、トラッキング補正部およびチルト補正部として機能するが、対物レンズアクチュエータにフォーカス補正部およびトラッキング補正部として機能を持たせ、チルト補正部を対物レンズアクチュエータとは別に設けてもよい。たとえば、対物レンズ４とビームスプリッタ３との間に、チルト制御信号に基づいて屈折率が変化することにより、通過する光の波面収差を補正する液晶素子を設けてもよい。

フォーカスエラー信号生成部２１１、トラッキングエラー信号生成部２１２、位相補償部２１４〜２１６および駆動信号生成部２１８は従来の光ディスク装置に用いられる公知の構成を備えている。また、フォーカスエラー信号の生成は、非点収差法などの公知の方法により生成することができる。トラッキングエラー信号は、位相差法、プッシュプル法、３ビーム法などにより生成することができる。なお、受光部７は、フォーカスエラー信号トラッキングエラー信号およびチルトエラー信号をそれぞれ生成するために共通に用いられる検出素子を備えていてもよいし、それぞれ別々の検出素子を備えていてもよい。

制御系２０４は、このほか、トラバース駆動部２０７を駆動するための駆動信号生成部２２４と、光ディスク駆動部５１を駆動するための駆動信号生成部２２４とを含む。駆動信号生成部２２４は、光ディスク装置２０１の動作状態に基づいて、光スポットを情報記録層５ａの所定のトラックの位置へジャンプさせたり、記録や再生動作にともなって光スポットが連続的にトラックをトレースするよう制御部５２から指令を受ける。制御部５２から指令に基づき、駆動信号生成部２２４は、トラバース駆動部２０７を駆動するための駆動信号を生成し、光学ヘッド５３を移動させる。駆動信号生成部２０４は、制御部５２から指令を受け取り、所定の回転速度で光ディスク５を回転させるよう、光ディスク駆動部５１を駆動する駆動信号を生成する。

再生信号処理系２０５は、波形等化部２２０、ＰＬＬ部２２１およびデコーダ２２２を含んでおり、光ディスク５の情報記録層５ａに記録された情報を再生し、再生信号を生成する。波形等化部２２０は受光部７から情報記録層５ａに記録された情報を含む信号を受け取り、その信号を所定の周波数帯域において増幅し、ＲＦ信号を出力する。ＰＬＬ部２２１はＲＦ信号を受け取り、ＲＦ信号に同期したクロック信号を生成する。デコーダ２２２は、クロック信号を用いてＲＦ信号を復号し、情報記録層５ａに記録された情報を出力する。

光学ヘッド５３は、実施形態１から３で述べたいずれかの光学ヘッドであるため、検出誤差の小さいラジアルチルト検出が可能である。検出されたラジアルチルトがゼロになるように、対物レンズアクチュエータの可動部２４をラジアルチルト方向（ｃ）に傾けることにより、対物レンズ４と光ディスク５の相対的なラジアルチルトを低減でき、チルトによって生じるコマ収差を低減することが可能となる。

ここで、光ディスク装置５０の動作のうちチルト検出処理を説明する。図１４は、光ディスク装置５０におけるチルト検出処理の手順を示す。

まずステップＳ１１において、光学ヘッド５３は装填されている光ディスク５にレーザ光を照射する。次のステップＳ１２において、光学ヘッド５３のチルト検出部８に設けられた信号演算部９は、反射光の受光信号に基づいてプッシュプル信号ＰＰ１、ＰＰ２およびＰＰ３を生成する。

ステップＳ１３において、チルト検出部８の変位検出部２０は、プッシュプル信号ＰＰ３の信号レベルに基づいて対物レンズの半径方向の位置を検出する。そしてステップＳ１４において、変位検出部２０は検出された対物レンズの位置に応じてオフセット補正係数ｋを決定する。その結果、チルト検出部８は、プッシュプル信号ＰＰ１およびＰＰ２と決定された補正係数ｋとに基づいて、チルト検出信号ＴＬＴを生成する。

ステップＳ１６において、光ディスク装置５０の位相補償部２１６はチルト検出信号ＴＬＴに基づいてチルト量を検出する。より具体的に説明すると、位相補償部２１６はチルト検出信号ＴＬＴの位相を補償し、補正すべきチルト量を検出する。そしてそのチルト量に対応するチルト制御信号を生成して駆動信号生成部２１８へ出力する。

ステップＳ１７において、駆動信号生成部２１８がチルト量に対応するチルト駆動信号を出力すると、対物レンズアクチュエータ２０６はそのチルト駆動信号に基づいて、情報記録層５ａに集光された光の光軸が情報記録層５ａと垂直になるように対物レンズ４のチルトを補正する。

チルト検出信号を用いたクローズドループにより、光ディスクの面振れによって発生するラジアルチルトをリアルタイムで補正できる。また、光ディスク装置全体の小型化等にも効果がある。

なお、対物レンズアクチュエータ２０６は、本実施形態で述べたような可動部４を傾ける方法に限らず、例えば光学ヘッド全体を傾けるなどの他の方法を用いても同様の効果が得られる。

上述の各実施形態の説明のうち、特に光学ヘッドの変位検出部が補正係数ｋを選択し、その補正係数ｋに基づいてチルト検出信号を生成する処理は、コンピュータプログラムに基づいて実現することが可能である。チルト検出部を有する光学ヘッド、または、光ディスクコントローラのコンピュータは、メモリ（図示せず）に格納されたそのようなコンピュータプログラムを実行することによって上述した処理を実現する。コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録して市場に流通させ、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送される。

本発明の光学ヘッドは、レーザ光源のＦＦＰの強度分布が不均一である場合でも、高精度なラジアルチルト検出を行うことが可能である。また、さらに、受光部を、光ディスクにおいて反射された光ビームのうちの０次光の一部を受光しないように構成することにより、記録トラックと未記録トラックで反射率が異なる振幅変調型の光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光学ヘッドや光ディスク装置に対しても有用である。

特に、ラジアルチルトによって発生するコマ収差を、対物レンズを傾けることによって補正する機能を有する光学ヘッドや光ディスク装置に対して有用である。

実施形態１による光学ヘッド１００の構成を示す図である。 受光部７で分割されて受光される光束１２を示す図である。 ＦＦＰの強度分布が不均一である場合の、差信号ＰＰ１とＰＰ２、チルト検出信号ＴＬＴの挙動を示した図である。 対物レンズの位置と差信号ＰＰ３の信号レベルとの関係を示す図である。 対物レンズ位置に応じて補正係数ｋの値を変更したときの、対物レンズ位置とチルト検出誤差との関係を示す図である。 光束１２と受光部７の分割パターンとの関係を示す図である。 光ディスク５の情報トラックの断面を模式的に示す図である。 光スポットが記録済みトラックおよび未記録トラックをトレースしたときに生じる、チルト検出信号ＴＬＴの検出誤差の挙動を示す図である。 情報トラック方向の受光部７の分割パターンについての他の例を示す図である。 情報トラック方向の受光部７の分割パターンについての他の例を示す図である。 実施形態３による光学ヘッド２００の構成を示す図である。 実施形態４による光ディスク装置５０の構成を示す図である。 対物レンズアクチュエータ２０６の可動部１４と固定部１５の構成を示す図である。 光ディスク装置５０におけるチルト検出処理の手順を示すフローチャートである。 特許文献１に記載された従来の光学ヘッドおよびチルト検出機構の構成を説明する模式図である。 受光部１０７の受光領域と受光領域に入射する光束とを示す図である。 特許文献２に記載された従来の光学ヘッドの受光部１０７’の受光領域と、受光領域に入射する光束とを示す。 ＦＦＰの強度分布が不均一である場合の差信号Ｐ０１とＰ０２の挙動の例を示す図である。 補正係数ｋ０を、２．０、１．８、１．６と変化させた時のチルト検出信号ＴＬ０に基づくチルト検出誤差を示す図である。

符号の説明

１ 光源
２ 光軸
３ ビームスプリッタ
４ 対物レンズ
５ 光ディスク
６ 検出光学系
７ 受光部
８ チルト検出部
９ 信号演算部
１０ 増幅アンプ
１１ 差動アンプ
２０、２１ 変位検出部
２２ センサ
２４ 可動部

Claims (19)

1. 光源と、
   前記光源から放射された光ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、
   前記光ディスクで反射された光ビームを受光面の複数領域において分割して受光し、各領域で受光した光の強度に基づいて複数の受光信号を出力する受光部と、
   各受光信号に基づいて前記対物レンズと前記光ディスクとの相対的な傾きを検出するチルト検出部と
   を有する光学ヘッドであって、
   前記チルト検出部は、前記複数領域のうち、前記光ディスクのトラック方向に対応した、光軸と交わる仮想的な基準線に関して対称に配置され、前記光ディスクのトラックからの回折光の０次成分と±１次成分とが重なった部分が入射する領域を含む第１複数領域からの受光信号に基づいて第１プッシュプル信号ＰＰ１を生成し、前記基準線に関して対称に配置され、前記光ディスクのトラックからの回折光の０次成分と±１次成分とが重なった部分が入射する領域のうち、前記第１複数領域を除く領域を含む第２複数領域からの受光信号に基づいて第２プッシュプル信号ＰＰ２を生成し、かつ、所定の基準位置からの、前記対物レンズの前記光ディスク半径方向の変移量に応じて係数ｋを変化させ、
   ＴＬＴ＝ＰＰ１−ｋ×ＰＰ２
   によってチルト検出信号ＴＬＴを生成する、光学ヘッド。
2. 前記受光面の複数領域は、前記受光面が、前記光ディスクの半径方向に対応する第１方向および前記トラック方向に対応する第２方向に沿って分割されている、請求項１に記載の光学ヘッド。
3. 前記チルト検出部は、前記第１プッシュプル信号ＰＰ１および前記第２プッシュプル信号ＰＰ２を生成する信号演算部をさらに備え、
   前記信号演算部は、前記第１複数領域および前記第２複数領域とは異なる、前記基準線に関して対称に配置され、前記光ディスクのトラックからの回折光の０次成分が入射する領域からなる第３複数領域からの受光信号に基づいて第３プッシュプル信号ＰＰ３をさらに生成し、
   前記変位検出部は、生成された前記第３プッシュプル信号ＰＰ３に基づいて前記変位量を検出する、請求項１に記載の光学ヘッド。
4. 前記チルト検出部は、前記第１プッシュプル信号ＰＰ１および前記第２プッシュプル信号ＰＰ２を生成する信号演算部をさらに備え、
   前記第１複数領域および前記第２複数領域の少なくとも一方は、前記光ディスクにおいて反射された光ビームのうちの０次光のみを受光する、前記基準線に関して対称に配置された第４複数領域を含んでおり、
   前記信号演算部は、前記第４複数領域からの受光信号に基づいて第４プッシュプル信号ＰＰ４をさらに生成し、
   前記変位検出部は、生成された前記第４プッシュプル信号ＰＰ４に基づいて前記変位量を検出する、請求項１に記載の光学ヘッド。
5. 前記対物レンズを駆動するための可動部を有するアクチュエータをさらに備え、
   前記変位検出部は、前記可動部の変位量に基づいて前記対物レンズの変位量を検出する、請求項１に記載の光学ヘッド。
6. 前記光ディスクは、情報が記録された記録トラックと情報が記録されていない未記録トラックとで反射率が異なっており、
   前記第１複数領域および前記第２複数領域は、前記光ディスクにおいて反射された光ビームのうちの０次光の一部を受光しない、請求項１に記載の光学ヘッド。
7. 前記第１複数領域および前記第２複数領域の各々に含まれる、前記基準線に関して対称に配置された少なくとも１組の複数領域は、離間して配置されている、請求項６に記載の光学ヘッド。
8. 前記変位検出部は、前記チルト検出信号ＴＬＴのオフセットの変動が最小になるように、前記対物レンズの前記光ディスク半径方向の所定の変位量毎に前記係数ｋを変化させる、請求項１に記載の光学ヘッド。
9. 前記変位検出部は、前記光ディスクの情報記録層に対して前記光ビームの焦点位置が所定量ずれている場合において前記チルト検出信号ＴＬＴの変動が最小になるように、前記係数ｋを変化させる、請求項８に記載の光学ヘッド。
10. 前記変位検出部は、前記光ディスクの情報記録層に対して前記光ビームに所定の球面収差が発生している場合において前記チルト検出信号ＴＬＴの変動が最小になるように、前記係数ｋを変化させる、請求項８に記載の光学ヘッド。
11. 前記変位検出部は、前記変位量が取り得る値に応じて予め設定された係数ｋの値を複数保持しており、
    前記変位検出部は、検出した前記変位量に対応する係数ｋを選択する、請求項１に記載の光学ヘッド。
12. 前記変位検出部は、前記変位量が取り得る範囲を複数の区間に区分し、各区間に対応する係数ｋの値を保持しており、
    前記変位検出部は、検出した前記変位量が属する区間を特定し、特定した前記区間に対応する係数ｋに変化させる、請求項１１に記載の光学ヘッド。
13. 前記変位検出部は、前記変位量が取り得る範囲を、前記対物レンズの中立位置を基準として前記光ディスクの内周側の区間と外周側の区間とに区分して、各区間に対応する係数ｋの値を保持する、請求項１２に記載の光学ヘッド。
14. 前記変位検出部は、前記変位量が取り得る範囲を、前記対物レンズの中立位置を含む第１の区間と、前記第１の区間よりも前記光ディスクの内周側の第２の区間と、前記第１の区間よりも前記光ディスクの外周側の第３の区間とに区分して、各区間に対応する係数ｋの値を保持する、請求項１２に記載の光学ヘッド。
15. 複数の前記係数ｋの値は、前記光学ヘッドの組立調整時に設定される、請求項１１に記載の光学ヘッド。
16. 前記変位検出部は、前記光ビームが照射される光ディスク毎に前記係数ｋを設定する、請求項１１に記載の光学ヘッド。
17. 前記チルト検出部から出力された前記チルト検出信号ＴＬＴに応じて、前記対物レンズと前記光ディスクとが相対的に傾くことによって生じる収差を補正するチルト補正部をさらに備えた、請求項１に記載の光学ヘッド。
18. 前記チルト補正部は、駆動信号に基づいて前記対物レンズを少なくとも前記光ディスクの半径方向に傾けることが可能であり、前記駆動信号は、前記チルト検出信号ＴＬＴに基づいて生成される、請求項１７に記載の光学ヘッド。
19. 請求項１から１８のいずれかに記載の光学ヘッドと、
    光ディスクを回転駆動するためのモータと、
    前記光学ヘッドおよび前記モータを制御する制御部と
    を備えた光ディスク装置。

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