(57)【要約】  【課題】  レーザ出力を大きくさせることなく高精度なチルト制御を行うことができるディスク装置、及びレンズユニットを提供する。  【解決手段】  対物レンズ２１は、凸レンズ状に形成されて光を集光する集光部と光を集光せずに通過させる非集光部とを一体に形成してなる。レーザ光源（放射手段）１が放射する放射光（光束）１１に含まれる中央入射光１２を対物レンズ２１の集光部で集光することによりディスクＤへの情報の記録又は読み出しを行う。また中央入射光１２の周囲に分布する円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４が、対物レンズ２１の非集光部を通過することによって、略平行な状態を保ちながら集光せずにディスクＤへ入射される。ディスクＤからの円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４の反射光を用いてディスクＤへの光の入射角度の略垂直からの傾きを求め、チルト制御を行う。【選択図】        図１
2006196070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を放射する放射手段と、該放射手段が放射する光束の少なくとも一部を集光してディスクへ入射させる集光手段とを備えるディスク装置において、
前記放射手段が放射する光束に含まれる部分光を、前記集光手段によって集光させずにディスクへ入射させる非集光手段と、
該非集光手段によりディスクへ入射される前記部分光の反射光を受光する受光手段と、
該受光手段の受光結果に基づいて、ディスクへ入射された光とディスクとの間の角度に係る情報を求める処理手段と
を備えることを特徴とするディスク装置。
【請求項２】
前記放射手段が放射する光束を実質的に平行な光束にする手段を更に備え、
前記集光手段は、前記実質的に平行な光束に含まれる一部の光を集光するように構成してあり、
前記非集光手段は、前記実質的に平行な光束に含まれる部分光を、実質的に平行な状態を保ちながらディスクへ入射させるように構成してある
ことを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】
前記集光手段は、前記光束の内で光強度が最大である部分を含んだ光を集光するように構成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載のディスク装置。
【請求項４】
前記受光手段は、
前記非集光手段によりディスクへ入射される前記部分光の内、前記集光手段によって集光された光の入射位置でのディスクの半径方向に実質的に平行な方向に分布する光による反射光を受光する半径方向受光手段を有し、
前記処理手段は、
前記半径方向受光手段の受光結果に基づいて、前記角度の前記方向に沿った所定角度からの傾きに係る情報を求める半径成分処理手段を有すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のディスク装置。
【請求項５】
前記半径方向受光手段は、前記反射光が分布する方向に並んだ複数の受光素子を含んでなり、
前記半径成分処理手段は、前記複数の受光素子の夫々での受光量の差に応じて前記情報を求めるように構成してあること
を特徴とする請求項４に記載のディスク装置。
【請求項６】
前記受光手段は、
前記非集光手段によりディスクへ入射される前記部分光の内、前記集光手段によって集光された光の入射位置でのディスクの円周方向に実質的に平行な方向に分布する光による反射光を受光する円周方向受光手段を有し、
前記処理手段は、
前記円周方向受光手段の受光結果に基づいて、前記角度の前記方向に沿った所定角度からの傾きに係る情報を求める円周成分処理手段を有すること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のディスク装置。
【請求項７】
前記円周方向受光手段は、前記反射光が分布する方向に並んだ複数の受光素子を含んでなり、
前記円周成分処理手段は、前記複数の受光素子の夫々での受光量の差に応じて前記情報を求めるように構成してあること
を特徴とする請求項６に記載のディスク装置。
【請求項８】
前記光束の内、前記光束の中心を含む中心部分光と、ディスクへ入射された場合に前記中心部分光の入射位置でのディスクの半径方向に実質的に平行な方向に前記中心部分光の周囲で分布する部分光と、ディスクへ入射された場合に前記中心部分光の入射位置でのディスクの円周方向に実質的に平行な方向に前記中心部分光の周囲で分布する部分光とを通過させる遮光マスクを更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のディスク装置。
【請求項９】
光束を放射する放射手段と、該放射手段が放射する光束を通過させてディスクへ入射させるレンズとを備えるディスク装置において、
前記レンズは、凸レンズ状に形成され、前記光束に含まれる一部の光を集光する集光部と、平板状に形成され、前記光束の内で前記一部の光の周囲に分布する部分光を集光せずに通過させる非集光部とを一体に形成してあることを特徴とするディスク装置。
【請求項１０】
凸レンズ状に形成され、通過する光を集光する集光部、及び平板状に形成され、光を集光せずに通過させる非集光部を一体に形成してあるレンズと、
入射光の内、一部の光が前記集光部を通過し、他の部分の光が前記非集光部を通過するような位置に前記レンズを保持する保持手段と
を備えることを特徴とするレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに対して情報の記録又は読み出しを行う際にチルト制御を行う光ディスク装置、及び光ディスク装置の一部を構成するレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（コンパクトディスク）又はＤＶＤ（デジタルバーサイタルディスク）等の光ディスクに対して情報の記録・読み出しを行う光ディスク装置は、光ディスク上に形成された情報の記録面にレーザ光を照射することによって情報の記録・読み出しを行う。レーザ光は光ディスクの記録面に対して略垂直に入射されるようになっており、光ディスクの傾き又は反り等の原因により記録面に対して略垂直から傾いてレーザ光が入射された場合は、記録面に集光されたレーザ光のスポットに収差が発生し、情報の記録・読み出しができなくなる。そこで光ディスク装置では、記録面に対してレーザ光が略垂直に入射されるようにレーザ光の入射角度を調整するチルト制御が行われている。
【０００３】
従来行われているチルト制御の技術では、記録・読み出し用のレーザとは別にＬＥＤ（発光ダイオード）とＬＥＤからの光を光ディスクの記録面に反射させた反射光を受光する受光部とを設け、反射光の位置ずれから入射角度の傾きを検出し、検出結果に基づいてレーザ光の入射角度を調整する。この従来の技術では、記録・読み出し用のレーザとは別にチルト制御用のＬＥＤを必要とするので、光ディスク装置の部品点数が増加するという問題がある。またレーザ光とＬＥＤからの光とが光ディスク上で互いに別の位置に照射され、情報の記録・読み出しを行うべき位置での入射角度の変化を検出することができないので、高精度なチルト制御が不可能であるという問題がある。
【０００４】
これらの問題を解決するために、記録・読み出し用のレーザを用いてチルト制御を行う技術が特許文献１に開示されている。図１１は、特許文献１に開示された技術を説明するための模式図である。一般的に、光ディスクは記録面Ｄ１に透明基板Ｄ２が貼り付けられて構成されている。特許文献１に係る光ディスク装置は、図中に実線で示すレーザ光が対物レンズ５で記録面Ｄ１上に集光され、記録面Ｄ１で反射又は回折されたレーザ光が対物レンズ５を通過して図示しない受光部へ入射される構成となっている。また対物レンズ５の前面の中央部５１は、他の部分よりも曲率が大きく成形されており、中央部５１を通過するレーザ光の焦点距離がより対物レンズ５に近くなって透明基板Ｄ２の表面と対物レンズ５との間に位置するように成形されている。図中に破線で示す如く、中央部５１を通過したレーザ光は、光ディスクの透明基板Ｄ２の表面で反射され、中央部５１を通過して図示しない受光部へ入射される構成となっている。記録面Ｄ１上に集光されるレーザ光を用いて情報の記録・読み出しを行い、透明基板Ｄ２の表面で反射されるレーザ光を用いてチルト制御を行う。この技術により、記録・読み出し用のレーザとは別に設けていたＬＥＤが不必要となり、更に、情報の記録・読み出しを行うべき位置での光ディスクに対するレーザ光の入射角度の変化を検出することができるので高精度なチルト制御が可能となる。
【特許文献１】特開２０００−７６６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１に開示された技術では、レーザの光束の内の中央部分をチルト制御に利用している。しかし、レーザの光強度は、光束の中央部分が最大であるので、特許文献１に開示された技術では、情報の記録・読み出しのためにレーザの光強度が最大である部分を利用できない。光ディスクに対して情報の記録・読み出しを行うためにはレーザの光強度がある程度以上大きい必要があるので、特許文献１に開示された技術では、利用できないレーザの光強度分を補うことができるようにレーザ出力を大きくする必要がある。レーザ出力を大きくした場合は、消費電力及びコストが増大するという問題があり、またレーザの寿命が短縮するという問題がある。
【０００６】
また特許文献１に開示された技術では、図１１に示した如く対物レンズ５として特殊な形状のレンズが必要であるという問題がある。これに対して、特許文献１には、波長又は出力強度が異なる２つのレーザ光の夫々をチルト制御と情報の記録・読み出しとに利用することにより、特殊な形状のレンズを必要としない技術をも開示されているが、この場合は光ディスク装置の部品点数が増加するという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、レーザ出力を大きくさせることなく高精度なチルト制御を行うことができるディスク装置、及びディスク装置の一部を構成するレンズユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るディスク装置は、光束を放射する放射手段と、該放射手段が放射する光束の少なくとも一部を集光してディスクへ入射させる集光手段とを備えるディスク装置において、前記放射手段が放射する光束に含まれる部分光を、前記集光手段によって集光させずにディスクへ入射させる非集光手段と、該非集光手段によりディスクへ入射される前記部分光の反射光を受光する受光手段と、該受光手段の受光結果に基づいて、ディスクへ入射された光とディスクとの間の角度に係る情報を求める処理手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、放射手段が放射する光束の少なくとも一部の光を集光してディスクへ入射させるディスク装置は、放射手段が放射する光束に含まれる部分光を集光せずにディスクへ入射し、集光せずにディスクへ入射した部分光の反射光に基づいて、ディスクに対して放射した光の入射角度に係る情報を求める。
【００１０】
本発明に係るディスク装置は、前記放射手段が放射する光束を実質的に平行な光束にする手段を更に備え、前記集光手段は、前記実質的に平行な光束に含まれる一部の光を集光するように構成してあり、前記非集光手段は、前記実質的に平行な光束に含まれる部分光を、実質的に平行な状態を保ちながらディスクへ入射させるように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
また本発明においては、ディスクに対して略平行な光束を放射し、略平行な光束の一部の光を集光してディスクへ入射し、略平行な光に含まれる部分光を略平行な状態を保ったままでディスクへ入射して入射角度に係る情報を求める。
【００１２】
本発明に係るディスク装置は、前記集光手段は、前記光束の内で光強度が最大である部分を含んだ光を集光するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
また本発明においては、放射手段が放射する光束の内、光強度が最大である部分を含む光を集光してディスクへ入射する。ディスクへ入射した光は、ディスクに対する情報の記録又は読み出しを行うために利用される。
【００１４】
本発明に係るディスク装置は、前記受光手段は、前記非集光手段によりディスクへ入射される前記部分光の内、前記集光手段によって集光された光の入射位置でのディスクの半径方向に実質的に平行な方向に分布する光による反射光を受光する半径方向受光手段を有し、前記処理手段は、前記半径方向受光手段の受光結果に基づいて、前記角度の前記方向に沿った所定角度からの傾きに係る情報を求める半径成分処理手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また本発明においては、集光されずにディスクへ入射される光の内でディスクの半径方向に分布する部分光による反射光を受光し、この反射光の受光結果に基づいて、光の入射角度の半径方向への傾きに係る情報を求める。
【００１６】
本発明に係るディスク装置は、前記半径方向受光手段は、前記反射光が分布する方向に並んだ複数の受光素子を含んでなり、前記半径成分処理手段は、前記複数の受光素子の夫々での受光量の差に応じて前記情報を求めるように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
また本発明においては、ディスクの半径方向に分布する部分光の反射光は、反射光が分布する方向に並んだ複数の受光素子で受光し、各受光素子での受光量の差に応じて、光の入射角度の半径方向への傾きに係る情報を求める。
【００１８】
本発明に係るディスク装置は、前記受光手段は、前記非集光手段によりディスクへ入射される前記部分光の内、前記集光手段によって集光された光の入射位置でのディスクの円周方向に実質的に平行な方向に分布する光による反射光を受光する円周方向受光手段を有し、前記処理手段は、前記円周方向受光手段の受光結果に基づいて、前記角度の前記方向に沿った所定角度からの傾きに係る情報を求める円周成分処理手段を有することを特徴とする。
【００１９】
また本発明においては、集光されずにディスクへ入射される光の内でディスクの円周方向に分布する部分光による反射光を受光し、この反射光の受光結果に基づいて、光の入射角度の円周方向への傾きに係る情報を求める。
【００２０】
本発明に係るディスク装置は、前記円周方向受光手段は、前記反射光が分布する方向に並んだ複数の受光素子を含んでなり、前記円周成分処理手段は、前記複数の受光素子の夫々での受光量の差に応じて前記情報を求めるように構成してあることを特徴とする。
【００２１】
また本発明においては、ディスクの円周方向に分布する部分光の反射光は、反射光が分布する方向に並んだ複数の受光素子で受光し、各受光素子での受光量の差に応じて、光の入射角度の円周方向への傾きに係る情報を求める。
【００２２】
本発明に係るディスク装置は、前記光束の内、前記光束の中心を含む中心部分光と、ディスクへ入射された場合に前記中心部分光の入射位置でのディスクの半径方向に実質的に平行な方向に前記中心部分光の周囲で分布する部分光と、ディスクへ入射された場合に前記中心部分光の入射位置でのディスクの円周方向に実質的に平行な方向に前記中心部分光の周囲で分布する部分光とを通過させる遮光マスクを更に備えることを特徴とする。
【００２３】
また本発明においては、遮光マスクを用いて、光束の中心を含む中心部分光と、ディスクに入射された場合に中心部分光の周囲でディスクの円周方向に分布する部分光と、ディスクに入射された場合に中心部分光の周囲でディスクの円周方向に分布する部分光とを放射光から取り出す。
【００２４】
本発明に係るディスク装置は、光束を放射する放射手段と、該放射手段が放射する光束を通過させてディスクへ入射させるレンズとを備えるディスク装置において、前記レンズは、凸レンズ状に形成され、前記光束に含まれる一部の光を集光する集光部と、平板状に形成され、前記光束の内で前記一部の光の周囲に分布する部分光を集光せずに通過させる非集光部とを一体に形成してあることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係るレンズユニットは、凸レンズ状に形成され、通過する光を集光する集光部、及び平板状に形成され、光を集光せずに通過させる非集光部を一体に形成してあるレンズと、入射光の内、一部の光が前記集光部を通過し、他の部分の光が前記非集光部を通過するような位置に前記レンズを保持する保持手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
また本発明においては、凸レンズ状に形成されて通過する光を集光する集光部と、平板状に形成されて光を集光させずに通過させる非集光部とが一体に形成されたレンズを用い、放射手段が放射する光束の一部を集光部で集光させ、光束に含まれる部分光を非集光部を通過させてディスクへ入射する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にあっては、放射手段が放射する光束の一部を集光してディスクに対する情報の記録又は読み出しに利用し、放射手段が放射する光束の部分光をチルト制御に利用することにより、記録・読み出し用のレーザとは別にチルト制御用のＬＥＤを必要とすることがないので、ディスク装置の部品点数を増加させずにチルト制御を行うことができる。
【００２８】
また本発明にあっては、略平行な光束に含まれる一部の光を集光し、略平行な光束に含まれる部分光を略平行な状態を保ちながらディスクへ入射することにより、ディスクへの情報の記録・読み出し用の光とチルト制御用の光とをディスク上の略同一な領域に入射することが可能となるので、情報の記録・読み出しを行うべきディスク上の位置での入射角度の傾きを検出することが可能となる。従って、ディスクに対する情報の記録・読み出し時に高精度なチルト制御を行うことが可能となる。
【００２９】
また本発明にあっては、放射手段が放射する光束に含まれる光の内、光強度が最大である部分を含む光を集光することにより、ディスクへの情報の記録又は読み出しのために光強度が最大である部分の光を利用することができる。従って、ディスク装置は、放射手段の出力を大きくする必要がなく、消費電力及びコストの増大並びにレーザの寿命の短縮といった問題点を回避することができる。
【００３０】
また本発明にあっては、集光されずにディスクへ入射される光の内でディスクの半径方向に分布する部分光による反射光の受光結果に基づいて入射角度の半径方向に沿った略垂直からの傾きを求めることにより、光の入射角度の半径方向に沿った略垂直からの傾きを単独で求めることができる。
【００３１】
また本発明にあっては、半径方向に分布する光の反射光が分布する方向に並んだ複数の受光素子を用いて反射光を受光することにより、光の入射角度の半径方向に沿った略垂直からの傾きを容易に求めることができる。
【００３２】
また本発明にあっては、集光されずにディスクへ入射される光の内でディスクの円周方向に分布する部分光による反射光の受光結果に基づいて入射角度の円周方向に沿った略垂直からの傾きを求めることにより、光の入射角度の円周方向に沿った略垂直からの傾きを単独で求めることができる。
【００３３】
また本発明にあっては、円周方向に分布する光の反射光が分布する方向に並んだ複数の受光素子を用いて反射光を受光することにより、光の入射角度の円周方向に沿った略垂直からの傾きを容易に求めることができる。
【００３４】
また本発明にあっては、遮光マスクを用いて、放射手段が放射する光束から中心部分光とディスクの円周方向に分布する部分光とディスクの半径方向に分布する部分光とを個別に生成することにより、各部分光の反射光の位置ずれを個別に検出することが可能となるので、光の入射角度の円周方向及び半径方向に沿った略垂直からの傾きを夫々に精度良く求めることができる。
【００３５】
更に本発明にあっては、凸レンズ状に形成されて通過する光を集光する集光部と、平板状に形成されて光を集光させずに通過させる非集光部とが一体に形成されたレンズを用い、放射手段が放射する光束がこのレンズを通過することによって、集光される光と集光されずにディスクへ入射する光とを容易に生成することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。本実施の形態においては、本発明に係るディスクがＣＤ又はＤＶＤ等の光ディスクであり、本発明のディスク装置がレーザ光を用いて光ディスクに対して情報の記録・読み出しを行う装置であるとして本発明を説明する。
【００３７】
図１及び図２は、本発明のディスク装置の光学系の構成を示す構成図である。図中Ｄは光ディスクであり、図１及び図２は、本発明のディスク装置がレーザ光を入射する位置での光ディスク上の円周方向から見た構成図を示している。また図１にはレーザ光源１が放射したレーザ光が光ディスクＤへ到達するまでの軌跡を示し、図２には光ディスクＤ上で反射又は回折されたレーザ光の軌跡を示している。
【００３８】
本発明のディスク装置は、本発明に係る放射手段であるレーザ光源１、ビームスプリッタ２４、レーザ光源１が放射したレーザ光の偏光を調整するための１／４波長板２３、放射状のレーザ光を略平行にするコリメータレンズ２５、レーザ光の一部を遮光する遮光マスク２２、及び光ディスクＤに近接して光ディスクＤ上へ入射するための対物レンズ（レンズ）２１を備えている。レーザ光源１、ビームスプリッタ２４、１／４波長板２３、コリメータレンズ２５、遮光マスク２２及び対物レンズ２１はこの順に配置され、光軸合わせが成されている。
【００３９】
図３は、遮光マスク２２をレーザ光源１側から見た正面図である。図中には、光ディスクＤ上のレーザ光が入射された位置での半径方向及び円周方向を示している。レーザ光源１が放射したレーザ光である放射光１１は、ビームスプリッタ２４及び１／４波長板２３を通過し、コリメータレンズ２５によって略平行になって遮光マスク２２に当たる。図中には、遮光マスク２２に当たる放射光１１の分布範囲を破線で示している。放射光１１は、円状に分布しており、遮光マスク２２には、放射光１１の円状の分布の中央を含んだ中央部分を通過させる中央穴２２ａが形成されている。
【００４０】
また遮光マスク２２には、中央穴２２ａで通過する放射光１１の中央部分の周囲に分布する光の一部を通過させる円周方向穴２２ｂ及び半径方向穴２２ｃが形成されている。円周方向穴２２ｂは、中央穴２２ａで通過する光の周囲に分布する光の内、この穴を通過した光がディスクＤ上で円周方向に分布するようになる方向に所定の長さ形成されている。また半径方向穴２２ｃは、中央穴２２ａで通過する光の周囲に分布する光の内、この穴を通過した光がディスクＤ上で半径方向に分布するようになる方向に所定の長さ形成されている。以下、放射光１１の内、中央穴２２ａを通過した光を中央入射光１２、円周方向穴２２ｂを通過した光を円周方向入射光１３、半径方向穴２２ｃを通過した光を半径方向入射光１４と言う。中央入射光１２は本発明に係る中心部分光であり、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４は本発明に係る部分光である。
【００４１】
図４は、対物レンズ２１をレーザ光源１側から見た正面図である。対物レンズ２１は、凸レンズ状に形成され、通過する光を集光する集光部２１１と、平板状に形成され、光を集光せずに通過させる非集光部２１２とを一体に形成してなっている。対物レンズ２１には、遮光マスク２２を通過した中央入射光１２、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４が入射される。図中には、対物レンズ２１に入射される中央入射光１２、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４の分布を破線で示している。対物レンズ２１は、中央入射光１２が集光部２１１に入射され、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４が非集光部２１２に入射される位置に、保持部（保持手段）２１３で保持されている。対物レンズ２１及び保持部２１３は本発明のレンズユニットを成している。集光部２１１は、略平行な状態で入射される中央入射光１２を集光し、ディスクＤへ入射させる。本発明のディスク装置は、集光部２１１で集光された中央入射光１２のスポット径がディスクＤの記録面上で略最小になるように対物レンズ２１とディスクＤとの間の距離を制御する機能を備えている。
【００４２】
また非集光部２１２は、略平行な状態で入射される円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４を、略平行な状態を保ちながらディスクＤへ入射させる。このようにして、対物レンズ２１の集光部２１１は本発明に係る集光手段として機能し、対物レンズ２１の非集光部２１２は本発明に係る非集光手段として機能する。
【００４３】
図５は、レーザ光源１が放射する放射光１１の光強度の空間分布を示す特性図である。放射光１１の光強度は、図中に０で示した空間分布の中心での光強度が最大であり、中心からの距離の絶対値が大きくなるほど小となる。遮光マスク２２の中央穴２２ａを通過して対物レンズ２１の集光部２１１で集光される中央入射光１２は、光強度が最大である空間分布の中心を含み、放射光１１の内で他の部分よりも光強度が大である部分である。また円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４は、放射光１１の内で中央入射光１２の周囲に分布する光の一部であり、中央入射光１２よりも光強度が小となっている。
【００４４】
ディスクＤへ入射された中央入射光１２、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４は、ディスクＤ上で回折又は反射される。中央入射光１２、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４の夫々がディスクＤ上で回折又は反射された光を、以下、中央反射光１５、円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７と夫々言う。中央反射光１５、円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７は、図２に示す如く、対物レンズ２１、遮光マスク２２、コリメータレンズ２５の順に通過する構成となっている。各反射光は、コリメータレンズ２５を通過することにより、光源１１を焦点とするように集光される。コリメータレンズ２５を通過した各反射光は、１／４波長板２３を通過し、ビームスプリッタ２４で放射光１１の軌跡から分離される構成となっている。
【００４５】
本発明のディスク装置は、更に、ビームスプリッタ２４で放射光１１の軌跡から分離された中央反射光１５が集光する焦点の位置に、中央反射光１５を検出する光検出器２８を備えている。またディスク装置は、ビームスプリッタ２４と光検出器２８との間の位置に、円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７を受光する受光部（受光手段）３を備え、ディスクＤのチルト検出の処理を行う処理部（処理手段）４を更に備えている。
【００４６】
図６は、受光部３をビームスプリッタ２４側から見た正面図である。受光部３には、入射された光を通過させる通過光が形成されている。通過穴は、中央反射光１５が通過できる大きさに形成されている。受光部３は、ビームスプリッタ２４から来た中央反射光１５が通過穴を通過し、円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７が当たるように配置されてある。
【００４７】
受光部３は、フォトダイオード等の複数の受光素子を備えており、円周方向反射光１６を検出するための二個の受光素子３１ａ，３１ｂと、半径方向反射光１７を検出するための二個の受光素子３２ａ，３２ｂとを備えている。受光素子３１ａ，３１ｂは、円周方向入射光１３がディスクＤに対して垂直に入射された場合に受光部３上で円周方向反射光１６が分布する範囲内に、受光部３上で円周方向反射光１６が分布する長手方向に並んで配置されている。図中には、円周方向入射光１３がディスクＤに対して垂直に入射された場合に受光部３上で円周方向反射光１６が分布する範囲を破線で示している。また受光素子３２ａ，３２ｂは、半径方向入射光１４がディスクＤに対して垂直に入射された場合に受光部３上で半径方向反射光１７が分布する範囲内に、受光部３上で円周方向反射光１６が分布する長手方向に並んで配置されている。図中には、半径方向入射光１４がディスクＤに対して垂直に入射された場合に受光部３上で半径方向反射光１７が分布する範囲を破線で示している。
【００４８】
光検出器２８は、受光部３の通過穴を通過した中央反射光１５を検出する構成となっている。ビームスプリッタ２４と光検出器２８との距離は、中央反射光１５が光検出器２８上で集光して光検出器２８での中央反射光１５の検出が効率よく行われるように定められている。本発明のディスク装置は、レーザ光源１が放射した放射光１１がディスクＤの記録面上で回折又は反射した光である中央反射光１５の光検出器２８での検出結果に基づいて、ディスクＤに対する情報の書き込み又は読み出しを行う構成となっている。
【００４９】
図７は、処理部４の内部構成及び受光部３と処理部４との接続態様を示すブロック図である。受光部３が備える各受光素子は、受光量に応じた大きさの信号を出力する構成となっている。受光素子３１ａ，３１ｂは、本発明に係る円周方向受光手段であり、受光素子３２ａ，３２ｂは、本発明に係る半径方向受光手段である。
【００５０】
処理部４は、受光素子３１ａ，３１ｂの夫々の出力に接続された差動増幅器４２、受光素子３２ａ，３２ｂの夫々の出力に接続された差動増幅器４３、差動増幅器４２に接続された増幅器４４、差動増幅器４３に接続された増幅器４５、及び演算を行う演算部４１を備えている。演算部４１には、増幅器４４及び増幅器４５が接続されている。差動増幅器４２は、受光素子３１ａ，３１ｂの夫々から出力された信号を受け付け、受け付けた受光素子３１ａ，３１ｂの夫々からの信号の差を演算し、受光素子３１ａ，３１ｂの夫々からの信号の差を示す信号を増幅器４４へ出力する。増幅器４４は、差動増幅器４２から出力された信号を受け付け、受け付けた信号を所定の増幅率βで増幅し、増幅した信号を演算部４１へ出力する。即ち、受光素子３１ａ，３１ｂの夫々が出力する信号の大きさをＳ１ａ，Ｓ１ｂであるとすると、演算部４１が増幅器４４から受け付ける信号の大きさは、β×（Ｓ１ａ−Ｓ１ｂ）となる。
【００５１】
一方、差動増幅器４３は、受光素子３２ａ，３２ｂの夫々から出力された信号を受け付け、受け付けた受光素子３２ａ，３２ｂの夫々からの信号の差を演算し、受光素子３２ａ，３２ｂの夫々からの信号の差を示す信号を増幅器４５へ出力する。増幅器４５は、差動増幅器４３から出力された信号を受け付け、受け付けた信号を所定の増幅率αで増幅し、増幅した信号を演算部４１へ出力する。即ち、受光素子３２ａ，３２ｂの夫々が出力する信号の大きさをＳ２ａ，Ｓ２ｂであるとすると、演算部４１が増幅器４５から受け付ける信号の大きさは、α×（Ｓ２ａ−Ｓ２ｂ）となる。
【００５２】
ところで、ディスクＤに対して略垂直に光が入射される場合は、増幅器４４，４５から出力される信号は略ゼロである。しかし、入射角度が円周方向又は半径方向に傾いた場合は、増幅器４４又は４５から出力される信号が変動する。演算部４１は、増幅器４４，４５から受け付ける信号の大きさに応じ、ディスクＤに入射される光の入射角度の略垂直からの傾きを求める演算を行う構成となっている。このようにして、差動増幅器４２、増幅器４４及び演算部４１は、本発明に係る円周成分処理手段として機能し、差動増幅器４３、増幅器４５及び演算部４１は、本発明に係る半径方向成分処理手段として機能する。更に本発明のディスク装置は、演算部４１が求めた入射角度の傾きに基づいて、ディスクＤに対して略垂直に光が入射されるように、ディスクＤに対して入射する光の入射角度を制御するチルト制御を行う構成となっている。
【００５３】
次に、以上の構成のディスク装置を用いて、ディスクＤに対して入射する光の入射角度の傾きを求める方法を説明する。レーザ光源１から放射された放射光１１は、ビームスプリッタ２４及び１／４波長板２３を通過し、コリメータレンズ２５で略平行光となって遮光マスク２２に当たる。遮光マスク２２を通過した放射光１１の部分光である中央入射光１２は、対物レンズ２１の集光部２１１で集光されてディスクＤへ入射する。中央入射光１２は、ディスクＤの記録面上でスポット径が略最小になるスポットを形成する。また遮光マスク２２を通過した放射光１１の部分光である円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４は、略平行光の状態を保ちながら対物レンズ２１の非集光部２１２を通過し、ディスクＤへ入射する。
【００５４】
図８は、ディスクＤへ入射された光を示す模式図である。図中には、対物レンズ２１側からディスクＤの表面を見た図を示している。ディスクＤの表面では、中央入射光１２がスポットを形成し、円周方向入射光１３がディスクＤの円周方向に分布し、半径方向入射光１４がディスクＤの半径方向に分布する。中央入射光１２は、ディスクＤの記録面で反射又は回折され、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４はディスクＤの表面で反射される。
【００５５】
中央入射光１２がディスクＤの記録面で反射又は回折された中央反射光１５は、対物レンズ２１の集光部２１１を中央入射光１２とは逆方向に通過して略平行光となり、遮光マスク２２を通過し、コリメータレンズ２５によって光源１１に向かって集光する光となる。更に中央反射光１５は、１／４波長板２３を通過し、ビームスプリッタ２４により放射光１１の軌跡から分離され、受光部３の通過穴を通過し、集光しながら光検出器２８へ入射することによって、光検出器２８で検出される。
【００５６】
円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４がディスクＤで反射された円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７は、対物レンズ２１の非集光部２１２及び遮光マスク２２を通過し、コリメータレンズ２５によって光源１１に向かって集光する光となる。更に円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７は、１／４波長板２３を通過し、ビームスプリッタ２４により放射光１１の軌跡から分離され、受光部３へ入射する。円周方向反射光１６は受光素子３１ａ，３１ｂで受光され、半径方向反射光１７は、受光素子３２ａ，３２ｂで受光される。
【００５７】
図９は、ディスクＤへの光の入射角度が略垂直からディスクＤの半径方向に傾いた場合の受光部３での受光状態を示す模式図である。図中には、受光部３に入射された円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７を示しており、図９（ａ）はディスクＤへの光の入射角度が略垂直である場合を示し、図９（ｂ）及び（ｃ）はディスクＤへの光の入射角度が半径方向に沿ってディスクＤの外側又は内側のいずれかへ傾いた場合を示している。ディスクＤへの光の入射角度が略垂直である場合は、図９（ａ）に示す如く、各受光素子は略均等な量の光を受光する。従って、差動増幅器４２及び４３の出力は共に略ゼロとなる。
【００５８】
ディスクＤへの光の入射角度が半径方向に傾いた場合は、円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７の軌跡が半径方向に対応する方向に傾き、図９（ｂ）及び（ｃ）に示す如く、半径方向に対応する方向に沿って円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７の入射位置がずれる。円周方向反射光１６の入射位置がずれることによって、受光素子３１ａ，３１ｂの受光量は減少する。しかし、円周方向反射光１６の入射位置がずれる方向には略同位置にある受光素子３１ａ，３１ｂの受光量は略同一の割合で減少するので、差動増幅器４２の出力は略ゼロの状態を保つ。
【００５９】
一方、半径方向に対応する方向に並んだ受光素子３２ａ，３２ｂは、半径方向反射光１７の入射位置がずれることによって、受光素子の受光面積の内で半径方向反射光１７を受光している部分の面積が互いに異なり、受光量に差が生じる。従って、図９（ｂ）又は（ｃ）に対応して、受光素子３２ａ，３２ｂ夫々が出力する信号の大きさはＳ２ａ＜Ｓ２ｂ又はＳ２ａ＞Ｓ２ｂとなり、増幅器４５から演算部４１へ出力する信号は−又は＋に偏った値となる。演算部４１は、増幅器４５から入力された信号の符号により、ディスクＤへの光の入射角度が略垂直から半径方向に沿って傾いた向きを計算し、増幅器４５から入力された信号の大きさにより、光の入射角度の傾きの大きさを計算することができる。
【００６０】
図１０は、ディスクＤへの光の入射角度が略垂直からディスクＤの円周方向に傾いた場合の受光部３での受光状態を示す模式図である。図中には、受光部３に入射された円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７を示しており、図１０（ａ）及び（ｂ）はディスクＤへの光の入射角度が円周方向に沿ったいずれかの向きへ傾いた場合を示している。図に示す如く、円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７の入射位置は、ディスクＤの円周方向に対応する方向に沿ってずれる。円周方向に対応する方向には略同位置にある受光素子３２ａ，３２ｂの受光量は略同一の割合で減少し、差動増幅器４３の出力は略ゼロの状態を保つ。
【００６１】
一方、円周方向に応じた方向に並んだ受光素子３１ａ，３１ｂは、円周方向反射光１６の入射位置がずれることによって、受光素子の受光面積の内で円周方向反射光１６を受光している部分の面積が互いに異なり、受光量に差が生じる。従って、図１０（ａ）又は（ｂ）に対応して、受光素子３１ａ，３１ｂ夫々が出力する信号の大きさはＳ１ａ＜Ｓ１ｂ又はＳ１ａ＞Ｓ１ｂとなり、増幅器４４から演算部４１へ出力する信号は−又は＋に偏った値となる。演算部４１は、増幅器４４から入力された信号の符号により、ディスクＤへの光の入射角度が略垂直から円周方向に沿って傾いた向きを計算し、増幅器４４から入力された信号の大きさにより、光の入射角度の傾きの大きさを計算することができる。
【００６２】
以上の処理により、本発明のディスク装置は、ディスクＤの傾き又は反り等に起因するディスクＤに対する光の入射角度の円周方向又は半径方向に沿った略垂直からの傾きを処理部４で求めることができる。本発明のディスク装置は、処理部４が求めた入射角度の傾きに基づいて、図示しない駆動機構を用いてディスクＤへ入射する光軸を変化させる等の処理により、処理部４で求められる入射角度の傾きがいずれの方向にも略ゼロとなるようにディスクＤに対する光の入射角度を制御するチルト制御を行う。
【００６３】
以上詳述した如く、本発明においては、レーザ光源１が放射する放射光１１に含まれる中央入射光１２を対物レンズ２１の集光部２１１で集光することによりディスクＤへの情報の記録又は読み出しを行う。一方、中央入射光１２の周囲に分布する円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４を略平行な状態を保ちながら集光せずにディスクＤへ入射し、ディスクＤからの反射光を用いてディスクＤへの光の入射角度の略垂直からの傾きを求め、チルト制御を行う。レーザ光源１が放射する放射光１１を分離して情報の記録又は読み出しとチルト制御とに用いることにより、記録・読み出し用のレーザとは別にチルト制御用のＬＥＤを必要とすることがないので、ディスク装置の部品点数を増加させずにチルト制御を行うことができる。また略平行な放射光１１に含まれる中央入射光１２を集光し、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４を略平行な状態を保ちながらディスクＤへ入射することにより、記録・読み出し用の中央入射光１２とチルト制御用の円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４とをディスクＤ上の略同一な領域に入射することが可能となるので、情報の記録・読み出しを行うべきディスクＤ上の位置での入射角度の傾きを検出することが可能となる。従って、ディスクＤに対する情報の記録・読み出し時に高精度なチルト制御を行うことが可能となる。
【００６４】
また本発明においては、レーザ光源１が放射する放射光１１に含まれる光の内、光強度が最大である部分を含む中央入射光１２を集光することにより、ディスクＤへの情報の記録又は読み出しのために光強度が最大である部分の光を利用することができる。従って、本発明のディスク装置は、レーザ光源１の出力を大きくする必要がなく、消費電力及びコストの増大並びにレーザの寿命の短縮といった問題点を回避することができる。
【００６５】
また本発明においては、半径方向入射光１４のディスクＤでの反射光である半径方向反射光１７の受光結果に基づいて入射角度の半径方向に沿った略垂直からの傾きを求めることにより、光の入射角度の半径方向に沿った略垂直からの傾きを単独で求めることができる。また半径方向に対応する方向に並んだ複数の受光素子３２ａ，３２ｂを用いて半径方向反射光１７を受光することにより、光の入射角度の半径方向に沿った略垂直からの傾きを容易に求めることができる。
【００６６】
また本発明においては、円周方向入射光１３のディスクＤでの反射光である円周方向反射光１６の受光結果に基づいて入射角度の円周方向に沿った略垂直からの傾きを求めることにより、光の入射角度の円周方向に沿った略垂直からの傾きを単独で求めることができる。また円周方向に対応する方向に並んだ複数の受光素子３１ａ，３１ｂを用いて円周方向反射光１６を受光することにより、光の入射角度の円周方向に沿った略垂直からの傾きを容易に求めることができる。
【００６７】
また本発明においては、遮光マスク２２を用いて、放射光１１から中央入射光１２と円周方向入射光１３と半径方向入射光１４とを個別に生成することにより、円周方向反射光１６と半径方向反射光１７との位置ずれを個別に検出することが可能となるので、光の入射角度の円周方向及び半径方向に沿った略垂直からの傾きを夫々に精度良く求めることができる。また本発明においては、集光部２１１及び非集光部２１２からなる対物レンズ２１を用い、放射光１１が対物レンズ２１を通過することによって、ディスクＤ上で集光される中央入射光１２と集光されずにディスクＤへ入射する円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４とを容易に生成することができる。
【００６８】
なお、本発明のディスク装置を構成する光学系は、本実施の形態に示した形態に限るものではなく、中央入射光１２、円周方向入射光１３及び半径方向入射光１４をディスクＤへ入射し、中央反射光１５を光検出器２８で検出し、円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７を受光部３で検出できる光学系であれば、その他の構成の光学系を用いた形態であってもよい。また処理部４も、本実施の形態に示した構成に限るものではなく、円周方向反射光１６及び半径方向反射光１７に基づいて光の入射角度の円周方向及び半径方向に沿った略垂直からの傾きを求めることができる構成であれば、その他の構成からなる形態であってもよい。
【００６９】
また本実施の形態においては、受光部３は、ディスクＤの円周方向及び半径方向に対応する方向に夫々並べた各２個の受光素子からなる形態を示したが、これに限るものではなく、本発明のディスク装置は、夫々の方向に３個以上の受光素子を並べて受光部３をなし、各受光素子の受光結果に基づいて光の入射角度の円周方向及び半径方向に沿った略垂直からの傾きを求める形態であってもよい。
【００７０】
また本実施の形態においては、遮光マスク２２を用いて放射光１１を分離する形態を示したが、これに限るものではなく、本発明のディスク装置は、放射光１１を特に分離せず、放射光１１に含まれる光の内で集光される部分とは別に集光されない部分を検出することによってチルト制御を行う形態であってもよい。
【００７１】
また本実施の形態においては、本発明のディスク装置は、ＣＤ又はＤＶＤ等の光ディスクであるディスクＤに対してレーザ光を用いて情報の記録・読み出しを行う形態を示したが、これに限るものではなく、光磁気ディスク等のその他のディスクを扱う形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明のディスク装置の光学系の構成を示す構成図である。
【図２】本発明のディスク装置の光学系の構成を示す構成図である。
【図３】遮光マスクをレーザ光源側から見た正面図である。
【図４】対物レンズをレーザ光源側から見た正面図である。
【図５】レーザ光源が放射する放射光の光強度の空間分布を示す特性図である。
【図６】受光部をビームスプリッタ側から見た正面図である。
【図７】処理部の内部構成及び受光部と処理部との接続態様を示すブロック図である。
【図８】ディスクへ入射された光を示す模式図である。
【図９】ディスクへの光の入射角度が略垂直からディスクの半径方向に傾いた場合の受光部での受光状態を示す模式図である。
【図１０】ディスクへの光の入射角度が略垂直からディスクの円周方向に傾いた場合の受光部での受光状態を示す模式図である。
【図１１】特許文献１に開示された技術を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  レーザ光源（放射手段）
１２  中央入射光（中心部分光）
１３  円周方向入射光（部分光）
１４  半径方向入射光（部分光）
２１  対物レンズ（レンズ）
２１１  集光部（集光手段）
２１２  非集光部（非集光手段）
２２  遮光マスク
３  受光部（受光手段）
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ  受光素子
４  処理部（処理手段）
４１  演算部
４２，４３  差動増幅器
４４，４５  増幅器
Ｄ  ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006196070.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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