JPWO2004023464A1 - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

情報記録媒体からの反射光の反射直進光と情報記録媒体の情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域のうち、情報記録媒体と対物レンズとの相対角度の変化及び対物レンズの情報記録媒体のラジアル方向へのシフトにより光量が変化する領域（３２ａ，３２ｂ）における複数の光束をそれぞれ回折する光束分離手段（３５）と、情報記録媒体で反射され光束分離手段（３５）で分離された光束を受光する受光素子（３６ａ，３６ｂ）と、情報記録媒体に対する対物レンズのラジアル方向へのシフト量に対応するラジアル方向位置信号に応じて、受光素子（３６ａ，３６ｂ）で検出した電気信号の値を補正して、情報記録媒体と対物レンズとの相対角度を検出する演算回路とを備えている。

Description

本発明は、情報記録媒体に光スポットを投影して光学的に情報を記録再生する方式であるディスク記録再生装置における光学ヘッドに関し、特にチルト検出装置に関する。

光学ヘッド及びディスク記録再生装置は、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＭＤ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒなどその用途は年々多様化すると共に、益々高密度、高性能、高品質及び高付加価値化している。特に近年、ディスク記録再生装置は高密度化の一途を辿っており、記録再生方式のより一層の高性能、高品質及び高機能化が求められている。
光ディスク媒体の記録情報が高密度になるほど、光学ヘッドの精度及び性能の向上が強く要望される。特に、光ディスク媒体に対する光学ヘッドの対物レンズの光軸に対する垂直性はより厳密に要求され、両者の間にチルトと呼ばれる傾斜誤差が発生すると、これを高精度に検出して補正する技術が必須となる（例えば下記特許文献１参照）。
従来、ディスク記録再生装置の光学ヘッドのチルト検出装置及びチルト補正装置に関する技術について、数多くの報告がなされている。以下、図面を参照しながら、従来の光学ヘッドのチルト検出装置の一例として、ディスク記録再生装置の光学ヘッドのチルト検出装置について説明する。
図２４は、従来の光学ヘッドのチルト検出装置の概略的な構成図及びその動作原理を説明する図である（例えば下記特許文献２参照）。
図２４において、８０は光ディスク、８１は光学ヘッド、８２は受光素子、８３は差動アンプ、８４は光源となるＬＥＤ、８５ａ及び８５ｂは光検出器である。また、２は半導体レーザ、７９は対物レンズ、４７はターンテーブル、８６はキャリア、８７は駆動ギヤ、８８はＤＣモータ、８９はチルト支点である。
ターンテーブル４７は、その保持面に光ディスク８０を保持し、回転中心軸Ｒを中心として、光ディスク８０を規定の回転数で精度良く回転させる。
光学ヘッド８１は、半導体レーザ２、対物レンズ７９、対物レンズ駆動装置（図示せず）を含んでおり、半導体レーザ２からの光束は、対物レンズ７９に入射する。対物レンズ駆動装置は、光ディスク８０に対する対物レンズ７９の位置を、フォーカス方向及びトラッキング方向（ラジアル方向）へ移動させ、光ディスク８０に形成される光スポットの位置を正確に制御する。さらに、光ディスク８０の所定の情報トラックに光を集光するとともに、その反射光を受光素子８２で検出し光ディスク８０の情報を再生する。
一方、光検出器８５ａ、８５ｂは、光学ヘッド８１に設けられており、ＬＥＤ８４から光ディスク８０に光を照射し、反射光を光検出器８５ａ、８５ｂで受光し、差動アンプ８３は、光検出器８５ａ、８５ｂからの出力の差を演算する。このチルト検出装置において、ＬＥＤ８４から光は、光ディスク８０で反射され光検出器８５ａ、８５ｂに達する。
ここで、所定の基準に対する光ディスク８０のチルトが０°（小さいとき）、又は光ディスク８０と光学ヘッド８１との相対傾きが０°（小さいとき）のとき、すなわち対物レンズ７９の光軸と光ディスク８０とが垂直のとき、光検出器８５ａと８５ｂとに到達する反射光の光量は、略同じになるようになっている。
光ディスク８０にチルトが発生した場合、光ディスク８０からの反射光は、光検出器８５ａ、８５ｂのいずれか一方に片寄る。したがって、光検出器８５ａ、８５ｂの出力の差を演算する差動アンプ８３の出力として、光ディスク８０のチルトの方向に応じた電気信号を得ることができる。
一方、光学ヘッド８１は、キャリア８６に対して光ディスク８０のラジアル方向に駆動ギヤ８７及びＤＣモータ８８等でチルト支点８９を中心として、光学ヘッド８１を図中Ｖ方向に駆動してチルト補正を行う。このとき、光ディスク８０と光学ヘッド８１のチルト補正は、差動アンプ８３の出力に応じた電圧をＤＣモータ８８に印加して、駆動ギヤ８７等により光学ヘッド８１全体をキャリア８６又は光ディスク８０に対して傾けることになる。
しかしながら、前記のような従来の光学ヘッドのチルト検出装置では、ＬＥＤ８４の広がり角又は発光点位置のバラツキが大きすぎて、光検出器８５ａ、８５ｂで受光する光量のバラツキが大きくなってしまう。このため、光ディスク８０のラジアル方向のチルト量に対する差動アンプ８３の出力の変化割合となる検出感度が大きくばらついてしまうとともに、光ディスク８０のチルト検出精度も大きくばらついてしまうという問題があった。
また、ＬＥＤ８４と光検出器８５ａ及び８５ｂとの相対位置が大きく変化し、ＬＥＤ８４の発光点と光検出器８５ａ、８５ｂの正確な位置調整が必要となる。このため、調整工数が大幅に増加してしまうとともに、ＬＥＤ８４と光検出器８５ａ、８５ｂの位置も大きくばらついてしまい、光学ヘッド８１の外形形状の精度がばらつくという問題もあった。
さらに、光学ヘッド８１上に別途光源となるＬＥＤ８４を設けるため、光学ヘッド８１の小型薄型化が困難になるとともに、組立工数及び部品コストが大幅に上昇するという問題があった。
一方、前記従来のチルト補正装置は、光学ヘッド８１全体をキャリア８６に対して傾ける構成であるので、チルト補正装置を含めた光学ヘッド８１が大きくなってしまい、ディスク記録再生装置の小型化が困難になるとともに、チルト補正の応答性が悪くなってしまうという問題もあった。
このため、光学ヘッド８１のチルト補正は、システム上での待ち時間が必要となり、記録又は再生中にリアルタイムで高速にチルト検出することができず、応答性に優れたチルト補正ができないという問題があった。
特開２００１−１６７４６１号公報 実開昭６０−１２７６３０号公報

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、チルト検出の専用光源を設けることなくチルト検出を実現し、小型・薄型化でき、応答性に優れたチルト補正ができる光学ヘッドを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の第１の光学ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズとの間に位置し、前記情報記録媒体からの反射光の反射直進光と前記情報記録媒体の情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域のうち、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度の変化及び前記対物レンズの前記情報記録媒体のラジアル方向へのシフトにより光量が変化する領域における複数の光束をそれぞれ回折する光束分離手段と、前記情報記録媒体で反射され前記光束分離手段で分離された光束を受光し電気信号に変換する受光素子と、前記情報記録媒体に対する前記対物レンズのラジアル方向へのシフト量に対応するラジアル方向位置信号に応じて、前記受光素子で検出した電気信号の値を補正して、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度又はあらかじめ規定した基準面に対する前記情報記録媒体のチルト量を検出する演算回路とを備えたことを特徴とする。
本発明の第２の光学ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レーザからの光束を反射し前記対物レンズの移動と一体になって移動する光束反射部と、前記光束反射部で反射された光束を受光する受光領域を含む受光素子と、前記受光素子で検出した電気信号と前記対物レンズのラジアル方向のシフト量に対応するラジアル方向位置信号とを用いて、あらかじめ規定した基準面に対する前記対物レンズのチルト量を検出する演算回路とを備えたことを特徴とする。
本発明の第３の光学ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズの間に位置し、前記情報記録媒体上に複数の光スポットを結像する光束分離手段と、前記情報記録媒体で反射された前記複数の光スポットによる光束を受光し電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子により変換された前記各電気信号を演算することにより、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度を検出する演算装置とを備えたことを特徴とする。
本発明の第４の光学ヘッドは、発散光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザからの発散光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記対物レンズの略有効光束径外の光束の一部を前記情報記録媒体上に反射する光束反射部と、前記光束反射部によって反射され、かつ前記情報記録媒体で反射された光束を受光する２分割以上の受光部を含む受光素子と、前記受光素子の受光量を演算することにより、あらかじめ規定した基準面に対する前記情報記録媒体のチルト量を検出する演算装置とを備えたことを特徴とする。
本発明の第５の光学ヘッドは、発散光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザからの発散光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズの間に位置するコリメートレンズと、前記対物レンズ又は前記コリメートレンズの略有効光束径外の光束の一部を前記情報記録媒体上に反射する光束反射部と、前記光束反射部によって反射され、かつ前記情報記録媒体で反射された光束を受光する２分割以上の受光部を有する受光素子と、前記受光素子の受光量を演算することにより、あらかじめ規定した基準面に対する前記情報記録媒体のチルト量を検出する演算装置とを備えたことを特徴とする。
本発明の第６の光学ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記対物レンズを駆動する対物レンズ駆動装置と、前記対物レンズ駆動装置に電圧を印加し、前記対物レンズをフォーカス方向に駆動する電圧制御手段と、前記情報記録媒体で反射された光束を受光し、フォーカスエラー信号を生成する受光素子と、前記電圧制御手段により前記対物レンズ駆動装置に印加した駆動信号と、前記受光素子より得られるフォーカスエラー信号とを用いて、あらかじめ規定した基準位置に対する前記情報記録媒体のフォーカス方向の相対位置を検出するとともに、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度、前記情報記録媒体のチルト量、そり量、及び断面形状の少なくともいずれかを演算する演算装置とを備えたことを特徴とする。

図１Ａは、実施の形態１に係る光学ヘッドの平面図。
図１Ｂは、図１Ａに示した光学ヘッドの側面図。
図１Ｃは、光磁気記録媒体の中心部近傍の側面図。
図２は、本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドのチルト検出装置の構成を示した分解斜視図。
図３は、本発明の一実施の形態に係る受発光素子を説明する平面図。
図４は、本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドと光学ヘッド送り装置の動作の関連を示した分解斜視図。
図５は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドのチルト検出装置の構成を示した分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図。
図６Ａは、フォーカス誤差信号の略中心がＧＮＤと一致した状態を示す図。
図６Ｂは、フォーカス誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態を示す図。
図６Ｃは、本発明の一実施の形態に係るフォーカスサーボを説明するブロック図。
図７Ａは、トラッキング誤差信号の略中心がＧＮＤと一致した状態を示す図。
図７Ｂは、トラッキング誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態を示す図。
図７Ｃは、本発明の一実施の形態に係るトラッキングサーボを説明するブロック図。
図８Ａは、本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドの調整方法を示す分解斜視図。
図８Ｂは、図８Ａの各構成の組立て後の斜視図。
図９Ａは、本発明の一実施の形態に係る対物レンズ駆動装置の駆動波形を示す図。
図９Ｂは、本発明の一実施の形態に係る送りモータの駆動電圧波形を示す図。
図９Ｃは、本発明の一実施の形態に係る対物レンズ１１のラジアル方向移動波形を示す図。
図１０Ａは、本発明の一実施の形態に係るチルトもシフトもない場合の光束分布を示す図
図１０Ｂは、本発明の一実施の形態に係るラジアルシフトがある場合の光束分布を示す図
図１０Ｃは、本発明の一実施の形態に係るラジアルチルトがある場合の光束分布を示す図
図１０Ｄは、本発明の一実施の形態に係るタンジェンシャルチルトがある場合の光束分布を示す図
図１１は、本発明の一実施の形態に係るチルト検出装置の分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図。
図１２は、本発明の別の一実施の形態に係るチルト検出装置の分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図。
図１３Ａは、本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドの平面図。
図１３Ｂは、図１３Ａに示した光学ヘッドの側面図。
図１４Ａは、本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドのチルト検出装置を示す平面図。
図１４Ｂは、図１４Ａに示した光学ヘッドの送り方向と直交する方向における断面図。
図１５Ａは、本発明の実施の形態５に係る光学ヘッドのチルト検出装置の第２の例の断面図。
図１５Ｂは、本発明の実施の形態５に係る光学ヘッドのチルト検出装置の第３の例の断面図。
図１５Ｃは、本発明の実施の形態６に係る光学ヘッドのチルト検出装置の断面図。
図１６Ａは、本発明の実施の形態５に係る受光素子の分割パターンにおいて、ラジアルチルトもタンジェンシャルチルトもない状態の光束分布図。
図１６Ｂは、本発明の実施の形態５に係る受光素子の分割パターンにおいて、ラジアルチルトがあり、タンジェンシャルチルトがない状態の光束分布図。
図１６Ｃは、本発明の実施の形態５に係る受光素子の分割パターンにおいて、ラジアルチルトがなく、タンジェンシャルチルトがある状態の光束分布図。
図１７Ａは、本発明の実施の形態６に係る光ヘッドの概略構成図。
図１７Ｂは、本発明の実施の形態６に係る光束反射部の別の例を示す図。
図１７Ｃは、本発明の実施の形態６に係る光束反射部のさらに別の例を示す図。
図１８Ａは、本発明の実施の形態７に係る駆動波形パターンが三角波の例を示す図。
図１８Ｂは、本発明の実施の形態７に係る駆動波形パターンが正弦波の例を示す図。
図１８Ｃは、本発明の実施の形態７に係る駆動波形パターンが台形波の例を示す図。
図１９は、本発明の実施の形態７に係るチルト検出の動作フローを示したブロック図。
図２０は、本発明の実施の形態７に係るフォーカス誤差信号を示す図。
図２１は、本発明の実施の形態７に係る演算処理回路装置の演算を説明する図。
図２２は、本発明の実施の形態７の別の例に係る演算処理回路装置の演算を説明する図。
図２３Ａは、本発明の実施の形態８に係る光ヘッドの概略構成図。
図２３Ｂは、本発明の実施の形態８に係る情報トラックと光スポットと角度関係を示す図。
図２３Ｃは、本発明の実施の形態８の別の例に係る情報トラックと光スポットと角度関係を示す図。
図２４は、従来の光学ヘッドのチルト検出装置の概略的な構成図及びその動作原理の一例を説明する図。

本発明の第１の光ヘッドによれば、情報記録媒体のチルトを検出する光源は、情報記録媒体の情報を検出する半導体レーザと共通化することができるため、チルト検出用に新たな光源が不要になり、光学ヘッドの小型、薄型、低コスト化が可能となり、小型、薄型、低コストのディスク記録再生装置を実現することができる。
さらに、検出値を対物レンズのラジアル方向位置信号を用いて補正するため、ラジアル方向のチルト量を高精度に検出することができ、高性能かつ低消費電力なディスク記録再生装置を実現することができる。また、記録又は再生中にリアルタイムにラジアル方向のチルト量が検出でき、高速かつより高性能なチルト検出及びチルト補正が可能となる。
本発明の第２の光ヘッドによれば、少ない部品点数の簡単な構造で、対物レンズのチルトを検出できるとともに、対物レンズのラジアル方向の移動による相対角度の変化量を補正するので、検出精度を大幅に向上させることができる。
本発明の第３の光ヘッドによれば、情報記録媒体のトラックピッチに応じたチルト検出を簡単な構造で実現できる。
本発明の第４の光ヘッドによれば、情報記録媒体のチルトを検出する光源は、情報記録媒体の情報を検出する半導体レーザと共通化でき、チルト検出用に新たな光源を必要としないため、光学ヘッドの小型、薄型、低コスト化が可能となり、小型、薄型、低コストのディスク記録再生装置を実現することができる。また、対物レンズの有効光束径外の光束の一部を用いてチルト検出を行うため、低消費電力化が図れる。
本発明の第５の光ヘッドによれば、情報記録媒体のチルトを検出する光源は、情報記録媒体の情報を検出する半導体レーザと共通化でき、チルト検出用に新たな光源を必要としないため、光学ヘッドの小型、薄型、低コスト化が可能となり、小型、薄型、低コストのディスク記録再生装置を実現することができる。また、コリメートレンズ又は対物レンズの有効光束径外の光束の一部を用いてチルト検出を行うため、低消費電力化が図れる。
本発明の第６の光ヘッドによれば、フォーカスサーボ又はトラッキングサーボをかけない状態で、情報記録媒体の信号記録面（光束反射面）の基準位置（例えばターンテーブルの情報記録媒体の保持面）に対する高さ情報を検出することができ、情報記録媒体と対物レンズとのラジアル方向の相対角度変化、又はあらかじめ規定された基準面に対する情報記録媒体のラジアル方向のチルト量、そり量を高速に検出することができる。
また、ラジアル方向のチルト量の検出は記録又は再生中にリアルタイムには実施出来ないが、チルト検出用として光源、受光素子及び反射ミラーなどの構成部品が一切不要なため、光学ヘッドのさらなる小型・薄型化が可能であるとともにチルト検出装置としての組立工数も不要なため大幅な低コスト化も実現可能となる。
さらに、情報記録媒体のチルト量、そり量又は形状を検出し、対物レンズのラジアル方向位置によりチルトの補正の学習制御を行うことにより、高速にチルト補正を行うことが可能となる。
また、前記各発明は、発光点位置の精度及び光束の広がり角がＬＥＤに比べてばらつきの小さい半導体レーザを用いるため、受光素子で検出する検出光量及びチルトの変化量と検出光量との比となる検出感度のばらつきも小さくなり、高精度のチルト検出装置を実現できる。
前記第１の発明においては、前記光束分離手段は、前記略干渉領域の光束の一部をそれぞれ回折することが好ましい。この構成によれば、情報記録媒体のラジアルチルト量及び対物レンズのラジアル方向へのシフト量を感度良く検出でき、高精度のチルト検出が可能となる。
また、前記複数の光束は、前記反射直進光の略中心を通過するラジアル方向の軸及びタンジェンシャル方向の軸を境に分割した前記光束分離手段の４つ領域の光束であることが好ましい。この構成によれば、情報記録媒体のラジアル方向及びタンジェンシャル方向のチルトを精度良く検出できる。
また、前記対物レンズをラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動装置をさらに備えており、前記ラジアル方向位置信号は、前記対物レンズをラジアル方向に駆動させる印加電流より演算した信号であることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、容易に対物レンズのラジアル方向のシフト量を検出することができる。
また、前記ラジアル方向位置信号は、前記略干渉領域外の光束であって、前記反射直進光の略中心を通過するタンジェンシャル方向の軸を境に分割した前記光束分離手段の少なくとも２つの領域の光量を演算して生成した信号であることが好ましい。この構成によれば、精度良く対物レンズのラジアル方向のシフト量を検出することができる。
また、前記光束分離手段は、樹脂又はガラスで形成されたホログラム又は回折格子であることが好ましい。この構成によれば、光学ヘッドの構成部品を低減でき、光学ヘッドの低コスト化が可能となる。
また、前記光束分離手段は、λ／４板と、前記λ／４板と前記半導体レーザとの間に位置し、あらかじめ設定された偏光成分の光束のみに回折効果がある偏光ホログラムとを備え、前記受光素子は、前記偏光ホログラムにより回折された光束を受光することが好ましい。この構成によれば、情報媒体からの反射光束のみ回折することが可能となるため、光利用効率を向上させることができる。
また、前記光束分離手段は、前記対物レンズと一体に構成され、かつ前記対物レンズと一体にフォーカス方向及びラジアル方向に移動することが好ましい。この構成によれば、対物レンズがラジアル方向に移動した場合でも光束分離手段に入射する光束の強度分布は大きく変化しないため、高精度のチルト検出が可能となる。
また、前記対物レンズと前記半導体レーザとの間にコリメートレンズをさらに備え、前記コリメートレンズと前記光束分離手段が一体であることが好ましい。
前記本発明の第２の光ヘッドにおいては、前記光束反射部は、前記対物レンズを保持する対物レンズホルダーに形成されていることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、光束反射部が形成でき、対物レンズホルダーは対物レンズの移動に追従するので、検出精度にも優れている。
また、前記対物レンズの傾き角度を調整する対物レンズ駆動装置と、前記情報記録媒体で反射された光束を受光する第２の受光素子とをさらに備えており、前記対物レンズ駆動装置で前記対物レンズの傾き角度を調整しながら検出した前記第２の受光素子の電気信号と前記受光素子の電気信号とにより、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度を検出することが好ましい。この構成によれば、簡単な構成で情報記録媒体と対物レンズとの相対角度を検出できる。
また、前記対物レンズをラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動装置をさらに備えており、前記ラジアル方向位置信号は、前記対物レンズをラジアル方向に駆動させる印加電流より演算した信号であることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、容易に対物レンズのラジアル方向のシフト量を検出することができる。
また、前記情報記録媒体からの反射光の反射直進光と前記情報記録媒体の情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域外の光束であって、前記反射直進光の略中心を通過するタンジェンシャル方向の軸を境に分割した前記光束分離手段の少なくとも２つの領域の光量を演算して生成した信号であることが好ましい。この構成によれば、精度良く対物レンズのラジアル方向のシフト量を検出することができる。
前記本発明の第３の光ヘッドにおいては、前記対物レンズを前記情報記録媒体のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動装置をさらに備えており、前記対物レンズ駆動装置を、前記対物レンズの中心軸を中心として回転させて前記情報記録媒体に対する前記光束分離手段の回転調整ができ、前記回転調整により、前記情報記録媒体の複数の光スポットの配置を調整できることが好ましい。この構成によれば、ラジアル方向のみのチルト検出、タンジェンシャル方向のみのチルト検出、及びラジアル方向とタンジェンシャル方向との双方のチルト検出の切換えが可能になる。
また、前記光束分離手段は、回折格子又は偏光ホログラムであることが好ましい。この構成によれば、光学ヘッドの構成部品を低減でき、光学ヘッドの低コスト化が可能となる。
本発明の第４の光ヘッドにおいては、前記半導体レーザを保持する光学ベースをさらに備えており、前記光学ベースは、金属又は樹脂で成形され、前記光束反射部は前記光学ベースと一体に成形され、前記光束反射部に光反射膜が形成されていることが好ましい。この構成によれば、光束反射部を精度良く容易に形成することができる。
また、前記光学ベースは樹脂を材料とし、ガラスを材料とする前記光束反射部と一体成形されていることが好ましい。この構成によれば、光束反射部を精度良く容易に形成することができる。
また、前記光束反射部は、蒸着又は塗布により形成された光反射膜であることが好ましい。この構成によれば、光束反射部を精度良く容易に形成することができる。
本発明の第５の光ヘッドにおいては、前記光束反射部は、前記コリメートレンズの略有効光束径外であり、かつ前記コリメートレンズの外形付近に一体に形成されていることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、低コストで容易かつ高精度に光束反射部を形成できる。
また、前記光束反射部は、前記コリメートレンズの外形付近にアルミ又は光反射膜を蒸着、塗布又はコーティングして形成されていることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、低コストで容易かつ高精度に光束反射部を形成できる。
本発明の第６の光ヘッドにおいては、前記基準位置は、前記情報記録媒体を保持するターンテーブル、前記光学ヘッドの一部及び前記光学ヘッドのガイドシャフトのいずれかであることが好ましい。この構成によれば、基準位置の精度が安定している。
また、前記電圧制御手段からの駆動信号が、三角波、台形波及び正弦波のいずれかであることが好ましい。この構成によれば、フォーカスエラー信号を容易かつ高精度に検出できる。
また、前記演算装置は、前記情報記録媒体のラジアル方向に異なる２箇所以上の位置で、前記基準位置に対する前記情報記録媒体のフォーカス方向の相対位置を検出し、複数の前記相対位置から前記情報記録媒体のチルト量、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度、前記情報記録媒体のそり量及び断面形状の少なくともいずれかを演算することが好ましい。
また、前記演算した前記情報記録媒体のラジアル方向の位置に対応するチルト量、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度、前記情報記録媒体のそり量及び断面形状の少なくともいずれかをメモリに記憶し、前記メモリの情報を用いて、手ラジアル方向の位置に対応させて、前記対物レンズの前記情報記録媒体に対する相対角度を変化させるためのチルト補正信号を発生することが好ましい。この構成によれば、いわゆる学習効果により高速にチルト補正を実現できる。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドの構成図である。図１Ａは、実施の形態１に係る光学ヘッドの平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示し，た光学ヘッドの側面図であり、図１Ｃは、光磁気記録媒体の中心部近傍の側面図である。
１はシリコン基板、２はシリコン基板１上に固定された光源に対応する半導体レーザ、３はシリコン基板１上にＩＣプロセスにて形成された多分割光検出器、４はシリコン基板１を銀ペーストを介して伝熱状態で保持する放熱プレートである。
また、５は多分割光検出器からワイヤーボンディング等で配線された端子、６はシリコン基板１、放熱プレート４及び端子５を保持する樹脂パッケージ、７は樹脂で成形されたホログラム素子（回折格子）、８はビームスプリッタ８ａ、折り返しミラー８ｂ及び偏光分離素子８ｃより構成された複合素子である。
この構成において、シリコン基板１、半導体レーザ２、多分割光検出器３、放熱プレート４、端子５、樹脂パッケージ６、ホログラム素子７、複合素子８を一体構成としたものを集積ユニット９と定義する。
また、１０は反射ミラー、１１は対物レンズ、１３は連続溝であるランド及びグルーブより構成され磁気光学効果を有する光磁気記録媒体である。半導体レーザ２と対物レンズ１１との間には、光束分離手段である回折格子（ホログラム素子）３５が配置されている。
図２は、図１に示した光学ヘッドの分解斜視図である。対物レンズ駆動装置１４は、対物レンズ１１、対物レンズを固定するための対物レンズホルダー１２、ベース１５、サスペンション１６、磁気回路１７、コイル１８ａ、コイル１８ｂ及びコイル１８ｃを備えている。１９は、光学ベースである。
コイル１８ａ及びコイル１８ｃに同じ値の電流を通電して対物レンズ１１をフォーカス方向に、またコイル１８ｂに通電して対物レンズ１１をラジアル方向に駆動することが可能となる。
さらに、コイル１８ａとコイル１８ｃに異なった値の電流を通電すれば、対物レンズ１１を対物レンズ１１の光軸に対してラジアル方向に回動させることが可能となり、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１のラジアル方向の相対角度を変化させることが可能となる。
図３は、図１に示した光学ヘッドの受発光素子を説明する平面図である。２０は多分割光検出器３上に形成されたフォーカス誤差信号検出用の光スポット、２１は多分割光検出器３上に形成されたトラッキング誤差信号検出用の光スポットである。
２２は多分割光検出器３上に形成されるメインビーム（Ｐ偏光）、２３は多分割光検出器３上に形成されるメインビーム（Ｓ偏光）、２４はフォーカス誤差信号受光領域、２５及び２６はトラッキング誤差信号受光領域である。
２７は情報信号受光領域、２８ａ、２８ｂ、２８ｃは減算器であり、減算器２８ａにより光磁気ディスク信号を得、減算器２８ｂによりフォーカス誤差信号を得、減算器２８ｃによりトラッキング誤差信号を得る。
２９は加算器であり、加算器２９によりプレピット信号を得る。また、図１に示したように、３０及び３１はフォーカス誤差信号検出用の光スポットの焦点、３２は光磁気記録媒体１３上に形成される光スポットである。
なお、前記の各受光領域には、受光素子が形成されており、受光素子は、受光量を電気信号に変換することになる。このことは、以下の各実施の形態における受光領域についても同様である。
図４は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドと光学ヘッド送り装置の動作の関連を説明する斜視図である。３３はカバー、３４は接着剤であり、接着剤３４により、カバー３３、図２に示した反射ミラー１０、対物レンズ駆動装置１４は、光学ベース１９に固定される。
図５は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドのチルト検出装置の構成を示した分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図を示している。回折格子３５は、回折光束領域３２ａ及び３２ｂの光束をそれぞれ回折する。回折光束領域３２ａ及び３２ｂは、光磁気記録媒体１３からの反射光のうち反射直進光と情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域の一部である。
これらの回折光束は、ビームスプリッタ８ａ（図１）を透過後、多分割光検出器３上に形成された受光領域３６ａ及び３６ｂで受光される。また、回折格子３５は、対物レンズ駆動装置１４（図２）に一体に組み込まれているので、対物レンズ１１と一体となってフォーカス方向及びラジアル方向に移動する。なお、チルト補正の詳細については、後に具体的に説明する。
次に、サーボ信号を考慮した光学ヘッドの光学調整について、図面を参照しながら説明する。フォーカス誤差信号の初期位置設定は、多分割光検出器３の図１に示したＺ軸方向（光軸方向）の位置を、フォーカス誤差信号受光領域２４（図３）が光スポットの焦点３０及び３１（図１）の略中間に位置するように、集積ユニット９の樹脂パッケージ６を光学ベース１９（図２）に固定する。
ここで、図６は、光学ヘッドのフォーカスサーボを説明する図である。図６Ａ、Ｂにおいて、横軸Ｚは光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対距離を示しており、縦軸Ｖは電圧（距離）を示している。図６Ａは、フォーカス誤差信号（いわゆるＳ字信号）の略中心がＧＮＤと一致した状態を示している。図６Ｂは、フォーカス誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態を示している。
半導体レーザ２が精度良く集積ユニット９に固定されているため、光磁気記録媒体１３及び対物レンズ１１が、Ｚ方向（光軸方向）において正規の位置（設計センター）にあるとき、図６Ａに示したように、フォーカス誤差信号（いわゆるＳ字信号）の略中心がＧＮＤと一致する。
図６Ｃは、図６Ｂに示したようなフォーカス誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態におけるフォーカスサーボのブロック図を示している。具体的には、ＳＳＤ方式により検出したフォーカス誤差信号により、ＧＮＤとのデフォーカス量を演算し（ステップ１０３）、デフォーカス量に応じたオフセット電流（電圧）を算出し（ステップ１０４）、オフセット量に応じた電流をコイル１８ａ及びコイル１８ｃに印加する（ステップ１０５）ことでＧＮＤ付近で収束することになる。ＧＮＤとのデフォーカス量は図６Ｂのｖに相当し、横軸とＳ字信号中心との間の値である。
次に、図７は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドのトラッキングサーボを説明する図である。図７Ａ、Ｂにおいて、縦軸Ｖは電圧（オフトラック量）、横軸Ｘはラジアル方向の位置を示している。図７Ａは、トラッキング誤差信号の略中心がＧＮＤと一致した状態を示している。図７Ｂは、トラッキング誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態を示している。
トラッキング誤差信号の調整は、いわゆるプッシュプル法を用い、外部治具（図示せず）により光学ベース１９（図４）を保持し、対物レンズ駆動装置１４（図２）をＸ方向（ラジアル方向）及びＹ方向（タンジェンシャル方向）に移動させる。この移動により、図３に示したトラッキング誤差信号受光領域２５及び２６の出力が略均一となるように調整する。このことにより、トラッキング誤差信号のＧＮＤとの交点にトラッキングサーボが収束することとなる。
したがって、図７Ｃのブロック図に示したように、検出したトラッキング誤差信号より、ＧＮＤとのオフトラック量を演算し（ステップ１０６）、さらにオフトラック量に応じたオフトラック電流を算出し（ステップ１０７）、オフトラック量に応じた電流をコイル１８ｂに印加する（ステップ１０８）ことでＧＮＤ付近で収束することになる。オフトラック量は、図７Ｂのｖに相当し、横軸とＳ字信号中心との間の値である。
この調整は結果的には、図１において半導体レーザ２の発光軸中心に対して対物レンズ１１の中心を合わせることになる。
次に、図８を参照しながら、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対傾き調整（チルト調整）について説明する。図８Ａは光学ヘッドの調整方法を示す分解斜視図であり、図８Ｂは組立て後の斜視図を示している。
チルト調整は、外部治具（図示せず）によりベース１５を保持し、図８Ａに示したように、ラジアル方向チルト調整（Ｙ軸周り）θＲ、タンジェンシャル方向チルト調整（Ｘ軸周り）θＴにより行う。調整後は、図８Ｂに示したように、ベース１５を光学ベース１９に接着剤３４を用いて接着固定する。
以上のような工程を経て、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号の調整、スキュー調整が完了し光学ヘッドが完成する。
一方、光学ヘッド全体を光磁気記録媒体１３のラジアル方向（Ｘ方向）へ移動させる光学ヘッド送り装置は、図４に示したように、送りネジ４０、副軸４１、送りモータ４２、ギヤ４３ａ、ギヤ４３ｂ及びカバー３３に構成されたナット板４４、軸受け４５を含んでおり、メカベース４６に取り付けられる（取付けの詳細は図示せず）。
また、図１Ｃに示したように、ターンテーブル４７は保持面により光磁気記録媒体１３を規定の高さ（光軸方向位置）で保持する。
この状態において、図４に示したナット板４４と送りネジ４０が勘合し、送りモータ４２の回転により、ギヤ４３ａとギヤ４３ｂのギヤ比及び送りネジ４０のピッチにより算出される減速比から決定される送り量だけ光学ヘッド全体がラジアル方向に移動する。
このとき、対物レンズ１１と光学ベース１９との相対位置は、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量から光学ヘッドのラジアル方向の送り量の差となり、対物レンズ１１のシフト量（ラジアル方向の移動量）の最大値は、送りモータ４２が回転する直前の値となる（図９参照）。
図４及び図９を参照しながら、記録又は再生時における対物レンズ１１の光磁気記録媒体１３の内周から外周への動作について説明する。
図９Ａは、対物レンズ駆動装置１４の駆動波形を示しており、縦軸１はコイル１８ｂの印加電流（又は印加電圧）であり、横軸ｔは時間（又は対物レンズ１１の移動量）である。図９Ｂは、送りモータ４２の駆動電圧波形を示しており、縦軸ｖは送りモータ４２の印加電圧であり、横軸ｔは時間を示している。図９Ｃは、対物レンズ１１のラジアル方向移動波形を示しており、縦軸ｖは電圧量（又は移動量（μｍ））であり、横軸ｔは、横軸ｔは時間（又は対物レンズ１１の移動量）である。
まず、設計光軸５０（図１）付近に対物レンズ１１の略中心が位置し、光磁気記録媒体１３のトラックに追従するように対物レンズ１１をラジアル方向に移動させる（図９Ａ）。これは、コイル１８ｂに電流を印加し、対物レンズ１１をラジアル方向にシフトさせて行う。
図９Ａに示したように、光磁気記録媒体１３の偏芯成分ｅを有しながら、対物レンズ１１が外周側にシフトするにしたがい、コイル１８ｂの電流値のＤＣ成分が増加することになる。コイル１８ｂの電流値の下限と上限との間の量が、送り量Ｆに相当する。
これと同時に、コイル１８ｂに印加された電流値に対応した電圧が送りモータ４２に印加される（図９Ｂ）。この電圧が所定値に達したときに送りモータ４２が回転することで、ギヤ４３ａ、ギヤ４３ｂ及び送りネジ４０によって決定されるギヤ比に対応した送り量が光学ヘッドに印加され、光学ベース１９全体が外周方向（ラジアル方向）に駆動される（図９Ｃ）。
図１−９を用いて説明した光学ヘッドの構成、作用は、図５に示したチルト検出装置の構成を除き、以下の各実施の形態においても同様である。
以上のように構成された実施の形態１について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。半導体レーザ２より発せられた光は、ホログラム素子７により異なる複数の光束に分離される。異なる複数の光束は複合素子８のビームスプリッタ８ａを透過し、反射ミラー１０で反射され回折格子３５に入射する。回折格子３５により複数の光束に分離されるが、直進光（０次光）は対物レンズホルダー１２に固定された対物レンズ１１により、光磁気記録媒体１３上に直径１ミクロン程度の光スポット３２として集光される。
また複合素子８のビームスプリッタ８ａにより反射された光束はレーザモニタ用受光素子（図示せず）に入射し半導体レーザ２の駆動電流を制御する。
光磁気記録媒体１３からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子８のビームスプリッタ８ａにより反射分離されて、折り返しミラー８ｂ、偏光分離素子８ｃに入射する。
半導体レーザ２は、図１Ａで紙面に平行な偏光方向（Ｗ）に設置されており、入射光は偏光分離素子８ｃにより、互いに直交する２つの偏光成分の光束に分離され、情報信号受光領域２７（図３）に入射する。図３に示したＰ偏光からなるメインビーム２２とＳ偏光からなるメインビーム２３の差を演算することにより、差動検出法による光磁気ディスク情報信号の検出が可能となる。さらに、それらの和をとることにより、プレピット信号の検出が可能となる。
また、光磁気記録媒体１３からの反射光のうち、ビームスプリッタ８ａを透過した光束は、ホログラム素子７により複数の光束に分離される。この分離された光束は、図３に示したように、フォーカス誤差信号受光領域２４と、トラッキング誤差信号受光領域２５及び２６とに集光する。フォーカスサーボは、いわゆるＳＳＤ法で行い、トラッキングサーボはいわゆるプッシュプル法で行う。
図５に示すように、光束分離手段である回折格子３５は、光磁気記録媒体１３で反射された光束のうち、反射直進光と、光磁気記録媒体１３の連続溝で回折された±１次光とが干渉する２つの領域である回折光束領域３２ａ及び３２ｂの光束をそれぞれ回折する構成となっている。
回折された２つの光束はビームスプリッタ８ａを透過後、ホログラム素子７の外側を通過し（光束の一部がホログラム素子７で回折される構成としてもよい）、受光素子が配置された受光領域３６ａ及び３６ｂに入射する。
図１０Ａから図１０Ｄは、回折格子３５上の光束分布を示している。９０は、０次光の領域、９１は＋１次光の領域、９２は−１次光の領域を示している。領域９１では、０次光と＋１次光とが干渉しており、領域９２では、０次光と−１次光とが干渉している。
図１０Ａは、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量が少なく（略ゼロ）、かつ対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３とのラジアル方向の相対角度誤差（又はあらかじめ規定した基準面に対する光磁気記録媒体１３のラジアルチルト）が小さい（略ゼロ）場合の光束分布である。
この場合は、回折光束領域３２ａ及び回折光束領域３２ｂの光量はほぼ等しく、図５に示した受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂで受光する光量もほぼ等しくなるように設定されている。
図１０Ｂは、図１０Ａの状態から、対物レンズ１１がラジアル方向にシフトした場合の光束分布を示している。本図は、シフトについては、ラジアルシフトはあるが、タンジェンシャルシフトはなく、チルトについては、ラジアルチルトもタンジェンシャルチルトもない状態である。
この状態は、図１０Ａの状態に比べ、回折光束領域３２ａの光量が減少し、回折光束領域３２ｂの光量が増加する。これに伴い、受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂの受光量も同様に変化することになる。このため、差動アンプ３７ａの出力は、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量と相関があることになる。
一方、対物レンズ駆動装置１３のコイル１８ｂ（図２）のＤＣ電流値を演算することにより、対物レンズ１１のシフト量を検出することが可能となる（内周側か外周側のラジアル方向の移動方向により変化の方向（又は符号）は逆になる）。すなわち、対物レンズ１１のシフト量は、回折格子３５上の光束分布とは別個に独立して検出できることになる。
この検出した対物レンズ１１のシフト量と、図５に示した差動アンプ３７ａの出力との関係により、ラジアル方向のシフト量に対応した差動アンプ３７ａの出力値が算出できることになる。
したがって、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量による差動アンプ３７ａの出力変化成分は、コイル１８ｂのＤＣ電流値により演算した対物レンズ１１のシフト量に応じた補正値により補正することで、対物レンズ１１のラジアル方向のシフトによる差動アンプ３７ａの変化はキャンセルすることが可能となる。
すなわち、図１０Ａの状態から図１０Ｂの状態に変化することにより、図５に示した受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量は変化することになるが、前記のキャンセルにより、図５に示した差動アンプ３７ｂの出力値をゼロにすることができる。
図１０Ｃは、チルトが発生した場合の光束分布を示している。本図は、チルトについては、ラジアルチルトはあるが、タンジェンシャルチルトはなく、シフトについては、ラジアルシフトもタンジェンシャルシフトもない状態である。
より具体的には、対物レンズ１１のシフトがほとんどない状態で、あらかじめ規定した基準面（例えばターンテーブルの光磁気記録媒体１３の保持面等）に対して、光磁気記録媒体１３にラジアル方向のチルトが発生した場合、又は光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対角度変化がある場合である。
この状態では、０次光と±１次光との干渉により、回折光束領域３２ａの光量が減少し、回折光束領域３２ｂの光量が増加する。これに伴い、受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂの受光量も同様に変化する。
この場合、図１０Ａの状態と比べると、図５に示した差動アンプ３７ａ、３７ｂの出力値は変化することになる。この変化量は、対物レンズ１１のシフト量がないので、光磁気記録媒体１３のチルトのみによるものである。なお、ラジアルチルトの角度が逆の場合は、受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂの変化も逆になる。
次に、対物レンズ１１のラジアル方向のシフトがあり、かつ光磁気記録媒体１３のラジアル方向のチルトがある場合は、回折光束領域３２ａ及び３２ｂの光量がさらに変化し、これに伴い、受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂの受光量も同様に変化する。この場合、受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量の変化のうち、ラジアル方向のシフトに相当する量は、前記のようにコイル１８ｂのＤＣ電流値（電圧値でも可）の値から別個に独立して算出可能である。
このため、受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量の変化のうち、ラジアル方向のシフトに相当する量を引けば、ラジアル方向のチルト量に相当する光量変化が得られることになる。
すなわち、回折格子３５上の領域のうち、シフトのみで光量の変化する領域の光量変化では、チルト量を算出することはできないが、シフト及びチルトの双方で光量の変化する領域の光量変化を検出すれば、シフトによる光量変化分は別個に算出できるので、チルト量に相当する光量変化が得られることになる。
したがって、シフト及びチルトの双方がある場合でも、光磁気記録媒体１３のチルト量を正確に得ることができる。
以下、図５のブロック図を参照しながら、チルト制御について説明する。ステップ１０９でコイル１８ｂのＤＣ電流値を検出し、ステップ１１０で演算回路により対物レンズ１１のラジアル方向の移動量を算出する。ステップ１１１で演算回路によりラジアル方向移動量に応じた信号（電圧）を出力する。この出力と、アンプ３７ｃから出力された受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量の和に相当する出力とにより、ステップ１１２において、ゲイン（ｘｋ）を設定して補正値を算出する。差動アンプ３７ｂにより、差動アンプ３７ａからの出力とこの補正値との差が出力される。
この差動アンプ３７ｂからの出力値用いて、演算回路にて演算することにより（ステップ１００）、光磁気記録媒体１３のチルト量を正確に得ることができる。
さらに、演算回路は、このチルトを相殺するためのチルト補正信号を算出し（ステップ１０１）、これを駆動回路へ送出し、駆動回路はこれを受けて、コイル１８ａ、１８ｃを駆動する（ステップ１０２）ことにより光磁気記録媒体１３のチルトを制御することが可能となる。
このとき、光磁気記録媒体１３のチルト及び対物レンズ１１のシフトがない状態での受光領城３６ａ、受光領域３６ｂで受光した光量（シフト及びチルトがあるときの値でもよい）の加算アンプ３７ｃ以後のトータル信号で、チルト量の算出値を割ること、又はコイル１８ｂの電流値から算出したシフト量で補正値を演算するときに、このシフト量を前記のトータル信号で割ることにより、受光領域３６ａ及び３６ｂでの受光量による検出感度の誤差を補正することが可能となる。
また、図５のブロック図の破線で示したように、差動アンプ３７ｂ又は３７ａの出力を差動アンプ３７ｃの出力で割ることによっても、受光領域３６ａ及び３６ｂでの受光量による検出感度の誤差を補正することが可能となる。
また、演算回路により演算生成したラジアル方向のチルト量に応じたチルト補正量を駆動回路に出力し（図５のステップ１０２）、対物レンズ駆動装置１４のコイル１８ａ及び１８ｃに印加することにより、対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３との相対角度を高速に補正することが可能となる。これは、コイル１８ａと１８ｃとの電流値を変化させてフォーカス方向への駆動力を変化させることにより、ラジアル方向のチルトが発生するためである。
また、タンジェンシャルチルトのみがある場合は。図１０Ｄに示すような光量分布となる。図１０Ｄの状態は、チルトについては、タンジェンシャルチルトはあるが、ラジアルチルトはなく、シフトについては、ラジアルシフトもタンジェンシャルシフトもない状態である。
タンジェンシャル方向のチルトが発生すると、干渉パターンは、紙面上下方向にずれたものとなる。図１０Ｄの例は、紙面上方向にずれた干渉パターンを示している。このため、上下に光束を分割し、それぞれを受光することによりタンジェンシャル方向のチルトを検出することが可能となる。このことの詳細は、実施の形態２で説明する。
次に、図１１は、実施の形態１に係る光学ヘッドの別の例に係るチルト検出装置の分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図を示している。前記の例は、ラジアル方向のシフト量を対物レンズ１１のラジアル方向の移動量に対応するラジアル方向位置信号をコイル１８ｂのＤＣ電流値より演算した例である。これに対して、図１１の例は、ラジアル方向のシフト量を、プッシュプル信号における±１次光の影響が少ない光束領域４８ａ、光束領域４８ｂの光束をそれぞれ受光する受光領域３６ｅ及び３６ｆの差動アンプ４９以後の出力により演算する例である。
より具体的には、図１１に示したように、受光領域３６ｅ及び３６ｆの受光量差で算出した差動アンプ４９の出力を用いて、ステップ１１３で演算回路により対物レンズ１１のラジアル方向の移動量を算出する。ステップ１１４で演算回路により、ラジアル方向移動量に応じた信号（電圧）を出力する。この出力と、アンプ３７ｃから出力された受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量の和に相当する出力とにより、ステップ１１５において、ゲイン（ｘｋ）を設定して補正値を算出する。差動アンプ３７ｂにより、差動アンプ３７ａからの出力とこの補正値との差が出力される。以後のステップ１００、１０１、１０２については、図５の場合と同様である。
図１１のブロック図の破線は、図５の場合と同様に、受光領域での受光量による検出感度の誤差を補正する構成を示している。
また、ラジアル方向のシフト量の算出に、プッシュプル信号のオフセット値を用いてもよい。
以上のように実施の形態１によれば、対物レンズ１１に対する光磁気記録媒体１３の相対角度を高精度に検出することが可能となるため、対物レンズ１１のラジアル方向への移動量に起因する再生信号劣化及びサーボ信号劣化を大幅に改善することができ、光学ヘッド及びディスク記録再生装置における記録及び再生性能の大幅な向上を実現できる。
また、演算した相対角度に応じた電流値をコイル１８ａ及びコイル１８ｃに印加することにより、リアルタイムでかつ高速に対物レンズ１１に対する光磁気記録媒体１３の相対角度誤差を補正することができ高精度な光学ヘッドのチルト検出装置及びチルト補正装置を実現することができる。
さらに、チルト検出用として専用の別光源を必要としないので、光学ヘッド及びディスク記録再生装置の小型・薄型化と低コスト化も実現することができる。
なお、回折格子３５は対物レンズ１１と一体となってラジアル方向に移動する例で説明したが、対物レンズ１１と半導体レーザ２との間に配置し、かつ対物レンズ１１と一体でない構成でもよい。さらに、コリメートレンズを有するいわゆる無限系の光学構成の場合は、コリメートレンズと一体としてもよい。
また、情報記録媒体は光磁気記録媒体１１としたが相変化メディア又はプレピットを有したＲＯＭディスクでもよいことは言うまでもない。
さらに、チルト検出用としてビームスプリッタ８ａを透過した光束を使用する構成としたが、ビームスプリッタ８ａ及び折り返しミラー８ｂで反射された光束を用いてもよいことも言うまでもない。
また、回折格子３５による回折光束が２つの例で説明したが、回折光束が３つ以上でもよい。この場合であっても、反射直進光と＋１次回折光との干渉領域で回折された光束の光量の和と、反射直進光と−１次回折光との干渉領域で回折された光束の光量の和との差を演算することにより、チルト検出が可能である。
（実施の形態２）
実施の形態２について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、実施の形態２に係る光学ヘッドのチルト検出装置の分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図を示している。実施の形態１の図５と同一構成のものは、同一番号を付してその詳細な説明は省略する。
実施の形態２は、光分離手段である回折格子３５の領域のうち、実施の形態１の図５に示した受光領域３２ａ及び３２ｂに相当する領域を、図１２に示したように、４つの領域５１ａ−５１ｄに分割している。
これらの領域は、光磁気記録媒体１３からの反射光の反射直進光と光磁気記録媒体１３の情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域であり、かつ反射直進光の略中心を通過するラジアル方向のＸ軸及びタンジェンシャル方向のＹ軸を境に分割されている。
多分割光検出器３上は、４つの受光領域を５２ａ−５２ｄが形成されており、受光領域５１ａ−５１ｄのそれぞれに対応している。受光領域５２ａ−５２ｄの受光量に基いた差動アンプ３７ａ−３７ｈの出力により、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１とのラジアル方向及びタンジェンシャル方向の相対角度を共に検出することが可能となる。
タンジェンシャル方向のチルトが発生すると、例えば図１０Ｄに示すように、図１０Ａの回折格子３５上に形成される０次光と±１次光との干渉パターンはチルトがない場合に比べて、紙面上下方向にずれたものとなる。図１０Ｄの例は、紙面上方向にずれた干渉パターンを示している。
図１２において、差動アンプ３７ｆからは、上半分の受光領域５２ａ、５２ｂの受光量の和に相当する値が出力され、差動アンプ３７ｇからは、下半分の受光領域を５２ｃ、５２ｄの受光量の和に相当する値が出力される。そして、差動アンプ３７ｈからは、差動アンプ３７ｆと差動アンプ３７ｇとの出力差に相当する値が出力される。差動アンプ３７ｈからの出力は、タンジェンシャル方向のチルト量と相関があるので、この出力を用いて、演算回路により、タンジェンシャル方向のチルト量を算出することができる（ステップ１１６）。
一方、差動アンプ３７ｄから右半分の受光領域５２ｂ、５２ｄの受光量の和に相当する値を出力し、差動アンプ３７ｅから、左半分の受光領域５２ａ、５２ｃの受光量の和に相当する値を出力すれば、以後は実施の形態１の図５と同様にして、ラジアル方向のチルト量を算出することができる。
このとき、対物レンズ１１のラジアル方向シフト量は、コイル１８ｂのＤＣ電流値により算出してもよく、実施の形態１の図１１のように、受光領域４８ａ及び受光領域４８ｂの差動アンプ４９の出力より演算した値を用いてもよい。
ラジアル方向のチルト量については、前記実施の形態１のように、コイル１８ａとコイル１８ｂとの電流値を変化させて補正することができ、タンジェンシャル方向のチルト量については、昇降モータ等の外部装置を用いて補正することができる。このことは、以下の各実施の形態においても同様である。
本実施の形態によれば、タンジェンシャル方向及びラジアル方向のチルト量を高精度かつリアルタイムに検出することが可能となり、より一層高精度な記録再生が可能となり、記録及び再生の各種マージン（サーボマージン、ＲＦ検出マージン、記録パワーマージン）の大幅な向上が可能となる。
（実施の形態３）
実施の形態３について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、実施の形態３に係る光学ヘッドの構成図である。図１３Ａは、実施の形態１に係る光学ヘッドの平面図であり、図１３Ｂは、図１３Ａに示した光学ヘッドの側面図である。実施の形態１の図１と同一構成のものは、同一番号を付してその詳細な説明は省略する。
本実施の形態は、前記実施の形態１、２と比べ、チルト検出用の光束分離手段の構成が異なっている。前記実施の形態１、２は、光束分離手段を回折格子３５にしているのに対して、本実施の形態では、光磁気記録媒体１３を記録状態により反射率が変化するいわゆる相変化メディア５５とし、チルト検出用の光束分離手段を、λ／４板５６と偏光ホログラム５７としている。
λ／４板５６は、対物レンズ１１と半導体レーザ２との間に位置し、偏光ホログラム５７は、λ／４板５６と半導体レーザ２との間に位置している。半導体レーザ２の偏光方向は、紙面に平行な方向（図中Ｗ）であり、往きの光束は、λ／４板５６を透過後に円偏光となる。相変化メディア５５で反射された復路の光束の偏光方向は、λ／４板５６を透過後に紙面に直角の方向（図中Ｇ）となり、Ｇ方向の偏光成分のみに回折効果を有する偏光ホログラム５７により複数の光束に分割される。
この構成では、半導体レーザ２から相変化メディア５５への光束の経路である往きの光束は回折されることがなく、相変化メディア５５で反射され、λ／４板５６を透過し偏光ホログラム５７に入射する復路の光束のみが回折される。このため、往きの光束のロスが少なく、光利用効率に優れたチルト検出装置を実現することが可能となる。
なお、半導体レーザ２の偏光方向は、紙面に平行（図中Ｗ）としたが、紙面に垂直としてもよい。ただし、偏光ホログラム５７がホログラム効果を発揮する偏光方向と一致させることが必要であることは言うまでもない。
また、符号５６はλ／４板としたが、（５／４）λ板としてもよい。
また、本構成において、偏光分離素子８ｃを取り除いた構成としても、チルト検出には影響ないことは言うまでもない。
さらに、実施の形態３では情報記録媒体は相変化メディアとしたが光磁気メディア又はプレピットを有するＲＯＭディスクでもよい。
（実施の形態４）
実施の形態４について、図１４を参照しながら説明する。図１４Ａは、実施の形態４に係る光学ヘッドのチルト検出装置を示す平面図であり、図１４Ｂは、図１４Ａに示した光学ヘッドの送り方向と直交する方向における断面図である。
図１４において、６２は光ディスク、２は半導体レーザ、１９は光学ベース、５０はコリメートレンズ、１０は反射ミラー、１１は対物レンズ、ｄ１は対物レンズの有効光束径（入射光束径）、ｄ２はコリメートレンズ５０の有効光束径（入射光束径）、６０は光束反射部である光束分岐ミラーである。図示は省略しているが、図２の対物レンズ駆動装置１４に相当する構成を備えている。
また、６１は受光素子であり、受光素子６１は、２分割の受光領域６１ａ、６１ｂを有している。６３は、受光領域６１ａ、６１ｂから検出される各信号を差動演算器により演算出力された差動出力である。
半導体レーザ２、対物レンズ駆動装置（図示せず）、光束分岐ミラー６０及び受光素子６１は光学ベース１９に保持されている。
コリメートレンズ５０の有効光束径ｄ２と、対物レンズ１１の有効光束径ｄ１との関係は、以下の通りである。だだし、ｓは対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量である。
ｄ２＝ｄ１＋ｓ
半導体レーザ２から出射する発散光のうち、コリメートレンズ５０の有効光束径ｄ２の略外側の光束となる有効径外光束５８の一部を光束分岐ミラー６０によって、光ディスク６２上に反射する。光束分岐ミラー６０は、金属又は樹脂で成形された光学ベース１９の一部に光反射膜を一体に成形し、精度良く構成されている。光反射膜は、蒸着又は塗布により形成でき、アルミ反射膜や誘電体膜等の光学反射膜を用いることができる。また、光束分岐ミラー６０は、樹脂で成形した光学ベース１９にガラス材を一体成形したものでもよい。
光束分岐ミラー６０によって反射され、かつ光ディスク６２によって反射された光束は、受光素子６１の受光領域６１ａ、６１ｂに入射する。このとき、受光素子６１は、光ディスク６２とあらかじめ規定した基準面（たとえばターンテーブルの光ディスク保持部又は光学ベース１９の一部）とのラジアル方向の相対チルト量が略０度のとき差動出力６３の出力が略０になるように設定されている。すなわち、ラジアル方向（Ｘ方向）に２分割された受光領域６１ａと６１ｂの各受光量に対応した各出力の差が略０である。したがって、差動出力６３の出力により、光ディスク６２のチルトを検出できることになる。
この差動出力６３の出力値に応じて、実施の形態１で説明したように、コイル１８ａと、コイル１８ｃとの電流値を変化させて、対物レンズ１１の角度を補正すれば、光ディスク６２と対物レンズ１１との相対角度も最適値に調整できることになる。
本実施の形態は、光ディスク６２のラジアル方向のチルト検出としてコリメートレンズ５０の有効光束径ｄ２の外側の光束となる有効径外光束５８を使用する点が、前記各実施の形態と異なっている。このことにより、さらに光利用効率の高い（光量のロスが少ない）チルト検出装置を実現することが可能となる。
なお、光束分岐ミラー６０は、光学ベース１９の一部に反射膜を塗布又は蒸着する構成の例で説明したが、別の例でもよい。図１５Ａ、図１５Ｂは、光束分岐ミラー６０に相当する構成を別の例とした光学ヘッドの断面図である。
図１５Ａは、ガラス等を材料とし反射面に誘電体膜等を蒸着した反射ミラー６０ａを、光学ベース１９に接着又は光学ベース１９と一体成形する例である。図１５Ｂは、コリメートレンズ５０の外形の一部かつ有効光束径の外側の一部に光束反射部６４を設け、光ディスク６２及び受光素子６１に光束を導く構成とした例である。このときコリメートレンズ５０の光束反射部６４の反射面の調整は、光軸に対して回転調整となる。
（実施の形態５）
実施の形態５について、図１５Ｃを参照しながら説明する。本実施の形態が、前記各実施の形態と相違する点は、コリメートレンズ５０がない、いわゆる有限光学系という点である。
図１５Ｃは、本実施の形態に係る光学ヘッドの送り方向と直交する方向における断面図であり、前記実施の形態４の図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂに相当する図である。
前記実施の形態４と同様に、光束分岐ミラー６０は、対物レンズ１１の有効光束径ｄ１の外側の光束５８を反射する構成となっており、かつ光学ベース１９の一部にアルミ反射膜、誘電体膜等の光学反射膜を塗布又は蒸着することにより精度良く構成されている。
本実施の形態は、コリメートレンズ５０が無い有限光学構成のため、チルト検出装置を有しながら、小型・高効率の光学ヘッドが実現可能となり、かつ小型・薄型・低消費電力のディスク記録再生装置を実現できる。
図１６は、受光素子を４分割した検出を示す図である。本図の例では、受光素子６１の領域は、ラジアル方向（Ｘ方向）、タンジェンシャル方向（Ｙ方向）に分割され、４分割の受光領域６１ａ〜６１ｄとしている。このことにより、ラジアルチルト及びタンジェンシャル方向のチルトを精度よく検出するようにしている。
図１６Ａの状態は、ラジアルチルトがなく、かつタンジェンシャルチルトがない場合であり、受光領域６１ａ〜６１ｄにはそれぞれ等しい量の光束が入射される。
図１６Ｂの状態は、ラジアルチルトがあり、かつタンジェンシャルチルトがない場合であり、受光領域６１ａ、６１ｃに入射する光束の量と受光領域６１ｂ、６１ｄに入射する光束の量とに差が生じる。
この場合、受光領域６１ａ、６１ｃで受光される光量の和と、受光領域６１ｂ、６１ｄで受光される光量の和との差分から、ラジアルチルトを検出できる。
また、受光領域６１ａ、６１ｂで受光される光量の和と、受光領域６１ｃ、６１ｄで受光される光量の和との差分からタンジェンシャルチルトを検出できるが、本図の場合はこれらの差はゼロとなるので、タンジェンシャルチルトがゼロであることを検出することになる。
図１６Ｃの状態は、ラジアルチルトがなく、かつタンジェンシャルチルトがある場合であり、受光領域６１ｃ、６１ｄに入射する光束の量と、受光領域６１ａ、６１ｂに入射する光束の量とに差が生じる。
各方向のチルトの検出は、前記の通りであり、受光領域６１ａ、６１ｂで受光される光量の和と、受光領域６１ｃ、６１ｄで受光される光量の和との差分からタンジェンシャルチルトを検出できる。
また、受光領域６１ａ、６１ｃで受光される光量の和と、受光領域６１ｂ、６１ｄで受光される光量の和との差分はゼロになるので、ラジアルチルトがゼロであることを検出することになる。
なお、本実施の形態で説明した受光素子を４分割した構成を、前記実施の形態４に用いてもよい。
（実施の形態６）
実施の形態６について、図１７を参照しながら説明する。図１７Ａは、実施の形態６に係る光ヘッドの概略構成図を示している。２は半導体レーザ、５０はコリメートレンズ、１２は底部に光束反射面６４を有した対物レンズホルダーである。光束反射面６４は、対物レンズホルダー１２の底面に形成され、光束反射膜が塗布又は蒸着されている。
７５は多分割光検出器３上に構成された受光領域であり、受光領域７５はラジアル方向（Ｘ方向）に２分割された受光領域７５ａ、７５ｂを有する。受光領域７５ａ、７５ｂは、平面図の状態で別個に図示しており、７７は光束である。７６は受光領域７５ａ及び受光領域７５ｂより出力される信号を差動演算器により演算出力された差動出力である。
本実施の形態は、光束反射面６４により反射された光束が、受光領域７５ａ、７５ｂに入射する点が、前記実施の形態と異なっている。本実施の形態においては、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量が略０μｍの状態で、かつ光ディスク６２のあらかじめ規定した基準（たとえばターンテーブルの光ディスク６２の保持面又は光学ベース１９の基準面など）に対するラジアルチルト量が略０度のとき、差動出力７６が略０ｍＶとなる。
対物レンズ１１が、ラジアル方向に傾くと、光束反射面６４も対物レンズ１１と一体になって傾き差動出力７６の出力が変化するので、対物レンズ１１のラジアルチルトが検出可能となる。
また、対物レンズ１１を通過し情報記録媒体で反射された光束を受光する受光領域の検出値を用いることにより、情報記録媒体と対物レンズ１１との相対角度を検出することもできる。例えば、情報記録媒体と対物レンズ１１との相対角度が略０度のときの情報記録媒体の反射光束の受光領域の検出値を基準値とする。情報記録媒体又は対物レンズ１１にチルトが発生している場合、この検出値は基準値から変動していることになる。この状態から、対物レンズ１１をラジアル方向に傾けると、情報記録媒体の反射光束の受光領域の検出値も変化する。したがって、この検出値が基準値になるときの差動出力７６の出力により、情報記録媒体と対物レンズ１１との相対角度を検出することができることになる。
なお、対物レンズ１１をラジアル方向に傾けることは、前記実施の形態１のように、コイル１８ａとコイル１８ｃとに異なった電流を通電することにより可能である。
図１７Ｂは、光束反射部の別の例を示す図である。本図の例は、対物レンズ１１のコバ部分に、光束反射部６４ａ及び６４ｂを形成している。光束反射部６４ａ及び６４ｂには、光束反射膜が塗布又は蒸着されている。この構成では、対物レンズホルダー１２には、光束反射部６４ａ及び６４ｂに対応する部分に、光束が通過する開口を形成している。
図１７Ｃは、光束反射部のさらに別の例を示す図である。対物レンズ１１には、光束反射面として４つの光束反射部６４ａ−６４ｄを設け、レンズホルダー１２に開口である光束反射アパーチャ６５を設けている。この構成に対応させて、受光領域を４箇所設け、各受光領域を４分割することによりラジアル方向及びタンジェンシャル方向のチルトを検出することも可能となる。
また、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量により、差動出力７６の変化量を補正することで、対物レンズ１１がラジアル方向へシフトした状態でチルトが発生しても、より一層高精度に光ディスク６２のラジアルチルトを精度良く検出することが可能となる。
ラジアル方向の移動量は、前記実施の形態１で説明したように、対物レンズ駆動装置のラジアル方向の印加電流（コイル１８ｂのＤＣ電流値）より演算してもよいし、回折格子３５に相当する構成を設け、略干渉領域外の領域（図１１の光束領域４８ａ、４８ｂ）の光量から演算してもよい。
本実施の形態によれば、部品点数も少なくかつ単純な構成で光ディスク６２のチルトを実現することができ、低コストのチルト検出装置を実現することができる。
なお、受光領域７５は、図１７Ａ、図１７Ｂでは２箇所の例で説明したが、１箇所でもよい。
また、本実施の形態６では、コリメートレンズ５０を有する無限光学系としたが有限光学系としてもよい。
また、光束反射面６４を対物レンズホルダー１２の底面に形成した例で説明したが、光束反射面６４は対物レンズ１１と一体に移動すればよく、対物レンズホルダー１２以外の対物レンズ１１の略有効光束径外に形成してもよい。
（実施の形態７）
実施の形態７について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態７は、前記実施の形態に比べ、チルト検出の構成が異なっている。本実施の形態は、チルト検出のために、対物レンズ駆動装置１４に、あらかじめ規定された形状の電圧（電流）パターンとなる駆動波形パターンを印加するというものである、
本実施の形態は、対物レンズ１１をフォーカス方向に駆動する電圧制御手段（図示せず）と、演算処理回路装置（図示せず）とを設けている。この電圧制御手段により、対物レンズ駆動装置１４に駆動電圧（電流）パターンを印加することができる。この駆動電圧（電流）パターンに対するいわゆるフォーカス誤差信号（Ｓ字信号）は、フォーカス信号受光領域２４（図３）で検出でき、この検出値の演算は、前記の演算処理回路装置により行われる。
また、前記の駆動波形パターンの印加は、コイル１８ａ及びコイル１８ｃ（図２）のそれぞれに同一の波形を出力することとなる。
以下、図面を参照しながら、より具体的に説明する。図１８は、あらかじめ規定された形状の電圧（電流）パターンである駆動波形パターンの例を示している。駆動波形パターンは、あらかじめ規定した形状であればよく、図１８Ａは、三角波の例であり、図１８Ｂは正弦波の例であり、図１８Ｃは台形波の例である。
図１９は、本実施の形態に係るチルト検出の動作フローを示したブロック図である。まず、ステップ２００において、電圧制御手段で駆動波形パターンを対物レンズ駆動装置１４に印加し、対物レンズ１１をフォーカス方向に駆動させる。これと並行して、ステップ２０１において、印加された駆動波形パターンによるフォーカス誤差信号（Ｓ字信号）を、フォーカス信号受光領域２４から検出する。
図２０に、フォーカス誤差信号を示している。縦軸ｖは電圧（又は距離）であり、横軸は光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対距離を示している。ＴはＳ字信号の振幅を示しており、Ｔ／２の位置（横軸とＳ字信号との交点）がフォーカスポイントになる。これらは、図２１、２２においても同様である。
ステップ２０２は、演算処理回路装置による演算をする部分であり、駆動波形パターンとＳ字信号の合焦位置より、基準位置Ｐに対する光磁気記録媒体１３の高さを検出する。
より具体的には、図２１に示したように、演算処理回路装置は、フォーカス誤差信号の振幅Ｔの略１／２のポイントの電圧値Ｔ／２を演算する。振幅Ｔは、Ｓ字信号の最大値に相当する駆動波形パターンの電圧値と、Ｓ字信号の最小値に相当する駆動波形パターンの電圧値とから求めることができる。
振幅Ｔが求まれば、電圧値Ｔ／２も求まり、フォーカスポイント（Ｓ字信号と横軸との交点）に相当する駆動波形パターンの電圧値も求まる。この電圧値の算出は、Ｓ字信号の最小値に相当する駆動波形パターンの電圧値に電圧値Ｔ／２を加えればよく、Ｓ字信号の最大値に相当する駆動波形パターンの電圧値から電圧値Ｔ／２を引いてもよい。
このようにして、フォーカスポイントにおける電圧（電流）パターン６８のＧＮＤ（又は基準電圧値）からの電圧値Ｄが求まる。電圧値Ｄが求まれば、対物レンズ駆動装置１３による対物レンズ１１のフォーカス方向への電圧感度（μｍ／Ｖ、μｍ／Ａ）とにより、対物レンズ１１の基準に対するフォーカス方向の位置が演算できる。このことにより、基準位置（ターンテーブルのディスク保持面等）に対する光磁気記録媒体１３の情報記録面の高さを検出することが可能となる。
さらに、光学ヘッドをラジアル方向に移動させながら、前記の検出時のラジアル方向位置とは異なるラジアル方向位置（複数でもよい）において、前記処理と同様の処理を行い、光磁気記録媒体１３の情報記録面の高さ（電圧）Ｄを検出する。
このことにより、基準位置（基準面）に対する光磁気記録媒体１３のフォーカス方向の相対位置を検出できる。さらに、光磁気記録媒体１３に対する対物レンズ１１の相対角度変化、光磁気記録媒体１３のチルト量、そり量又は断面形状を演算することも可能となる。
光学ヘッドのラジアル方向の移動は、図４に示したような、送りネジ４０、副軸４１、送りモータ４２、ギヤ４３ａ、４３ｂ、ナット板４４、軸受け４５、メカベース４６を有する光学ヘッド送り装置により可能である。
光磁気記録媒体１３に傾きがない場合には、光磁気記録媒体１３の情報記録面の高さＤは、ラジアル方向の位置に関係なく、一定の値が検出されることになる。
さらに、演算した値をメモリ７０で記憶し、任意の対物レンズ１１のラジアル方向位置おいて、対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３との相対角度変化に応じた電流量（電圧量）を、コイル１８ａ及びコイル１８ｃに印加することで、対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３との相対角度変化を補正することができ、いわゆる学習制御により高速にチルト検出及びチルト補正を実現することが可能となる。
したがって、実施の形態７では、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボをかけることなく、光磁気記録媒体１３のあらかじめ規定した基準面（ターンテーブルの光磁気記録媒体１３の保持部又は光学ベース１９の基準面など）に対するラジアル方向のチルト量、光磁気記録媒体１３のそり量又は断面形状を高速に検出することが可能となり、より高性能なディスク記録再生装置を実現できる。また、チルト検出用の光学ヘッド上の構成部品を必要としないため、小型、薄型、低コストのディスク記録再生装置を実現できる。
なお、基準位置（基準面）はターンテーブルの光磁気記録媒体１３の保持部としたが、光学ベース１９の基準面、あらかじめ規定した場所、又はシャフト等のあらかじめ設定した場所ならどこでもよい。
さらに、ラジアル方向における検出位置は１カ所以上であれば何カ所でもよい。また、検出は磁気記録媒体の内周側又は外周側どちらから行っても問題ないことは言うまでもない。
また、Ｓ字信号の発生は、情報記録面の１カ所のみとしたが、図２２に示すように、光磁気記録媒体１３の表面反射によるＳ字信号の発生（図２２の高さＡ参照）、又は相変化メディアのように２層構造となっている場合の複数の情報面による複数のＳ字信号の発生（図２２の高さＢ、高さＣ参照）がある。
このとき、チルトを測定したい情報記録媒体の情報面の特定は、Ｓ字信号の振幅、駆動波形の形状と順次発生するＳ字信号の順番、又は反射率等から特定できることは言うまでもない。
（実施の形態８）
実施の形態８について、図２３を参照しながら説明する。図２３Ａは、実施の形態８に係る光学ヘッドの概略側面図を示している。図２３Ｂ、図２３Ｃは、磁気記録媒体１３の情報トラックと、チルト検出用の光スポット７７ａ、７７ｂとの角度関係を示している。
本実施の形態は、回折格子３５を透過後の複数の光束により、光磁気記録媒体１３上に複数の光スポット３２、７７ａ、７７ｂを形成する点が前記実施の形態と異なっている。
光スポット７７ａ及び７７ｂは、光磁気記録媒体１３のチルト検出用の光スポットであり、情報トラックに対して規定の角度に設定される。このときの光スポットの角度調整は、回折格子３５を回転させてもよいが、図８Ａに示すように、対物レンズ駆動装置１４を対物レンズ１１の光軸を中心として外部治具（図示せず）により回動させてもよい。
光磁気記録媒体１３で反射されたチルト検出用の光スポット７７ａ、７７ｂの光束は、逆の光路をたどり、各光スポット７７ａ、７７ｂに対応した多分割光検出器３（図３）上の受光領域（図示せず）に入射する。
このとき、各受光領域で検出される２つの信号の振幅又はＤＣ値を比較することにより、光磁気記録媒体１３のラジアル方向チルトを検出することが可能となる。
ここで、図２３Ｂは、回折格子３５の調整角度θが０度、図２３Ｃは、回折格子３５の調整角度θが９０度のときの、光磁気記録媒体１３の情報トラックと、チルト検出用の光スポット７７ａ、７７ｂとの角度関係示している。
回折格子３５の調整角度θは、０度から９０度の範囲内の任意の位置でよいが、チルトが０度の状態で光スポット７７ａ及び７７ｂの出力の差がない位置に光スポット７７ａ及び７７ｂを配置する必要がある（情報記録媒体のトラック間隔により異なる）。
θを０度とした図２３Ｂの例では、異なるトラック（この例では隣り合うグルーブ１３ａ（隣り合うランド１３ｂでもよい））上にそれぞれ光スポット７７ａ、７７ｂが位置するようにしており、ラジアル方向のみのチルト検出が可能となる。
また、θを９０度とした図２３Ｃの例では、同一トラック上に光スポット７７ａ、７７ｂが位置するようにしており、タンジェンシャル方向のみのチルト検出が可能となる。
また、０度と９０度との間における調整位置とすることにより、タンジェンシャル及びラジアル方向のチルト検出が可能となる。
本実施の形態によれば、情報記録媒体のトラックピッチに応じたチルト検出を簡単な構成で実現することが可能となり、小型・低コストのチルト検出装置とディスク記録再生装置を実現できる。
なお、情報記録媒体は光磁気記録媒体１３の例で説明したが、相変化メディア又はプレピットを有したＲＯＭディスクとしてもよい。
また、光スポットの非点収差によりスポットの楕円方向が異なり、検出光量のウォブル等の信号の変調度が変化することは言うまでもない。

以上のように、本発明に係る光学ヘッドは、チルト検出の専用光源を設けることなくチルト検出を実現し、小型・薄型化でき、応答性に優れたチルト補正ができるので、情報記録媒体である光ディスクを記録再生するディスク記録再生装置に有用である。

本発明は、情報記録媒体に光スポットを投影して光学的に情報を記録再生する方式であるディスク記録再生装置における光学ヘッドに関し、特にチルト検出装置に関する。

光学ヘッド及びディスク記録再生装置は、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＭＤ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒなどその用途は年々多様化すると共に、益々高密度、高性能、高品質及び高付加価値化している。特に近年、ディスク記録再生装置は高密度化の一途を辿っており、記録再生方式のより一層の高性能、高品質及び高機能化が求められている。

光ディスク媒体の記録情報が高密度になるほど、光学ヘッドの精度及び性能の向上が強く要望される。特に、光ディスク媒体に対する光学ヘッドの対物レンズの光軸に対する垂直性はより厳密に要求され、両者の間にチルトと呼ばれる傾斜誤差が発生すると、これを高精度に検出して補正する技術が必須となる（例えば下記特許文献１参照）。

従来、ディスク記録再生装置の光学ヘッドのチルト検出装置及びチルト補正装置に関する技術について、数多くの報告がなされている。以下、図面を参照しながら、従来の光学ヘッドのチルト検出装置の一例として、ディスク記録再生装置の光学ヘッドのチルト検出装置について説明する。

図２４は、従来の光学ヘッドのチルト検出装置の概略的な構成図及びその動作原理を説明する図である（例えば下記特許文献２参照）。

図２４において、８０は光ディスク、８１は光学ヘッド、８２は受光素子、８３は差動アンプ、８４は光源となるＬＥＤ、８５ａ及び８５ｂは光検出器である。また、２は半導体レーザ、７９は対物レンズ、４７はターンテーブル、８６はキャリア、８７は駆動ギヤ、８８はＤＣモータ、８９はチルト支点である。

ターンテーブル４７は、その保持面に光ディスク８０を保持し、回転中心軸Ｒを中心として、光ディスク８０を規定の回転数で精度良く回転させる。

光学ヘッド８１は、半導体レーザ２、対物レンズ７９、対物レンズ駆動装置（図示せず）を含んでおり、半導体レーザ２からの光束は、対物レンズ７９に入射する。対物レンズ駆動装置は、光ディスク８０に対する対物レンズ７９の位置を、フォーカス方向及びトラッキング方向（ラジアル方向）へ移動させ、光ディスク８０に形成される光スポットの位置を正確に制御する。さらに、光ディスク８０の所定の情報トラックに光を集光するとともに、その反射光を受光素子８２で検出し光ディスク８０の情報を再生する。

一方、光検出器８５ａ、８５ｂは、光学ヘッド８１に設けられており、ＬＥＤ８４から光ディスク８０に光を照射し、反射光を光検出器８５ａ、８５ｂで受光し、差動アンプ８３は、光検出器８５ａ、８５ｂからの出力の差を演算する。このチルト検出装置において、ＬＥＤ８４から光は、光ディスク８０で反射され光検出器８５ａ、８５ｂに達する。

ここで、所定の基準に対する光ディスク８０のチルトが０°（小さいとき）、又は光ディスク８０と光学ヘッド８１との相対傾きが０°（小さいとき）のとき、すなわち対物レンズ７９の光軸と光ディスク８０とが垂直のとき、光検出器８５ａと８５ｂとに到達する反射光の光量は、略同じになるようになっている。

光ディスク８０にチルトが発生した場合、光ディスク８０からの反射光は、光検出器８５ａ、８５ｂのいずれか一方に片寄る。したがって、光検出器８５ａ、８５ｂの出力の差を演算する差動アンプ８３の出力として、光ディスク８０のチルトの方向に応じた電気信号を得ることができる。

一方、光学ヘッド８１は、キャリア８６に対して光ディスク８０のラジアル方向に駆動ギヤ８７及びＤＣモータ８８等でチルト支点８９を中心として、光学ヘッド８１を図中Ｖ方向に駆動してチルト補正を行う。このとき、光ディスク８０と光学ヘッド８１のチルト補正は、差動アンプ８３の出力に応じた電圧をＤＣモータ８８に印加して、駆動ギヤ８７等により光学ヘッド８１全体をキャリア８６又は光ディスク８０に対して傾けることになる。
特開２００１−１６７４６１号公報 実開昭６０−１２７６３０号公報

しかしながら、前記のような従来の光学ヘッドのチルト検出装置では、ＬＥＤ８４の広がり角又は発光点位置のバラツキが大きすぎて、光検出器８５ａ、８５ｂで受光する光量のバラツキが大きくなってしまう。このため、光ディスク８０のラジアル方向のチルト量に対する差動アンプ８３の出力の変化割合となる検出感度が大きくばらついてしまうとともに、光ディスク８０のチルト検出精度も大きくばらついてしまうという問題があった。

また、ＬＥＤ８４と光検出器８５ａ及び８５ｂとの相対位置が大きく変化し、ＬＥＤ８４の発光点と光検出器８５ａ、８５ｂの正確な位置調整が必要となる。このため、調整工数が大幅に増加してしまうとともに、ＬＥＤ８４と光検出器８５ａ、８５ｂの位置も大きくばらついてしまい、光学ヘッド８１の外形形状の精度がばらつくという問題もあった。

さらに、光学ヘッド８１上に別途光源となるＬＥＤ８４を設けるため、光学ヘッド８１の小型薄型化が困難になるとともに、組立工数及び部品コストが大幅に上昇するという問題があった。

一方、前記従来のチルト補正装置は、光学ヘッド８１全体をキャリア８６に対して傾ける構成であるので、チルト補正装置を含めた光学ヘッド８１が大きくなってしまい、ディスク記録再生装置の小型化が困難になるとともに、チルト補正の応答性が悪くなってしまうという問題もあった。

このため、光学ヘッド８１のチルト補正は、システム上での待ち時間が必要となり、記録又は再生中にリアルタイムで高速にチルト検出することができず、応答性に優れたチルト補正ができないという問題があった。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、チルト検出の専用光源を設けることなくチルト検出を実現し、小型・薄型化でき、応答性に優れたチルト補正ができる光学ヘッドを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の第１の光学ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズとの間に位置し、前記情報記録媒体からの反射光の反射直進光と前記情報記録媒体の情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域のうち、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度の変化及び前記対物レンズの前記情報記録媒体のラジアル方向へのシフトにより光量が変化する領域における複数の光束をそれぞれ回折する光束分離手段と、前記情報記録媒体で反射され前記光束分離手段で分離された光束を受光し電気信号に変換する受光素子と、前記情報記録媒体に対する前記対物レンズのラジアル方向へのシフト量に対応するラジアル方向位置信号に応じて、前記受光素子で検出した電気信号の値を補正して、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度又はあらかじめ規定した基準面に対する前記情報記録媒体のチルト量を検出する演算回路とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２の光学ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レーザからの光束を反射し前記対物レンズの移動と一体になって移動する光束反射部と、前記光束反射部で反射された光束を受光する受光領域を含む受光素子と、前記受光素子で検出した電気信号と前記対物レンズのラジアル方向のシフト量に対応するラジアル方向位置信号とを用いて、あらかじめ規定した基準面に対する前記対物レンズのチルト量を検出する演算回路とを備えたことを特徴とする。

本発明の第３の光学ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズの間に位置し、前記情報記録媒体上に複数の光スポットを結像する光束分離手段と、前記情報記録媒体で反射された前記複数の光スポットによる光束を受光し電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子により変換された前記各電気信号を演算することにより、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度を検出する演算装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の第４の光学ヘッドは、発散光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザからの発散光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記対物レンズの略有効光束径外の光束の一部を前記情報記録媒体上に反射する光束反射部と、前記光束反射部によって反射され、かつ前記情報記録媒体で反射された光束を受光する２分割以上の受光部を含む受光素子と、前記受光素子の受光量を演算することにより、あらかじめ規定した基準面に対する前記情報記録媒体のチルト量を検出する演算装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の第５の光学ヘッドは、発散光を出射する半導体レーザと、前記半導体レーザからの発散光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズの間に位置するコリメートレンズと、前記対物レンズ又は前記コリメートレンズの略有効光束径外の光束の一部を前記情報記録媒体上に反射する光束反射部と、前記光束反射部によって反射され、かつ前記情報記録媒体で反射された光束を受光する２分割以上の受光部を有する受光素子と、前記受光素子の受光量を演算することにより、あらかじめ規定した基準面に対する前記情報記録媒体のチルト量を検出する演算装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の第６の光学ヘッドは、半導体レーザと、前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、前記対物レンズを駆動する対物レンズ駆動装置と、前記対物レンズ駆動装置に電圧を印加し、前記対物レンズをフォーカス方向に駆動する電圧制御手段と、前記情報記録媒体で反射された光束を受光し、フォーカスエラー信号を生成する受光素子と、前記電圧制御手段により前記対物レンズ駆動装置に印加した駆動信号と、前記受光素子より得られるフォーカスエラー信号とを用いて、あらかじめ規定した基準位置に対する前記情報記録媒体のフォーカス方向の相対位置を検出するとともに、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度、前記情報記録媒体のチルト量、そり量、及び断面形状の少なくともいずれかを演算する演算装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の第１の光ヘッドによれば、情報記録媒体のチルトを検出する光源は、情報記録媒体の情報を検出する半導体レーザと共通化することができるため、チルト検出用に新たな光源が不要になり、光学ヘッドの小型、薄型、低コスト化が可能となり、小型、薄型、低コストのディスク記録再生装置を実現することができる。

さらに、検出値を対物レンズのラジアル方向位置信号を用いて補正するため、ラジアル方向のチルト量を高精度に検出することができ、高性能かつ低消費電力なディスク記録再生装置を実現することができる。また、記録又は再生中にリアルタイムにラジアル方向のチルト量が検出でき、高速かつより高性能なチルト検出及びチルト補正が可能となる。

本発明の第２の光ヘッドによれば、少ない部品点数の簡単な構造で、対物レンズのチルトを検出できるとともに、対物レンズのラジアル方向の移動による相対角度の変化量を補正するので、検出精度を大幅に向上させることができる。

本発明の第３の光ヘッドによれば、情報記録媒体のトラックピッチに応じたチルト検出を簡単な構造で実現できる。

本発明の第４の光ヘッドによれば、情報記録媒体のチルトを検出する光源は、情報記録媒体の情報を検出する半導体レーザと共通化でき、チルト検出用に新たな光源を必要としないため、光学ヘッドの小型、薄型、低コスト化が可能となり、小型、薄型、低コストのディスク記録再生装置を実現することができる。また、対物レンズの有効光束径外の光束の一部を用いてチルト検出を行うため、低消費電力化が図れる。

本発明の第５の光ヘッドによれば、情報記録媒体のチルトを検出する光源は、情報記録媒体の情報を検出する半導体レーザと共通化でき、チルト検出用に新たな光源を必要としないため、光学ヘッドの小型、薄型、低コスト化が可能となり、小型、薄型、低コストのディスク記録再生装置を実現することができる。また、コリメートレンズ又は対物レンズの有効光束径外の光束の一部を用いてチルト検出を行うため、低消費電力化が図れる。

本発明の第６の光ヘッドによれば、フォーカスサーボ又はトラッキングサーボをかけない状態で、情報記録媒体の信号記録面（光束反射面）の基準位置（例えばターンテーブルの情報記録媒体の保持面）に対する高さ情報を検出することができ、情報記録媒体と対物レンズとのラジアル方向の相対角度変化、又はあらかじめ規定された基準面に対する情報記録媒体のラジアル方向のチルト量、そり量を高速に検出することができる。

また、ラジアル方向のチルト量の検出は記録又は再生中にリアルタイムには実施出来ないが、チルト検出用として光源、受光素子及び反射ミラ−などの構成部品が一切不要なため、光学ヘッドのさらなる小型・薄型化が可能であるとともにチルト検出装置としての組立工数も不要なため大幅な低コスト化も実現可能となる。

さらに、情報記録媒体のチルト量、そり量又は形状を検出し、対物レンズのラジアル方向位置によりチルトの補正の学習制御を行うことにより、高速にチルト補正を行うことが可能となる。

また、前記各発明は、発光点位置の精度及び光束の広がり角がＬＥＤに比べてばらつきの小さい半導体レーザを用いるため、受光素子で検出する検出光量及びチルトの変化量と検出光量との比となる検出感度のばらつきも小さくなり、高精度のチルト検出装置を実現できる。

前記第１の発明においては、前記光束分離手段は、前記略干渉領域の光束の一部をそれぞれ回折することが好ましい。この構成によれば、情報記録媒体のラジアルチルト量及び対物レンズのラジアル方向へのシフト量を感度良く検出でき、高精度のチルト検出が可能となる。

また、前記複数の光束は、前記反射直進光の略中心を通過するラジアル方向の軸及びタンジェンシャル方向の軸を境に分割した前記光束分離手段の４つ領域の光束であることが好ましい。この構成によれば、情報記録媒体のラジアル方向及びタンジェンシャル方向のチルトを精度良く検出できる。

また、前記対物レンズをラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動装置をさらに備えており、前記ラジアル方向位置信号は、前記対物レンズをラジアル方向に駆動させる印加電流より演算した信号であることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、容易に対物レンズのラジアル方向のシフト量を検出することができる。

また、前記ラジアル方向位置信号は、前記略干渉領域外の光束であって、前記反射直進光の略中心を通過するタンジェンシャル方向の軸を境に分割した前記光束分離手段の少なくとも２つの領域の光量を演算して生成した信号であることが好ましい。この構成によれば、精度良く対物レンズのラジアル方向のシフト量を検出することができる。

また、前記光束分離手段は、樹脂又はガラスで形成されたホログラム又は回折格子であることが好ましい。この構成によれば、光学ヘッドの構成部品を低減でき、光学ヘッドの低コスト化が可能となる。

また、前記光束分離手段は、λ／４板と、前記λ／４板と前記半導体レーザとの間に位置し、あらかじめ設定された偏光成分の光束のみに回折効果がある偏光ホログラムとを備え、前記受光素子は、前記偏光ホログラムにより回折された光束を受光することが好ましい。この構成によれば、情報媒体からの反射光束のみ回折することが可能となるため、光利用効率を向上させることができる。

また、前記光束分離手段は、前記対物レンズと一体に構成され、かつ前記対物レンズと一体にフォーカス方向及びラジアル方向に移動することが好ましい。この構成によれば、対物レンズがラジアル方向に移動した場合でも光束分離手段に入射する光束の強度分布は大きく変化しないため、高精度のチルト検出が可能となる。

また、前記対物レンズと前記半導体レーザとの間にコリメートレンズをさらに備え、前記コリメートレンズと前記光束分離手段が一体であることが好ましい。

前記本発明の第２の光ヘッドにおいては、前記光束反射部は、前記対物レンズを保持する対物レンズホルダーに形成されていることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、光束反射部が形成でき、対物レンズホルダーは対物レンズの移動に追従するので、検出精度にも優れている。

また、前記対物レンズの傾き角度を調整する対物レンズ駆動装置と、前記情報記録媒体で反射された光束を受光する第２の受光素子とをさらに備えており、前記対物レンズ駆動装置で前記対物レンズの傾き角度を調整しながら検出した前記第２の受光素子の電気信号と前記受光素子の電気信号とにより、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度を検出することが好ましい。この構成によれば、簡単な構成で情報記録媒体と対物レンズとの相対角度を検出できる。

また、前記対物レンズをラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動装置をさらに備えており、前記ラジアル方向位置信号は、前記対物レンズをラジアル方向に駆動させる印加電流より演算した信号であることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、容易に対物レンズのラジアル方向のシフト量を検出することができる。

また、前記情報記録媒体からの反射光の反射直進光と前記情報記録媒体の情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域外の光束であって、前記反射直進光の略中心を通過するタンジェンシャル方向の軸を境に分割した前記光束分離手段の少なくとも２つの領域の光量を演算して生成した信号であることが好ましい。この構成によれば、精度良く対物レンズのラジアル方向のシフト量を検出することができる。

前記本発明の第３の光ヘッドにおいては、前記対物レンズを前記情報記録媒体のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動装置をさらに備えており、前記対物レンズ駆動装置を、前記対物レンズの中心軸を中心として回転させて前記情報記録媒体に対する前記光束分離手段の回転調整ができ、前記回転調整により、前記情報記録媒体の複数の光スポットの配置を調整できることが好ましい。この構成によれば、ラジアル方向のみのチルト検出、タンジェンシャル方向のみのチルト検出、及びラジアル方向とタンジェンシャル方向との双方のチルト検出の切換えが可能になる。

また、前記光束分離手段は、回折格子又は偏光ホログラムであることが好ましい。この構成によれば、光学ヘッドの構成部品を低減でき、光学ヘッドの低コスト化が可能となる。

本発明の第４の光ヘッドにおいては、前記半導体レーザを保持する光学ベースをさらに備えており、前記光学ベースは、金属又は樹脂で成形され、前記光束反射部は前記光学ベースと一体に成形され、前記光束反射部に光反射膜が形成されていることが好ましい。この構成によれば、光束反射部を精度良く容易に形成することができる。

また、前記光学ベースは樹脂を材料とし、ガラスを材料とする前記光束反射部と一体成形されていることが好ましい。この構成によれば、光束反射部を精度良く容易に形成することができる。

また、前記光束反射部は、蒸着又は塗布により形成された光反射膜であることが好ましい。この構成によれば、光束反射部を精度良く容易に形成することができる。

本発明の第５の光ヘッドにおいては、前記光束反射部は、前記コリメートレンズの略有効光束径外であり、かつ前記コリメートレンズの外形付近に一体に形成されていることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、低コストで容易かつ高精度に光束反射部を形成できる。

また、前記光束反射部は、前記コリメートレンズの外形付近にアルミ又は光反射膜を蒸着、塗布又はコーティングして形成されていることが好ましい。この構成によれば、構成要素を増やすことなく、低コストで容易かつ高精度に光束反射部を形成できる。

本発明の第６の光ヘッドにおいては、前記基準位置は、前記情報記録媒体を保持するターンテーブル、前記光学ヘッドの一部及び前記光学ヘッドのガイドシャフトのいずれかであることが好ましい。この構成によれば、基準位置の精度が安定している。

また、前記電圧制御手段からの駆動信号が、三角波、台形波及び正弦波のいずれかであることが好ましい。この構成によれば、フォーカスエラー信号を容易かつ高精度に検出できる。

また、前記演算装置は、前記情報記録媒体のラジアル方向に異なる２箇所以上の位置で、前記基準位置に対する前記情報記録媒体のフォーカス方向の相対位置を検出し、複数の前記相対位置から前記情報記録媒体のチルト量、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度、前記情報記録媒体のそり量及び断面形状の少なくともいずれかを演算することが好ましい。

また、前記演算した前記情報記録媒体のラジアル方向の位置に対応するチルト量、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度、前記情報記録媒体のそり量及び断面形状の少なくともいずれかをメモリに記憶し、前記メモリの情報を用いて、ラジアル方向の位置に対応させて、前記対物レンズの前記情報記録媒体に対する相対角度を変化させるためのチルト補正信号を発生することが好ましい。この構成によれば、いわゆる学習効果により高速にチルト補正を実現できる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドの構成図である。図１Ａは、実施の形態１に係る光学ヘッドの平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示した光学ヘッドの側面図であり、図１Ｃは、光磁気記録媒体の中心部近傍の側面図である。

１はシリコン基板、２はシリコン基板１上に固定された光源に対応する半導体レーザ、３はシリコン基板１上にＩＣプロセスにて形成された多分割光検出器、４はシリコン基板１を銀ペーストを介して伝熱状態で保持する放熱プレートである。

また、５は多分割光検出器からワイヤーボンディング等で配線された端子、６はシリコン基板１、放熱プレート４及び端子５を保持する樹脂パッケージ、７は樹脂で成形されたホログラム素子（回折格子）、８はビームスプリッタ８ａ、折り返しミラー８ｂ及び偏光分離素子８ｃより構成された複合素子である。

この構成において、シリコン基板１、半導体レーザ２、多分割光検出器３、放熱プレート４、端子５、樹脂パッケージ６、ホログラム素子７、複合素子８を一体構成としたものを集積ユニット９と定義する。

また、１０は反射ミラー、１１は対物レンズ、１３は連続溝であるランド及びグルーブより構成され磁気光学効果を有する光磁気記録媒体である。半導体レーザ２と対物レンズ１１との間には、光束分離手段である回折格子（ホログラム素子）３５が配置されている。

図２は、図１に示した光学ヘッドの分解斜視図である。対物レンズ駆動装置１４は、対物レンズ１１、対物レンズを固定するための対物レンズホルダー１２、ベース１５、サスペンション１６、磁気回路１７、コイル１８ａ、コイル１８ｂ及びコイル１８ｃを備えている。１９は、光学ベースである。

コイル１８ａ及びコイル１８ｃに同じ値の電流を通電して対物レンズ１１をフォーカス方向に、またコイル１８ｂに通電して対物レンズ１１をラジアル方向に駆動することが可能となる。

さらに、コイル１８ａとコイル１８ｃに異なった値の電流を通電すれば、対物レンズ１１を対物レンズ１１の光軸に対してラジアル方向に回動させることが可能となり、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１のラジアル方向の相対角度を変化させることが可能となる。

図３は、図１に示した光学ヘッドの受発光素子を説明する平面図である。２０は多分割光検出器３上に形成されたフォーカス誤差信号検出用の光スポット、２１は多分割光検出器３上に形成されたトラッキング誤差信号検出用の光スポットである。

２２は多分割光検出器３上に形成されるメインビーム（Ｐ偏光）、２３は多分割光検出器３上に形成されるメインビーム（Ｓ偏光）、２４はフォーカス誤差信号受光領域、２５及び２６はトラッキング誤差信号受光領域である。

２７は情報信号受光領域、２８ａ、２８ｂ、２８ｃは減算器であり、減算器２８ａにより光磁気ディスク信号を得、減算器２８ｂによりフォーカス誤差信号を得、減算器２８ｃによりトラッキング誤差信号を得る。

２９は加算器であり、加算器２９によりプレピット信号を得る。また、図１に示したように、３０及び３１はフォーカス誤差信号検出用の光スポットの焦点、３２は光磁気記録媒体１３上に形成される光スポットである。

なお、前記の各受光領域には、受光素子が形成されており、受光素子は、受光量を電気信号に変換することになる。このことは、以下の各実施の形態における受光領域についても同様である。

図４は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドと光学ヘッド送り装置の動作の関連を説明する斜視図である。３３はカバー、３４は接着剤であり、接着剤３４により、カバー３３、図２に示した反射ミラー１０、対物レンズ駆動装置１４は、光学ベース１９に固定される。

図５は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドのチルト検出装置の構成を示した分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図を示している。回折格子３５は、回折光束領域３２ａ及び３２ｂの光束をそれぞれ回折する。回折光束領域３２ａ及び３２ｂは、光磁気記録媒体１３からの反射光のうち反射直進光と情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域の一部である。

これらの回折光束は、ビームスプリッタ８ａ（図１）を透過後、多分割光検出器３上に形成された受光領域３６ａ及び３６ｂで受光される。また、回折格子３５は、対物レンズ駆動装置１４（図２）に一体に組み込まれているので、対物レンズ１１と一体となってフォーカス方向及びラジアル方向に移動する。なお、チルト補正の詳細については、後に具体的に説明する。

次に、サーボ信号を考慮した光学ヘッドの光学調整について、図面を参照しながら説明する。フォーカス誤差信号の初期位置設定は、多分割光検出器３の図１に示したＺ軸方向（光軸方向）の位置を、フォーカス誤差信号受光領域２４（図３）が光スポットの焦点３０及び３１（図１）の略中間に位置するように、集積ユニット９の樹脂パッケージ６を光学ベース１９（図２）に固定する。

ここで、図６は、光学ヘッドのフォーカスサーボを説明する図である。図６Ａ、Ｂにおいて、横軸Ｚは光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対距離を示しており、縦軸Ｖは電圧（距離）を示している。図６Ａは、フォーカス誤差信号（いわゆるＳ字信号）の略中心がＧＮＤと一致した状態を示している。図６Ｂは、フォーカス誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態を示している。

半導体レーザ２が精度良く集積ユニット９に固定されているため、光磁気記録媒体１３及び対物レンズ１１が、Ｚ方向（光軸方向）において正規の位置（設計センター）にあるとき、図６Ａに示したように、フォーカス誤差信号（いわゆるＳ字信号）の略中心がＧＮＤと一致する。

図６Ｃは、図６Ｂに示したようなフォーカス誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態におけるフォーカスサーボのブロック図を示している。具体的には、ＳＳＤ方式により検出したフォーカス誤差信号により、ＧＮＤとのデフォーカス量を演算し（ステップ１０３）、デフォーカス量に応じたオフセット電流（電圧）を算出し（ステップ１０４）、オフセット量に応じた電流をコイル１８ａ及びコイル１８ｃに印加する（ステップ１０５）ことでＧＮＤ付近で収束することになる。ＧＮＤとのデフォーカス量は図６Ｂのｖに相当し、横軸とＳ字信号中心との間の値である。

次に、図７は、本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドのトラッキングサーボを説明する図である。図７Ａ、Ｂにおいて、縦軸Ｖは電圧（オフトラック量）、横軸Ｘはラジアル方向の位置を示している。図７Ａは、トラッキング誤差信号の略中心がＧＮＤと一致した状態を示している。図７Ｂは、トラッキング誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態を示している。

トラッキング誤差信号の調整は、いわゆるプッシュプル法を用い、外部治具（図示せず）により光学ベース１９（図４）を保持し、対物レンズ駆動装置１４（図２）をＸ方向（ラジアル方向）及びＹ方向（タンジェンシャル方向）に移動させる。この移動により、図３に示したトラッキング誤差信号受光領域２５及び２６の出力が略均一となるように調整する。このことにより、トラッキング誤差信号のＧＮＤとの交点にトラッキングサーボが収束することとなる。

したがって、図７Ｃのブロック図に示したように、検出したトラッキング誤差信号より、ＧＮＤとのオフトラック量を演算し（ステップ１０６）、さらにオフトラック量に応じたオフトラック電流を算出し（ステップ１０７）、オフトラック量に応じた電流をコイル１８ｂに印加する（ステップ１０８）ことでＧＮＤ付近で収束することになる。オフトラック量は、図７Ｂのｖに相当し、横軸とＳ字信号中心との間の値である。

この調整は結果的には、図１において半導体レーザ２の発光軸中心に対して対物レンズ１１の中心を合わせることになる。

次に、図８を参照しながら、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対傾き調整（チルト調整）について説明する。図８Ａは光学ヘッドの調整方法を示す分解斜視図であり、図８Ｂは組立て後の斜視図を示している。

チルト調整は、外部治具（図示せず）によりベース１５を保持し、図８Ａに示したように、ラジアル方向チルト調整（Ｙ軸周り）θＲ、タンジェンシャル方向チルト調整（Ｘ軸周り）θＴにより行う。調整後は、図８Ｂに示したように、ベース１５を光学ベース１９に接着剤３４を用いて接着固定する。

以上のような工程を経て、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号の調整、スキュー調整が完了し光学ヘッドが完成する。

一方、光学ヘッド全体を光磁気記録媒体１３のラジアル方向（Ｘ方向）へ移動させる光学ヘッド送り装置は、図４に示したように、送りネジ４０、副軸４１、送りモータ４２、ギヤ４３ａ、ギヤ４３ｂ及びカバー３３に構成されたナット板４４、軸受け４５を含んでおり、メカベース４６に取り付けられる（取付けの詳細は図示せず）。

また、図１Ｃに示したように、ターンテーブル４７は保持面により光磁気記録媒体１３を規定の高さ（光軸方向位置）で保持する。

この状態において、図４に示したナット板４４と送りネジ４０が勘合し、送りモータ４２の回転により、ギヤ４３ａとギヤ４３ｂのギヤ比及び送りネジ４０のピッチにより算出される減速比から決定される送り量だけ光学ヘッド全体がラジアル方向に移動する。

このとき、対物レンズ１１と光学ベース１９との相対位置は、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量から光学ヘッドのラジアル方向の送り量の差となり、対物レンズ１１のシフト量（ラジアル方向の移動量）の最大値は、送りモータ４２が回転する直前の値となる（図９参照）。

図４及び図９を参照しながら、記録又は再生時における対物レンズ１１の光磁気記録媒体１３の内周から外周への動作について説明する。

図９Ａは、対物レンズ駆動装置１４の駆動波形を示しており、縦軸ｉはコイル１８ｂの印加電流（又は印加電圧）であり、横軸ｔは時間（又は対物レンズ１１の移動量）である。図９Ｂは、送りモータ４２の駆動電圧波形を示しており、縦軸ｖは送りモータ４２の印加電圧であり、横軸ｔは時間を示している。図９Ｃは、対物レンズ１１のラジアル方向移動波形を示しており、縦軸ｖは電圧量（又は移動量（μｍ））であり、横軸ｔは、横軸ｔは時間（又は対物レンズ１１の移動量）である。

まず、設計光軸５０（図１）付近に対物レンズ１１の略中心が位置し、光磁気記録媒体１３のトラックに追従するように対物レンズ１１をラジアル方向に移動させる（図９Ａ）。これは、コイル１８ｂに電流を印加し、対物レンズ１１をラジアル方向にシフトさせて行う。

図９Ａに示したように、光磁気記録媒体１３の偏芯成分ｅを有しながら、対物レンズ１１が外周側にシフトするにしたがい、コイル１８ｂの電流値のＤＣ成分が増加することになる。コイル１８ｂの電流値の下限と上限との間の量が、送り量Ｆに相当する。

これと同時に、コイル１８ｂに印加された電流値に対応した電圧が送りモータ４２に印加される（図９Ｂ）。この電圧が所定値に達したときに送りモータ４２が回転することで、ギヤ４３ａ、ギヤ４３ｂ及び送りネジ４０によって決定されるギヤ比に対応した送り量が光学ヘッドに印加され、光学ベース１９全体が外周方向（ラジアル方向）に駆動される（図９Ｃ）。

図１−９を用いて説明した光学ヘッドの構成、作用は、図５に示したチルト検出装置の構成を除き、以下の各実施の形態においても同様である。

以上のように構成された実施の形態１について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。半導体レーザ２より発せられた光は、ホログラム素子７により異なる複数の光束に分離される。異なる複数の光束は複合素子８のビームスプリッタ８ａを透過し、反射ミラー１０で反射され回折格子３５に入射する。回折格子３５により複数の光束に分離されるが、直進光（０次光）は対物レンズホルダー１２に固定された対物レンズ１１により、光磁気記録媒体１３上に直径１ミクロン程度の光スポット３２として集光される。

また複合素子８のビームスプリッタ８ａにより反射された光束はレーザモニタ用受光素子（図示せず）に入射し半導体レーザ２の駆動電流を制御する。

光磁気記録媒体１３からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子８のビームスプリッタ８ａにより反射分離されて、折り返しミラー８ｂ、偏光分離素子８ｃに入射する。

半導体レーザ２は、図１Ａで紙面に平行な偏光方向（Ｗ）に設置されており、入射光は偏光分離素子８ｃにより、互いに直交する２つの偏光成分の光束に分離され、情報信号受光領域２７（図３）に入射する。図３に示したＰ偏光からなるメインビーム２２とＳ偏光からなるメインビーム２３の差を演算することにより、差動検出法による光磁気ディスク情報信号の検出が可能となる。さらに、それらの和をとることにより、プレピット信号の検出が可能となる。

また、光磁気記録媒体１３からの反射光のうち、ビームスプリッタ８ａを透過した光束は、ホログラム素子７により複数の光束に分離される。この分離された光束は、図３に示したように、フォーカス誤差信号受光領域２４と、トラッキング誤差信号受光領域２５及び２６とに集光する。フォーカスサーボは、いわゆるＳＳＤ法で行い、トラッキングサーボはいわゆるプッシュプル法で行う。

図５に示すように、光束分離手段である回折格子３５は、光磁気記録媒体１３で反射された光束のうち、反射直進光と、光磁気記録媒体１３の連続溝で回折された±１次光とが干渉する２つの領域である回折光束領域３２ａ及び３２ｂの光束をそれぞれ回折する構成となっている。

回折された２つの光束はビームスプリッタ８ａを透過後、ホログラム素子７の外側を通過し（光束の一部がホログラム素子７で回折される構成としてもよい）、受光素子が配置された受光領域３６ａ及び３６ｂに入射する。

図１０Ａから図１０Ｄは、回折格子３５上の光束分布を示している。９０は、０次光の領域、９１は＋１次光の領域、９２は−１次光の領域を示している。領域９１では、０次光と＋１次光とが干渉しており、領域９２では、０次光と−１次光とが干渉している。

図１０Ａは、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量が少なく（略ゼロ）、かつ対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３とのラジアル方向の相対角度誤差（又はあらかじめ規定した基準面に対する光磁気記録媒体１３のラジアルチルト）が小さい（略ゼロ）場合の光束分布である。

この場合は、回折光束領域３２ａ及び回折光束領域３２ｂの光量はほぼ等しく、図５に示した受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂで受光する光量もほぼ等しくなるように設定されている。

図１０Ｂは、図１０Ａの状態から、対物レンズ１１がラジアル方向にシフトした場合の光束分布を示している。本図は、シフトについては、ラジアルシフトはあるが、タンジェンシャルシフトはなく、チルトについては、ラジアルチルトもタンジェンシャルチルトもない状態である。

この状態は、図１０Ａの状態に比べ、回折光束領域３２ａの光量が減少し、回折光束領域３２ｂの光量が増加する。これに伴い、受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂの受光量も同様に変化することになる。このため、差動アンプ３７ａの出力は、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量と相関があることになる。

一方、対物レンズ駆動装置１４のコイル１８ｂ（図２）のＤＣ電流値を演算することにより、対物レンズ１１のシフト量を検出することが可能となる（内周側か外周側のラジアル方向の移動方向により変化の方向（又は符号）は逆になる）。すなわち、対物レンズ１１のシフト量は、回折格子３５上の光束分布とは別個に独立して検出できることになる。

この検出した対物レンズ１１のシフト量と、図５に示した差動アンプ３７ａの出力との関係により、ラジアル方向のシフト量に対応した差動アンプ３７ａの出力値が算出できることになる。

したがって、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量による差動アンプ３７ａの出力変化成分は、コイル１８ｂのＤＣ電流値により演算した対物レンズ１１のシフト量に応じた補正値により補正することで、対物レンズ１１のラジアル方向のシフトによる差動アンプ３７ａの変化はキャンセルすることが可能となる。

すなわち、図１０Ａの状態から図１０Ｂの状態に変化することにより、図５に示した受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量は変化することになるが、前記のキャンセルにより、図５に示した差動アンプ３７ｂの出力値をゼロにすることができる。

図１０Ｃは、チルトが発生した場合の光束分布を示している。本図は、チルトについては、ラジアルチルトはあるが、タンジェンシャルチルトはなく、シフトについては、ラジアルシフトもタンジェンシャルシフトもない状態である。

より具体的には、対物レンズ１１のシフトがほとんどない状態で、あらかじめ規定した基準面（例えばターンテーブルの光磁気記録媒体１３の保持面等）に対して、光磁気記録媒体１３にラジアル方向のチルトが発生した場合、又は光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対角度変化がある場合である。

この状態では、０次光と±１次光との干渉により、回折光束領域３２ａの光量が減少し、回折光束領域３２ｂの光量が増加する。これに伴い、受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂの受光量も同様に変化する。

この場合、図１０Ａの状態と比べると、図５に示した差動アンプ３７ａ、３７ｂの出力値は変化することになる。この変化量は、対物レンズ１１のシフト量がないので、光磁気記録媒体１３のチルトのみによるものである。なお、ラジアルチルトの角度が逆の場合は、受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂの変化も逆になる。

次に、対物レンズ１１のラジアル方向のシフトがあり、かつ光磁気記録媒体１３のラジアル方向のチルトがある場合は、回折光束領域３２ａ及び３２ｂの光量がさらに変化し、これに伴い、受光領域３６ａ及び受光領域３６ｂの受光量も同様に変化する。この場合、受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量の変化のうち、ラジアル方向のシフトに相当する量は、前記のようにコイル１８ｂのＤＣ電流値（電圧値でも可）の値から別個に独立して算出可能である。

このため、受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量の変化のうち、ラジアル方向のシフトに相当する量を引けば、ラジアル方向のチルト量に相当する光量変化が得られることになる。

すなわち、回折格子３５上の領域のうち、シフトのみで光量の変化する領域の光量変化では、チルト量を算出することはできないが、シフト及びチルトの双方で光量の変化する領域の光量変化を検出すれば、シフトによる光量変化分は別個に算出できるので、チルト量に相当する光量変化が得られることになる。

したがって、シフト及びチルトの双方がある場合でも、光磁気記録媒体１３のチルト量を正確に得ることができる。

以下、図５のブロック図を参照しながら、チルト制御について説明する。ステップ１０９でコイル１８ｂのＤＣ電流値を検出し、ステップ１１０で演算回路により対物レンズ１１のラジアル方向の移動量を算出する。ステップ１１１で演算回路によりラジアル方向移動量に応じた信号（電圧）を出力する。この出力と、アンプ３７ｃから出力された受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量の和に相当する出力とにより、ステップ１１２において、ゲイン（ｘｋ）を設定して補正値を算出する。差動アンプ３７ｂにより、差動アンプ３７ａからの出力とこの補正値との差が出力される。

この差動アンプ３７ｂからの出力値用いて、演算回路にて演算することにより（ステップ１００）、光磁気記録媒体１３のチルト量を正確に得ることができる。

さらに、演算回路は、このチルトを相殺するためのチルト補正信号を算出し（ステップ１０１）、これを駆動回路へ送出し、駆動回路はこれを受けて、コイル１８ａ、１８ｃを駆動する（ステップ１０２）ことにより光磁気記録媒体１３のチルトを制御することが可能となる。

このとき、光磁気記録媒体１３のチルト及び対物レンズ１１のシフトがない状態での受光領域３６ａ、受光領域３６ｂで受光した光量（シフト及びチルトがあるときの値でもよい）の加算アンプ３７ｃ以後のトータル信号で、チルト量の算出値を割ること、又はコイル１８ｂの電流値から算出したシフト量で補正値を演算するときに、このシフト量を前記のトータル信号で割ることにより、受光領域３６ａ及び３６ｂでの受光量による検出感度の誤差を補正することが可能となる。

また、図５のブロック図の破線で示したように、差動アンプ３７ｂ又は３７ａの出力を加算アンプ３７ｃの出力で割ることによっても、受光領域３６ａ及び３６ｂでの受光量による検出感度の誤差を補正することが可能となる。

また、演算回路により演算生成したラジアル方向のチルト量に応じたチルト補正量を駆動回路に出力し（図５のステップ１０２）、対物レンズ駆動装置１４のコイル１８ａ及び１８ｃに印加することにより、対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３との相対角度を高速に補正することが可能となる。これは、コイル１８ａと１８ｃとの電流値を変化させてフォーカス方向への駆動力を変化させることにより、ラジアル方向のチルトが発生するためである。

また、タンジェンシャルチルトのみがある場合は。図１０Ｄに示すような光量分布となる。図１０Ｄの状態は、チルトについては、タンジェンシャルチルトはあるが、ラジアルチルトはなく、シフトについては、ラジアルシフトもタンジェンシャルシフトもない状態である。

タンジェンシャル方向のチルトが発生すると、干渉パターンは、紙面上下方向にずれたものとなる。図１０Ｄの例は、紙面上方向にずれた干渉パターンを示している。このため、上下に光束を分割し、それぞれを受光することによりタンジェンシャル方向のチルトを検出することが可能となる。このことの詳細は、実施の形態２で説明する。

次に、図１１は、実施の形態１に係る光学ヘッドの別の例に係るチルト検出装置の分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図を示している。前記の例は、ラジアル方向のシフト量を対物レンズ１１のラジアル方向の移動量に対応するラジアル方向位置信号をコイル１８ｂのＤＣ電流値より演算した例である。これに対して、図１１の例は、ラジアル方向のシフト量を、プッシュプル信号における±１次光の影響が少ない光束領域４８ａ、光束領域４８ｂの光束をそれぞれ受光する受光領域３６ｅ及び３６ｆの差動アンプ４９以後の出力により演算する例である。

より具体的には、図１１に示したように、受光領域３６ｅ及び３６ｆの受光量差で算出した差動アンプ４９の出力を用いて、ステップ１１３で演算回路により対物レンズ１１のラジアル方向の移動量を算出する。ステップ１１４で演算回路により、ラジアル方向移動量に応じた信号（電圧）を出力する。この出力と、アンプ３７ｃから出力された受光領域３６ａ及び３６ｂの受光量の和に相当する出力とにより、ステップ１１５において、ゲイン（ｘｋ）を設定して補正値を算出する。差動アンプ３７ｂにより、差動アンプ３７ａからの出力とこの補正値との差が出力される。以後のステップ１００、１０１、１０２については、図５の場合と同様である。

図１１のブロック図の破線は、図５の場合と同様に、受光領域での受光量による検出感度の誤差を補正する構成を示している。

また、ラジアル方向のシフト量の算出に、プッシュプル信号のオフセット値を用いてもよい。

以上のように実施の形態１によれば、対物レンズ１１に対する光磁気記録媒体１３の相対角度を高精度に検出することが可能となるため、対物レンズ１１のラジアル方向への移動量に起因する再生信号劣化及びサーボ信号劣化を大幅に改善することができ、光学ヘッド及びディスク記録再生装置における記録及び再生性能の大幅な向上を実現できる。

また、演算した相対角度に応じた電流値をコイル１８ａ及びコイル１８ｃに印加することにより、リアルタイムでかつ高速に対物レンズ１１に対する光磁気記録媒体１３の相対角度誤差を補正することができ高精度な光学ヘッドのチルト検出装置及びチルト補正装置を実現することができる。

さらに、チルト検出用として専用の別光源を必要としないので、光学ヘッド及びディスク記録再生装置の小型・薄型化と低コスト化も実現することができる。

なお、回折格子３５は対物レンズ１１と一体となってラジアル方向に移動する例で説明したが、対物レンズ１１と半導体レーザ２との間に配置し、かつ対物レンズ１１と一体でない構成でもよい。さらに、コリメートレンズを有するいわゆる無限系の光学構成の場合は、コリメートレンズと一体としてもよい。

また、情報記録媒体は光磁気記録媒体１３としたが相変化メディア又はプレピットを有したＲＯＭディスクでもよいことは言うまでもない。

さらに、チルト検出用としてビームスプリッタ８ａを透過した光束を使用する構成としたが、ビームスプリッタ８ａ及び折り返しミラー８ｂで反射された光束を用いてもよいことも言うまでもない。

また、回折格子３５による回折光束が２つの例で説明したが、回折光束が３つ以上でもよい。この場合であっても、反射直進光と＋１次回折光との干渉領域で回折された光束の光量の和と、反射直進光と−１次回折光との干渉領域で回折された光束の光量の和との差を演算することにより、チルト検出が可能である。

（実施の形態２）
実施の形態２について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、実施の形態２に係る光学ヘッドのチルト検出装置の分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図を示している。実施の形態１の図５と同一構成のものは、同一番号を付してその詳細な説明は省略する。

実施の形態２は、光分離手段である回折格子３５の領域のうち、実施の形態１の図５に示した受光領域３２ａ及び３２ｂに相当する領域を、図１２に示したように、４つの領域５１ａ−５１ｄに分割している。

これらの領域は、光磁気記録媒体１３からの反射光の反射直進光と光磁気記録媒体１３の情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域であり、かつ反射直進光の略中心を通過するラジアル方向のＸ軸及びタンジェンシャル方向のＹ軸を境に分割されている。

多分割光検出器３上は、４つの受光領域を５２ａ−５２ｄが形成されており、受光領域５１ａ−５１ｄのそれぞれに対応している。受光領域５２ａ−５２ｄの受光量に基いた差動アンプ３７ａ−３７ｈの出力により、光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１とのラジアル方向及びタンジェンシャル方向の相対角度を共に検出することが可能となる。

タンジェンシャル方向のチルトが発生すると、例えば図１０Ｄに示すように、図１０Ａの回折格子３５上に形成される０次光と±１次光との干渉パターンはチルトがない場合に比べて、紙面上下方向にずれたものとなる。図１０Ｄの例は、紙面上方向にずれた干渉パターンを示している。

図１２において、差動アンプ３７ｆからは、上半分の受光領域５２ａ、５２ｂの受光量の和に相当する値が出力され、差動アンプ３７ｇからは、下半分の受光領域を５２ｃ、５２ｄの受光量の和に相当する値が出力される。そして、差動アンプ３７ｈからは、差動アンプ３７ｆと差動アンプ３７ｇとの出力差に相当する値が出力される。差動アンプ３７ｈからの出力は、タンジェンシャル方向のチルト量と相関があるので、この出力を用いて、演算回路により、タンジェンシャル方向のチルト量を算出することができる（ステップ１１６）。

一方、差動アンプ３７ｄから右半分の受光領域５２ｂ、５２ｄの受光量の和に相当する値を出力し、差動アンプ３７ｅから、左半分の受光領域５２ａ、５２ｃの受光量の和に相当する値を出力すれば、以後は実施の形態１の図５と同様にして、ラジアル方向のチルト量を算出することができる。

このとき、対物レンズ１１のラジアル方向シフト量は、コイル１８ｂのＤＣ電流値により算出してもよく、実施の形態１の図１１のように、受光領域４８ａ及び受光領域４８ｂの差動アンプ４９の出力より演算した値を用いてもよい。

ラジアル方向のチルト量については、前記実施の形態１のように、コイル１８ａとコイル１８ｂとの電流値を変化させて補正することができ、タンジェンシャル方向のチルト量については、昇降モータ等の外部装置を用いて補正することができる。このことは、以下の各実施の形態においても同様である。

本実施の形態によれば、タンジェンシャル方向及びラジアル方向のチルト量を高精度かつリアルタイムに検出することが可能となり、より一層高精度な記録再生が可能となり、記録及び再生の各種マージン（サーボマージン、ＲＦ検出マージン、記録パワーマージン）の大幅な向上が可能となる。

（実施の形態３）
実施の形態３について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、実施の形態３に係る光学ヘッドの構成図である。図１３Ａは、実施の形態１に係る光学ヘッドの平面図であり、図１３Ｂは、図１３Ａに示した光学ヘッドの側面図である。実施の形態１の図１と同一構成のものは、同一番号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、前記実施の形態１、２と比べ、チルト検出用の光束分離手段の構成が異なっている。前記実施の形態１、２は、光束分離手段を回折格子３５にしているのに対して、本実施の形態では、光磁気記録媒体１３を記録状態により反射率が変化するいわゆる相変化メディア５５とし、チルト検出用の光束分離手段を、λ／４板５６と偏光ホログラム５７としている。

λ／４板５６は、対物レンズ１１と半導体レーザ２との間に位置し、偏光ホログラム５７は、λ／４板５６と半導体レーザ２との間に位置している。半導体レーザ２の偏光方向は、紙面に平行な方向（図中Ｗ）であり、往きの光束は、λ／４板５６を透過後に円偏光となる。相変化メディア５５で反射された復路の光束の偏光方向は、λ／４板５６を透過後に紙面に直角の方向（図中Ｇ）となり、Ｇ方向の偏光成分のみに回折効果を有する偏光ホログラム５７により複数の光束に分割される。

この構成では、半導体レーザ２から相変化メディア５５への光束の経路である往きの光束は回折されることがなく、相変化メディア５５で反射され、λ／４板５６を透過し偏光ホログラム５７に入射する復路の光束のみが回折される。このため、往きの光束のロスが少なく、光利用効率に優れたチルト検出装置を実現することが可能となる。

なお、半導体レーザ２の偏光方向は、紙面に平行（図中Ｗ）としたが、紙面に垂直としてもよい。ただし、偏光ホログラム５７がホログラム効果を発揮する偏光方向と一致させることが必要であることは言うまでもない。

また、符号５６はλ／４板としたが、（５／４）λ板としてもよい。

また、本構成において、偏光分離素子８ｃを取り除いた構成としても、チルト検出には影響ないことは言うまでもない。

さらに、実施の形態３では情報記録媒体は相変化メディアとしたが光磁気メディア又はプレピットを有するＲＯＭディスクでもよい。

（実施の形態４）
実施の形態４について、図１４を参照しながら説明する。図１４Ａは、実施の形態４に係る光学ヘッドのチルト検出装置を示す平面図であり、図１４Ｂは、図１４Ａに示した光学ヘッドの送り方向と直交する方向における断面図である。

図１４において、６２は光ディスク、２は半導体レーザ、１９は光学ベース、５０はコリメートレンズ、１０は反射ミラー、１１は対物レンズ、ｄ１は対物レンズの有効光束径（入射光束径）、ｄ２はコリメートレンズ５０の有効光束径（入射光束径）、６０は光束反射部である光束分岐ミラーである。図示は省略しているが、図２の対物レンズ駆動装置１４に相当する構成を備えている。

また、６１は受光素子であり、受光素子６１は、２分割の受光領域６１ａ、６１ｂを有している。６３は、受光領域６１ａ、６１ｂから検出される各信号を差動演算器により演算出力された差動出力である。

半導体レーザ２、対物レンズ駆動装置（図示せず）、光束分岐ミラー６０及び受光素子６１は光学ベース１９に保持されている。

コリメートレンズ５０の有効光束径ｄ２と、対物レンズ１１の有効光束径ｄ１との関係は、以下の通りである。だだし、ｓは対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量である。

ｄ２＝ｄ１＋ｓ
半導体レーザ２から出射する発散光のうち、コリメートレンズ５０の有効光束径ｄ２の略外側の光束となる有効径外光束５８の一部を光束分岐ミラー６０によって、光ディスク６２上に反射する。光束分岐ミラー６０は、金属又は樹脂で成形された光学ベース１９の一部に光反射膜を一体に成形し、精度良く構成されている。光反射膜は、蒸着又は塗布により形成でき、アルミ反射膜や誘電体膜等の光学反射膜を用いることができる。また、光束分岐ミラー６０は、樹脂で成形した光学ベース１９にガラス材を一体成形したものでもよい。

光束分岐ミラー６０によって反射され、かつ光ディスク６２によって反射された光束は、受光素子６１の受光領域６１ａ、６１ｂに入射する。このとき、受光素子６１は、光ディスク６２とあらかじめ規定した基準面（たとえばターンテーブルの光ディスク保持部又は光学ベース１９の一部）とのラジアル方向の相対チルト量が略０度のとき差動出力６３の出力が略０になるように設定されている。すなわち、ラジアル方向（Ｘ方向）に２分割された受光領域６１ａと６１ｂの各受光量に対応した各出力の差が略０である。したがって、差動出力６３の出力により、光ディスク６２のチルトを検出できることになる。

この差動出力６３の出力値に応じて、実施の形態１で説明したように、コイル１８ａと、コイル１８ｃとの電流値を変化させて、対物レンズ１１の角度を補正すれば、光ディスク６２と対物レンズ１１との相対角度も最適値に調整できることになる。

本実施の形態は、光ディスク６２のラジアル方向のチルト検出としてコリメートレンズ５０の有効光束径ｄ２の外側の光束となる有効径外光束５８を使用する点が、前記各実施の形態と異なっている。このことにより、さらに光利用効率の高い（光量のロスが少ない）チルト検出装置を実現することが可能となる。

なお、光束分岐ミラー６０は、光学ベース１９の一部に反射膜を塗布又は蒸着する構成の例で説明したが、別の例でもよい。図１５Ａ、図１５Ｂは、光束分岐ミラー６０に相当する構成を別の例とした光学ヘッドの断面図である。

図１５Ａは、ガラス等を材料とし反射面に誘電体膜等を蒸着した反射ミラー６０ａを、光学ベース１９に接着又は光学ベース１９と一体成形する例である。図１５Ｂは、コリメートレンズ５０の外形の一部かつ有効光束径の外側の一部に光束反射部６４を設け、光ディスク６２及び受光素子６１に光束を導く構成とした例である。このときコリメートレンズ５０の光束反射部６４の反射面の調整は、光軸に対して回転調整となる。

（実施の形態５）
実施の形態５について、図１５Ｃを参照しながら説明する。本実施の形態が、前記各実施の形態と相違する点は、コリメートレンズ５０がない、いわゆる有限光学系という点である。

図１５Ｃは、本実施の形態に係る光学ヘッドの送り方向と直交する方向における断面図であり、前記実施の形態４の図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂに相当する図である。

前記実施の形態４と同様に、光束分岐ミラー６０は、対物レンズ１１の有効光束径ｄ１の外側の光束５８を反射する構成となっており、かつ光学ベース１９の一部にアルミ反射膜、誘電体膜等の光学反射膜を塗布又は蒸着することにより精度良く構成されている。

本実施の形態は、コリメートレンズ５０が無い有限光学構成のため、チルト検出装置を有しながら、小型・高効率の光学ヘッドが実現可能となり、かつ小型・薄型・低消費電力のディスク記録再生装置を実現できる。

図１６は、受光素子を４分割した検出を示す図である。本図の例では、受光素子６１の領域は、ラジアル方向（Ｘ方向）、タンジェンシャル方向（Ｙ方向）に分割され、４分割の受光領域６１ａ〜６１ｄとしている。このことにより、ラジアルチルト及びタンジェンシャル方向のチルトを精度よく検出するようにしている。

図１６Ａの状態は、ラジアルチルトがなく、かつタンジェンシャルチルトがない場合であり、受光領域６１ａ〜６１ｄにはそれぞれ等しい量の光束が入射される。

図１６Ｂの状態は、ラジアルチルトがあり、かつタンジェンシャルチルトがない場合であり、受光領域６１ａ、６１ｃに入射する光束の量と受光領域６１ｂ、６１ｄに入射する光束の量とに差が生じる。

この場合、受光領域６１ａ、６１ｃで受光される光量の和と、受光領域６１ｂ、６１ｄで受光される光量の和との差分から、ラジアルチルトを検出できる。

また、受光領域６１ａ、６１ｂで受光される光量の和と、受光領域６１ｃ、６１ｄで受光される光量の和との差分からタンジェンシャルチルトを検出できるが、本図の場合はこれらの差はゼロとなるので、タンジェンシャルチルトがゼロであることを検出することになる。

図１６Ｃの状態は、ラジアルチルトがなく、かつタンジェンシャルチルトがある場合であり、受光領域６１ｃ、６１ｄに入射する光束の量と、受光領域６１ａ、６１ｂに入射する光束の量とに差が生じる。

各方向のチルトの検出は、前記の通りであり、受光領域６１ａ、６１ｂで受光される光量の和と、受光領域６１ｃ、６１ｄで受光される光量の和との差分からタンジェンシャルチルトを検出できる。

また、受光領域６１ａ、６１ｃで受光される光量の和と、受光領域６１ｂ、６１ｄで受光される光量の和との差分はゼロになるので、ラジアルチルトがゼロであることを検出することになる。

なお、本実施の形態で説明した受光素子を４分割した構成を、前記実施の形態４に用いてもよい。

（実施の形態６）
実施の形態６について、図１７を参照しながら説明する。図１７Ａは、実施の形態６に係る光ヘッドの概略構成図を示している。２は半導体レーザ、５０はコリメートレンズ、１２は底部に光束反射面６４を有した対物レンズホルダーである。光束反射面６４は、対物レンズホルダー１２の底面に形成され、光束反射膜が塗布又は蒸着されている。

７５は多分割光検出器３上に構成された受光領域であり、受光領域７５はラジアル方向（Ｘ方向）に２分割された受光領域７５ａ、７５ｂを有する。受光領域７５ａ、７５ｂは、平面図の状態で別個に図示しており、７７は光束である。７６は受光領域７５ａ及び受光領域７５ｂより出力される信号を差動演算器により演算出力された差動出力である。

本実施の形態は、光束反射面６４により反射された光束が、受光領域７５ａ、７５ｂに入射する点が、前記実施の形態と異なっている。本実施の形態においては、対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量が略０μｍの状態で、かつ光ディスク６２のあらかじめ規定した基準（たとえばターンテーブルの光ディスク６２の保持面又は光学ベース１９の基準面など）に対するラジアルチルト量が略０度のとき、差動出力７６が略０ｍＶとなる。

対物レンズ１１が、ラジアル方向に傾くと、光束反射面６４も対物レンズ１１と一体になって傾き差動出力７６の出力が変化するので、対物レンズ１１のラジアルチルトが検出可能となる。

また、対物レンズ１１を通過し情報記録媒体で反射された光束を受光する受光領域の検出値を用いることにより、情報記録媒体と対物レンズ１１との相対角度を検出することもできる。例えば、情報記録媒体と対物レンズ１１との相対角度が略０度のときの情報記録媒体の反射光束の受光領域の検出値を基準値とする。情報記録媒体又は対物レンズ１１にチルトが発生している場合、この検出値は基準値から変動していることになる。この状態から、対物レンズ１１をラジアル方向に傾けると、情報記録媒体の反射光束の受光領域の検出値も変化する。したがって、この検出値が基準値になるときの差動出力７６の出力により、情報記録媒体と対物レンズ１１との相対角度を検出することができることになる。

なお、対物レンズ１１をラジアル方向に傾けることは、前記実施の形態１のように、コイル１８ａとコイル１８ｃとに異なった電流を通電することにより可能である。

図１７Ｂは、光束反射部の別の例を示す図である。本図の例は、対物レンズ１１のコバ部分に、光束反射部６４ａ及び６４ｂを形成している。光束反射部６４ａ及び６４ｂには、光束反射膜が塗布又は蒸着されている。この構成では、対物レンズホルダー１２には、光束反射部６４ａ及び６４ｂに対応する部分に、光束が通過する開口を形成している。

図１７Ｃは、光束反射部のさらに別の例を示す図である。対物レンズ１１には、光束反射面として４つの光束反射部６４ａ−６４ｄを設け、レンズホルダー１２に開口である光束反射アパーチャ６５を設けている。この構成に対応させて、受光領域を４箇所設け、各受光領域を４分割することによりラジアル方向及びタンジェンシャル方向のチルトを検出することも可能となる。

また、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量により、差動出力７６の変化量を補正することで、対物レンズ１１がラジアル方向へシフトした状態でチルトが発生しても、より一層高精度に光ディスク６２のラジアルチルトを精度良く検出することが可能となる。

ラジアル方向の移動量は、前記実施の形態１で説明したように、対物レンズ駆動装置のラジアル方向の印加電流（コイル１８ｂのＤＣ電流値）より演算してもよいし、回折格子３５に相当する構成を設け、略干渉領域外の領域（図１１の光束領域４８ａ、４８ｂ）の光量から演算してもよい。

本実施の形態によれば、部品点数も少なくかつ単純な構成で光ディスク６２のチルトを実現することができ、低コストのチルト検出装置を実現することができる。

なお、受光領域７５は、図１７Ａ、図１７Ｂでは２箇所の例で説明したが、１箇所でもよい。

また、本実施の形態６では、コリメートレンズ５０を有する無限光学系としたが有限光学系としてもよい。

また、光束反射面６４を対物レンズホルダー１２の底面に形成した例で説明したが、光束反射面６４は対物レンズ１１と一体に移動すればよく、対物レンズホルダー１２以外の対物レンズ１１の略有効光束径外に形成してもよい。

（実施の形態７）
実施の形態７について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態７は、前記実施の形態に比べ、チルト検出の構成が異なっている。本実施の形態は、チルト検出のために、対物レンズ駆動装置１４に、あらかじめ規定された形状の電圧（電流）パターンとなる駆動波形パターンを印加するというものである、
本実施の形態は、対物レンズ１１をフォーカス方向に駆動する電圧制御手段（図示せず）と、演算処理回路装置（図示せず）とを設けている。この電圧制御手段により、対物レンズ駆動装置１４に駆動電圧（電流）パターンを印加することができる。この駆動電圧（電流）パターンに対するいわゆるフォーカス誤差信号（Ｓ字信号）は、フォーカス信号受光領域２４（図３）で検出でき、この検出値の演算は、前記の演算処理回路装置により行われる。

また、前記の駆動波形パターンの印加は、コイル１８ａ及びコイル１８ｃ（図２）のそれぞれに同一の波形を出力することとなる。

以下、図面を参照しながら、より具体的に説明する。図１８は、あらかじめ規定された形状の電圧（電流）パターンである駆動波形パターンの例を示している。駆動波形パターンは、あらかじめ規定した形状であればよく、図１８Ａは、三角波の例であり、図１８Ｂは正弦波の例であり、図１８Ｃは台形波の例である。

図１９は、本実施の形態に係るチルト検出の動作フローを示したブロック図である。まず、ステップ２００において、電圧制御手段で駆動波形パターンを対物レンズ駆動装置１４に印加し、対物レンズ１１をフォーカス方向に駆動させる。これと並行して、ステップ２０１において、印加された駆動波形パターンによるフォーカス誤差信号（Ｓ字信号）を、フォーカス信号受光領域２４から検出する。

図２０に、フォーカス誤差信号を示している。縦軸ｖは電圧（又は距離）であり、横軸は光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対距離を示している。ＴはＳ字信号の振幅を示しており、Ｔ／２の位置（横軸とＳ字信号との交点）がフォーカスポイントになる。これらは、図２１、２２においても同様である。

ステップ２０２は、演算処理回路装置による演算をする部分であり、駆動波形パターンとＳ字信号の合焦位置より、基準位置Ｐに対する光磁気記録媒体１３の高さを検出する。

より具体的には、図２１に示したように、演算処理回路装置は、フォーカス誤差信号の振幅Ｔの略１／２のポイントの電圧値Ｔ／２を演算する。振幅Ｔは、Ｓ字信号の最大値に相当する駆動波形パターンの電圧値と、Ｓ字信号の最小値に相当する駆動波形パターンの電圧値とから求めることができる。

振幅Ｔが求まれば、電圧値Ｔ／２も求まり、フォーカスポイント（Ｓ字信号と横軸との交点）に相当する駆動波形パターンの電圧値も求まる。この電圧値の算出は、Ｓ字信号の最小値に相当する駆動波形パターンの電圧値に電圧値Ｔ／２を加えればよく、Ｓ字信号の最大値に相当する駆動波形パターンの電圧値から電圧値Ｔ／２を引いてもよい。

このようにして、フォーカスポイントにおける電圧（電流）パターン６８のＧＮＤ（又は基準電圧値）からの電圧値Ｄが求まる。電圧値Ｄが求まれば、対物レンズ駆動装置１４による対物レンズ１１のフォーカス方向への電圧感度（μｍ／Ｖ、μｍ／Ａ）とにより、対物レンズ１１の基準に対するフォーカス方向の位置が演算できる。このことにより、基準位置（ターンテーブルのディスク保持面等）に対する光磁気記録媒体１３の情報記録面の高さを検出することが可能となる。

さらに、光学ヘッドをラジアル方向に移動させながら、前記の検出時のラジアル方向位置とは異なるラジアル方向位置（複数でもよい）において、前記処理と同様の処理を行い、光磁気記録媒体１３の情報記録面の高さ（電圧）Ｄを検出する。

このことにより、基準位置（基準面）に対する光磁気記録媒体１３のフォーカス方向の相対位置を検出できる。さらに、光磁気記録媒体１３に対する対物レンズ１１の相対角度変化、光磁気記録媒体１３のチルト量、そり量又は断面形状を演算することも可能となる。

光学ヘッドのラジアル方向の移動は、図４に示したような、送りネジ４０、副軸４１、送りモータ４２、ギヤ４３ａ、４３ｂ、ナット板４４、軸受け４５、メカベース４６を有する光学ヘッド送り装置により可能である。

光磁気記録媒体１３に傾きがない場合には、光磁気記録媒体１３の情報記録面の高さＤは、ラジアル方向の位置に関係なく、一定の値が検出されることになる。

さらに、演算した値をメモリ７０で記憶し、任意の対物レンズ１１のラジアル方向位置おいて、対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３との相対角度変化に応じた電流量（電圧量）を、コイル１８ａ及びコイル１８ｃに印加することで、対物レンズ１１と光磁気記録媒体１３との相対角度変化を補正することができ、いわゆる学習制御により高速にチルト検出及びチルト補正を実現することが可能となる。

したがって、実施の形態７では、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボをかけることなく、光磁気記録媒体１３のあらかじめ規定した基準面（ターンテーブルの光磁気記録媒体１３の保持部又は光学ベース１９の基準面など）に対するラジアル方向のチルト量、光磁気記録媒体１３のそり量又は断面形状を高速に検出することが可能となり、より高性能なディスク記録再生装置を実現できる。また、チルト検出用の光学ヘッド上の構成部品を必要としないため、小型、薄型、低コストのディスク記録再生装置を実現できる。

なお、基準位置（基準面）はターンテーブルの光磁気記録媒体１３の保持部としたが、光学ベース１９の基準面、あらかじめ規定した場所、又はシャフト等のあらかじめ設定した場所ならどこでもよい。

さらに、ラジアル方向における検出位置は１カ所以上であれば何カ所でもよい。また、検出は磁気記録媒体の内周側又は外周側どちらから行っても問題ないことは言うまでもない。

また、Ｓ字信号の発生は、情報記録面の１カ所のみとしたが、図２２に示すように、光磁気記録媒体１３の表面反射によるＳ字信号の発生（図２２の高さＡ参照）、又は相変化メディアのように２層構造となっている場合の複数の情報面による複数のＳ字信号の発生（図２２の高さＢ、高さＣ参照）がある。

このとき、チルトを測定したい情報記録媒体の情報面の特定は、Ｓ字信号の振幅、駆動波形の形状と順次発生するＳ字信号の順番、又は反射率等から特定できることは言うまでもない。

（実施の形態８）
実施の形態８について、図２３を参照しながら説明する。図２３Ａは、実施の形態８に係る光学ヘッドの概略側面図を示している。図２３Ｂ、図２３Ｃは、磁気記録媒体１３の情報トラックと、チルト検出用の光スポット７７ａ、７７ｂとの角度関係を示している。

本実施の形態は、回折格子３５を透過後の複数の光束により、光磁気記録媒体１３上に複数の光スポット３２、７７ａ、７７ｂを形成する点が前記実施の形態と異なっている。

光スポット７７ａ及び７７ｂは、光磁気記録媒体１３のチルト検出用の光スポットであり、情報トラックに対して規定の角度に設定される。このときの光スポットの角度調整は、回折格子３５を回転させてもよいが、図８Ａに示すように、対物レンズ駆動装置１４を対物レンズ１１の光軸を中心として外部治具（図示せず）により回動させてもよい。

光磁気記録媒体１３で反射されたチルト検出用の光スポット７７ａ、７７ｂの光束は、逆の光路をたどり、各光スポット７７ａ、７７ｂに対応した多分割光検出器３（図３）上の受光領域（図示せず）に入射する。

このとき、各受光領域で検出される２つの信号の振幅又はＤＣ値を比較することにより、光磁気記録媒体１３のラジアル方向チルトを検出することが可能となる。

ここで、図２３Ｂは、回折格子３５の調整角度θが０度、図２３Ｃは、回折格子３５の調整角度θが９０度のときの、光磁気記録媒体１３の情報トラックと、チルト検出用の光スポット７７ａ、７７ｂとの角度関係示している。

回折格子３５の調整角度θは、０度から９０度の範囲内の任意の位置でよいが、チルトが０度の状態で光スポット７７ａ及び７７ｂの出力の差がない位置に光スポット７７ａ及び７７ｂを配置する必要がある（情報記録媒体のトラック間隔により異なる）。

θを０度とした図２３Ｂの例では、異なるトラック（この例では隣り合うグルーブ１３ａ（隣り合うランド１３ｂでもよい））上にそれぞれ光スポット７７ａ、７７ｂが位置するようにしており、ラジアル方向のみのチルト検出が可能となる。

また、θを９０度とした図２３Ｃの例では、同一トラック上に光スポット７７ａ、７７ｂが位置するようにしており、タンジェンシャル方向のみのチルト検出が可能となる。

また、０度と９０度との間における調整位置とすることにより、タンジェンシャル及びラジアル方向のチルト検出が可能となる。

本実施の形態によれば、情報記録媒体のトラックピッチに応じたチルト検出を簡単な構成で実現することが可能となり、小型・低コストのチルト検出装置とディスク記録再生装置を実現できる。

なお、情報記録媒体は光磁気記録媒体１３の例で説明したが、相変化メディア又はプレピットを有したＲＯＭディスクとしてもよい。

また、光スポットの非点収差によりスポットの楕円方向が異なり、検出光量のウォブル等の信号の変調度が変化することは言うまでもない。

以上のように、本発明に係る光学ヘッドは、チルト検出の専用光源を設けることなくチルト検出を実現し、小型・薄型化でき、応答性に優れたチルト補正ができるので、情報記録媒体である光ディスクを記録再生するディスク記録再生装置に有用である。

実施の形態１に係る光学ヘッドの平面図。 図１Ａに示した光学ヘッドの側面図。 光磁気記録媒体の中心部近傍の側面図。 本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドのチルト検出装置の構成を示した分解斜視図。 本発明の一実施の形態に係る受発光素子を説明する平面図。 本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドと光学ヘッド送り装置の動作の関連を示した分解斜視図。 本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドのチルト検出装置の構成を示した分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図。 フォーカス誤差信号の略中心がＧＮＤと一致した状態を示す図。 フォーカス誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態を示す図。 本発明の一実施の形態に係るフォーカスサーボを説明するブロック図。 トラッキング誤差信号の略中心がＧＮＤと一致した状態を示す図。 トラッキング誤差信号の略中心がＧＮＤから変位した状態を示す図。 本発明の一実施の形態に係るトラッキングサーボを説明するブロック図。 本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドの調整方法を示す分解斜視図。 図８Ａの各構成の組立て後の斜視図。 本発明の一実施の形態に係る対物レンズ駆動装置の駆動波形を示す図。 本発明の一実施の形態に係る送りモータの駆動電圧波形を示す図。 本発明の一実施の形態に係る対物レンズ１１のラジアル方向移動波形を示す図。 本発明の一実施の形態に係るチルトもシフトもない場合の光束分布を示す図 本発明の一実施の形態に係るラジアルシフトがある場合の光束分布を示す図 本発明の一実施の形態に係るラジアルチルトがある場合の光束分布を示す図 本発明の一実施の形態に係るタンジェンシャルチルトがある場合の光束分布を示す図 本発明の一実施の形態に係るチルト検出装置の分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図。 本発明の別の一実施の形態に係るチルト検出装置の分解斜視図及びチルト補正信号出力までのブロック図。 本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドの平面図。 図１３Ａに示した光学ヘッドの側面図。 本発明の一実施の形態に係る光学ヘッドのチルト検出装置を示す平面図。 図１４Ａに示した光学ヘッドの送り方向と直交する方向における断面図。 本発明の実施の形態４に係る光学ヘッドのチルト検出装置の第２の例の断面図。 本発明の実施の形態４に係る光学ヘッドのチルト検出装置の第３の例の断面図。 本発明の実施の形態５に係る光学ヘッドのチルト検出装置の断面図。 本発明の実施の形態５に係る受光素子の分割パターンにおいて、ラジアルチルトもタンジェンシャルチルトもない状態の光束分布図。 本発明の実施の形態５に係る受光素子の分割パターンにおいて、ラジアルチルトがあり、タンジェンシャルチルトがない状態の光束分布図。 本発明の実施の形態５に係る受光素子の分割パターンにおいて、ラジアルチルトがなく、タンジェンシャルチルトがある状態の光束分布図。 本発明の実施の形態６に係る光ヘッドの概略構成図。 本発明の実施の形態６に係る光束反射部の別の例を示す図。 本発明の実施の形態６に係る光束反射部のさらに別の例を示す図。 本発明の実施の形態７に係る駆動波形パターンが三角波の例を示す図。 本発明の実施の形態７に係る駆動波形パターンが正弦波の例を示す図。 本発明の実施の形態７に係る駆動波形パターンが台形波の例を示す図。 図１９は、本発明の実施の形態７に係るチルト検出の動作フローを示したブロック図。 本発明の実施の形態７に係るフォーカス誤差信号を示す図。 本発明の実施の形態７に係る演算処理回路装置の演算を説明する図。 本発明の実施の形態７の別の例に係る演算処理回路装置の演算を説明する図。 本発明の実施の形態８に係る光ヘッドの概略構成図。 本発明の実施の形態８に係る情報トラックと光スポットと角度関係を示す図。 本発明の実施の形態８の別の例に係る情報トラックと光スポットと角度関係を示す図。 従来の光学ヘッドのチルト検出装置の概略的な構成図及びその動作原理の一例を説明する図。

Claims (9)

1. 半導体レーザと、
   前記半導体レーザからの光束を情報記録媒体上に集光する対物レンズと、
   前記半導体レーザと前記対物レンズとの間に位置し、前記情報記録媒体からの反射光の反射直進光と前記情報記録媒体の情報トラックによる±１次回折光との略干渉領域のうち、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度の変化及び前記対物レンズの前記情報記録媒体のラジアル方向へのシフトにより光量が変化する領域における複数の光束をそれぞれ回折する光束分離手段と、
   前記情報記録媒体で反射され前記光束分離手段で分離された光束を受光し電気信号に変換する受光素子と、
   前記情報記録媒体に対する前記対物レンズのラジアル方向へのシフト量に対応するラジアル方向位置信号に応じて、前記受光素子で検出した電気信号の値を補正して、前記情報記録媒体と前記対物レンズとの相対角度又はあらかじめ規定した基準面に対する前記情報記録媒体のチルト量を検出する演算回路とを備えたことを特徴とする光学ヘッド。
2. 前記光束分離手段は、前記略干渉領域の光束の一部をそれぞれ回折する請求項１に記載の光学ヘッド。
3. 前記複数の光束は、前記反射直進光の略中心を通過するラジアル方向の軸及びタンジェンシャル方向の軸を境に分割した前記光束分離手段の４つ領域の光束である請求項１に記載の光学ヘッド。
4. 前記対物レンズをラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動装置をさらに備えており、前記ラジアル方向位置信号は、前記対物レンズをラジアル方向に駆動させる印加電流より演算した信号である請求項１に記載の光学ヘッド。
5. 前記ラジアル方向位置信号は、前記略干渉領域外の光束であって、前記反射直進光の略中心を通過するタンジェンシャル方向の軸を境に分割した前記光束分離手段の少なくとも２つの領域の光量を演算して生成した信号である請求項１に記載の光学ヘッド。
6. 前記光束分離手段は、樹脂又はガラスで形成されたホログラム又は回折格子である請求項１に記載の光学ヘッド。
7. 前記光束分離手段は、λ／４板と、前記λ／４板と前記半導体レーザとの間に位置し、あらかじめ設定された偏光成分の光束のみに回折効果がある偏光ホログラムとを備え、前記受光素子は、前記偏光ホログラムにより回折された光束を受光する請求項１に記載の光学ヘッド。
8. 前記光束分離手段は、前記対物レンズと一体に構成され、かつ前記対物レンズと一体にフォーカス方向及びラジアル方向に移動する請求項１に記載の光学ヘッド。
9. 前記対物レンズと前記半導体レーザとの間にコリメートレンズをさらに備え、前記コリメートレンズと前記光束分離手段が一体である請求項１に記載の光学ヘッド。

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