(57)【要約】【課題】簡単な構成でもって、光ディスクと対物レンズとの相対的な傾き角を検出し、高速にかかる相対的な傾き角を補正することができるようにする。【解決手段】アクチュエータの可動部３は対物レンズ２を保持しており、光ディスク１の半径方向の傾き角を調整できるようにしている。また、この可動部３には、反射面３ａが設けられており、この反射面に対向して配置される傾き角検出器４には、光ディスク１の半径方向に沿うようにして、発光素子４ａとその両側の受光素子４ｂ，４ｃ（図１）とが設けられている。発光素子４ａからの照射光６ａは反射面３ａで反射されて光ディスク１に照射され、その反射光６ｂは反射面３ａで反射されて２つの受光素子４ｂ，４ｃに受光される。これら受光素子４ｂ，４ｃの受光出力の差分により、光ディスク１と対物レンズ２との相対的な角度が検出され、この差分がゼロとなるように、可動部３の傾き角が調整される。【選択図】        図２
2004259350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに光を照射するための対物レンズを備えた光学ヘッドにおいて、
該対物レンズを保持し、該光ディスクの接線方向の軸を中心とした傾き角を調整可能であって、かつ一部に反射面が設けられた可動部と、
該反射面に対向して配置された発光素子と２つの受光素子とを備えた傾き検出手段と
を有し、該発光素子からの出射光を該可動部の該反射面で反射させて該光ディスクに照射し、該光照射による該光ディスクからの反射光を該反射面で反射させて該受光素子夫々で受光させるように構成したことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ヘッドにおいて、
前記発光素子と前記２つの受光素子とは、前記光ディスクの半径方向であって、かつ前記受光素子が前記発光素子の両側に配置されていることを特徴とした光学ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学ヘッドを備え、
該光学ヘッドの前記２つの受光素子の検出出力から前記光ディスクと前記対物レンズとの前記光ディスクの半径方向の相対的な傾き角を検出する手段と、
検出された該傾き角に応じて前記可動部の傾き角を調整し、前記光ディスクと前記対物レンズとの相対的な傾き角を適正に設定する手段と
を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクで情報を記録・再生可能な光学ヘッド及び光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置は、非接触，大容量，高速アクセス，低コストメディアを特徴とする情報記録再生装置であり、これらの特徴を生かしてディジタルオーディオ信号やディジタル映像信号の記録再生を行なう記録再生装置として、あるいはコンピュータの外部記憶装置として利用されている。
【０００３】
また、近年では、ＣＤ，ＬＤプレ−ヤやＣＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスク装置よりも記録密度を高めたＤＶＤ±Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ用光ディスク装置などの製品化、さらには、青色レ−ザを用いた高密度記録光ディスク装置の検討が進んでいる。高密度記録再生のためには、解像度を高めたＮＡ（開口数）の大きい対物レンズを用いる必要があるが、対物レンズのＮＡを大きくすると、光ディスクに対するビーム光軸の傾きに伴うコマ収差の度合いがＮＡの３乗に比例して大きくなる。コマ収差の度合いが大きくなると、クロスト−クが増大して再生信号が劣化するし、記録時には、実効的な記録パワ−が低下するため、光ディスクの一周中のそり量の変化及び高速ランダムアクセス時の半径方向のそり量が極めて大きな問題となってくる。
【０００４】
ところで、従来のＬＤプレーヤやＤＶＤ記録装置などにおいては、光ディスクの内周から外周に至る光ディスクの反り及び歪みや装置の精度によって発生するチルトを補正するために、光ディスクの径方向のそりに対してディスク一周の平均的なそり量を検出して、ＤＣモータなどのチルトモータによって光ヘッド全体または光ヘッド全体と案内部材全体とを傾けるようなビーム光軸制御をするチルト制御装置が取り付けられていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような従来例では、チルト誤差検出装置が光ヘッド本体に取り付けられているため、光ヘッド本体と光ディスクとの相対的な傾きしか検出できない。このため、光ヘッド全体を傾けさせるようなチルト制御しか行なうことができない。そして、チルト制御における可動部質量、即ち、慣性が大きくなり、周波数の高い駆動には向かず、高速ランダムアクセス時の傾き補正が不可能である。
【０００６】
このような従来技術の問題を改善するために、光ヘッドの対物レンズと光ディスクとの相対的な傾きを検出し、光ヘッド全体を傾けることなくコマ収差を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−１７９９２７号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平６−２５１４０５号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平６−２５９７９６号報報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２に記載の技術では、対物レンズアクチェ−タの可動部上の対物レンズの脇に２個の傾き検出器を設置し、これら傾き検出器の差動出力により、対物レンズとディスクとの相対的な傾きを検出しているが、可動部上に傾き検出器を２個設置するため、可動部駆動用の結線以外にこれら傾き検出器への結線が必要になり、構造複雑になって対物レンズアクチェ−タの動特性にも影響を及ぼすことか懸念される。
【００１１】
また、上記特許文献３に記載の技術では、光ディスクに向けて発光する発光素子とその反射光を受光する受光素子とで光ディスクの傾きを検出し、また、対物レンズアクチェ−タの可動部に向けて発光する発光素子とその反射光を受光する受光素子とで対物レンズの傾きを検出し、これらの検出結果の差動をとることにより、光ディスクと対物レンズとの相対的傾きを検出する構成としたものであるが、２個の受発光素子が必要となり、複雑な構成となっている。
【００１２】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、簡単な構成で光ディスクと対物レンズの相対的な傾きを検出し、高速に光ディスクと対物レンズの相対的な傾きを補正できて、安定かつ正確に情報の記録再生を可能とした光学ヘッド及び光ディスク装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、光ディスクに光を照射するための対物レンズを備えた光学ヘッドであって、対物レンズを保持し、光ディスクの接線方向の軸を中心とした傾き角が調整可能とし、かつ一部に反射面が設けられた可動部と、この反射面に対向して配置された発光素子と２つの受光素子とを備えた傾き検出手段とを有し、発光素子からの出射光を可動部の該反射面で反射させて光ディスクに照射し、この光照射による光ディスクからの反射光を反射面で反射させて受光素子夫々で受光させるものである。
【００１４】
また、発光素子と２つの受光素子とは、光ディスクの半径方向であって、かつ受光素子が前記発光素子の両側に配置されているものである。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、上記光学ヘッドを備え光ディスク装置であって、光学ヘッドの２つの受光素子の検出出力から光ディスクと対物レンズとの光ディスクの半径方向の相対的な傾き角を検出する手段と、検出された傾き角に応じて上記可動部の傾き角を調整し、光ディスクと対物レンズとの相対的な傾き角を適正に設定する手段とを備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明による光ヘッドの一実施形態の要部を示す斜視図であって、１は光ディスク、２は対物レンズ、３は対物レンズ１のアクチュエータの可動部、３ａは反射面、４は傾き検出器、４ａは発光素子、４ｂ，４ｃは受光素子、５は対物レンズ１のアクチュエ−タの固定部である。
【００１８】
図２は図１における光ディスク１の半径方向に垂直な方向の断面Ａ−Ａ’から見た断面図であって、６ａは照射光、６ｂは反射光であり、図１に対応する部分には同一符号をつけている。
【００１９】
図１において、光ディスク１の面に対向するように、対物レンズ２が可動部３に保持されて配置されており、この可動部３は、光ディスク１の面に垂直な方向及び半径方向への並進機構と半径方向への傾斜機構の自由度を持ちながら、光ディスク１に記録再生を行なう光ヘッドを構成している。また、可動部３は、矢印Ｃ方向に傾斜する（即ち、光ディスク１の接線方向の軸を中心として傾斜する）機構を有しており、傾き検出器４の検出結果に基づいて対物レンズ２と光ディスク１の平行度を補正する。これにより、対物レンズ２と光ディスク１との平行度が保たれた状態で、対物レンズ２を用いることにより、光ディスク１での信号の記録再生が行なわれる。
【００２０】
次に、この実施形態での光ディスク１の傾きを検出する光ディスク傾き検出機構について説明する。
【００２１】
対物レンズアクチュエ−タの固定部５には、固定された光ディスク１の傾きを検出する傾き検出器４が固定されており、この傾き検出器４に発光素子４ａと２個の受光素子４ｂ，４ｃが、光ディスク１の面に垂直でかつ光ディスク１の半径方向に平行な面に沿うようにして、設けられている。これら受光素子４ｂ，４ｃは、発光素子４ａを挾んでその両側に配置されている。
【００２２】
これら発光素子４ａ，受光素子４ｂ，４ｃに可動部３の反射面３ａが対向しており、図２に示すように、発光素子４ａからの出射光（照射光）６ａ（点ハッチングで示す）は、可動部３の反射面３ａで反射されて光ディスク１に照射される。また、この光照射による光ディスク１からの反射光６ｂは、可動部３の反射面３ａで再び反射されて受光素子４ｂ，４ｃで受光される。
【００２３】
図３は光ディスク１と対物レンズ２を保持する可動部３とが平行である場合の図１における光ディスク１の半径方向の断面Ｂ−Ｂ’から見た断面図であって、図１及び図２に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００２４】
同図において、光ディスク１からの反射光６ｂは、その一部６ｂ１が発光素子４ａの一方側に配置される受光素子４ｂで受光され、他の一部６ｂ２が発光素子４ａの他方側に配置される受光素子４ｃで受光される。そこで、光ディスク１と対物レンズ２を保持する可動部３とが平行であるときには、光ディスク１の反射光６ｂは受光素子４ｂ，４ｃに対して均等に受光されるため、受光素子４ｂ，４ｃの出力の差動をとると、その差動出力はゼロとなる。
【００２５】
可動部３の反射面３ａは、発光素子４ａからの光の波長に対して光の反射が良好な金属または誘電体などの反射膜がコ−テングされている方が、少ない発光量で光ディスク１の傾きを検出できるが、発光素子４ａの波長を多少なりとも反射する滑らかな平らな面であれば問題ない。
【００２６】
図４は光ディスク１のみがその半径方向に角度θだけ傾いた場合の図１における上記断面Ｂ−Ｂ’から見た断面図であって、図３に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００２７】
同図において、光ディスク１のみがその半径方向に角度θだけ傾いるため、光ディスク１からの反射光６ｂの光軸は光ディスク１への照射光６ａの光軸に対して角度２θだけ傾く。このため、反射光６ｂはその光軸が照射光６ａの光軸に対して角度２θだけ傾いた状態で傾き検出器４に戻ることになり、このため、受光素子４ｂが受光する反射光６ｂの一部６ｂ１による受光量と受光素子４ｃが受光する反射光６ｂの他の一部６ｂ２による受光量とに差が生する。これにより、光ディスク１の傾き角θを検出することができることになる。
【００２８】
図５は光ディスク１と可動部３とが光ディスク１の半径方向に同じ角度θだけ傾き、光ディスク１と可動部３との間の相対的な傾き角度がゼロである場合の図１における上記断面Ｂ−Ｂ’から見た断面図であって、図３に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００２９】
同図において、光ディスク１と可動部３とが光ディスク１の半径方向に同じ角度θだけ傾き、光ディスク１と可動部３との間の相対的な傾き角度が０である場合には、可動部３が角度θだけ傾いているため、発光素子４ａから出射されて光ディスク１に照射される照射光６ａの光軸は、基準となる水平面（図示せず）に対して角度θだけ傾く。しかし、光ディスク１もその半径方向に角度θだけ傾いているため、照射光６ａは光ディスク１の面に垂直に照射されることになり、反射光６ｂもその光軸が光ディスク１の面に垂直である。つまり、反射光６ｂは、その光軸が照射光６ａの光軸に一致し、この状態で傾き検出器４に戻ることになる。このため、受光素子４ｂ，４ｃは、均等な光量で反射光６ｂを受光することになり、それらの検出出力の差分はゼロとなる。
【００３０】
このことからして、図４に示したように光ディスク１がその半径方向に角度θだけ傾いていた場合には、受光素子４ｂ，４ｃの差出力がゼロとはならないが、この受光素子４ｂ，４ｃの差出力がゼロになるように可動部３を傾斜させることにより、可動部３の傾斜角が光ディスク１の傾斜角θと等しくなり、光ディスク１の傾きを補償することができることなる。
【００３１】
図６は本発明による光ディスク装置の一実施形態を示すブロック図であって、１０が光ヘッド、１１はレ−ザ光源、１２はプリズム、１３はコリメ−トレンズ、１４は立上げミラ−、１５は前方光モニタ検出器、１６は光検出器、２０はレーザ駆動回路、２０ａはＡＰＣ（Ａｕｔｏｍｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路、２０ｂは記録パルス生成回路、２１はシステム制御回路、２２は信号生成回路、２３はチルト信号生成回路、２３ａは減算器、２３ｂは加算器、２３ｃ，２３ｄはレベル調整器、２４はアクチュエータ駆動回路であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００３２】
同図において、光ヘッド１０は、全体構成として、先に図１〜図５で説明した光ディスク１の傾き補償のための構成部分に加え、半導体レーザなどのレ−ザ光源１１，プリズム１２，コリメートレンズ１３，立上げミラー１４，前方光モニタ検出器１５，光検出器１６などからなっている。
【００３３】
レーザ光源１１から出射された光はプリズム１２を透過し、コリメ−トレンズ１３で平行光に変換され、立上げミラ−１４によって方向を変えられ、対物レンズ２を透過して光ディスク１に照射される。
【００３４】
また、レーザ光源１１から出射された光の一部はプリズム１２で反射され、前方光モニタ検出器１５で受光される。前方光モニタ検出器１５は対物レンズ２に出射パワ−に応じた（即ち、プリズム１２からの光の受光量に応じた）所定の値を出力するように調整されている。レーザ駆動回路２０では、前方光モニタ検出器１５の出力を用いてＡＰＣ回路２０ａがレーザ光源１１の駆動電流を形成し、これにより、レーザ光源１１を駆動する。これにより、対物レンズ２から光ディスク１に照射される光のパワ−が制御される。記録の場合には、さらに、システム制御回路２１から送られる記録情報により、記録パルス生成回路２０ｂでパルスが生成される。このパルスがＡＰＣ回路２０ａからの駆動電流に加算され、この加算電流によってレーザ光源１１が駆動される。
【００３５】
対物レンズ２からの光照射による光ディスク１からの反射光は、照射光とは逆順の経路で戻り、プリズム１２によって反射されて光検出器１６で受光される。この受光によって光検出器１６から出力される電気信号は信号生成回路２２で処理され、フォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号，情報再生信号などの各信号が生成される。生成された各信号はシステム制御回路２１に供給される。
【００３６】
また、上記反射光６ｂ１，６ｂ２の受光による傾き検出器４の受光素子４ｂ，４ｃからの電気信号Ｓ１，Ｓ２はチルト信号生成回路２３に供給される。チルト信号生成回路２３では、これら電気信号Ｓ１，Ｓ２が夫々、レベル調整器２３ｄ，２３ｃでレベル調整された後、減算器２３ａと加算器２３ｂとに供給されて、これら電気信号Ｓ１，Ｓ２の和信号（チルト和信号）ＳＳと差信号（チルト誤差信号）ＳＥとが生成され、システム制御回路２１に供給される。
【００３７】
システム制御回路２１では、これらチルト和信号ＳＳとチルト差信号ＳＥとをもとにチルト制御信号が、また、上記のトラッキング誤差信号からトラッキング制御信号が、上記のフォーカス誤差信号からフォーカス制御信号が夫々生成され、それらが駆動信号ＳＤとしてアクチュエータ駆動回路２４に供給される。アクチュエータ駆動回路２４は、かかる駆動信号ＳＤをもとに、対物レンズアクチュエータを駆動し、光ディスク１の面に垂直な方向及び半径方向への並進機構と半径方向への傾射機構を用いて対物レンズ２を変位させ、フォーカス制御やトラッキング制御並びにチルト制御（即ち、可動部３の上記傾き角の制御）を行なう。
【００３８】
また、実際のチルト制御を考えると、傾き検出器４の発光素子４ａや受光素子４ｂ，４ｃの出力バラツキや温度特性、さらには、対物レンズ２の製造誤差などによるコマ収差及び光ヘッド２の組み立て誤差によるコマ収差などにより、光ディスク１と対物レンズ２を保持する可動部３とが平行であっても、最良の傾きとする検出結果が傾き検出器４から検出されない場合もある。
【００３９】
この実施形態では、このような場合でも、安定かつ正確にチルト制御を行なうようにするために、傾き検出器４の受光素子４ｂ，４ｃ夫々出力Ｓ１，Ｓ２を、減算器２３ａや加算器２３ｂに供給する前に、システム制御回路２１から利得の調整が可能なレベル調整器２３ｄ，２３ｃを設けている。上記の受光素子４ｂ，４ｃの出力バラツキや製造組み立て誤差などによるコマ収差の影響がなくなるように、レベル調整器２３ｄ，２３ｃの利得を種々に変化させて調整する学習を予め行なうことにより、これらレベル調整器２３ｄ，２３ｃの利得を調整し、光ディスク１の傾きに対して可動部３が最良の傾きにあるときに、チルト信号生成回路２３から出力されるチルト誤差信号ＳＥがゼロとなるようにしている。
【００４０】
また、傾き検出器４の発光素子４ａや受光素子４ｂ，４ｃの温度特性による影響を小さくするため、チルト誤差信号ＳＥをチルト和信号ＳＳで規格化することにより、傾き検出器４の検出結果が光量変動や受光感度変動に対して影響が小さくなるようにしている。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、対物レンズアクチュエ−タの対物レンズを保持する可動部に反射面を設け、その固定部に発光素子と２分割の受光素子を配置し、発光素子からこの反射面を介して光ディスクに光を照射し、その反射光をこの反射面を介してこれら２つの受光素子で受光するものであるから、これら受光素子の出力を用いて光ディスクと対物レンズとの相対的な傾き角度を検出することができる。
【００４２】
また、光ディスクと対物レンズとの相対的な傾き角度信号を基に可動部の傾動手段を通して対物レンズを傾斜させることにより、高速に光ディスクと対物レンズとの相対的な傾き角度を補正しすることが可能になり、安定かつ正確に記録再生することが可能な光学ヘッド及び光ディスク装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ヘッドの一実施形態の要部を示す斜視図である。
【図２】図１における光ディスクの半径方向に対して垂直な方向の断面Ａ−Ａ’から見た断面図である。
【図３】図３は光ディスクと対物レンズを保持する可動部とが平行である場合の図１における光ディスクの半径方向の断面Ｂ−Ｂ’から見た断面図である。
【図４】光ディスクのみがその半径方向に角度θだけ傾いた場合の図１における断面Ｂ−Ｂ’から見た断面図である。
【図５】光ディスクと可動部とが光ディスクの半径方向に同じ角度θだけ傾き、光ディスクと可動部との間の相対的な傾き角度がゼロである場合の図１における断面Ｂ−Ｂ’から見た断面図である。
【図６】本発明による光ディスク装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  光ディスク
２  対物レンズ
３  可動部
３ａ  反射面
４  傾き検出器
４ａ  発光素子
４ｂ，４ｃ  受光素子
５  固定部
６ａ  照射光
６ｂ，６ｂ１，６ｂ２  反射光
１０  光ヘッド
１１  レーザ光源
１２  プリズム
１３  コリメ−トレンズ
１４  立上げミラ−
１５  前方光検出器
１６  光検出器
２０  レ−ザ駆動回路
２０ａ  ＡＰＣ回路
２０ｂ  記録パルス生成回路
２１  システム制御回路
２２  信号生成回路
２３  チルト信号生成回路
２３ａ  減算器
２３ｂ  加算器
２３ｃ，２３ｄ  レベル調整器
２４  アクチュエ−タ駆動回路
【図１】
2004259350.tif 000003
【図２】
2004259350.tif 000004
【図３】
2004259350.tif 000005
【図４】
2004259350.tif 000006
【図５】
2004259350.tif 000007
【図６】
2004259350.tif 000008