JPWO2004023464A1 - 光学ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (9)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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