JP3871122B2 - スキューセンサ及び光ピックアップ並びに光ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤやＤＶＤのような光記録媒体の再生またはＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷのような光記録媒体の記録／再生に使用されるスキューセンサ及びこれを用いた光ピックアップ並びに光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６及び図７により従来のスキューセンサについて説明する。
図６及び図７において、スキューセンサ４０は、ＣＤやＤＶＤのような光記録媒体３８の傾き、すなわち、光記録媒体３８の反りやターンテーブルへのチャッキング状態などにより、光記録媒体３８の信号記録面３８ａと図示省略した光ピックアップの光軸（対物レンズの光軸）とが直交しなくなる光記録媒体３８の半径方向の傾きを検出するためのもので、光ピックアップの本体部分に所定の間隔をおいて配置したＬＥＤからなる発光素子４２及び２分割のフォトダイオード４４Ａ，４４Ｂからなる受光素子４４と、発光素子４２から出射された光を平行光にして光記録媒体３８の信号記録面３８ａに照射するとともに光記録媒体３８の信号記録面３８ａで反射された光を受光素子４４に集光させるレンズ４６とを備えている。
【０００３】
このような従来のスキューセンサ４０において、光記録媒体３８の半径方向の傾きを検出する場合は、発光素子４２からの発散光をレンズ４６により平行光にして光記録媒体３８の信号記録面３８ａに対し斜め上方に向け照射する。そして、光記録媒体３８の信号記録面から反射されてくる光をレンズ４６により受光素子４４上に集光する。
ここで、図６の実線に示すように、光記録媒体３８に傾きがない場合は、受光素子４４上に集光されるスポット光は受光素子４４の中央箇所、すなわちフォトダイオード４４Ａと４４Ｂの境界を中心にして両フォトダイオード４４Ａと４４Ｂに均等に照射される。その結果、両フォトダイオード４４Ａと４４Ｂとの出力信号差はゼロとなり、スキューエラー信号は出力されない。
【０００４】
一方、図６の破線に示すように、光記録媒体３８に傾きがある場合は、受光素子４４上に集光されるスポット光はフォトダイオード４４Ａと４４Ｂの境界より、何れか一方のフォトダイオード４４Ａまたは４４Ｂ側に片寄って照射される。その結果、両フォトダイオード４４Ａと４４Ｂの出力信号間には光記録媒体３８の傾き量に応じた差信号が発生し、この差信号がスキューエラー信号として検出される。
したがって、スキューエラー信号により図示省略のスキューサーボ機構を制御して、図示省略の光ピックアップ全体を光記録媒体３８の傾きと平行になるようにすれば、光ピックアップの光軸（対物レンズの光軸）と光記録媒体３８の信号記録面３８ａとが直交した状態に保持できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光記録媒体３８の信号記録面３８ａとスキューセンサ４０との間の距離は、ＣＤ（保護層の厚さ：1.2mm）やＤＶＤ（保護層の厚さ：0.6mm）等の光記録媒体３８の種類、光記録媒体３８のターンテーブルへのチャッキング状態または光記録媒体３８の反りなどにより変化する。このため、例えば、光記録媒体３８が図７の実線に示す位置から破線に示す位置に変化した場合には、光記録媒体３８の信号記録面３８ａとスキューセンサ４０との間の距離は、Ｌ１からＬ２に変動する。このため、光記録媒体３８の傾き量がゼロであっても、光記録媒体３８の信号記録面３８ａからレンズ４６を通して受光素子４４上へ入射される反射光ビーム４８の経路は図７の破線に示すようになり、受光素子４４上に集光されるスポット光の位置は、フォトダイオード４４Ａと４４Ｂの境界からフォトダイオード４４Ｂ側へずれてしまう。その結果、このようなスキューセンサ４０では、光記録媒体３８傾き量がゼロであるにもかかわらず、光記録媒体３８に傾きがあると判断され、正確なスキュー検出ができない。
また、光記録媒体３８に傾きが生じている場合には、この傾き量に上記距離の変動による変動分が傾き量として加算された信号がスキューエラー信号としてスキューセンサ４０から出力されてしまい、正確なスキュー検出ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、センサと光記録媒体との間の距離が変化しても、これに左右されることなく光記録媒体の傾きを正確に検出できるようにしたスキューセンサ及びこれを用いた光ピックアップ並びに光ディスク装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、光記録媒体の信号記録面に対して斜め方向から検査用光を出射する発光素子と、前記光記録媒体の信号記録面による前記検査用光の反射方向に設けられた受光素子とを備え、前記光記録媒体の信号記録面からの検査用光の反射光を受光素子で受光することにより、前記光記録媒体に照射される記録／再生用光ビームの光軸に対する光記録媒体の傾きを検出するスキューセンサであって、前記発光素子の光出射側に設けられ、該発光素子からの検査用光を平行な光ビームに変換して前記光記録媒体の信号記録面に照射する光ビーム整形用光学素子と、前記受光素子の光入射側に設けられ、前記光記録媒体の信号記録面から反射されてくる反射光ビームを前記受光素子上に集光する集光用光学素子とを備え、前記光ビーム整形用光学素子は、前記平行な光ビームを前記集光用光学素子の入射ビーム径より大きい出射光ビーム径に形成するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、記録または再生用の光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを集光して光記録媒体に照射する集光手段と、前記光源から出射された前記光記録媒体への光ビームと前記光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、前記光分離手段により分離された前記反射光ビームを受光する光検出手段と、前記光記録媒体に照射される記録／再生用光ビームの光軸に対する前記光記録媒体の傾きを検出するスキューセンサとを有する光ピックアップにおいて、前記スキューセンサは、光記録媒体の信号記録面に対して斜め方向から検査用光を出射する発光素子と、前記光記録媒体の信号記録面による前記検査用光の反射方向に設けられた受光素子と、前記発光素子の光出射側に設けられ、該発光素子からの光を平行な光ビームに変換して前記光記録媒体に向け出射する光ビーム整形用光学素子と、前記受光素子の光入射側に設けられ、前記光記録媒体の信号記録面から反射されてくる反射光ビームを前記受光素子上に集光する集光用光学素子とを備え、前記光ビーム整形用光学素子は、前記平行な光ビームを前記集光用光学素子の入射ビーム径より大きい光ビーム径に形成するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、駆動手段により回転駆動される光記録媒体と、送り手段により前記光記録媒体の半径方向に移動される光ピックアップと、前記光記録媒体の回転と前記光ピックアップの移動とを記録及び／または再生動作に対応して制御する制御手段と、前記光ピックアップによる前記光記録媒体に対する記録及び／または再生動作の信号処理をする信号処理手段とを備える光ディスク装置であって、前記光ピックアップは、記録または再生用の光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを集光して光記録媒体に照射する集光手段と、前記光源から出射された前記光記録媒体への光ビームと前記光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、前記光分離手段により分離された前記反射光ビームを受光する光検出手段と、前記光記録媒体に照射される記録／再生用光ビームの光軸に対する前記光記録媒体の傾きを検出するスキューセンサとを有し、前記スキューセンサは、光記録媒体の信号記録面に対して斜め方向から検査用光を出射する発光素子と、前記光記録媒体の信号記録面による前記検査用光の反射方向に設けられた受光素子と、前記発光素子の光出射側に設けられ、該発光素子からの光を平行な光ビームに変換して前記光記録媒体の信号記録面に照射する光ビーム整形用光学素子と、前記受光素子の光入射側に設けられ、前記光記録媒体の信号記録面から反射されてくる反射光ビームを前記受光素子上に集光する集光用光学素子とを備え、前記光ビーム整形用光学素子は、前記平行な光ビームを前記集光用光学素子の入射ビーム径より大きい出射光ビーム径に形成するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のスキューセンサ、光ピックアップ、光ディスク装置においては、光ビーム整形用光学素子が発光素子からの検査用光を平行な光ビームに変換して光記録媒体の信号記録面に照射されるとともに、この光ビームは集光用光学素子の入射ビーム径より大きい出射光ビーム径に形成される。
このため、光記録媒体の種類や光記録媒体のターンテーブルへのチャッキング状態などにより光記録媒体の信号記録面の位置が変化しても集光用光学素子の入射ビーム径に相当する反射光ビームを得ることができる。これにより、スキューセンサと光記録媒体との間の距離の変化に左右されることない光記録媒体の傾きを正確に検出することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるスキューセンサ及びこのスキューセンサ用いた光ピックアップ並びに光ディスク装置の実施の形態について、図１〜図３に基づき詳細に説明する。
図１（Ａ）は本発明にかかるスキューセンサの一実施の形態を示す構成図、図１（Ｂ）は光ディスク１０２に傾きが生じた場合の説明図であり、図２は本発明にかかるスキューセンサを備えた光ピックアップの構成図、図３は本発明にかかるスキューセンサ及び光ピックアップを備えた光ディスク装置の構成を示すブロック図である。なお、図３に示す光ディスク装置は、以下に説明するスキューセンサ及び光ピックアップを搭載することが可能な記録・再生装置の一例である。
【００１２】
まず、図３に示す光ディスク装置１０１の構成について説明する。
この光ディスク装置１０１は、再生専用のＣＤ，ＤＶＤまたは記録可能なＣＤ−Ｒ、あるいはデータの書き換え可能なＣＤ−ＲＷのような光記録媒体である光ディスク１０２を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１０３と、光ピックアップ１０４と、この光ピックアップ１０４を光ディスク１０２の半径方向に移動する駆動手段としての送りモータ１０５とを備えている。
ここで、スピンドルモータ１０３及び送りモータ１０５は、システムコントローラ１０７からの指令に基づいて制御されるサーボ制御部１０９により所定の回転数で駆動制御される構成になっている。
【００１３】
図３に示す信号変復調器＆ＥＣＣブロック１０８は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ピックアップ１０４は、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１０８の指令に従って、回転する光ディスク１０２の信号記録面に対して、それぞれ光ビームの照射を行う。この光ビームの照射により光ディスク１０２に対する記録または再生が行われる。
また、光ピックアップ１０４は、光ディスク１０２の信号記録面からの反射光ビームに基づいて各種の信号をプリアンプ１２０に供給する。
【００１４】
前記プリアンプ１２０は、各光ビームに対応する信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成できるように構成されている。また、再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、サーボ制御部１０９、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１０８等により、これらの信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
ここで、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１０８により復調された記録信号が、例えばコンピュータのデータストレージ用であれば、インタフェース１１１を介して外部コンピュータ１３０等に送出される。これにより、外部コンピュータ１３０等は光ディスク１０２に記録された信号を再生信号として受け取ることができるように構成されている。
【００１５】
また、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１０８により復調された記録信号がオーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１１２のＤ／Ａ変換部でデジタル／アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部１１３に供給される。そして、このオーディオ・ビジュアル処理部１１３でオーディオ・ビデオ信号処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部１１４を介して外部の撮像・映写機器に伝送される。
上記光ピックアップ１０４には、例えば光ディスク１０２上の所定の記録トラックまで移動させるための送りモータ１０５が接続されている。スピンドルモータ１０３の制御と、送りモータ１０５の制御と、光ピックアップ１０４の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御部１０９により行われる。
また、レーザ制御部１２１は、光ピックアップ１０４におけるレーザ光源２２を制御するものであり、特に本例ではレーザ光源２２の出力パワーを記録モード時と再生モード時に制御する構成になっている。
【００１６】
また、図３において、１１５は光ディスク１０２の傾き、すなわち光ディスク１０２の種類、光ディスク１０２の反りやターンテーブルへのチャッキング状態などにより、光ディスク１０２の信号記録面と光ピックアップ１０４の光軸（対物レンズの光軸）とが直交しなくなる光ディスク１０２の傾きを検出するためのスキューセンサであり、このスキューセンサ１１５は光ディスク１０２の信号記録面に対向して光ピックアップ１０４の本体部分に設けられている。
さらに、前記スキューセンサ１１５で検出されたスキューエラー信号を処理する信号処理部１１６、光ピックアップ１０４を、その光軸（対物レンズの光軸）が光ディスク１０２の信号記録面に直交するように揺動させるスキュー用駆動手段であるスキューアクチュエータ１１７、及びこのスキューアクチュエータ１１７を信号処理部１１６からのスキューエラー信号に基づいて駆動制御するスキュー用のサーボ制御部１１８（請求項に記載したスキュー用制御手段に相当する）を備える。上記サーボ制御部１１８は、システムコントローラ１０７からの制御指令に基づいても制御できるように構成されている。
【００１７】
次に、図１により本発明にかかるスキューセンサ１１５の構成について説明する。
スキューセンサ１１５は、図１に示すように、光ディスク１０２に対向して光ピックアップ１０４の本体部分に所定の間隔をおいて配置したＬＥＤからなる傾き検査用の発光素子１２及び２分割のフォトダイオード１４Ａ，１４Ｂからなる受光素子１４とを備え、発光素子１２からは光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａに対して斜め上方に向け検査用の光が出射される。また、受光素子１４は、光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａにより反射される検査用光の反射方向に配設されている。
【００１８】
前記発光素子１２の光出射側には、発光素子１２からの検査用光を平行な光ビームＢ１に変換して光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａに向け出射する、例えばコリメータレンズやシリンドリカルレンズなどからなる光ビーム整形用光学素子１６が配設されている。また、前記受光素子１４の光入射側には、光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａから反射されてくる反射光ビームＢ２を受光素子１４のフォトダイオード１４Ａ，１４Ｂ上に集光する、例えば集光レンズなどからなる集光用光学素子１８が配設されている。
【００１９】
前記光ビーム整形用光学素子１６は、これから出射される平行光ビームＢ１の出射光ビーム径ｄ１を集光用光学素子１８への入射ビームである反射光ビームＢ２の入射ビーム径ｄ２より大きくする。
すなわち、ＣＤやＤＶＤのような光ディスク１０２の種類や光ディスク１０２のターンテーブルへのチャッキング状態などにより、光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａが光ピックアップ１０４の光軸方向に変位し、この信号記録面１０２Ａへの光ビームＢ１の照射位置が光ディスク１０２の半径方向（図１の矢印Ｘ方向）に移動しても、この照射位置の光ビーム照射領域Ｓ１内に集光用光学素子１８の入射ビーム径ｄ２に相当する反射領域Ｓ２が含まれるように、光ビーム整形用光学素子１６の出射光ビーム径ｄ１を反射光ビームＢ２の入射ビーム径ｄ２より大きく形成する。例えば、光ビームＢ１の出射光ビーム径ｄ１を反射光ビームＢ２の入射ビーム径ｄ２の２倍程度にする。
【００２０】
次に、図２により本発明にかかる光ピックアップ１０４の構成について説明する。
光ピックアップ１０４は、図２に示すように、記録・再生用の光ビームを出射するレーザ光源２２と、前記レーザ光源２２の光ビーム出射方向に配置されたビームスプリッタ２４、前記ビームスプリッタ２４を透過したレーザ光源２２からの光ビームを平行光にするコリメータレンズ２６と、前記コリメータレンズ２６で平行光とされた光ビームを集光して光ディスク１０２に照射する対物レンズ（光集光手段）２８と、前記ビームスプリッタ２４の反射方向に対向して配置され、ビームスプリッタ２４で分離された反射光ビームを受光して電気信号に変換するフォトディテクタ（光検出手段）３０とを備えており、これらの各光学部品は図示省略のホルダ本体にマウントされる構成になっている。
【００２１】
このような本実施の形態に示すスキューセンサ１１５において、図１（Ａ）の実線に示すように、光ディスク１０２に傾きがない場合は、受光素子１４上に集光用光学素子１８で集光されるスポット光は受光素子１４の中央箇所、すなわちフォトダイオード１４Ａと１４Ｂの境界を中心にして両フォトダイオード１４Ａと１４Ｂに均等に照射される。その結果、両フォトダイオード１４Ａと１４Ｂとの出力信号差はゼロであるため、信号処理部１１６からはスキューエラー信号が出力されない。
【００２２】
また、ＣＤやＤＶＤのように光ディスク１０２の種類や光ディスク１０２のターンテーブルへのチャッキング状態などにより、光ディスク１０２が図１（Ａ）に示す実線の状態から一点鎖線または二点鎖線に示すように変化することで、光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａとスキューセンサ１１５との間の距離がＬ０からＬ１、Ｌ２のように変化した場合、これにつれて、各信号記録面１０２Ａへの光ビームＢ１の照射位置も光ディスク１０２の半径方向（矢印Ｘの方向）に移動される。この場合、光ビームＢ１の出射光ビーム径ｄ１は反射光ビームＢ２の入射ビーム径ｄ２の２倍程度になっているため、光ビームＢ１の照射による各信号記録面１０２Ａの照射位置の光ビーム照射領域Ｓ１内には集光用光学素子１８の入射ビーム径ｄ２に相当する反射領域Ｓ２が包含される。これにより、集光用光学素子１８の入射ビーム径ｄ２に相当する反射光ビームＢ２を確保でき、かつ常に集光用光学素子１８には入射ビーム径ｄ２で決まる一定光束の反射光ビームＢ２を入射させることができる。
したがって、スキューセンサ１１５と光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａとの間の距離が変化しても、これが信号処理部１１６のスキューエラー信号に影響を及ぼすことがなく、光ディスク１０２の傾きを正確に検出できる。
【００２３】
一方、図１（Ｂ）に示すように、光ディスク１０２に傾きがある場合は、受光素子１４上に集光されるスポット光はフォトダイオード１４Ａと１４Ｂの境界より、何れか一方のフォトダイオード１４Ａまたは１４Ｂ側に片寄って照射されることになる。その結果、この両フォトダイオード１４Ａ、１４Ｂから出力される信号が信号処理部１１６に出力される。この信号処理部１１６では、両フォトダイオード１４Ａと１４Ｂの出力信号を加算した和の信号と、両フォトダイオード１４Ａと１４Ｂの出力信号の差の信号をそれぞれ算出し、この和信号と差信号との比から光ディスク１０２の傾きに相当するスキューエラー信号が算出される。このスキューエラー信号をサーボ制御部１１８に供給してスキューアクチュエータ１１７を駆動制御することにより、光ピックアップ１０４の光軸、すなわち対物レンズ２８の光軸が光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａに直交するように光ピックアップ１０４を動作する。すなわち、光ピックアップ１０４全体を光ディスク１０２の傾きに合わせることにより、対物レンズ２８の光軸と光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａとが直交された状態に保持する。これにより、光ピックアップ１０４の傾きによるトラッキングエラー信号に直流オフセットが生じるのを防止できる。
【００２４】
また、この実施の形態に示す光ピックアップ１０４において、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷのような光ディスク１０２への記録時は、レーザ光源２２から記録信号に応じて変化する３０ｍＷ程度のパワーの大きい光ビームを発生させる。この光ビームはビームスプリッタ２４を透過してコリメータレンズ２６に入射され、このコリメータレンズ２６で平行光にされて対物レンズ２８に入射される。対物レンズ２８では、平行光を小さなスポットに集光して光ディスク１０２に照射する。これにより、光ディスク１０２の記録膜を変質して光ディスク１０２に信号を記録する。
【００２５】
また、記録中の光ビームは光ディスク１０２から反射され、その反射光は対物レンズ２８及びコリメータレンズ２６を透過した後、ビームスプリッタ２４によりフォトディテクタ３０へ反射され、入射される。フォトディテクタ３０で受光された光信号は電気信号に変換され、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等の各種情報信号として取り出される。
【００２６】
また、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷまたはＣＤやＤＶＤなどの光ディスク１０２の再生時には、１ｍＷ程度の一定強度の光ビームをレーザ光源２２から発生させ、この光ビームを記録時と同じ光路で光ディスク１０２に照射する。これに伴い、光ディスク１０２の信号記録面から反射された反射光は対物レンズ２８及びコリメータレンズ２６を透過した後、ビームスプリッタ２４によりフォトディテクタ３０へ反射される。これにより、フォトディテクタ３０に入射された光信号は電気信号に変換され、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等の各種の情報信号として取り出される。
なお、対物レンズ２８は、ＣＤ用とＤＶＤ用に兼用できるように２焦点レンズ方式またはレンズ切り換え方式などの構成になっている。
【００２７】
このような本実施の形態に示すスキューセンサ１１５及びこれを用いた光ピックアップ１０４並びに光ディスク装置１０１によれば、光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａへの光ビームＢ１による照射位置の光ビーム照射領域Ｓ１内に集光用光学素子１８の入射ビーム径ｄ２に相当する反射領域Ｓ２が含まれるように、光ビーム整形用光学素子１６の出射光ビーム径ｄ１を反射光ビームＢ２の入射ビーム径ｄ２より大きく形成する構成にしたので、光ディスク１０２の種類や光ディスク１０２のターンテーブルへのチャッキング状態などにより、光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａが光ピックアップ１０４の光軸方向に変化し、この信号記録面１０２Ａへの光ビームＢ１の照射位置が光ディスク１０２の半径方向に移動しても集光用光学素子１８の入射ビーム径ｄ２に相当する反射光ビームＢ２を得ることができ、この反射光ビームＢ２を常に集光用光学素子１８に入射できる。
このため、スキューセンサ１１５と光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａとの間の距離が変化しても、これが信号処理部１１６のスキューエラー信号に影響を及ぼすことがなく、光ディスク１０２の傾きを正確に検出することができる。
【００２８】
次に、図４により本発明にかかるスキューセンサの他の実施の形態について説明する。
図４に示すスキューセンサ１１５において、図１（Ａ）と同一の構成要素には同一符号付してその説明を省略し、図１（Ａ）と異なる部分を重点に述べる。
この図４において、図１（Ａ）と異なる点は、光ビーム整形用光学素子１６の光出射側に光拡散板２０（請求項に記載した光学手段に相当する）を設けたところにある。
この光拡散板２０は、光ビーム整形用光学素子１６から出射される平行光ビームＢ１の出射光ビーム径ｄ１内での光量分布を均一にするためのもので、例えば表面に極めて小さい凹凸のある透明体またはガラスや酸化マグネシウム等の極めて小さい粒子を混入した透明体から構成される。なお、透明体としては、例えば、合成樹脂やガラスなどを用いることができる。
【００２９】
発光素子１２から出射される発散光の横断面方向の強度分布は、一般にガウス分布をしている。このため、図５に示すように、光ビーム整形用光学素子１６の光出射側に光拡散板２０がない場合は、発光素子１２からの発散光が光ビーム整形用光学素子１６で平行な光ビームＢ１に変換されても、この光ビームＢ１の出射光ビーム径ｄ１内での光量分布はガウス分布となる。その結果、光ビーム整形用光学素子１６の光ビームＢ１の光軸と直角な横断面方向の光量分布は、図５の特性曲線３１に示すように、光ビームＢ１の中央部の光量レベルが高く、周辺部の光量レベルが低くなる不均一な特性となる虞がある。
【００３０】
したがって、このような不均一な光量分布の光ビームＢ１で照明される光ディスク１０２の位置が図５の実線から１点鎖線、２点鎖線へと変化した場合、出射光ビーム径ｄ１内における反射領域Ｓ２−１〜Ｓ２−３の光量分布は図５の特性曲線３２〜３４に示すように互いに異なる不均一なものとなり、集光用光学素子１８の入射ビーム径ｄ２と対応する反射領域Ｓ２−１〜Ｓ２−３にも前記光ビームＢ１の不均一な光量分布が反映される。このため、各反射領域Ｓ２−１〜Ｓ２−３における光量分布の変化が光ディスク１０２の傾き量の誤差として受光素子１４で検出されてしまい、光ディスク１０２の傾きを正確に検出できないという不具合が生じる虞がある。
【００３１】
しかるに、図４に示す実施の形態のスキューセンサ１１５においては、光拡散板２０が設けられているため、光ビーム整形用光学素子１６からの平行光ビームＢ１が光拡散板２０で拡散透過されることにより、出射光ビーム径ｄ１内での平行光ビームＢ１の光量分布は均一化され、その特性曲線３５は図４に示すように平行光ビームＢ１の中央部及び周辺部を問わず、光量レベルの一定したフラットな特性となる。その結果、この平行光ビームＢ１で照明される光ディスク１０２の位置が図４の実線から１点鎖線、２点鎖線へと変化しても、それぞれの被照面において集光用光学素子１８の入射ビーム径ｄ２と対応する反射領域Ｓ２−１〜Ｓ２−３の光量分布は図４の特性曲線３６〜３８に示すように互いに同一なものとなる。
【００３２】
したがって、この実施の形態によれば、光ビーム整形用光学素子１６からの平行光ビームＢ１は光拡散板２０で拡散透過されることにより光量分布の均一化された光ビームＢ１となって光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａに向け出射する構成にしたので、光ディスク１０２の種類や光ディスク１０２のターンテーブルへのチャッキング状態などにより光ディスク１０２の信号記録面１０２Ａが光ピックアップ１０４の光軸方向に変化しても集光用光学素子１８への反射光ビームＢ２の光量は一定となり、光ディスク１０２の傾きを更に正確に検出することができる。
【００３３】
なお、図４に示す実施の形態では、光拡散板２０を光ビーム整形用光学素子１６の光出射側に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、光拡散板２０を光ビーム整形用光学素子１６の光入射側に設けてもよい。この場合、光拡散板２０は発光素子１２からの発散光を拡散透過して光ビーム整形用光学素子１６に入射するようになっている。
また、本発明において光量分布の均一化用光学手段は、実施の形態に示すような光拡散板２０に限らず、光ビーム整形用光学素子１６を構成する材質中に極めて小さいガラス粒子等の拡散材を添加することにより構成されるものであってもよい。
また、本実施の形態では前記光記録媒体が、ＣＤ，ＤＶＤ，ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷである場合について説明したが、本発明は、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭまたはＢＬＵ−ＲＡＹ ＤＩＳＣなどのその他の光ディスクにも広く適用される。
また、本発明にかかるスキューセンサ及び光ピックアップは、上記実施の形態に示す構成のものに限定されるものではなく、請求項に記載した技術的範囲を逸脱しない範囲において種々に変更し変形することは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるスキューセンサ及びこれを用いた光ピックアップ並びに光ディスク装置によれば、光ビーム整形用光学素子が発光素子からの検査用光を平行な光ビームに変換して光記録媒体の信号記録面に照射するとともに、この光ビームを集光用光学素子の入射ビーム径より大きい出射光ビーム径に形成したので、光記録媒体の種類や光記録媒体のターンテーブルへのチャッキング状態などにより光記録媒体の信号記録面の位置が変化しても集光用光学素子の入射ビーム径に相当する反射光ビームを得ることができる。これにより、スキューセンサと光記録媒体との間の距離の変化に左右されることない光記録媒体の傾きを正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明にかかるスキューセンサの一実施の形態を示す構成図、（Ｂ）は光ディスクに傾きが生じた場合の説明図である。
【図２】本発明にかかるスキューセンサを備えた光ピックアップを示す構成図である。
【図３】本発明にかかるスキューセンサを具備する光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明にかかるスキューセンサの他の実施の形態を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるスキューセンサを説明するための説明図である。
【図６】従来におけるスキューセンサの構成説明図である。
【図７】従来におけるスキューセンサの説明図である。
【符号の説明】
１２……発光素子、１４……受光素子、１４Ａ，１４Ｂ……フォトダイオード、１６……光ビーム整形用光学素子、１８……集光用光学素子、２０……光拡散板、２２……レーザ光源、２４……ビームスプリッタ、２６……コリメータレンズ、２８……対物レンズ、３０……フォトディテクタ、１０２……光ディスク、１０３……スピンドルモータ、１０４……光ピックアップ。

Claims (23)

1. 光記録媒体の信号記録面に対して斜め方向から検査用光を出射する発光素子と、前記光記録媒体の信号記録面による前記検査用光の反射方向に設けられた受光素子とを備え、前記光記録媒体の信号記録面からの検査用光の反射光を受光素子で受光することにより前記光記録媒体に照射される記録／再生用光ビームの光軸に対する光記録媒体の傾きを検出するスキューセンサであって、
   前記発光素子の光出射側に設けられ、該発光素子からの検査用光を平行な光ビームに変換して前記光記録媒体の信号記録面に照射する光ビーム整形用光学素子と、
   前記受光素子の光入射側に設けられ、前記光記録媒体の信号記録面から反射されてくる反射光ビームを前記受光素子上に集光する集光用光学素子とを備え、
   前記光ビーム整形用光学素子は、前記平行な光ビームを前記集光用光学素子の入射ビーム径より大きい出射ビーム径に形成するように構成されている、
   ことを特徴とするスキューセンサ。
2. 前記出射ビーム径は、前記光記録媒体の信号記録面の位置が前記記録／再生用光ビームの光軸方向に変化しても前記集光用光学素子の入射ビーム径に相当する反射光ビームが得られる大きさに形成されていることを特徴とする請求項１記載のスキューセンサ。
3. 前記受光素子は２分割のフォトダイオードから構成されていることを特徴とする請求項１記載のスキューセンサ。
4. 前記各フォトダイオードから出力される信号の和と差をそれぞれ算出し、これら和と差の信号の比から光記録媒体の傾きに相当するスキューエラーを算出する信号処理部を備えることを特徴とする請求項３記載のスキューセンサ。
5. 前記光ビーム整形用光学素子は、前記光記録媒体の信号記録面に照射される光ビームの出射ビーム径内での光量分布が均一になるように光を拡散する光学手段を備えることを特徴とする請求項１記載のスキューセンサ。
6. 前記光学手段は、前記光ビーム整形用光学素子の光入射側もしくは光出射側に設けられた光拡散板であることを特徴とする請求項５記載のスキューセンサ。
7. 前記光学手段は、前記光ビーム整形用光学素子を構成する材質中に光を拡散する拡散材を添加することにより構成されることを特徴とする請求項５記載のスキューセンサ。
8. 記録または再生用の光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された光ビームを集光して光記録媒体に照射する集光手段と、
   前記光源から出射された前記光記録媒体への光ビームと前記光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、
   前記光分離手段により分離された前記反射光ビームを受光する光検出手段と、
   前記光記録媒体に照射される記録／再生用光ビームの光軸に対する前記光記録媒体の傾きを検出するスキューセンサとを有する光ピックアップであって、
   前記スキューセンサは、
   光記録媒体の信号記録面に対して斜め方向から検査用光を出射する発光素子と、
   前記光記録媒体の信号記録面による前記検査用光の反射方向に設けられた受光素子と、
   前記発光素子の光出射側に設けられ、該発光素子からの光を平行な光ビームに変換して前記光記録媒体の信号記録面に照射する光ビーム整形用光学素子と、
   前記受光素子の光入射側に設けられ、前記光記録媒体の信号記録面から反射されてくる反射光ビームを前記受光素子上に集光する集光用光学素子とを備え、
   前記光ビーム整形用光学素子は、前記平行な光ビームを前記集光用光学素子の入射ビーム径より大きい出射光ビーム径に形成するように構成されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ。
9. 前記出射ビーム径は、前記光記録媒体の信号記録面の位置が前記記録／再生用光ビームの光軸方向に変化しても前記集光用光学素子の入射ビーム径に相当する反射光ビームが得られる大きさに形成されていることを特徴とする請求項８記載の光ピックアップ。
10. 前記受光素子は２分割のフォトダイオードから構成されていることを特徴とする請求項８記載の光ピックアップ。
11. 前記各フォトダイオードから出力される信号の和と差をそれぞれ算出し、これら和と差の信号の比から光記録媒体の半径方向の傾きに相当するスキューエラーを算出する信号処理部を備えることを特徴とする請求項１０記載の光ピックアップ。
12. 前記光ビーム整形用光学素子は、前記光記録媒体の信号記録面に照射される光ビームの出射ビーム径内での光量分布が均一になるように光を拡散する光学手段を備えることを特徴とする請求項８記載の光ピックアップ。
13. 前記光学手段は、前記光ビーム整形用光学素子の光入射側もしくは光出射側に設けられた光拡散板であることを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ。
14. 前記光学手段は、前記光ビーム整形用光学素子を構成する材質中に光を拡散する拡散材を添加することにより構成されることを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ。
15. 駆動手段により回転駆動される光記録媒体と、
    送り手段により前記光記録媒体の半径方向に移動される光ピックアップと、
    前記光記録媒体の回転と前記光ピックアップの移動とを記録及び／または再生動作に対応して制御する制御手段と、
    前記光ピックアップによる前記光記録媒体に対する記録及び／または再生動作の信号処理をする信号処理手段とを備える光ディスク装置であって、
    前記光ピックアップは、
    記録または再生用の光ビームを出射する光源と、
    前記光源から出射された光ビームを集光して光記録媒体に照射する集光手段と、
    前記光源から出射された前記光記録媒体への光ビームと前記光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、
    前記光分離手段により分離された前記反射光ビームを受光する光検出手段と、前記光記録媒体に照射される記録／再生用光ビームの光軸に対する前記光記録媒体の傾きを検出するスキューセンサとを有し、
    前記スキューセンサは、
    光記録媒体の信号記録面に対して斜め方向から検査用光を出射する発光素子と、
    前記光記録媒体の信号記録面による前記検査用光の反射方向に設けられた受光素子と、
    前記発光素子の光出射側に設けられ、該発光素子からの光を平行な光ビームに変換して前記光記録媒体の信号記録面に照射する光ビーム整形用光学素子と、
    前記受光素子の光入射側に設けられ、前記光記録媒体の信号記録面から反射されてくる反射光ビームを前記受光素子上に集光する集光用光学素子とを備え、
    前記光ビーム整形用光学素子は、前記平行な光ビームを前記集光用光学素子の入射ビーム径より大きい出射光ビーム径に形成するように構成されている、
    ことを特徴とする光ディスク装置。
16. 前記出射ビーム径は、前記光記録媒体の信号記録面の位置が前記記録／再生用光ビームの光軸方向に変化しても前記集光用光学素子の入射ビーム径に相当する反射光ビームが得られる大きさに形成されていることを特徴とする請求項１５記載の光ディスク装置。
17. 前記受光素子は２分割のフォトダイオードから構成されていることを特徴とする請求項１５記載の光ディスク装置。
18. 前記各フォトダイオードから出力される信号の和と差をそれぞれ算出し、これら和と差の信号の比から光記録媒体の傾きに相当するスキューエラー信号を算出する信号処理部を備えることを特徴とする請求項１７記載の光ディスク装置。
19. 前記光ピックアップは、前記集光手段の光軸が前記光記録媒体の信号記録面と直交するように前記光ピックアップを動作させるスキュー用駆動手段を有し、前記受光素子は２分割のフォトダイオードから構成され、さらに、前記各フォトダイオードから出力される信号の和と差をそれぞれ算出し、これら和と差の信号の比から光記録媒体の傾きに相当するスキューエラー信号を算出する信号処理部と、前記信号処理部で算出されたスキューエラー信号により前記スキュー用駆動手段を制御するスキュー用制御手段とを備えることを特徴とする請求項１５記載の光ディスク装置。
20. 前記光ビーム整形用光学素子は、前記光記録媒体の信号記録面に照射される光ビームの出射ビーム径内での光量分布が均一になるように光を拡散する光学手段を備えることを特徴とする請求項１５記載の光ディスク装置。
21. 前記光学手段は、前記光ビーム整形用光学素子の光入射側もしくは光出射側に設けられた光拡散板であることを特徴とする請求項２０記載の光ディスク装置。
22. 前記光学手段は、前記光ビーム整形用光学素子を構成する材質中に光を拡散する拡散材を添加することにより構成されることを特徴とする請求項２０記載の光ディスク装置。
23. 前記光記録媒体は、ＣＤ，ＤＶＤ，ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭまたはＢＬＵ−ＲＡＹ ＤＩＳＣの何れかであることを特徴とする請求項１５記載の光ディスク装置。

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