(57)【要約】【課題】光ピックアップ本体とは別にチルト検出を専用に行う光学系を備え、直接光ディスクと対物レンズの相対的チルトを検出するチルト検出光学系を提供する。【解決手段】本発明のチルト検出光学系は、光源１と、カップリングレンズ２と、光路分離素子３と、アクチュエータの可動部６上に配置された偏向ミラー４と、光ディスクからの反射光束のビーム径を規制するビーム径規制手段７と、ビーム径規制手段を通過した光束を受光する分割型受光素子８を備え、光源１からの光束を偏向ミラー４により光ディスク９に導き、その反射光束を再び偏向ミラー４を介して光路を逆行させ、光路分離素子３で光源からの光路と分離した後、ビーム径規制手段７でビーム径を規制して分割型受光素子８の受光面で受光し、各受光部から出力される信号の差信号により光ディスクと対物レンズとの相対的チルトを求める。【選択図】図１
2005108376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと、該対物レンズの姿勢制御とチルト制御を行うアクチュエータを有し、記録または再生用の光束をアクチュエータの可動部に保持された対物レンズにより、円盤状の光記録媒体の記録面に集光させて記録または再生を行う光ピックアップに搭載され、光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを検出するチルト検出光学系において、
光源と、カップリングレンズと、光束の往路と復路を分離するための光路分離素子と、前記アクチュエータの可動部上に配置された偏向ミラーと、前記光記録媒体からの反射光束のビーム径を規制するビーム径規制手段と、該ビーム径規制手段を通過した光束を受光する少なくとも２分割された受光面を有する分割型受光素子を備え、前記光源からの光束を前記偏向ミラーにより前記光記録媒体に導き、該光記録媒体からの反射光束を再び偏向ミラーを介して光路を逆行させ、前記光路分離素子で光源からの光路と分離した後、前記ビーム径規制手段でビーム径を規制して前記分割型受光素子の受光面で受光し、該分割型受光素子の各受光部から出力される信号の差信号により、光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを求めるようにしたことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項２】
請求項１記載のチルト検出光学系を、互いに直交するように２系統備え、その２系統のチルト検出光学系により互いに直交する２方向の光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを検出するようにしたことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項３】
請求項１記載のチルト検出光学系において、
１組の光源とカップリングレンズによって得られた光束を２系統の光束に分離する光路分離素子を備え、その２系統に分離された各々の光束に対して、光束の往路と復路を分離するための光路分離素子と、前記アクチュエータの可動部上に配置された偏向ミラーと、前記光記録媒体からの反射光束のビーム径を規制するビーム径規制手段と、該ビーム径規制手段を通過した光束を受光する少なくとも２分割された受光面を有する分割型受光素子を備えた検出光学系を設け、その２系統の検出光学系により互いに直交する２方向の光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを検出するようにしたことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項４】
請求項１記載のチルト検出光学系を光記録媒体のラジアルチルトを検出する方向に設定するとともに、分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して分割線が所定量傾くように分割型受光素子の受光面を配置したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項５】
請求項２記載のチルト検出光学系において、
２系統のチルト検出光学系のうちの１系統のチルト検出光学系を光記録媒体のラジアルチルトを検出する方向に設定するとともに、該ラジアル方向のチルト検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項６】
請求項３記載のチルト検出光学系において、
２系統の検出光学系のうちの１系統の検出光学系を光記録媒体のラジアルチルトを検出する方向に設定するとともに、該ラジアル方向の検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項７】
請求項２記載のチルト検出光学系において、
２系統のチルト検出光学系を、光記録媒体のラジアルチルトを検出する方向とタンジェンシャルチルトを検出する方向に設定するとともに、ラジアルチルトを検出するチルト検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置し、タンジェンシャルチルトを検出するチルト検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がラジアル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項８】
請求項３記載のチルト検出光学系において、
２系統の検出光学系のうちの一方で光記録媒体のラジアルチルトを、もう一方でタンジェンシャルチルトを検出するように設定するとともに、ラジアルチルトを検出する検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置し、タンジェンシャルチルトを検出する検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がラジアル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置したことを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項９】
対物レンズと、該対物レンズの姿勢制御とチルト制御を行うアクチュエータを有し、記録または再生用の光束をアクチュエータの可動部に保持された対物レンズにより、円盤状の光記録媒体の記録面に集光させて記録または再生を行う光ピックアップにおいて、
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のチルト検出光学系を備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１０】
円盤状の光記録媒体（光ディスク）に対して情報の記録または再生を行う光ディスグドライブ装置において、
請求項９記載の光ピックアップを搭載したことを特徴とする光ディスクドライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円盤状の光記録媒体（光ディスク）の記録または再生に用いられる光ピックアップに備えられ、光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを検出するチルト検出光学系と、そのチルト検出光学系を備えた光ピックアップに関し、さらには、その光ピックアップを備えた光ディスクドライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音楽、映像、文書、各種データ、プログラム等の種々の情報の記録を行う光記録媒体としてＣＤ（コンパクト・ディスク）系の光ディスクや、さらに高密度な記録が行えるＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）系の光ディスクが普及しており、これらの光ディスクに対して光ピックアップを用いて記録または再生を行う光ディスクドライブ装置が知られている。
光ピックアップは、対物レンズと、該対物レンズの姿勢制御とチルト制御を行うアクチュエータを有し、記録または再生用の光束をアクチュエータの可動部に保持された対物レンズにより、光ディスクの記録面に集光させて記録または再生を行うが、光ピックアップを用いて光ディスクに記録または再生を行う際に、光ディスクにチルトがあると、受光素子面上に生ずる光束の集光点、すなわち、スポットにコマ収差が生じて信号品質が劣化する。光ディスクの高密度化のために光源の短波長化が進むにつれて（他の条件が同じであれば）その劣化の度合いは大きくなり、特に基板厚を変えないで短波長化を進めると、光ディスクの周内変動分がチルトの目標仕様を超えてしまい、リアルタイムのチルト検出、リアルタイムでクローズドなチルト補正が必要になる。これまでのＤＶＤ世代（光源波長６６０ｎｍ）ではラジアル方向のオープンループ制御で済んでいたものが、ブルー世代（波長４００ｎｍ近傍）では、ラジアル、タンジェンシャル２方向のクローズドループ制御が必要になり、それに伴ってチルト検出もラジアル、タンジェンシャル２方向のリアルタイム検出が必要になる。
また、これを嫌って、基板厚（カバー厚）を小さくする動きがあるが、基板厚を薄くすると、ホコリ、傷、汚れ等に弱くなり、カートリッジによる保護が必要になり、これまでの世代との互換がとりにくくなる。
カートリッジレス、世代互換を考えると、基板厚をこれまでと同じにしたいが、そのためには２方向のリアルタイムチルト検出、およびチルト補正が必要である。
【０００３】
光ディスクの周内変動に対応してリアルタイムにチルトを補正するには、その応答性から、シークレール全体や、光ディスクを傾けるメカ的な方式は使えず、また、液晶も、その応答速度の不足から使えない。有力な方法は対物レンズをアクチュエータ上で傾ける、いわゆる４軸アクチュエータ方式である。４軸アクチュエータになると制御の安定性から対物レンズの両側にモータを抱えたいわゆるセンタ対物レンズ方式の駆動が望まれるが、そうすると対物レンズ近傍でチルトを検出するには、対物レンズと駆動モータの間の狭い領域に光ビームを通してチルト検出する必要があり、従来のチルトセンサでは対応しきれない。
【０００４】
そこで、光ディスクと対物レンズの相対的チルトを検出するものとして、対物レンズ外周部を利用し、直接的に光ディスクと対物レンズの相対的チルトを検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この従来例は光ピックアップのビームの周辺光を利用しているため、対物レンズ直下の偏向ミラーを対物レンズと一体的に動かすことになっているが、偏向ミラーは光ピックアップ本来のビームも反射させるため大きく、かつ波面の劣化を抑えるためにかなり厚くする必要があり、ミラーの重量は相当に重くなり、そのような重いミラーを対物レンズと一体的に姿勢制御することは応答周波数的に実施不可能である。また、光学的に見ても、偏向ミラーがチルトに対応して傾くため、対物レンズへの入射光が振れてしまい、性能の劣化をもたらす。
このように上記従来例では、対物レンズ直下の光ピックアップ用の大きくて重い偏向ミラーを対物レンズと一体的に姿勢制御する必要があるため、帯域的に制御困難であり、また、２方向のチルト検出も不可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の従来技術の問題点を解消するものとして、本発明者らは先に、
[1].対物レンズとアクチュエータ駆動モータの間に微小径の平行光を通し、
[2].ピックアップ光学系とは別光路で、
[3].ディスクチルトと対物レンズチルトを独立で
検出することにより上記課題を解決するチルト検出光学系を提案している（特願２００２−２６９６６８、特願２００３−１９３１３０）。
しかし、上記先願はいずれも光ディスクと対物レンズのチルトを独立に検出した後、両者の差を求めるものであり、２方向の検出は可能であるが、誤差をはきやすいため、できうるならば光ディスクと対物レンズの相対的チルトを直接的に検出することが望まれる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、光ピックアップ本体とは別に、チルト検出を専用に行う光学系を備え、直接光ディスクと対物レンズの相対的チルトを検出するチルト検出光学系を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記のチルト検出光学系を備え、リアルタイムにチルト検出を行うことができる光ピックアップ及びそれを備えた光ディスクドライブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための手段として、本発明では以下のような構成に特徴を有するものである。
すなわち、本発明の第１の構成は、対物レンズと、該対物レンズの姿勢制御とチルト制御を行うアクチュエータを有し、記録または再生用の光束をアクチュエータの可動部に保持された対物レンズにより、円盤状の光記録媒体の記録面に集光させて記録または再生を行う光ピックアップに搭載され、光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを検出するチルト検出光学系において、光源と、カップリングレンズと、光束の往路と復路を分離するための光路分離素子と、前記アクチュエータの可動部上に配置された偏向ミラーと、前記光記録媒体からの反射光束のビーム径を規制するビーム径規制手段と、該ビーム径規制手段を通過した光束を受光する少なくとも２分割された受光面を有する分割型受光素子を備え、前記光源からの光束を前記偏向ミラーにより前記光記録媒体に導き、該光記録媒体からの反射光束を再び偏向ミラーを介して光路を逆行させ、前記光路分離素子で光源からの光路と分離した後、前記ビーム径規制手段でビーム径を規制して前記分割型受光素子の受光面で受光し、該分割型受光素子の各受光部から出力される信号の差信号により、光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを求めるようにしたことを特徴としている。尚、ここで求まる相対的チルトは、前記偏向ミラーの入・出射光によって決まる平面に直交する方向の、光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトである。
【０００９】
本発明の第２の構成は、第１の構成のチルト検出光学系を、互いに直交するように２系統備え、その２系統のチルト検出光学系により互いに直交する２方向の光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを検出するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
本発明の第３の構成は、第１の構成のチルト検出光学系において、１組の光源とカップリングレンズによって得られた光束を２系統の光束に分離する光路分離素子を備え、その２系統に分離された各々の光束に対して、光束の往路と復路を分離するための光路分離素子と、前記アクチュエータの可動部上に配置された偏向ミラーと、前記光記録媒体からの反射光束のビーム径を規制するビーム径規制手段と、該ビーム径規制手段を通過した光束を受光する少なくとも２分割された受光面を有する分割型受光素子を備えた検出光学系を設け、その２系統の検出光学系により互いに直交する２方向の光記録媒体と対物レンズとの相対的チルトを検出するようにしたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の第４の構成は、第１の構成のチルト検出光学系を光記録媒体のラジアルチルトを検出する方向に設定するとともに、分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して分割線が所定量傾くように分割型受光素子の受光面を配置したことを特徴としている。
【００１２】
本発明の第５の構成は、第２の構成のチルト検出光学系において、２系統のチルト検出光学系のうちの１系統のチルト検出光学系を光記録媒体のラジアルチルトを検出する方向に設定するとともに、該ラジアル方向のチルト検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置したことを特徴としている。
【００１３】
本発明の第６の構成は、第３の構成のチルト検出光学系において、２系統の検出光学系のうちの１系統の検出光学系を光記録媒体のラジアルチルトを検出する方向に設定するとともに、該ラジアル方向の検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置したことを特徴としている。
【００１４】
本発明の第７の構成は、第２の構成のチルト検出光学系において、２系統のチルト検出光学系を、光記録媒体のラジアルチルトを検出する方向とタンジェンシャルチルトを検出する方向に設定するとともに、ラジアルチルトを検出するチルト検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置し、タンジェンシャルチルトを検出するチルト検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がラジアル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置したことを特徴としている。
【００１５】
本発明の第８の構成は、第３の構成のチルト検出光学系において、２系統の検出光学系のうちの一方で光記録媒体のラジアルチルトを、もう一方でタンジェンシャルチルトを検出するように設定するとともに、ラジアルチルトを検出する検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置し、タンジェンシャルチルトを検出する検出光学系の分割型受光素子の前段にシリンドリカルレンズを母線がラジアル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くように分割型受光素子を配置したことを特徴としている。
【００１６】
本発明の第９の構成は、対物レンズと、該対物レンズの姿勢制御とチルト制御を行うアクチュエータを有し、記録または再生用の光束をアクチュエータの可動部に保持された対物レンズにより、円盤状の光記録媒体の記録面に集光させて記録または再生を行う光ピックアップにおいて、第１乃至８の構成のいずれか１つのチルト検出光学系を備えたことを特徴としている。
また、本発明の第１０の構成は、円盤状の光記録媒体（光ディスク）に対して情報の記録または再生を行う光ディスグドライブ装置において、第９の構成の光ピックアップを搭載したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、光ピックアップ本体の光学系とは別に、チルト検出を専用に行う光学系を備え、直接光ディスクと対物レンズの相対的チルトを検出するので、リアルタイムにチルト検出を行うことができるチルト検出光学系を実現できる。
また、本発明では、２系統の検出光学系を備えることにより、ラジアル方向とタンジェンシャル方向の２方向のチルト検出をリアルタイムに行うことができるチルト検出光学系を実現できる。
さらに本発明では、上記のチルト検出光学系を備え、リアルタイムにチルト量を精度良く検出することができ、正しいフィードバック制御を行うことができる光ピックアップ及びそれを備えた光ディスクドライブ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、本発明に係るチルト検出光学系と光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置の構成、動作及び作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。光ピックアップ本体の図示は省略するが、光ピックアップは、記録または再生用の光束を出射する半導体レーザ等からなる光源（図示せず）と、光源からの光束を略平行光にして光路にカップリングするカップリングレンズ（図示せず）と、光源からの光束を円盤状の光記録媒体（以下、光ディスクと言う）９の記録面に集光する対物レンズ５と、該対物レンズ５の姿勢制御とチルト制御を行うアクチュエータ（対物レンズ５を保持する可動部６のみを図示し、可動部６をフォーカス方向やトラック方向に駆動する駆動部等の図示は省略する）と、光ディスク９からの反射光を受光し、情報信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等を検出する分割型受光素子等からなる光検出器（図示せず）などを備え、光源からの記録または再生用の光束をアクチュエータの可動部６に保持された対物レンズ５により、光ディスク９の記録面に集光させて記録または再生を行うものである。図１に示すチルト検出光学系は上記光ピックアップに搭載されるが、本発明では、光ピックアップ本体の光学系とは別に、チルト検出を専用に行う光学系を設け、直接光ディスク９と対物レンズ５の相対的チルトを検出するものである。
【００２０】
図１において、チルト検出光学系は、半導体レーザ（ＬＤ）等からなる光源１と、光源１からの光束を略平行光にして光路にカップリングするカップリングレンズ（ＣＬ）２と、光束の往路と復路を分離するための光路分離素子（例えばビームスプリッタ（ＢＳ））３と、光ピックアップのアクチュエータ（ＡＣＴ）の可動部６上に配置された偏向ミラー（ＤＭ）４と、光ディスク９の記録面９ａからの反射光束のビーム径を規制するビーム径規制手段（例えばアパーチャ（ＡＰ））７と、該ビーム径規制手段７を通過した光束を受光する少なくとも２分割された受光面を有する分割型受光素子（例えば２分割型フォトダイオード（ＰＤ）等）８備え、光源１からの光束を偏向ミラー４により光ディスク９に導き、光ディスク９からの反射光束を再び偏向ミラー４を介して光路を逆行させ、光路分離素子３で光源からの光路と分離した後、ビーム径規制手段７でビーム径を規制して分割型受光素子８の受光面で受光し、該分割型受光素子８の各受光部から出力される信号の差信号により、偏向ミラー４の入・出射光によって決まる平面に直交する方向の、光ディスク９と対物レンズ５との相対的チルトを求めるものである。
【００２１】
より詳しく説明すると、光源１より出射された光束はカップリングレンズ２により略平行化される。平行化された光束はビームスプリッタ３で反射（あるいは透過）してアクチュエータの可動部６上に設置された微小な偏向ミラー４により光ディスク９に垂直入射する方向に曲げられる。そして偏向ミラー４により偏向された光束は対物レンズ５の周辺を通って光ディスク９の記録面９ａに達する。光ディスク６で反射されたビームは、偏向ミラー４を介して光路を逆行し、ビームスプリッタ３を透過（あるいは反射）して往路と分離され、検出部に入る。検出部ではビーム径規制手段７によりビーム位置及びビーム形状（ビーム径）の規制が行なわれた後、分割型受光素子８の受光面で受光され、分割型受光素子８の各受光部から出力される信号の差信号がチルト検出信号となる。分割型受光素子８の受光面の分割線の方向は光ディスク９に垂直な方向になっていて、分割線の位置は光ディスク９及び対物レンズ５のチルトが無い場合に差信号が０となるように調整されている。
【００２２】
次に図２において上記チルト検出光学系の作用を説明する。同図（ａ）〜（ｃ）は、検出光学系の必要部分を分割型受光素子側から見た図である。
図２（ａ）は光ディスク９及び対物レンズ５にチルトが無い場合であり、この場合は、対物レンズ５を保持する可動部６上に配置された偏向ミラー４にもチルト（傾きや回転）が無いので、光ディスク９からの反射光は往路と同じ道筋を逆に戻り、分割型受光素子８の受光面の分割線の中心で受光されるので、分割型受光素子８の差信号は０である。
図２（ｂ）は光ディスク９のみが検出光束の光軸廻り方向にチルト（回転）した場合であり、この場合は、光ディスク９からの反射光は往路とはずれた道筋を逆に戻り、分割型受光素子８の受光面の分割線の中心からずれた位置（受光面上のスポットが分割線直交方向にずれた位置）に受光されるので、分割型受光素子８から差信号が出力される。
図２（ｃ）は同図（ｂ）の光ディスク９のチルト（角度θの回転）に対物レンズ５のチルトが追従した場合であり、この場合は、対物レンズ５を保持する可動部６上に配置された偏向ミラー４にも同じ角度θのチルト（回転）が生じるので、光ディスク９に対して光束は直交入射するので、反射光束は元に戻り、往路と同じ道筋を逆に戻り、分割型受光素子８の受光面の分割線の中心で受光されるので、分割型受光素子８の差信号は０になる。
すなわち、検出光束の光軸廻りのチルトに関して、光ディスク９のチルトと対物レンズ５のチルト（偏向ミラー４のチルト）が一致した時、分割型受光素子８の差信号が０となる。したがって、分割型受光素子８の差信号が０となるように対物レンズ５のチルトをアクチュエータで制御することにより、光ディスク９のチルトを補正することができる。
【００２３】
次に図２（ｄ）、（ｅ）は検出光学系の必要部分を偏向ミラーの側面側から見た図である。ここでは、図２（ｂ）、（ｃ）の場合と直交する方向のチルトの影響について同図（ｄ）、（ｅ）で説明する。
図２（ｄ）は上記直交方向に光ディスク９のみがチルトした場合であり、この場合は、分割型受光素子８の受光面上のスポットは、受光面の分割線上を動くだけなので、直交方向のチルトは分割型受光素子８の出力に影響しない。
図２（ｅ）は同図（ｄ）の光ディスク９のチルトに対物レンズ５（偏向ミラー４）のチルトが追従した場合であり、この場合には、分割型受光素子８の受光面上のスポットは上記（Ｄ）の場合とは逆方向に分割線上を動くだけなので、分割型受光素子８の出力に影響しない。ただし、偏向ミラー４のチルト（θ）の２倍（２θ）検出光束が振れてしまうため、光ディスク９への入射は垂直入射にならないため、光は元の道筋に戻らない。したがって、偏向ミラー４の入・出射光を含む平面内方向のチルトは、検出信号には影響しないけれども、その方向の光ディスク９と対物レンズ５の相対的チルトを直接検出することはできない。
【００２４】
（実施例２）
図３は本発明の第２の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。図３に示すチルト検出光学系は、図１と同様な構成のチルト検出光学系を、互いに直交するように２系統備え、その２系統のチルト検出光学系Ｉ，IIにより互いに直交する２方向の光ディスクと対物レンズとの相対的チルトを検出するようにしたものである。
具体的には、図３に示す２系統のチルト検出光学系Ｉ，IIは、それぞれ半導体レーザ（ＬＤ）等からなる光源１−１，１−２と、光源１−１，１−２からの光束を略平行光にして光路にカップリングするカップリングレンズ（ＣＬ）２−１，２−２と、光束の往路と復路を分離するための光路分離素子（ＢＳ）３−１，３−２と、光ピックアップのアクチュエータ（ＡＣＴ）の可動部６上に配置された偏向ミラー（ＤＭ）４−１，４−２と、光ディスク（図示せず）の記録面９ａからの反射光束のビーム径を規制するビーム径規制手段（例えばアパーチャ（ＡＰ））７−１，７−２と、該ビーム径規制手段７−１，７−２を通過した光束を受光する少なくとも２分割された受光面を有する分割型受光素子（例えば２分割型フォトダイオード（ＰＤ）等）８−１，８−２備えており、このようにチルト検出光学系Ｉ，IIを互いに直交するように２系統配することにより、互いに直交する２方向の光ディスクと対物レンズとの相対的チルトを検出することができる。
【００２５】
（実施例３）
図４は本発明の第３の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
図４に示すチルト検出光学系は、図１と同様な検出光学系を２系統備えたものであるが、光源１とカップリングレンズ２を２系統の検出光学系で共用するものである。
図４において、チルト検出光学系は、１組の光源１とカップリングレンズ２によって得られた光束を２系統の光束に分離する光路分離素子３−０を備え、その２系統に分離された各々の光束に対して、光束の往路と復路を分離するための光路分離素子３−１，３−２と、アクチュエータの可動部６上に配置された偏向ミラー４−１，４−２と、光ディスクの記録面９ａからの反射光束のビーム径を規制するビーム径規制手段７−１，７−２と、ビーム径規制手段７−１，７−２を通過した光束を受光する少なくとも２分割された受光面を有する分割型受光素子８−１，８−２を備えた検出光学系Ｉ，IIを設け、その２系統の検出光学系Ｉ，IIにより互いに直交する２方向の光ディスクと対物レンズとの相対的チルトを検出する。
【００２６】
より詳しく説明すると、半導体レーザ（ＬＤ）等の光源１から出射した光はカップリングレンズ（ＣＬ）２で略平行化された後、往路分離用の光路分離素子（例えばビームスプリッタ）３−０で２系統に分離される。そのうちの一方の光束は、往路・復路分離用の光路分離素子（例えばビームスプリッタ）３−１で反射され、アクチュエータの可動部６上の微小な偏向ミラー４−１により光ディスクの記録面９ａに垂直入射される。光ディスクからの反射光は偏向ミラー４−１を介して元の光路に戻り、ビームスプリッタ３−１を透過して検出部に入る。検出部ではビーム径規制手段（例えばアパーチャ）７−１によりビーム位置及びビーム形状（ビーム径）の規制が行なわれた後、分割型受光素子８−１の受光面で受光され、分割型受光素子８−１の各受光部から出力される信号の差信号が一方向のチルト検出信号となる。
また、ビームスプリッタ３-０で分離されたもう一方の光束は、同様に往路・復路分離用のビームスプリッタ３−２で反射され、アクチュエータの可動部６上の微小な偏向ミラー４−２により光ディスクの記録面９ａに垂直入射される。光ディスクからの反射光は偏向ミラー４−２を介して元の光路に戻り、ビームスプリッタ３−２を透過して検出部に入る。検出部ではビーム径規制手段（例えばアパーチャ）７−２によりビーム位置及びビーム形状（ビーム径）の規制が行なわれた後、分割型受光素子８−２の受光面で受光され、分割型受光素子８−２の各受光部から出力される信号の差信号が他方向のチルト検出信号となる。
ここで２系統の偏向ミラー４−１，４−２が対物レンズ５の光軸と平行な軸廻りに互いに９０°回転するようにすれば、直交する２方向の光ディスクと対物レンズの相対的チルトを検出することができる。
尚、図４の構成では光源部が共通化されているので、実施例２（図３）の構成と比べると、構成がコンパクトで低コストになっている。
【００２７】
（実施例４）
図５は本発明の第４の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の構成説明図である。
図５の実施例は、図１に示した第１の実施例と同様の構成のチルト検出光学系を、光ディスクのラジアルチルトを検出する方向に設定するとともに、分割型受光素子８の前段にシリンドリカルレンズ１０を母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して分割線が所定量傾くように分割型受光素子８の受光面を配置したものである。
このように配置することにより、ラジアル方向が線状に圧縮されるため、光ディスクの最内周や最外周、あるいは記録部と未記録部等で起こるラジアル方向の反射率変動の影響を除去することができる。
また、これにより検出光束そのものが持っている光量分布も圧縮されて、その影響も除去される。
【００２８】
尚、分割型受光素子８の分割線がタンジェンシャル方向のままだと感度が高すぎて制御が安定しないので、感度を緩める必要があり、そのため図５（ｂ）に示すように、分割型受光素子８の分割線は焦線に対して所定量傾けてある。この傾きが大きいほど感度は緩くなるため、制御を含めて最適な感度になるよう、適当に分割線を傾ければよい。
ただし、このラジアルチルト検出光学系は、タンジェンシャルチルトの影響を受けるので、光ディスクの周内変動等、タンジェンシャルチルト変動の有る場合には、検出誤差をはくので適しないが、光ディスクの半径位置によるチルト変動の検出等には有効である。
【００２９】
（実施例５）
図６は本発明の第５の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
図６に示すチルト検出光学系は、第２の実施例（図３）と同様にチルト検出光学系を２系統備えたものであるが、この２系統のチルト検出光学系Ｉ，IIをラジアルチルトを検出する方向とタンジェンシャルチルトを検出する方向に設定する共に、ラジアル方向のチルト検出光学系IIの分割型受光素子８−２の前段にシリンドリカルレンズ１０を母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くようにラジアルチルト検出用の分割型受光素子８−２を配置したものである。
これにより、ラジアル、タンジェンシャルの２方向のチルト検出ができると共に、ラジアル方向が線状に圧縮されるため、光ディスクの最内周や最外周、あるいは記録部と未記録部等で起こるラジアル方向の反射率変動の影響を除去することができる。また、検出光束そのものが持っている光量分布も圧縮されて、その影響も除去される。
【００３０】
（実施例６）
図７は本発明の第６の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
図７に示すチルト検出光学系は、第３の実施例（図４）と同様に共通の光源部と、２系統の検出光学系を備えたものであるが、この２系統の検出光学系Ｉ，IIをラジアルチルトを検出する方向とタンジェンシャルチルトを検出する方向に設定する共に、ラジアル方向の検出光学系IIの分割型受光素子８−２の前段にシリンドリカルレンズ１０を母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くようにラジアルチルト検出用の分割型受光素子８−２を配置したものである。
これにより、実施例５と同様に、ラジアル、タンジェンシャルの２方向のチルト検出ができると共に、ラジアル方向が線状に圧縮されるため、光ディスクの最内周や最外周、あるいは記録部と未記録部等で起こるラジアル方向の反射率変動の影響を除去することができる。また、検出光束そのものが持っている光量分布も圧縮されて、その影響も除去される。
尚、図７の構成では光源部が共通化されているので、実施例５（図６）の構成と比べると、構成がコンパクトで低コストになっている。
【００３１】
（実施例７）
図８は本発明の第７の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
図８に示すチルト検出光学系は、第２の実施例（図３）と同様にチルト検出光学系を２系統備えたものであるが、この２系統のチルト検出光学系Ｉ，IIをラジアルチルトを検出する方向とタンジェンシャルチルトを検出する方向に設定する共に、ラジアルチルトを検出するチルト検出光学系IIの分割型受光素子８−２の前段にシリンドリカルレンズ１０−２を母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くようにラジアルチルト検出用の分割型受光素子８−２を配置し、タンジェンシャルチルトを検出するチルト検出光学系Ｉの分割型受光素子８−１の前段にシリンドリカルレンズ１０−１を母線がラジアル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くようにタンジェンシャルチルト検出用の分割型受光素子８−１を配置したものである。
これにより、ラジアル、タンジェンシャルの２方向のチルト検出ができると共に、両方向ともにシリンドリカルレンズが配置されているため、光ディスクの反射率分布や光束の光量分布を一切気にすることなくチルト検出を行うことができる検出光学系を構成することができる。
【００３２】
（実施例８）
図９は本発明の第８の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
図９に示すチルト検出光学系は、第３の実施例（図４）と同様に共通の光源部と、２系統の検出光学系を備えたものであるが、この２系統の検出光学系Ｉ，IIをラジアルチルトを検出する方向とタンジェンシャルチルトを検出する方向に設定する共に、ラジアルチルトを検出する検出光学系IIの分割型受光素子８−２の前段にシリンドリカルレンズ１０−２を母線がタンジェンシャル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くようにラジアルチルト検出用の分割型受光素子８−２を配置し、タンジェンシャルチルトを検出するチルト検出光学系Ｉの分割型受光素子８−１の前段にシリンドリカルレンズ１０−１を母線がラジアル方向になるように配置し、その焦線位置に、焦線に対して受光面の分割線が所定量傾くようにタンジェンシャルチルト検出用の分割型受光素子８−１を配置したものである。
これにより、ラジアル、タンジェンシャルの２方向のチルト検出ができると共に、両方向ともにシリンドリカルレンズが配置されているため、光ディスクの反射率分布や光束の光量分布を一切気にすることなくチルト検出を行うことができる検出光学系を構成することができる。
尚、図９の構成では光源部が共通化されているので、実施例７（図８）の構成と比べると、構成がコンパクトで低コストになっている。
【００３３】
（実施例９）
図１０は本発明の第９の実施例を示す図であって、本発明のチルト検出光学系（実施例１〜８の何れかに示した構成のチルト検出光学系）を備えた光ピックアップの一例を示す概略斜視図である。
光ピックアップ３０の内部の図示は省略するが、光ピックアップ３０は、記録または再生用の光束を出射する半導体レーザ等からなる光源（図示せず）と、光源からの光束を略平行光にして光路にカップリングするカップリングレンズ（図示せず）と、光源からの光束を光ディスク９の記録面に集光する対物レンズ５と、該対物レンズ５の姿勢制御とチルト制御を行うアクチュエータ（対物レンズ５を保持する可動部６のみを図示し、可動部６をフォーカス方向やトラック方向に駆動する駆動部等の図示は省略する）と、光ディスク９からの反射光を受光し、情報信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等を検出する分割型受光素子等からなる光検出器（図示せず）などを備え、光源からの記録または再生用の光束をアクチュエータの可動部６に保持された対物レンズ５により、光ディスク９の記録面に集光させて記録または再生を行うものである。この光ピックアップ３０のユニットの上面には、本発明のチルト検出光学系（実施例１〜８の何れかに示した構成のチルト検出光学系）２０が配置されている。
【００３４】
本発明の光ピックアップ３０では、チルト検出光学系２０は光ピックアップ本体とは独立した構成になっており、このため、光ピックアップ本体側の光束と、チルト検出用の光束とは別の光路を通るので、両光束の干渉を全く気にすることなく構成することができる。配置的にも、光ピックアップ３０のユニットの上面（光ディスク側）に配置することができ、光ピックアップ本体の光学系と干渉することなく構成することができる。
【００３５】
（実施例１０）
図１１は本発明の第１０の実施例を示す図であって、本発明のチルト検出光学系（実施例１〜８の何れかに示した構成のチルト検出光学系）を備えた光ピックアップを搭載した光ディスクドライブ装置の一例を示す概略斜視図である。
この光ディスクドライブ装置４０では、本発明のチルト検出光学系２０を備えた光ピックアップ３０を搭載することにより、リアルタイムのチルト検出が可能になるため、従来の基板厚の光ディスク９を用いた短波長（４００ｎｍ近傍）の光ディスクドライブ装置を構成することができ、より高密度記録が可能で、従来機との互換性も有る光ディスクドライブ装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のチルト検出光学系は、光ピックアップ本体の光学系とは別に、チルト検出を専用に行う光学系を備え、直接光ディスクと対物レンズの相対的チルトを検出するので、リアルタイムにチルト検出を行うことができる。従って、種々の構成の光ピックアップに好適に利用することができる。
また、本発明のチルト検出光学系は、光ピックアップ本体の光学系とは別に構成されているので、光ピックアップ以外の分野にも利用することが可能であり、可動部と物体面の相対的チルトを検出する検出装置等にも利用することができる。
さらに本発明のチルト検出光学系を備えた光ピックアップでは、リアルタイムにチルト量を精度良く検出することができ、正しいフィードバック制御を行うことができるので、高密度な光ディスクに対しても良好な記録／再生を行うことができ、高密度ＤＶＤレコーダ等の種々の光ディスクドライブ装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図であって、チルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すチルト検出光学系の作用を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第４の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第５の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第６の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第７の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
【図９】本発明の第８の実施例を示す図であって、光ピックアップに搭載されるチルト検出光学系の基本構成を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第９の実施例を示す図であって、本発明のチルト検出光学系を備えた光ピックアップの一例を示す概略斜視図である。
【図１１】本発明の第１０の実施例を示す図であって、本発明のチルト検出光学系を備えた光ピックアップを搭載した光ディスクドライブ装置の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，１−１，１−２：光源
２，２−１，２−２：カップリングレンズ
３，３−１，３−２：往・復路の光路分離素子
３−０：往路の光路分離素子
４，４−１，４−２：偏向ミラー
５：対物レンズ
６：アクチュエータの可動部
７，７−１，７−２：ビーム径規制手段
８，８−１，８−２：分割型受光素子
９：光ディスク（光記録媒体）
９ａ：記録面
１０，１０−１，１０−２：シリンドリカルレンズ
２０：チルト検出光学系
３０：光ピックアップ
４０：光ディスクドライブ装置
【図１】
2005108376.tif 000003
【図２】
2005108376.tif 000004
【図３】
2005108376.tif 000005
【図４】
2005108376.tif 000006
【図５】
2005108376.tif 000007
【図６】
2005108376.tif 000008
【図７】
2005108376.tif 000009
【図８】
2005108376.tif 000010
【図９】
2005108376.tif 000011
【図１０】
2005108376.tif 000012
【図１１】
2005108376.tif 000013