(57)【要約】【課題】ピックアップに容易に組み込めて、光学構成によりディスクチルトと対物レンズチルトを同時に検出し、信号処理で両者の相対チルトの補正信号を得ようとするチルト検出光学系等を提供する。【解決手段】光源１と、カップリングレンズ（光源１に一体に備えられたＣＬ）と、位置センサ３とを備えてなるチルト検出光学系において、カップリングレンズＣＬと位置センサ３の間におかれた反射体２のチルトを検出するようにした構成としてある。このようにすれば、光源と被検体、被検体と位置センサの距離が自由に設定できるので、光源，位置センサ，偏向ミラー，カップリングレンズ等を、光ピックアップに組み込む際に、容易に構成することができる。【選択図】図１
2005259215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、カップリングレンズと、位置センサとを備えてなるチルト検出光学系において、
前記カップリングレンズと位置センサの間におかれた反射体の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２】
光源と、カップリングレンズと、集光レンズと、位置センサとを備えてなるチルト検出光学系において、
前記カップリングレンズと集光レンズの間におかれた反射体の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または請求項２記載のチルト検出光学系において、
前記位置センサは、２次元位置センサであることを特徴とするチルト検出光学系。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のチルト検出光学系を一対備えてなり、前記２つの位置センサの出力を比較して２つの反射体の相対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５】
請求項４記載のチルト検出光学系において、
前記光源とカップリングレンズを含む光源部を共通に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４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
前記２つの位置センサの出力を、各被検体の反射率で正規化することにより、２つの反射体の相対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７】
請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
前記２つの位置センサの出力を、各位置センサのＸ方向出力およびＹ方向出力の総和で正規化することにより、２つの反射体の相対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８】
請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
前記２つの位置センサの出力を、各位置センサの出力のうちＸ方向出力はＸ方向成分の和で、Ｙ方向出力はＹ方向成分の和で正規化することにより、２つの反射体の相対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９】
請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
前記２つの位置センサの出力に対し、請求項６〜請求項８記載の正規化をするとともに、各被検体から前記位置センサまでの距離（光路長）で正規化することにより、２つの反射体の相対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１０】
請求項４〜請求項９のいずれかに記載のチルト検出光学系およびチルト補正機能を備えたアクチュエータを備えた光ピックアップであって、
前記アクチュエータの対物レンズ保持部に対物レンズと一体的に動く反射面を設け、前記チルト検出光学系において、ディスクと反射面との相対角度を検出することにより、ディスクチルトと対物レンズチルトをある定められた関係になるように前記アクチュエータを制御するようにしたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１１】
請求項１０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。
【請求項１２】
請求項１０記載の光ピックアップを搭載すると共に、メディア判別機能を備え、判別されたメディアの種類に従って、必要なチルト制御を選択的に行なうようにしたことを特徴とする光ディスクドライブ装置。
【請求項１３】
請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
第１被検体をハーフミラーとすると共に、前記第1被検体と第２被検体との間にλ/４板を配し、復路光路中に偏光ビームスプリッタを配して、前記第１被検体の検出光と第２被検体の検出光を分離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１４】
請求項１０記載の光ピックアップを備えたチルト検出光学系において、
ディスクチルトを検出するためのビームを、アクチュエータ内部に構成した穴を通すようにしたことを特徴とするチルト検出光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チルト検出光学系および光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置に関し、特に、ピックアップに容易に組み込めて、光学構成によりディスクチルトと対物レンズチルトを同時に検出し、信号処理で両者の相対チルトの補正信号を得ようとするチルト検出光学系および光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクにチルトがあると、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、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。
【０００３】
これまでのＤＶＤ世代（波長６６０ｎｍ）ではＲａｄ（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、ブルー世代では、Ｒａｄ、Ｔａｎ（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Ｒａｄ、Ｔａｎ２方向のリアルタイム検出が必要になる。
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。
【０００４】
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。
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、ディスクを傾けるメカ的な方式は使えず、また液晶も、その応答速度から使えない。
【０００５】
有力な方法は、対物レンズ（ОＬ）をアクチュエータ（ＡＣＴ）上で傾ける、いわゆる４軸ＡＣＴ方式である。
４軸ＡＣＴはフォーカス（Ｆｏ）、トラック（Ｔｒ）に加えて２軸のチルトまで補正しようとするもので、その動きの複雑さから、各制御因子同士のクロスアクションを避けるため、対物レンズの両側をワイヤでささえる、いわゆるセンタ対物レンズ方式が一般的である。
【０００６】
センタ対物レンズ方式の場合、対物レンズの両側に駆動モータがくるため、対物レンズ直近にチルトセンサを設けることが困難で、対物レンズからはるかに離れたアクチュエータ外にしかチルトセンサがおけず、ディスクと対物レンズの相対チルトを検出しようとするとき、これが大きな誤差になる。
【０００７】
４軸ＡＣＴでのチルト補正を考えたとき、検出系での課題として次のようなものが上げられる。
（1）ディスクと対物レンズの相対チルトの検出がＲａｄ、Ｔａｎの２方向でできること
（2）必要検出範囲の確保
（3）検出精度の確保
（4）検出系を配置する位置およびスペースの確保
（5）高信頼性（経時温特）の確保
また、Ｂｌｕｅ、ＤＶＤ、ＣＤ等の世代互換ドライブを考えたときには、
（6）世代間で同一の検出方式がとれることが望ましい
【０００８】
ここで、従来例を説明する。
第１の従来例は、２つのチルトセンサでディスクと対物レンズのチルトを検出するもので、ディスクと対物レンズの相対チルトを検出するという根本的な思想において、後述する本発明と同じである（特許文献１、参照）。
【０００９】
第２の従来例は、対物レンズ外周部を利用し、直接的にディスクと対物レンズの相対チルトを検出するものである（特許文献２、参照）。
第３の従来例は、２次元位置センサ（２次元ＰＳＤ）を用いたものであるが、レンズの同一焦点面に光源と２次元位置センサを配するもので、従来のチルトセンサの替わりの２次元位置センサを意図したものである（特許文献３、参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−００６５６１号公報
【特許文献２】特開平５−００６５６２号公報
【特許文献３】特開平７−１２８０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記第１の従来例は、明らかに一般的なチルトセンサを念頭において発想されたもので、スペース的な制約からセンタ対物レンズ駆動の４軸ＡＣＴには適用不能である。また、Ｒａｄ、Ｔａｎの２軸チルト検出も困難である。
【００１２】
また、前記第２の従来例は、一方向のチルト検出としては優れた発想ではあるが、２方向に対応できない。対物レンズ直下に斜めに平行平板が入っているため、ピックアップ（ＰＵ）本体のビーム品質を損なう。該第２の従来例は、ＰＵ本体とチルト検出光学系の関係には言及されておらず、ＰＵ本体のビームとチルト検出用ビームの分離等を考えると、実現困難な方式と言わざるを得ない。
【００１３】
また、前記第３の従来例をピックアップに組み込もうとすると、アクチュエータの外に置くしかなく、対物レンズと、かけ離れた場所のディスクチルトを検出することになり、精度の確保ができないばかりでなく、対物レンズのチルト検出のために、このセンサを置くべきスペースを確保することは困難である。
【００１４】
また、前記第１〜第３の従来例では、世代互換といった考えに立ったものは皆無であるが、Ｂｌｕｅ、ＤＶＤ、ＣＤを比べると、必要精度的にはＢｌｕｅ＞ＤＶＤ＞ＣＤであり、必要検出範囲的にはＢｌｕｅ＜ＤＶＤ＜ＣＤとなっており、Ｂｌｕｅは２軸のＡＣＴチルト制御が必要だが、ＤＶＤは１軸ＤＣでもよい可能性があり、ＣＤでは制御のいらない可能性まである。これを精度はＢｌｕｅ、範囲はＣＤで一義的に規制すると、アクチュエータに多大な負荷をかける恐れがある。
【００１５】
本発明はかかる不具合を解消するもので、ピックアップに容易に組み込めて、光学構成によりディスクチルトと対物レンズチルトを同時に検出し、信号処理で両者の相対チルトの補正信号を得ようとするチルト検出光学系および光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置の提供を目的とする。
また、本発明は、光ディスクの世代互換が可能なチルト検出光学系および光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的を達成するために請求項1記載の発明は、光源（図１の１）と、カップリングレンズ（光源１に一体に備えられた（ＣＬ））と、位置センサ（３）とを備えてなるチルト検出光学系において、
前記カップリングレンズ（ＣＬ）と位置センサ（３）の間におかれた反射体（２）のチルトを検出するようにした構成としてある。
【００１７】
以上の構成を図示すると、例えば図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すようになる。このようにすれば、光源と被検体、被検体と位置センサの距離が自由に設定できるので、光源，位置センサ，偏向ミラー，カップリングレンズ等を、光ピックアップに組み込む際に、容易に構成することができる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、光源（図２の１Ａ）と、カップリングレンズ（６）と、集光レンズ（８）と、位置センサ（３）とを備えてなるチルト検出光学系において、
前記カップリングレンズ（６）と集光レンズ（８）の間におかれた反射体（２）のチルトを検出するようにした構成としてある。
【００１９】
以上の構成を図示すると、例えば図２に示すようになる。このようにすれば、位置センサ（３）の前段に検出レンズ（集光レンズ）（８）が挿入されているので、被検体（反射体）（２）−位置センサ（３）間の距離によらず、集光レンズ（８）−位置センサ（３）の関係のみでチルトに対する位置センサ（３）上でのスポット変位量が決まり、被検体（２）−集光レンズ（８）間距離の制約がなくなり、より自由にピックアップに組み込める。
【００２０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載のチルト検出光学系において、
前記位置センサは、２次元位置センサである構成としてある。
【００２１】
以上の構成を図示すると、例えば図１および図２において、位置センサ（３）を２次元位置センサに置き換えた場合に相当する。このようにすれば、請求項１，請求項２の特徴を保ちながら、ピックアップのラジアル、タンジェンシャル等、直交２方向のチルトが同時検出できる。
【００２２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のチルト検出光学系を一対備えてなり（図３参照）、前記２つの位置センサ（３ａ，３ｂ）の出力を比較して２つの反射体（２ａ，２ｂ）の相対チルトを検出するようにした構成としてある。
【００２３】
以上の構成を図示すると、例えば図３に示すようになる。このようにすれば、請求項２〜請求項３に示したチルト検出光学系を一対（２個）備えているので、二つの反射体（２ａ，２ｂ）のチルトが同時に測定でき、両者を比較することにより、二つの反射体（２ａ，２ｂ）の相対チルトが検出できる。
【００２４】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載のチルト検出光学系において、
前記光源（図４の１Ａ）とカップリングレンズ（６）を含む光源部を共通にした構成としてある。
【００２５】
以上の構成を図示すると、例えば図４に示すようになる。このようにすれば、光源（１Ａ）の光量バラツキや経時温特（経時温度特性）に強くなり、チルト検出光学系の信頼性を上げることができる。また、光源部の部品が共通化できるので、ピックアップに組み込む時のスペースが少なくてすみ、またコストダウンの効果もある。
【００２６】
また、請求項６記載の発明は、請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
前記２つの位置センサ（図５の９ａ，９ｂ）の出力を、各被検体の反射率で正規化することにより、２つの反射体の相対チルトを検出するようにした構成としてある。
【００２７】
以上の構成を図示すると、例えば図５（ｃ）に示すようになる。このようにすれば、あらかじめ反射率が分かっている被検体の反射率で正規化することにより、反射率の異なるメディアでもチルトに対する２次元位置センサ（９ａ，９ｂ））の出力が等しくなり、容易に相対チルトを求めることができる。
【００２８】
また、請求項７記載の発明は、請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
前記２つの位置センサ（図５の９ａ，９ｂ）の出力を、各位置センサのＸ方向出力およびＹ方向出力の総和で正規化することにより、２つの反射体の相対チルトを検出するようにした構成としてある。
【００２９】
以上の構成を図示すると、例えば図５（ａ）に示すようになる。このようにすれば、例えば前記図２の構成において、あらかじめ被検体（反射体）（２）の反射率が分からず、さらに２つの被検体の反射率が異なる場合や、前記図３の構成で、被検体の反射率に加えてビームスプリッタの透反射率比が不明の場合等においても、各々の被検体のチルトに対する２次元位置センサ（９ａ，９ｂ）の出力を等しくすることができ、容易に両者の相対チルトが求められる。
【００３０】
また、請求項８記載の発明は、請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
前記２つの位置センサ（図５の９ａ，９ｂ）の出力を、各位置センサの出力のうちＸ方向出力はＸ方向成分の和で、Ｙ方向出力はＹ方向成分の和で正規化することにより、２つの反射体の相対チルトを検出するようにした構成としてある。
【００３１】
以上の構成を図示すると、例えば図５（ｂ）に示すようになる。このようにすれば、請求項７の発明をさらに進めて、Ｘ成分（図ではRad）はＸ成分のみの和で、Ｙ成分はＹ成分のみの和で正規化しているので、２次元位置センサ（９ａ，９ｂ）の持つ誤差を最小に抑えることができ、検出精度が上がる。
【００３２】
また、請求項９記載の発明は、請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
前記２つの位置センサ（図５の９ａ，９ｂ）の出力に対し、請求項６〜請求項８記載の正規化をするとともに、各被検体から前記位置センサまでの距離（光路長）で正規化することにより、２つの反射体の相対チルトを検出するようにした構成としてある。
【００３３】
以上の構成を図示すると、例えば図５（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すようになる。このようにすれば、請求項６〜請求項８でおこなう反射率に係わる正規化に加えて、各被検体から２次元位置センサ（９ａ，９ｂ）までの距離（集光レンズのない場合）、各集光レンズから２次元位置センサ（９ａ，９ｂ）までの距離（集光レンズのある場合）でも２次元位置センサ出力の正規化を行なう。これによって、被検体（あるいは集光レンズ）からの距離が異なる場合でも、各々の被検体のチルトに対する２次元位置センサ（９ａ，９ｂ）の出力を等しくすることができ、容易に両者の相対チルトが求められる。
【００３４】
また、請求項１０記載の発明は、請求項４〜請求項９のいずれかに記載のチルト検出光学系およびチルト補正機能を備えたアクチュエータを備えた光ピックアップであって、
前記アクチュエータの対物レンズ保持部に対物レンズ（図６の１４）と一体的に動く反射面（１４ａ）を設け、前記チルト検出光学系において、ディスク（１６）と反射面（１４ａ）との相対角度を検出することにより、ディスクチルトと対物レンズチルトをある定められた関係になるように前記アクチュエータを制御するようにした構成としてある。
【００３５】
以上の構成を図示すると、例えば図６に示すようになる。このようにすれば、アクチュエータの対物レンズ保持部に対物レンズ（１４）と一体的に動く反射面（１４ａ）を設け、ディスク（１６）と反射面（１４ａ）との相対角度を検出するようにしているので、ディスクチルトと対物レンズチルトをある定められた関係になるようにアクチュエータを制御することができ、Ｂｌｕｅメディア等の、チルトに厳しいメディアに対応可能な光ピックアップを形成することができる。
【００３６】
また、請求項１１記載の発明は、光ディスクドライブ装置として、請求項１０記載の光ピックアップを搭載した構成としてある。
【００３７】
以上の構成を図示すると、例えば図６に示すようになる。このようにすれば、請求項１０に係わるチルト補正機能を持ったピックアップはドライブに組み込まれて、Ｂｌｕｅメディア等の、チルトに厳しいメディアに対応可能なドライブを形成することができる。
【００３８】
また、請求項１２記載の発明は、光ディスクドライブ装置として、請求項１０記載の光ピックアップを搭載すると共に、メディア判別機能を備え、判別されたメディアの種類に従って、必要なチルト制御を選択的に行なうようにした構成としてある。
【００３９】
このようにすれば、ピックアップはメディアの判別機能を持っており、これによって判別されたメディアの種類に従って定められたチルトサーボを選択的に行なう。これにより、アクチュエータに余分な負荷がかかることなくチルト制御が行なえるようになる。
【００４０】
また、請求項１３記載の発明は、請求項４または請求項５記載のチルト検出光学系において、
第１被検体（図１０の第３反射体２ｃ）をハーフミラーとすると共に、前記第１被検体と第２被検体（第２反射体２ｂ）との間にλ/４板（１８）を配し、復路光路中に偏光ビームスプリッタ（１９）を配して、前記第1被検体の検出光と第２被検体の検出光を分離するように構成としてある。
【００４１】
以上の構成を図示すると、例えば図１０に示すようになる。このようにすれば、第1被検体および第２被検体に対するビームの往路を共通化できるので、レイアウトを楽に行うことができる。
【００４２】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１０記載の光ピックアップを備えたチルト検出光学系において、
ディスクチルトを検出するためのビームを、アクチュエータ内部に構成した穴（図１１の２２ａ）を通すようにした構成としてある。
【００４３】
以上の構成を図示すると、例えば図１１（ａ）に示すようになる。このようにすれば、アクチュエータ２１のステム２２に穴（２２ａ）をあけた例で、アクチュエータ２１の固定部であるため、アクチュエータ２１の構成を変えることなくチルト検出用の穴２２ａを構成できる。また、穴位置や穴サイズに関する制約が少なく、大きい穴を自由な位置に配置できる。
【発明の効果】
【００４４】
請求項１記載の発明によれば、光源と被検体、被検体と位置センサの距離が自由に設定できるので、光源，位置センサ，偏向ミラー，カップリングレンズ等を、光ピックアップに組み込む際に、容易に構成することができる。
【００４５】
請求項２記載の発明によれば、位置センサの前段に検出レンズ（集光レンズ）が挿入されているので、集光レンズ−位置センサの関係のみでチルトに対する位置センサ上でのスポット変位量が決まり、被検体−集光レンズ間距離の制約がなくなり、より自由にピックアップに組み込むことができる。
【００４６】
請求項３記載の発明によれば、２次元位置センサとしたので、請求項１，請求項２の特徴を保ちながら、ピックアップのラジアル、タンジェンシャル等、直交２方向のチルトが同時検出できる。
請求項４記載の発明によれば、請求項２〜請求項３に示したチルト検出光学系を一対（２個）備えているので、二つの反射体（被検体）のチルトが同時に測定でき、両者を比較することにより、二つの被検体の相対チルトが検出できる。
【００４７】
請求項５記載の発明によれば、光源の光量バラツキや経時温特（経時温度特性）に強くなり、チルト検出光学系の信頼性を上げることができる。また、光源部の部品が共通化できるので、ピックアップに組み込む時のスペースが少なくてすみ、またコストダウンの効果もある。
【００４８】
請求項６記載の発明によれば、あらかじめ反射率が分かっている被検体の反射率で正規化することにより、反射率の異なるメディアでもチルトに対する２次元位置センサ出力が等しくなり、容易に相対チルトを求めることができる。
請求項７記載の発明によれば、各々の被検体のチルトに対する２次元位置センサの出力を等しくすることができるので、容易に両者の相対チルトが求めることができる。
【００４９】
請求項８記載の発明によれば、請求項７の発明をさらに進めて、Ｘ成分はＸ成分のみの和で、Ｙ成分はＹ成分のみの和で正規化しているので、２次元位置センサの持つ誤差を最小に抑えることができ、検出精度を上げることができる。
【００５０】
請求項９記載の発明によれば、請求項６〜請求項８でおこなう反射率に係わる正規化に加えて、各被検体から２次元位置センサまでの距離（集光レンズのない場合）、各集光レンズから２次元位置センサまでの距離（集光レンズのある場合）でも２次元位置センサ出力の正規化を行なうので、被検体（あるいは集光レンズ）からの距離が異なる場合でも、各々の被検体のチルトに対する２次元位置センサの出力を等しくすることができ、容易に両者の相対チルトが求めることができる。
【００５１】
請求項１０記載の発明によれば、アクチュエータの対物レンズ保持部に対物レンズと一体的に動く反射面を設け、ディスクと反射面との相対角度を検出するようにしているので、ディスクチルトと対物レンズチルトをある定められた関係になるようにアクチュエータを制御することができ、Ｂｌｕｅメディア等の、チルトに厳しいメディアに対応可能な光ピックアップを形成することができる。
【００５２】
請求項１１記載の発明によれば、請求項１０に係わるチルト補正機能を持ったピックアップはドライブに組み込まれて、Ｂｌｕｅメディア等の、チルトに厳しいメディアに対応可能なドライブを形成することができる。
【００５３】
請求項１２記載の発明によれば、ピックアップはメディアの判別機能を持っており、これによって判別されたメディアの種類に従って定められたチルトサーボを選択的に行なう。これにより、アクチュエータに余分な負荷がかかることなくチルト制御が行なえるようになる。
【００５４】
請求項１３記載の発明によれば、第１被検体および第２被検体に対するビームの往路を共通化できるので、レイアウトを楽に行うことができる。
請求項１４記載の発明によれば、チルト検出用の穴を設ける場所がアクチュエータの固定部であるため、アクチュエータの構成を変えることなくチルト検出用の穴を構成できる。また、穴位置や穴サイズに関する制約が少なく、大きい穴を自由な位置に配置できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
本願出願人は、先に、前記従来技術に記した第１〜第３の従来技術の問題点を解決するべく、次の４件の出願をした。
特願２００２−２６９６６８号
特願２００３−１９３１３０号
特願２００３−２０４７６５号
特願２００３−３４３３５８号
【００５６】
前記４件の特許願の発明は、いずれも前記特許文献１〜３が持つ課題をクリアし、４軸ＡＣＴに適したチルト検出光学系を達成することを目的としたものである。しかし、いずれも絞らないビーム（あるいはシリンドリカルレンズで一方向だけ絞ったビーム）を、被検出体を介して分割ＰＤにあてて、被検出体のチルトをＰＤ上の位置ズレとして検出しようとしたもので、被検出体からの距離と必要検出範囲からビーム径（ＰＤ面上でのスポット径）をある大きさ以上にする必要があり、これがレイアウト上の大きな障壁になっている。
また、絞らないビームであるため、ビーム自体の光量分布、被検出体での部分的反射率の変動等の影響を受けやすく、検出精度が確保しにくいという問題もあった。
【００５７】
以下の実施形態では、かかる不具合を解消するもので、ピックアップに容易に組み込めて、集光スポットを２次元位置センサ上に作ることで、ビーム径の問題を解消しつつ、光学構成によりディスクチルトと対物レンズチルトを同時に検出し、信号処理で両者の相対チルトの補正信号を得ようとするものである。
【００５８】
また、光ディスクの世代互換が可能なチルト検出光学系および光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置の提供をするものである。
［実施形態１］
【００５９】
本実施形態の光学構成例を図１（ａ）〜（ｄ）に示す。本実施形態は、請求項１に対応する。
図１（ａ）は、最も簡単な構成であり、カップリングレンズ（ＣＬ）の機能を兼ね備えた光源（発光ダイオード）１より発光された光は略平行化されたビームとなり、被検体である反射体２で反射されて、位置センサ３で受光される。反射体（被検体）２のチルトは、位置センサ３上のスポットの変位として検出される。
【００６０】
図１（ｂ）は、途中の光路を偏向ミラー４で折り曲げたものである。
図１（ｃ）は、ビームスプリッタ５で往復光を光路分離したものである。
図１（ｄ）は、光源１Ａとしてよりパワーの強いレーザーダイオードを用い、カップリングレンズ６で平行光あるいは略平行光とし、必要に応じてアパーチャ７を付加するものである。
【００６１】
これらの構成の組み合わせは、必要に応じていくらでも考えられる。
いずれにしろ、光源と被検体、被検体と位置センサの距離が自由に設定でき、光ピックアップに組み込むことが、容易な構成がとれる。
［実施形態２］
【００６２】
本実施形態の構成例を図２に示す。本実施形態は、請求項２に対応する。
光源１Ａから発せられた光は、カップリングレンズ６で平行化される。ビームは、アパーチャ７で所望の径に絞られた後、ビームスプリッタ５で偏向されて反射体（被検体）２へ向かう。
【００６３】
被検体２で反射されたビームは、ビームスプリッタ５を透過して集光レンズ８で集光されて位置センサ３上にスポットを結ぶ。ここで被検体２にチルトＴがあると、ビームは２Ｔだけ角度が振れる。集光レンズ８から位置センサ３までの距離をＬとすると、位置センサ３上のスポット変位Ｓは、Ｓ＝Ｌｘｔａｎ（２Ｔ）となる。
この式から分かるとおり、変位Ｓは、集光レンズ８−位置センサ３間の距離と被検体２のチルトＴだけで決まり、光源１Ａから集光レンズ８までの距離あるいは構成に左右されない。
【００６４】
前記実施形態１に比べると、位置センサ３の前段に検出レンズ（集光レンズ）８が挿入されている。これによリ、被検体２−位置センサ３間の距離によらず、集光レンズ８−位置センサ３の関係のみでチルトに対する位置センサ３上でのスポット変位量が決まり、被検体２−集光レンズ８間距離の制約がなくなるので、より自由にピックアップに組み込める。
【００６５】
なお、本構成例は、前記図１（ｄ）に対応する形になっているが、図１（ａ）〜図１（ｃ）に対応した形も含めて、さまざまな構成が可能である。
また、位置センサによっては、スポットが小さすぎると誤差をはきやすくなるものがあるが、その場合は位置センサを光軸方向にややデフォーカスさせて配するとか、光源を点光源ではなく面光源的なものにするとか、あるいは集光性の悪い集光レンズを用いる等の手段で、位置センサ上のスポットを大きくすれば、検出誤差を小さくすることができる。この場合でも、集光レンズから位置センサまでの距離Ｌに対し上記の特徴はそのまま適用される。
［実施形態３］
【００６６】
本実施形態の構成は、図１および図２に同じである。本実施形態は、請求項３に対応する。
位置センサ３を２次元位置センサにすることによって、実施形態１，実施形態２の特徴を保ちながら、ピックアップのラジアル（Ｒａｄ）、タンジェンシャル（Ｔａｎ）等、直交２方向のチルトが同時検出できる。
［実施形態４］
【００６７】
本実施形態の構成例を図３に示す。本実施形態は、請求項４に対応する。
本実施形態は、実施形態２〜実施形態３に示したチルト検出光学系を一対（２個）備えている。即ち、１ａ，１ｂが第１，第２光源、２ａ，２ｂが第１，第２反射体、３ａ，３ｂが第１，第２位置センサ、５ａ，５ｂが第１，第２ビームスプリッタである。
【００６８】
これによって二つの被検体２ａ，２ｂのチルトが同時に測定でき、両者を比較することにより、二つの被検体２ａ，２ｂの相対チルトが検出できる。
なお、図では全く同じ検出系が二つ並んでいるが、必ずしも全く同じである必要はない。
［実施形態５］
【００６９】
本実施形態の構成例を図４に示す。本実施形態は、請求項５に対応する。
本実施形態は、２つのチルト検出光学系の光源部（光源１Ａ等）を共通化したものである。これによって、光源１Ａの光量バラツキや経時温特（経時温度特性）に強くなり、チルト検出光学系の信頼性が上がる。
また、光源部の部品が共通化できるので、ピックアップに組み込む時のスペースが少なくてすみ、またコストダウンの効果もある。
［実施形態６］
【００７０】
本実施形態の構成例を図５（ｃ）に示す。本実施形態は、請求項６に対応する。
図５（ｃ）は第１被検体がメディア（ディスク）、第２被検体がミラーの場合であるが、あらかじめ反射率が分かっている被検体なら何でもよい。被検体の反射率で正規化することにより、反射率の異なるメディアでもチルトに対する２次元位置センサ出力が等しくなり、容易に相対チルトを求めることができる。
［実施形態７］
【００７１】
本実施形態の構成例を図５（ａ）に示す。本実施形態は、請求項７に対応する。
ここでは第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂの出力（X1、X2、Y1、Y2：図では、XはRad、YはTanになっている）をその総和で正規化している。これによって、例えば前記図２の構成において、あらかじめ被検体（反射体）２の反射率が分からず、さらに２つの被検体の反射率が異なる場合や、前記図３の構成で、被検体の反射率に加えてビームスプリッタの透反射率比が不明の場合等においても、各々の被検体２ａ，２ｂのチルトに対する第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂの出力を等しくすることができ、容易に両者の相対チルトが求められる。
［実施形態８］
【００７２】
本実施形態の構成例を図５（ｂ）に示す。本実施形態は、請求項８に対応する。
実施形態７をさらに進めて、Ｘ成分（図ではRad）はＸ成分のみの和で、Ｙ成分はＹ成分のみの和で正規化している。これにより、第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂの持つ誤差を最小に抑えることができ、検出精度が上がる。
［実施形態９］
【００７３】
本実施形態の構成例を図５（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示す。本実施形態は、請求項９に対応する。
実施形態６〜実施形態８でおこなう反射率に係わる正規化に加えて、各被検体から各２次元位置センサ９ａ，９ｂまでの距離（集光レンズのない場合）、各集光レンズから各２次元位置センサ９ａ，９ｂまでの距離（集光レンズのある場合）でも２次元位置センサ出力の正規化を行なう。これによって、被検体（あるいは集光レンズ）からの距離が異なる場合でも、各々の被検体のチルトに対する各２次元位置センサ９ａ，９ｂの出力を等しくすることができ、容易に両者の相対チルトが求められる。
［実施形態１０］
【００７４】
本実施形態の構成例を図６に示す。本実施形態は、請求項１０に対応する。
実施形態１〜実施形態５のチルト検出光学系は、チルト補正機能をもつアクチュエータ（図では４軸ＡＣＴ１１）を備えたピックアップ１２上に、ピックアップ本来の光路（図示せず）を避けて構成され、実施形態６〜実施形態９の信号処理機能を備えた処理回路によりＡＣＴ制御信号（チルトサーボ信号）を生成し、これによって対物レンズチルトがメディアチルトに対しある定められた関係（収差を最小にする関係）になるように制御される。
【００７５】
ここに、この定められた関係は、対物レンズ１４の設計によって決まり、必ずしもディスク１６と対物レンズ１４のチルトが一致する関係ではなく、場合によってはディスクチルトと対物レンズチルトが逆向きになる場合もある。
【００７６】
図６に示したチルト検出光学系に基づいて、その作用を説明する。
光源１Ａより発光された光は、カップリングレンズ６により第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂの近傍でスポットを結ぶように、やや集光気味の略平行なビームにされる。ビームは第１ビームスプリッタ５ａで分離され、分離された一方のビーム（図では第１ビームスプリッタ５ａの反射光）は、ディスク１６に向かう。
【００７７】
このビームは、ディスク１６で反射されて第１ビームスプリッタ５ａに戻り、これを透過したビームは検出レンズ（図示省略）によりディスクチルト検出用の第１の２次元位置センサ９ａ上にスポットを結ぶ。ディスクチルトは、第１の２次元位置センサ９ａ上でのスポット変位として検出される。
【００７８】
分離されたもう一方のビーム（図では第１ビームスプリッタ５ａの透過光）は、第２ビームスプリッタ５ｂにより反射されて，対物レンズ１４と一体的に保持された対物レンズチルト検出用の反射面１４ａに導かれ、該反射面１４ａで反射されて元の光路に戻り、第２ビームスプリッタ５ｂを透過したビームは、検出レンズ（図示省略）により対物レンズチルト検出用の第２の２次元位置センサ９ｂ上にスポットを結ぶ。対物レンズチルトは、第２の２次元位置センサ９ｂ上でのスポット変位として検出される。
【００７９】
両検出光学系の被反射面から第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂまでの距離の異なる分、およびメディア（ディスク１６）と反射面１４ａの反射率および伝達系の透反射率の異なる分は、回路で補正される。
なお、反射面は単独の反射面を設けてもよいが、ＡＣＴ可動部１３の対物レンズ１４下には開口制限フィルタあるいはλ/4等がつく場合が多く、このときはその一部を反射面とすればよい。本実施形態における図は、ある光透過素子の一部を反射面としたような図になっている。１５は、チルトサーボ信号生成回路である。
【００８０】
また、図中のアパーチャ７は必ずしも必須ではない。カップリングレンズ６の有効径、あるいはカップリングレンズ６をセルにいれる場合は、セルで決まるビーム径があり、特にアパーチャはなくても検出はできるが、反射面１４ａの大きさよりも小さく絞っておくほうが、ＡＣＴ可動部１３の位置ズレによる誤差等をはきにくくなり信号が安定する。
【００８１】
更に、チルト検出光学系は図１のものに限らず、図７〜図９等、いろいろ考えられる。
図７は集光レンズ（第１，第２集光レンズ１７ａ，１７ｂ）を備えたタイプで、この場合は、カップリングレンズ６からの出射光は、平行ビームにしておけばよい。
第１，第２集光レンズ１７ａ，１７ｂの焦点距離を等しくしておけば、第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂは同一平面に構成でき、チルトに対する第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂ上のスポット変位も等しくできる。集光スポットであるため、検出ビームの光量ムラや、メディアの部分的な反射率バラツキの影響等ビームの光量分布に絡む誤差が除去される。
【００８２】
図８は図６に比べ、各被検体（反射面１４ａ，ディスク１６）からの距離が等しくなっており、チルトに対する第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂ上のスポット変位も等しい。この場合、カップリングレンズ６から各２次元位置センサ９ａ，９ｂまでの距離が異なるので、ビームは両２次元位置センサ９ａ，９ｂの中間にスポットを結ぶように調整されるのがよい。
【００８３】
図９は図６とほぼ同じであるが、被検体（反射面１４ａ，ディスク１６）から第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂまでの距離が短い。検出範囲が広くとれる。この場合、ピックアップ本体は、図で第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂの下に配置される。
［実施形態１１］
【００８４】
本実施形態のイメージ図は、同じく図６に示してある。本実施形態は、請求項１１に対応する。
実施形態１０に係わるチルト補正機能を持ったピックアップはドライブに組み込まれて、Ｂｌｕｅメディア等のチルトに厳しいメディアに対応可能なドライブを形成する。
［実施形態１２］
【００８５】
本実施形態を示す図面は、無い。本実施形態は、請求項１２に対応する。
ピックアップはメディアの判別機能を持っており、これによって判別されたメディアの種類に従って定められたチルトサーボを選択的に行なう。これにより、アクチュエータに余分な負荷がかかることなくチルト制御が行なえるようになる。なお、精度の厳しいＢｌｕｅメディアのチルト範囲は狭くてよく、チルト範囲に大きいＣＤメディアは精度が低くてよい。
［実施形態１３］
【００８６】
本実施形態の構成例を図１０に示す。本実施形態は、請求項１３に対応する。
偏光特性を持つ光源（半導体レーザ）１Ａから出たビームは、カップリングレンズ６で略平行化された後、ビームスプリッタ５によって偏向されて被検体（第３，第２反射体２ｃ，２ｂ）に向かう。第３被検体（図では第３反射体２ｃ）はハーフミラーでできており、ビームの一部は反射され、一部は透過する。
【００８７】
透過したビームは第１被検体（第３反射体２ｃ），第２被検体（第２反射体２ｂ）との間に配されたλ/４板１８によって円偏光とされ、第２被検体で反射された後、再びλ/４板１８を通って往路とは偏光面が直交したビームになる。第１被検体および第２被検体の反射ビームは、ビームスプリッタ５で往路と分離された後、偏光ビームスプリッタ１９でそれぞれの偏光に従って分離され、それぞれの検出用の第１，第２の２次元位置センサ９ａ，９ｂによりチルト検出される。往路を共通化できるのでレイアウトが楽にできる。
［実施形態１４］
【００８８】
本実施形態の構成例を図１１に示す。本実施形態は、請求項１４に対応する。
図１１（ａ）〜（ｄ）は、ディスクチルト検出位置と対物レンズチルト検出位置を示したものであるが、いずれも、ディスク検出ビームはアクチュエータ２１の内部に構成された穴を通してディスクに照射されるようになっている。
【００８９】
図１１（ａ）は、アクチュエータ２１のステム２２に穴（ディスクチルト検出用穴２２ａ）をあけた例で、アクチュエータ２１の固定部であるため、アクチュエータ２１の構成を変えることなくチルト検出用の穴２２ａを構成できる。また、穴位置や穴サイズに関する制約が少なく、大きい穴を自由な位置に配置できる。
２３はベース、２４はワイヤ、２５はヨーク、２６はマグネット、２７はコイル、２８はボビン、２９はОＬ（対物レンズ）検出用の反射面である。
【００９０】
図１１（ｂ）は、アクチュエータ２１のモータ部にディスク検出ビーム用の穴２２ａを構成した例で、マグネット２６を分割タイプにする等の変更が必要であるが、ステム部に穴をあける場合に比べると、ディスクチルト検出点が対物レンズに近い分、検出誤差を小さくできる。
【００９１】
図１１（ｃ）は、ＡＣＴ可動部に穴２２ａをあけた例で、ＡＣＴ可動部を大きくする必要があるが、ディスクチルト検出点は対物レンズに一層近づくので、検出誤差はさらに小さくできる。
【００９２】
図１１（ｄ）もＡＣＴ可動部に穴２２ｂをあけたものであるが、ディスクチルト検出用穴と、対物レンズチルト検出用反射面の位置を、同じにしたものである。実施形態１３（請求項１３）のごとく反射面（第３反射体２ｃ）をハーフミラーとし、λ／４板１８と偏光ビームスプリッタ１９を組み合わせることにより、小型で光路分離が容易なチルト検出光学系が構成できる。２２ｂは、ディスクチルト検出用の穴兼ОＬチルト検出用の穴である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態１を示す図であって、４種類の構成図である。
【図２】本発明の実施形態２の一例の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態４の構成を示す図であって、実施形態２〜実施形態３に示したチルト検出光学系を一対（２個）備えている場合である。
【図４】本発明の実施形態５の構成を示す図であって、２つのチルト検出光学系の光源部を共通化した場合である。
【図５】本発明の実施形態６〜９の構成および各種係数を示す図であって、（ａ）は実施形態７、（ｂ）は実施形態８、（ｃ）は実施形態６、（ｄ），（ｅ），（ｆ）は実施形態９の場合である。
【図６】本発明の実施形態１０の構成を示す図であって、ピックアップ上にチルト検出光学系を備えた場合の図である。
【図７】本発明の実施形態１０の第１の変形例の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態１０の第２の変形例の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態１０の第３の変形例の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態１３の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態１４の構成を示す図であって、４種類の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１    光源
１Ａ  光源
１ａ  第１光源
１ｂ  第２光源
２    反射体（被検体）
２ａ  第１反射体（第１被検体）
２ｂ  第２反射体（第２被検体）
２ｃ  第３反射体（第３被検体）
３    位置センサ
３ａ  第１位置センサ
３ｂ  第２位置センサ
４    偏向ミラー
５    ビームスプリッタ
５ａ  第１ビームスプリッタ
５ｂ  第２ビームスプリッタ
６    カップリングレンズ
７    アパーチャ
８    集光レンズ
９ａ  第１の２次元位置センサ 
９ｂ  第２の２次元位置センサ
１１  ４軸ＡＣＴ
１２  ピックアップ
１３  ＡＣＴ可動部
１４  対物レンズ
１４ａ  反射面
１５    チルトサーボ信号生成回路
１６    ディスク
１７ａ  第１集光レンズ
１７ｂ  第２集光レンズ
１８    λ/４板
１９    偏光ビームスプリッタ
２１    アクチュエータ
２２    ステム
２２ａ  ディスクチルト検出用の穴
２２ｂ  ディスクチルト検出用の穴兼ОＬチルト検出用の穴
２３    ベース
２４    ワイヤ
２５    ヨーク
２６    マグネット
２７    コイル
２８    ボビン
２９    ОＬ（対物レンズ）検出用の反射面
【図１】
2005259215.tif 000003
【図２】
2005259215.tif 000004
【図３】
2005259215.tif 000005
【図４】
2005259215.tif 000006
【図５】
2005259215.tif 000007
【図６】
2005259215.tif 000008
【図７】
2005259215.tif 000009
【図８】
2005259215.tif 000010
【図９】
2005259215.tif 000011
【図１０】
2005259215.tif 000012
【図１１】
2005259215.tif 000013