JP2004279191A - Inclination sensor, inclination measurement device, optical pickup device, and optical disk device - Google Patents

Inclination sensor, inclination measurement device, optical pickup device, and optical disk device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inclination sensor small in size, low in price, and capable of precisely outputting a signal containing the information regarding inclination of an object. <P>SOLUTION: A light beam reflected by the object 15 is incident on a diffraction element 153, and diffracted with a diffraction efficiency corresponding to an incident angle. The diffracted rays from the diffraction element are received by an optical detector 159. If the object inclined regarding a reference surface, intensity of diffracted rays from the diffraction element varies depending on the incident angle on the diffraction element corresponding to the inclination of the object. Therefore, the output signal of the optical detector contains the information of the inclination of the object. Consequently, an allowable range about mounting position of the optical detector becomes wider than before. As a result, an assembly step, an adjusting step, and an inspection step can be simplified. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は傾きセンサ、傾き測定装置、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、所定の基準面に対する対象物の傾きを検出するための傾きセンサ、該傾きセンサを用いた傾き測定装置、情報記録媒体の記録面に光を照射し、該記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ(以下「パソコン」と略述する)は、その機能が向上するに伴い、音楽や映像といったAV(Audio−Visual)情報を取り扱うことが可能となってきた。これらAV情報の情報量は非常に大きいために、情報記録媒体としてCD(compact disc)やDVD(digital versatile disc)などの大容量の光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスクをアクセスするための光ディスク装置がパソコンの周辺機器の一つとして普及するようになった。
【0003】
光ディスク装置では、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された光ディスクの記録面にレーザ光の微小スポットを形成することにより情報の記録を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置には、記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として光ピックアップ装置が設けられている。
【0004】
一般的に光ピックアップ装置は、対物レンズを含み、光源から出射される光束を記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報(サーボ情報)などを含む信号が出力される。そして、光ディスク装置は、受光素子からの出力信号に基づいて、記録面の所定位置に所定形状の光スポットが形成されるように各種サーボ制御を行っている。
【0005】
記録面の所定位置に所定の光スポットを正確に形成したり、再生情報及びサーボ情報などを精度良く検出するためには、記録面と対物レンズの光軸とがほぼ直交していることが望ましい。しかしながら、例えば情報記録媒体のそりや偏重心などにより、記録面が対物レンズの光軸に垂直な平面に対して傾く場合があり、その傾きが大きくなると、光スポットの形状の劣化、再生情報及びサーボ情報などを含む信号の劣化を引き起こすおそれがあった。なお、以下では、対物レンズの光軸に垂直な平面に対する情報記録媒体の傾きを、便宜上「情報記録媒体の傾き」と略述する。
【0006】
光を用いて対象物の傾きを検出する装置としては、レーザオートコリメータが知られている。一般的にレーザオートコリメータは、一例として図23に示されるように、対物レンズL、該対物レンズLの焦点位置をレーザ光の発光点とする光源LD、該光源LDから出射されたレーザ光の光路上に光源LDから距離bの位置に配置され、対物レンズLを介した対象物Mからの反射光を分岐する偏光ビームスプリッタPBS、該偏光ビームスプリッタPBSと対物レンズLとの間に配置されたλ/4板PX、及び偏光ビームスプリッタPBSで分岐されたレーザ光の光路上に偏光ビームスプリッタPBSから距離bの位置に配置された位置検出器PSDなどを備えている。光源LDから出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタPBS、λ/4板PX及び対物レンズLを介して対象物Mに照射される。ここで、例えば対象物Mが対物レンズLの光軸に垂直な平面に対して角度θだけ傾いていると、対象物Mで反射された反射光は、往路に対して角度2θだけずれて対物レンズLに入射する。対物レンズLに入射した反射光は、λ/4板PX及び偏光ビームスプリッタPBSを介して位置検出器PSDに入射する。そして、位置検出器PSDで検出された受光位置dと対物レンズLの焦点距離f(=a+b)とから次の(1)式に基づいて角度θが算出される。
【0007】
θ=d/2f ……(1)
【0008】
しかしながら、レーザオートコリメータでは位置検出器PSDが高価であるとともに、必要な検出精度を得るには焦点距離fの長い対物レンズを用いなければならないため、情報記録媒体の傾き検出用として光ディスク装置に用いると、光ディスク装置の低コスト化及び小型化を阻害するという不都合があった。
【0009】
そこで、低コスト化及び小型化を阻害することなく情報記録媒体の傾きを検出する装置が種々提案された(例えば特許文献1参照)。
【0010】
【特許文献1】
特許第1787274号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1に開示されている光ディスク装置(特許文献1では光学式ディスクプレーヤと記載されている)では、情報記録媒体からの反射光を受光領域が2つに分割されている2分割受光素子で受光し、受光領域毎に出力される各光電変換信号の差信号に基づいて、情報記録媒体の傾きを検出している。しかしながら、2分割受光素子を設計上の位置に正確に実装するのは困難であり、組み付け誤差に起因するオフセットが差信号に付加され、傾きの検出精度が低下するおそれがあった。また、経時変化や温度変化などに起因するオフセットが上記差信号に付加されるおそれもあった。
【0012】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、対象物の傾きに関する情報を含む信号を精度良く出力することができる小型で安価な傾きセンサを提供することにある。
【0013】
また、本発明の第2の目的は、対象物の傾斜角を精度良く測定することができる小型で安価な傾き測定装置を提供することにある。
【0014】
また、本発明の第3の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【0015】
また、本発明の第4の目的は、情報記録媒体へのアクセスを精度良く安定して行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、所定の基準面に対する対象物の傾きに関する情報を検出するための傾きセンサであって、前記対象物を介した光束の光路上に前記基準面と所定の位置関係で配置され、前記光束の入射角に応じた回折効率で前記光束を回折する回折素子と;前記回折素子からの回折光を受光し、光電変換信号を出力する光検出器と;を備える傾きセンサである。
【0017】
なお、本明細書では、「傾きに関する情報」は、傾斜角そのものだけでなく、傾斜角に変換することができる情報、及び傾斜角の変化に応じて変化する情報などを含む。
【0018】
これによれば、対象物を介した光束は回折素子に入射し、入射角に応じた回折効率で回折される。回折素子からの回折光は光検出器で受光され、受光光量に応じた光電変換信号が光検出器から出力される。例えば対象物が所定の基準面に対して傾斜すると、回折素子は基準面と所定の位置関係で配置されているために、対象物の傾斜角に応じて回折素子に入射する光束の入射角が変化する。この回折素子は光束の入射角に応じて回折効率が変化する特性を有しているために、光束の入射角に応じて回折素子からの回折光の強度が変化し、それによって光検出器での受光光量が変化する。すなわち、光検出器から出力される光電変換信号には対象物の傾きに関する情報が含まれることとなる。このように光検出器での受光光量そのものが対象物の傾きに関する情報を含んでいるために、前記従来例に比べて光検出器の実装位置に関する許容範囲が広くなり、組み付け工程、調整工程及び検査工程を簡素化することが可能となる。すなわち、製造コストを低減することが可能となる。また、光検出器の出力信号に及ぼす経時変化や温度変化などの影響も低減することができる。従って、小型で安価な構成で、対象物の傾きに関する情報を含む信号を精度良く出力することができる。
【0019】
この場合において、請求項2に記載の傾きセンサの如く、前記光検出器で受光される回折光は、最も強度の高い次数の回折光であることとすることができる。
【0020】
上記請求項1及び2に記載の各傾きセンサにおいて、請求項3に記載の傾きセンサの如く、前記回折素子は、前記光検出器で受光される回折光の強度と前記光束の入射角との関係が所定区間でほぼ線形となるように設定されていることとすることができる。かかる場合には、傾きセンサの出力信号から対象物の傾きに関する情報を抽出する処理及び回路を単純化することができる。
【0021】
上記請求項1〜3に記載の各傾きセンサにおいて、請求項4に記載の傾きセンサの如く、前記光検出器が前記回折光とは別個に前記回折素子からの0次光を更に受光する場合には、前記光検出器から出力される前記回折光の光電変換信号と前記0次光の光電変換信号との差信号を生成する差信号生成手段を更に備えることとすることができる。かかる場合には、ある程度大きな傾きにも対応することが可能となる。
【0022】
上記請求項1に記載の傾きセンサにおいて、請求項5に記載の傾きセンサの如く、前記光検出器が前記回折素子からの+1次回折光及び−1次回折光をそれぞれ受光する場合には、前記光検出器から出力される前記+1次回折光の光電変換信号と前記−1次回折光の光電変換信号との差信号を生成する差信号生成手段を更に備えることとすることができる。かかる場合には、入射角が0度のときに差信号が0となり、傾きセンサの出力信号から対象物の傾きに関する情報を抽出する処理及び回路を単純化することができる。
【0023】
上記請求項1に記載の傾きセンサにおいて、請求項6に記載の傾きセンサの如く、前記回折素子が、第1の溝方向の凹凸格子が形成された第1の領域及び前記第1の溝方向に直交する第2の溝方向の凹凸格子が形成された第2の領域をそれぞれ含む場合には、前記光検出器は、前記第1の領域からの回折光を受光する第1の受光部と、前記第2の領域からの回折光を受光する第2の受光部とを有することとすることができる。かかる場合には、互いに直交する2方向に関する対象物の傾きに関する情報を含む信号をそれぞれ出力することが可能となる。
【0024】
この場合において、請求項7に記載の傾きセンサの如く、前記第1、第2の受光部で受光される回折光は、それぞれ最も強度の高い次数の回折光であることとすることができる。
【0025】
上記請求項6及び7に記載の各傾きセンサにおいて、請求項8に記載の傾きセンサの如く、前記回折素子は、前記第1の受光部で受光される回折光の強度と前記第1の領域への前記光束の入射角との関係が第1の区間でほぼ線形となるとともに、前記第2の受光部で受光される回折光の強度と前記第2の領域への前記光束の入射角との関係が第2の区間でほぼ線形となるように設定されていることとすることができる。
【0026】
上記請求項6〜8に記載の各傾きセンサにおいて、請求項9に記載の傾きセンサの如く、前記光検出器が前記回折素子からの0次光を受光する第3の受光部を更に有する場合には、前記第1の受光部からの光電変換信号と前記第3の受光部からの光電変換信号との差信号を生成する第1の差信号生成手段を更に備えることとすることができる。
【0027】
この場合において、請求項10に記載の傾きセンサの如く、前記第2の受光部からの光電変換信号と前記第3の受光部からの光電変換信号との差信号を生成する第2の差信号生成手段を更に備えることとすることができる。
【0028】
上記請求項6に記載の傾きセンサにおいて、請求項11に記載の傾きセンサの如く、前記第1の受光部が前記第1の領域からの+1次回折光及び−1次回折光をそれぞれ受光する場合には、前記第1の受光部から出力される前記+1次回折光の光電変換信号と前記−1次回折光の光電変換信号との差信号を生成する第1の差信号生成手段を更に備えることとすることができる。
【0029】
この場合において、請求項12に記載の傾きセンサの如く、前記第2の受光部が前記第2の領域からの+1次回折光及び−1次回折光をそれぞれ受光する場合には、前記第2の受光部から出力される前記+1次回折光の光電変換信号と前記−1次回折光の光電変換信号との差信号を生成する第2の差信号生成手段を更に備えることとすることができる。
【0030】
上記請求項1〜12に記載の各傾きセンサにおいて、請求項13に記載の傾きセンサの如く、前記回折素子は、形成されている凹凸格子の断面形状がのこぎり刃状であることとすることができる。
【0031】
上記請求項1〜13に記載の各傾きセンサにおいて、前記対象物を介した光束としては、前記対象物を通過した光束や前記対象物から出射された光束などであっても良いが、例えば請求項14に記載の傾きセンサの如く、前記対象物を介した光束は、前記対象物で反射された反射光であることとすることができる。
【0032】
この場合において、請求項15に記載の傾きセンサの如く、前記基準面に対して一定の角度をなす方向に光束を出射する光源を更に備え、前記光源から出射され前記対象物で反射された反射光の光路上に前記回折素子が配置されていることとすることができる。
【0033】
この場合において、請求項16に記載の傾きセンサの如く、前記光源から出射され前記対象物に向かう光束の光路上に配置され、前記光源から出射された光束を略平行光とする光学素子を更に備えることとすることができる。
【0034】
上記請求項15及び16に記載の各傾きセンサにおいて、請求項17に記載の傾きセンサの如く、前記回折素子は、入射する光束の偏光状態に応じて回折作用が異なる偏光回折素子であり、前記光源から出射される光束の偏光方向に対して、前記偏光回折素子に入射する前記反射光の偏光方向をほぼ90度ずらすための位相差板を更に備えることとすることができる。かかる場合には、光利用効率が向上するため、更に小型化を図ることができる。
【0035】
請求項18に記載の発明は、所定の基準面に対する対象物の傾斜角を測定する傾き測定装置であって、請求項15〜17のいずれか一項に記載の傾きセンサと;前記傾きセンサの出力信号に基づいて、前記基準面に対する前記対象物の傾斜角を取得する傾斜角取得手段と;を備える傾き測定装置である。
【0036】
これによれば、請求項15〜17のいずれか一項に記載の傾きセンサの出力信号に基づいて、傾斜角取得手段により基準面に対する対象物の傾斜角が取得されるため、結果として小型で安価な装置構成で、対象物の傾斜角を精度良く測定することができる。
【0037】
請求項19に記載の発明は、情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、前記情報記録媒体を前記対象物とする請求項15〜17のいずれか一項に記載の傾きセンサと;前記情報記録媒体に対応した波長のレーザ光を出射するレーザ光源と;前記レーザ光を前記記録面に集光する対物レンズを含み、前記記録面で反射され前記対物レンズを介した前記レーザ光の戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と;前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する信号光検出器と;を備える光ピックアップ装置である。
【0038】
これによれば、レーザ光源から出射されたレーザ光は対物レンズを介して情報記録媒体の記録面に集光され、記録面で反射され対物レンズを介したレーザ光の戻り光束は信号光検出器で受光される。そして、請求項15〜17のいずれか一項に記載の傾きセンサでは、光源から出射され情報記録媒体で反射した光束を回折素子を介して光検出器で受光し、その受光光量に応じた光電変換信号が出力される。すなわち、請求項15〜17のいずれか一項に記載の傾きセンサにより情報記録媒体の傾きに関する情報を含む信号が精度良く出力されるため、結果として大型化及び高コスト化を招くことなく、信号光検出器から光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【0039】
請求項20に記載の発明は、情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、前記情報記録媒体に対応した波長のレーザ光を出射するレーザ光源と;前記レーザ光を前記記録面に集光する対物レンズを含み、前記記録面で反射され前記対物レンズを介した前記レーザ光の戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と;前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する信号光検出器と;前記レーザ光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置され、前記レーザ光の一部を前記情報記録媒体に向けて分岐する分岐光学素子と;前記分岐光学素子で分岐され前記情報記録媒体で反射されたレーザ光の光路上に前記回折素子が配置され、前記情報記録媒体を前記対象物とする請求項14に記載の傾きセンサと;を備える光ピックアップ装置である。
【0040】
これによれば、レーザ光源から出射されたレーザ光は対物レンズを介して情報記録媒体の記録面に集光され、記録面で反射され対物レンズを介したレーザ光の戻り光束は信号光検出器で受光される。この際、レーザ光源から出射されたレーザ光の一部が分岐光学素子によって情報記録媒体に向けて分岐され、この分岐されたレーザ光の情報記録媒体からの反射光が請求項14に記載の傾きセンサを構成する回折素子に入射される。すなわち、請求項14に記載の傾きセンサにより情報記録媒体の傾きに関する情報を含む信号が精度良く出力される。従って、結果として大型化及び高コスト化を招くことなく、信号光検出器から光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【0041】
請求項21に記載の発明は、情報記録媒体の記録面上に光を照射し、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、請求項19又は20に記載の光ピックアップ装置と;前記傾きセンサの出力信号に基づいて、前記記録面に形成される光スポットの形状を調整する調整手段と;前記光ピックアップ装置の出力信号を用いて、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と;を備える光ディスク装置である。
【0042】
これによれば、処理装置により、ピックアップ装置の出力信号を用いて情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう際に、調整手段により傾きセンサの出力信号に基づいて、記録面に形成される光スポットの形状が調整される。従って、情報記録媒体への情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことができる。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る光ディスク装置20の概略構成が示されている。
【0044】
この図1に示される光ディスク装置20は、情報記録媒体(対象物)としての光ディスク15を回転駆動するためのスピンドルモータ22、光ピックアップ装置23、レーザコントロール回路24、エンコーダ25、ドライバ27、再生信号処理回路28、サーボコントローラ33、バッファRAM34、バッファマネージャ37、インターフェース38、フラッシュメモリ39、CPU40及びRAM41などを備えている。なお、図1における接続線は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、本実施形態では、一例としてDVD系の規格に準拠した情報記録媒体が光ディスク15に用いられるものとする。
【0045】
前記光ピックアップ装置23は、光ディスク15のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置であり、図2に示されるように、受発光モジュール51、コリメートレンズ52、ホログラム素子53、立ち上げミラー57、電気光学素子71、対物レンズ60、傾きセンサとしてのチルトセンサTS及び駆動系(フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ(いずれも図示省略))などを備えている。
【0046】
前記受発光モジュール51は、レーザ光源としての半導体レーザ51a、及び信号光検出器としての受光器59を含んで構成されている。
【0047】
この半導体レーザ51aは、波長が660nmの光束(レーザ光)を発光する。なお、ここでは、受発光モジュール51から出射される光束(以下、便宜上「出射光束」ともいう)の最大強度出射方向を+X方向とする。
【0048】
受光器59は、半導体レーザ51aの近傍に配置され、光ディスク15の記録面に照射された出射光束の反射光(以下「戻り光束」という)を受光する。この受光器59は、通常の光ディスク装置と同様に、ウォブル信号情報、再生データ情報、フォーカスエラー情報及びトラックエラー情報などを含む信号を出力する複数の受光素子を含んで構成されている。
【0049】
受発光モジュール51の+X側には、受発光モジュール51と一体化して前記ホログラム素子53が配置されている。このホログラム素子53は、往路と復路の共通光路上から戻り光束を受光器59の受光面方向に分岐する。
【0050】
ホログラム素子53の+X側には、前記コリメートレンズ52が配置され、ホログラム素子53を透過した出射光束を略平行光とする。
【0051】
コリメートレンズ52の+X側には、前記立ち上げミラー57が配置され、コリメートレンズ52からの略平行光を+Z方向に反射する。
【0052】
立ち上げミラー57の+Z側には、前記電気光学素子71が配置されている。この電気光学素子71にはドライバ27から電圧が印加され、入射する光束に印加電圧に応じた光学的位相差が付与される。
【0053】
前記対物レンズ60は、電気光学素子71の+Z側に配置され、電気光学素子71を透過した光束を集光し、光ディスク15の記録面に光スポットを形成する。
【0054】
前記チルトセンサTSは、対物レンズ60近傍に配置され、対物レンズ60の光軸に垂直な平面(基準面)に対する光ディスク15の傾き(以下、便宜上「チルト」ともいう)に関する情報を含む信号を出力する。なお、このチルトセンサTSの構成等については後に詳述する。
【0055】
ここで、上記のように構成される光ピックアップ装置23の作用を簡単に説明する。受発光モジュール51から出射された光束(出射光束)は、ホログラム素子53に入射する。ホログラム素子53を透過した出射光束は、コリメートレンズ52で略平行光とされ、立ち上げミラー57で+Z方向に反射される。この出射光束は電気光学素子71で印加電圧に応じた光学的位相差が付与された後、対物レンズ60を介して光ディスク15の記録面に集光される。
【0056】
光ディスク15の記録面にて反射した反射光は、戻り光束として対物レンズ60で再び略平行光とされ、電気光学素子71で印加電圧に応じた光学的位相差が付与された後、立ち上げミラー57に入射する。この戻り光束は立ち上げミラー57で−X方向に反射され、コリメートレンズ52を介してホログラム素子53に入射する。ホログラム素子53で回折された戻り光束は、受光器59で受光される。受光器59を構成する各受光素子は、受光量に応じた信号をそれぞれ再生信号処理回路28に出力する。
【0057】
また、チルトセンサTSは、前述の如くチルトに関する情報を含む信号を再生信号処理回路28に出力する。
【0058】
前記再生信号処理回路28は、図3に示されるように、I/Vアンプ28a、サーボ信号検出回路28b、ウォブル信号検出回路28c、RF信号検出回路28d、デコーダ28e、I/Vアンプ28f、チルトセンサ信号検出回路28g、スポット調整信号生成回路28h及びメモリ28mなどから構成されている。
【0059】
I/Vアンプ28aは、受光器59の出力信号である電流信号を電圧信号に変換するとともに、所定のゲインで増幅する。サーボ信号検出回路28bは、I/Vアンプ28aの出力信号に基づいてサーボ信号(フォーカスエラー信号及びトラックエラー信号など)を検出する。ここで検出されたサーボ信号はサーボコントローラ33に出力される。ウォブル信号検出回路28cは、I/Vアンプ28aの出力信号に基づいてウォブル信号を検出する。RF信号検出回路28dは、I/Vアンプ28aの出力信号に基づいてRF信号を検出する。
【0060】
デコーダ28eは、ウォブル信号検出回路28cで検出されたウォブル信号からADIP(Address In Pregroove)情報及び同期信号などを抽出する。ここで抽出されたADIP情報はCPU40に出力され、同期信号はエンコーダ25に出力される。また、デコーダ28eは、RF信号検出回路28dで検出されたRF信号に対して復号処理及び誤り訂正処理等を行なった後、再生データとしてバッファマネージャ37を介してバッファRAM34に格納する。なお、再生データが音楽データの場合には外部のオーディオ機器などに出力される。
【0061】
I/Vアンプ28fは、チルトセンサTSの出力信号である電流信号を電圧信号に変換するとともに、所定のゲインで増幅する。
【0062】
メモリ28mには、後述するチルト変換情報やチルト補償情報を含む各種情報が格納されている。
【0063】
チルトセンサ信号検出回路28gは、I/Vアンプ28fの出力信号及びメモリ28mに格納されているチルト変換情報に基づいて、前記基準面に対する光ディスク15の傾斜角(以下、便宜上「チルト量」という)に対応するチルトセンサ信号を検出する。
【0064】
スポット調整信号生成回路28hは、上記チルトセンサ信号及びメモリ28mに格納されているチルト補償情報に基づいて、光ディスク15の記録面に形成される光スポットの形状を最適な形状に調整するための信号(以下「スポット調整信号」と略述する)を生成する。ここでは、チルトに起因する波面収差を相殺するような光学的位相差を電気光学素子71で付与するための電気光学素子71への印加電圧に対応する信号がスポット調整信号としてドライバ27に出力される。
【0065】
図1に戻り、前記サーボコントローラ33は、再生信号処理回路28からのフォーカスエラー信号に基づいてフォーカスずれを補正するためのフォーカス制御信号を生成し、トラックエラー信号に基づいてトラックずれを補正するためのトラッキング制御信号を生成する。ここで生成された各制御信号はそれぞれドライバ27に出力される。
【0066】
前記ドライバ27は、上記フォーカス制御信号に基づいてフォーカシングアクチュエータの駆動信号を光ピックアップ装置23に出力し、上記トラッキング制御信号に基づいてトラッキングアクチュエータの駆動信号を光ピックアップ装置23に出力する。すなわち、サーボ信号検出回路28b、サーボコントローラ33及びドライバ27によってトラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。また、ドライバ27は、スポット調整信号生成回路28gからのスポット調整信号に基づいて電気光学素子71への印加電圧を光ピックアップ装置23に出力する。さらに、ドライバ27は、CPU40からの制御信号に基づいてスピンドルモータ22及びシークモータにそれぞれ駆動信号を出力する。
【0067】
前記バッファRAM34には、光ディスク15に記録するデータ、及び光ディスク15から読み出したデータなどが一時的に格納される。
【0068】
前記バッファマネージャ37は、バッファRAM34へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定量になるとCPU40に通知する。
【0069】
前記エンコーダ25は、CPU40の指示に基づいてバッファRAM34に蓄積されているデータをバッファマネージャ37を介して取り出し、データの変調及びエラー訂正コードの付加等を行ない、光ディスク15への書き込み信号を生成するとともに、再生信号処理回路28からの同期信号に同期して書き込み信号をレーザコントロール回路24に出力する。
【0070】
前記レーザコントロール回路24は、エンコーダ25からの書き込み信号及びCPU40の指示に基づいて、前記半導体レーザ51aの発光パワーを制御する制御信号を光ピックアップ装置23に出力する。
【0071】
前記インターフェース38は、ホスト(例えばパソコン)との双方向の通信インターフェースであり、一例としてATAPI(AT Attachment Packet Interface)の規格に準拠している。
【0072】
前記フラッシュメモリ39には、CPU40にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。
【0073】
前記CPU40は、フラッシュメモリ39に格納されている上記プログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどを一時的にRAM41に保存する。
【0074】
次に、前記チルトセンサTSの構成等について図4〜図6に基づいて説明する。このチルトセンサTSは、図4に示されるように、光源としての発光ダイオード151、光学素子としてのコリメートレンズ152、回折素子としてのホログラム素子153、及び光検出器としての受光素子159などを備えている。
【0075】
前記発光ダイオード151は、CPU40の指示に基づいて、前記基準面に対して一定の角度をなす方向に、チルトに関する情報を検出するための光束(以下、便宜上「チルト検出用光束」ともいう)を出射する。
【0076】
前記コリメートレンズ152は、発光ダイオード151から出射され光ディスク15に向かうチルト検出用光束の光路上に配置され、発光ダイオード151から出射されたチルト検出用光束を略平行光とする。
【0077】
前記ホログラム素子153は、前記基準面と所定の位置関係を有するとともに、光ディスク15で反射されたチルト検出用光束(以下、便宜上「チルト検出用反射光束」という)の光路上に配置され、チルト検出用反射光束を回折する。このホログラム素子153は、いわゆる体積ホログラム素子であり、設計値として溝深さが3.7±1μm、溝間隔(ピッチ)が1.4±0.1μmの周期的な凹凸格子が形成されている。
【0078】
ここで、体積ホログラムについて説明する。例えば、小山、西原著の「光波電子光学」(コロナ社)117頁〜132頁に記載されている如く、ホログラムには、一般的に平面ホログラムと体積ホログラムとがある。平面ホログラムであるか体積ホログラムであるかは、次の(2)式で算出されるパラメータQの値(Q値)によって判断される。ここで、λは入射光の波長、Tは凹凸格子の溝深さ、nは屈折率、Pは溝間隔である。
【0079】
Q=2πλT/(nP) ……(2)
【0080】
通常、Q≦0.5の場合が平面ホログラム、Q≧5の場合が体積ホログラムと呼ばれている。平面ホログラムと体積ホログラムの性質の違いの一つは、回折効率の入射角依存性の有無である。例えば図5に示されるように、平面ホログラムでは光の入射角に関係なく回折効率はほぼ一定であるが、体積ホログラムでは光の入射角により回折効率は大きく変化し、特定の入射角θ(ブラッグ角)のときに回折効率が最大となる。
【0081】
ホログラム素子153の回折効率は、一例として図6に示されるように大きな入射角依存性を有している。図6には、+1次回折光の場合について示されている。そして、入射角が−5度から+5度の間では、回折効率と入射角とはほぼ線形の関係にある。ここでは、回折効率Dfと入射角θとの関係は、一例として次の(3)式で示されるものとする。なお、a1及びk1は定数である。
【0082】
Df=a1・θ+k1 ……(3)
【0083】
そこで、基準面に対する光ディスク15の傾きが0度のときの入射角をθ0とすると、そのときの回折効率Df0は次の(4)式で示される。
【0084】
Df0=a1・θ0+k1 ……(4)
【0085】
ここで、例えば光ディスク15が基準面に対して角度θmだけ時計方向に傾くと入射角はθ0+2θmとなる。このときの回折効率Dfmは次の(5)式で示される。
【0086】
Dfm=a1(θ0+2θm)+k1 ……(5)
【0087】
上記(5)式と(4)式の差を求めると、次の(6)式が得られる。すなわち、回折効率の変化量とチルト量とが対応することとなる。
【0088】
Dfm−Df0=2a1・θm ……(6)
【0089】
なお、本実施形態では、一例として光ディスク15がトラックの接線方向(以下「タンジェンシャル方向」ともいう)に直交する方向(以下「ラジアル方向」ともいう)に傾くとホログラム素子153の回折効率が変化するように設定されている。すなわち、チルトセンサTSからはラジアルチルトに関する情報を含む信号が出力される。また、ホログラム素子153は、チルト量が0のときにチルト検出用反射光束の入射角がほぼ0となるように配置されている。
【0090】
前記受光素子159は、ホログラム素子153からの回折光を受光し、光電変換信号を再生信号処理回路28に出力する。従って、受光素子159の出力信号はホログラム素子153での回折効率に応じて変化することとなる。そこで、受光素子159の出力信号Iは、ホログラム素子153での回折効率Dfを用いて、次の(7)式で示すことができる。なお、a2及びk2は定数である。
【0091】
I=a2・Df+k2 ……(7)
【0092】
チルト量が0のときの出力信号I0は、次の(8)式で示すことができる。なお、A=a1・a2、K=a2・k1+k2である。
【0093】

Figure 2004279191
【0094】
例えば光ディスク15がθmだけ時計回りに傾いたときの出力信号Imは、次の(9)式で示すことができる。
【0095】
Figure 2004279191
【0096】
上記(9)式と(8)式との差を求めると、次の(10)式が得られる。すなわち、受光素子159の出力信号の変化量とチルト量とが対応することとなる。従って、予め実験等により、I0及びa2の値を求めておくことにより、チルト量θmを算出することができる。本実施形態では、受光素子159の出力信号は再生信号処理回路28で電圧信号に変換されるので、(10)式における電流値をI/Vアンプ28fの特性に応じて電圧値に変更した次の(11)式におけるV0及びBの値(いずれも定数)が前記チルト変換情報としてメモリ28mに格納されている。
【0097】
Im−I0=2a2・θm ……(10)
Vm−V0=B・θm ……(11)
【0098】
すなわち、前記チルトセンサ信号検出回路28gでは、上記(11)式及び前記チルト変換情報に基づいてチルト量を検出する。
【0099】
また、メモリ28mには、チルト量と電気光学素子71への印加電圧との関係がチルト補償情報として格納されている。そして、前記スポット調整信号生成回路28hでは、検出されたチルト量とチルト補償情報とに基づいて電気光学素子71への印加電圧を設定する。
【0100】
なお、本実施形態では、受光素子159は、一例として+1次回折光L+1を受光するように設定されている(図4参照)。図4におけるL−1は−1次回折光を示している。
【0101】
次に、前述の光ディスク装置20を用いて、光ディスク15にユーザデータを記録する場合の処理動作について簡単に説明する。
【0102】
CPU40はホストから記録要求のコマンド(以下、「記録要求コマンド」という)を受信すると、指定された記録速度に基づいてスピンドルモータ22の回転を制御するための制御信号をドライバ27に出力するとともに、記録要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路28に通知する。また、CPU40はホストから受信したユーザデータのバッファRAM34への蓄積をバッファマネージャ37に指示する。
【0103】
光ディスク15の回転が所定の線速度に達すると、前記トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は記録処理が終了するまで随時行われる。また、再生信号処理回路28は、受光器59の出力信号に基づいてADIP情報を取得し、CPU40に通知する。なお、再生信号処理回路28は、記録処理が終了するまで所定のタイミング毎にADIP情報を取得し、CPU40に通知する。
【0104】
CPU40は、ADIP情報に基づいて書き込み開始地点に光ピックアップ装置23が位置するようにシークモータを制御する制御信号をドライバ27に出力する。さらに、CPU40は、バッファマネージャ37からバッファRAM34に蓄積されたユーザデータのデータ量が所定量を超えたとの通知を受けると、エンコーダ25に書き込み信号の生成を指示する。
【0105】
光ピックアップ装置23が書き込み開始地点に到達すると、CPU40はチルト補正処理を行う。
【0106】
このチルト補正処理では、CPU40はチルトセンサTSにチルト検出を指示するとともに、再生信号処理回路28にチルト補正処理の開始を指示する。これにより、チルトセンサTSでは、発光ダイオード151からチルト検出用光束が出射され、光ディスク15からの反射光がホログラム素子153を介して受光素子159で受光される。受光素子159からは受光量に応じた信号(電流信号)が再生信号処理回路28に出力される。
【0107】
再生信号処理回路28では、チルトセンサTSの出力信号はI/Vアンプ28fで電圧信号に変換され、チルトセンサ信号検出回路28gに入力される。チルトセンサ信号検出回路28gは、メモリ28mに格納されているチルト変換情報(ここでは前記V0及びB)を読み出し、前記(11)式を用いてチルト量を算出する。ここで算出されたチルト量はチルトセンサ信号としてスポット調整信号生成回路28hに出力される。スポット調整信号生成回路28hは、メモリ28mに格納されているチルト補償情報を読み出し、チルトセンサ信号に基づいて、チルトによる波面収差を相殺するための光学的位相差が電気光学素子71で付与されるように、電気光学素子71の印加電圧を設定しドライバ27に出力する。
【0108】
チルト補正処理が終了すると、CPU40はエンコーダ25に対して書き込みを許可する。これにより、ユーザデータは、エンコーダ25、レーザコントロール回路24及び光ピックアップ装置23を介して光ディスク15に書き込まれる。ホストから受信したユーザデータがすべて書き込まれると記録処理を終了する。
【0109】
また、光ディスク装置20を用いて、光ディスク15に記録されているデータを再生する場合の処理動作について簡単に説明する。
【0110】
CPU40は、ホストから再生要求のコマンド(以下、「再生要求コマンド」という)を受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ22の回転を制御するための制御信号をドライバ27に出力するとともに、再生要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路28に通知する。
【0111】
光ディスク15の回転が所定の線速度に達すると、前記トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は再生処理が終了するまで随時行われる。
【0112】
CPU40は、再生信号処理回路28から所定のタイミング毎に出力されるADIP情報に基づいて、読み出し開始地点に光ピックアップ装置23が位置するようにシークモータを制御する制御信号をドライバ27に出力する。
【0113】
そして、光ピックアップ装置23が読み出し開始地点に到達すると、CPU40は前述と同様にしてチルト補正処理を行う。CPU40はチルト補正処理が終了すると再生信号処理回路28に通知する。これにより、再生信号処理回路28は、受光器59の出力信号からRF信号を検出し、復号処理、誤り訂正処理等を行った後、再生データとしてバッファRAM34に蓄積する。バッファマネージャ37は、バッファRAM34に蓄積された再生データがセクタデータとして揃ったときに、インターフェース38を介してホストに転送する。
【0114】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ディスク装置20では、再生信号処理回路28によって調整手段が実現されている。
【0115】
また、CPU40及び該CPU40にて実行されるプログラムとによって処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記実施形態は一例に過ぎず、CPU40によるプログラムに従う上記処理によって実現した処理装置の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【0116】
以上説明したように、本実施形態に係るチルトセンサTSによると、発光ダイオード151から出射された光束はコリメートレンズ152を介して光ディスク15に照射される。この光束は光ディスク15で反射され、ホログラム素子153を介して受光素子159で受光される。光ディスク15が基準面に対して傾斜すると、ホログラム素子153は基準面と所定の位置関係を有して配置されているために、光ディスク15の傾斜角に応じてホログラム素子153に入射する光束の入射角が変化する。このホログラム素子153は光束の入射角に応じて回折効率が変化する特性を有しているために、光束の入射角に応じてホログラム素子153からの回折光の強度が変化し、それによって受光素子159での受光光量が変化する。すなわち、受光素子159から出力される光電変換信号には光ディスク15の傾きに関する情報が含まれることとなる。このように受光素子159での受光光量そのものが光ディスク15の傾きに関する情報を含んでいるために、前記従来例に比べて受光素子159の実装位置に関する許容範囲が広くなり、組み付け工程、調整工程及び検査工程を簡素化することが可能となる。すなわち、製造コストを低減することが可能となる。また、受光素子159の出力信号に及ぼす経時変化や温度変化などの影響を低減することができる。従って、小型で安価な構成で、光ディスク15の傾きに関する情報を含む信号を精度良く出力することができる。
【0117】
また、受光素子159の出力信号に含まれるオフセット成分が極めて少ないため、高精度のチルト量を検出することが可能となる。そして、受光素子159の出力信号からチルト量を求めるための回路あるいは処理を簡素化することができる。
【0118】
また、本実施形態に係る光ディスク装置20によると、データの記録及び再生に先だってチルトに起因する波面収差が精度良く補正されるため、光ディスクに対する記録及び再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。
【0119】
なお、上記実施形態のチルトセンサTSでは、受光素子159がホログラム素子153からの+1次回折光L+1を受光する場合について説明したが、これに限らず、受光素子159がホログラム素子153からの−1次回折光L−1を受光しても良い。
【0120】
また、上記実施形態のチルトセンサTSでは、ホログラム素子153からの+1次回折光のみを用いてチルト量を検出する場合について説明したが、これに限らず、+1次回折光及び−1次回折光の両方を用いても良い。一例として図7(A)に示されるように、光ディスクが傾くと、ホログラム素子153では+1次回折光L+1とともに−1次回折光L−1の回折効率も変化する。このとき、−1次回折光L−1の回折効率と+1次回折光L+1の回折効率との差(以下、便宜上「回折効率差」という)は、一例として図7(B)に示されるように、ホログラム素子153への入射角に応じて周期的に変化することとなる。そして、図7(B)の例では、入射角が−10度と+10度の間において、回折効率差と入射角との関係がほぼ線形となる。このことは、上記実施形態での説明からわかるように、+1次回折光L+1の光量と−1次回折光L−1の光量との差によってホログラム素子153における入射角を求めることができることを示している。また、入射角が0度のときには、+1次回折光L+1の回折効率と−1次回折光L−1の回折効率とは互いに等しく、回折効率差が0となるため、処理を単純化することができる。
【0121】
そこで、図8(A)に示されるように、+1次回折光L+1を受光するための受光素子159aと、−1次回折光L−1を受光するための受光素子159bとを備えたチルトセンサTSaを用いても良い。但し、このときには、一例として図8(B)に示されるように、受光素子159bの出力信号と受光素子159aの出力信号との差信号を生成する差信号生成手段としてのアンプOPaが必要となる。なお、このアンプOPaは、チルトセンサTSa内に実装しても良いが、チルトセンサTSaの出力信号を処理する外部回路に実装しても良い。そして、アンプOPaの出力信号がほぼ0となるように電気光学素子71への印加電圧を制御すれば良い。
【0122】
また、体積ホログラム素子は、溝深さ及び溝間隔などを調整することにより、一例として図9(A)に示されるように、0次光Lの最大光量、−1次回折光L−1の最大光量及び+1次回折光L+1の最大光量を互いにほぼ等しくすることができる。図9(A)には、溝深さ(設計値)が6.0±1μm、溝間隔(設計値)が1.4±0.1μmの周期的な凹凸格子を有する体積ホログラム素子の場合ついて示されている。この場合には、図9(B)に示されるように、入射角が0よりも小さいときに、−1次回折光L−1と0次光Lとの光量差と、入射角との関係が広範囲でほぼ線形となる。また、図9(C)に示されるように、入射角が0よりも大きいときに、+1次回折光L+1と0次光Lとの光量差と、入射角との関係が広範囲でほぼ線形となる。このことは、上記実施形態での説明からわかるように、+1次回折光L+1の光量と0次光Lの光量との差、及び−1次回折光L−1の光量と0次光Lの光量との差によって入射角を求めることができることを示している。
【0123】
そこで、図10(A)に示されるように、+1次回折光L+1を受光するための受光素子159aと、−1次回折光L−1を受光するための受光素子159bと、0次光Lを受光するための受光素子159cと、を備えたチルトセンサTSbを用いても良い。但し、このときには、一例として図10(B)に示されるように、受光素子159aの出力信号と受光素子159cの出力信号との差信号を生成する差信号生成手段としてのアンプOPb、受光素子159bの出力信号と受光素子159cの出力信号との差信号を生成する差信号生成手段としてのアンプOPc、アンプOPbの出力信号及びアンプOPcの出力信号のいずれか一方を出力する切り換えスイッチSW、及び受光素子159aの出力信号と受光素子159bの出力信号とを比較し、切り換えスイッチSWを制御する選択回路SELが必要となる。この選択回路SELは、受光素子159aの出力信号のほうが大きい場合にアンプOPbの出力信号が出力され、受光素子159bの出力信号のほうが大きい場合にアンプOPcの出力信号が出力されるように、切り換えスイッチSWを制御する。これにより、検出の分解能が高くなり、更に精度良くチルトを検出することができる。なお、アンプOPb、アンプOPc、切り換えスイッチSW及び選択回路SELは、チルトセンサTSb内に実装しても良いが、チルトセンサTSbの出力信号を処理する外部回路に実装しても良い。
【0124】
体積ホログラム素子では、溝深さを深くすると、前述したように回折効率の入射角依存性が顕著となるため、チルト検出の分解能を上げることが可能である。しかしながら、溝深さがある程度以上深くなると、一例として図11に示されるように、回折効率と入射角との関係がほぼ線形を示す領域(以下、便宜上「線形領域」という)内に入射角0度が含まれなくなる。このような場合には、一例として図12に示されるように、チルト量が0のときの入射角が線形領域のほぼ中央の入射角(図11では約6.5度)となるようにホログラム素子153を設定すれば良い。また、この場合に、一例として図13に示されるように、凹凸格子の断面形状がのこぎり刃状となるように(ブレーズ化)しても良い。
【0125】
また、上記実施形態のチルトセンサTSでは、ホログラム素子153が偏光性を有さない場合について説明したが、一例として図14に示されるように、ホログラム素子153に代えて偏光回折素子としての偏光性を有する偏光ホログラム素子153’を用いても良い。このチルトセンサTScには、発光ダイオード151に代えて、直線偏光の光束を発光する半導体レーザ151’が用いられ、往路と復路の光路上に位相差板としてのλ/4板155が配置される。例えば半導体レーザ151’からP偏光の光束が発光され、偏光ホログラム素子153’がP偏光の光束を透過し、S偏光の光束を回折するように設定されている場合について説明する。
【0126】
半導体レーザ151’から出射されたP偏光の光束(以下「LD光」という)は、コリメートレンズ152で略平行光とされ、偏光ホログラム素子153’に入射する。LD光の大部分は偏光ホログラム素子153’を透過し、λ/4板155で円偏光となり光ディスク15に照射される。光ディスク15からの反射光(以下「反射LD光」という)は往路と逆回りの円偏光であり、λ/4板155でS偏光となり、偏光ホログラム素子153’に入射する。偏光ホログラム素子153’で回折された反射LD光は受光素子159で受光される。これにより、光利用効率が向上し、チルトセンサの小型化を推進することができる。
【0127】
また、上記実施形態のチルトセンサTSでは、コリメートレンズ152を用いて発光ダイオード151から出射される光束を略平行光とする場合について説明したが、例えば発光ダイオード151から出射される光束の発散度が小さい場合には、コリメートレンズ152がなくても良い。
【0128】
また、上記実施形態のチルトセンサTSでは、ラジアルチルトを検出する場合について説明したが、光ディスク15に対向してチルトセンサの配置を90度回転することにより、タンジェンシャル方向に関するチルト(以下「タンジェンシャルチルト」という)を検出することができる。
【0129】
また、一例として図15(A)に示されるように、ホログラム素子153に代えて、互いに凹凸格子の溝方向が直交する2つの領域(R1,R2)に分割されたホログラム素子163を用いることにより、互いに直交する2方向におけるチルトを検出することが可能となる。例えば、図15(B)に示されるように、領域R1(第1の領域)に入射した光束がラジアル方向に回折され、領域R2(第2の領域)に入射した光束がタンジェンシャル方向に回折されるようにホログラム素子163を配置し、領域R1からの+1次回折光を受光するための受光素子159r(第1の受光部)、及び領域R2からの+1次回折光を受光するための受光素子159t(第2の受光部)を、それぞれ所定位置に設けることにより、受光素子159rの出力信号に基づいてラジアルチルトを検出し、受光素子159tの出力信号に基づいてタンジェンシャルチルトを検出することができる。
【0130】
この場合において、図16に示されるように、領域R1からの+1次回折光L+1を受光するための受光素子159raと、−1次回折光L−1を受光するための受光素子159rbと、領域R2からの+1次回折光L+1を受光するための受光素子159taと、−1次回折光L−1を受光するための受光素子159tbと、を備えても良い。そして、一例として図17に示されるように、受光素子159raの出力信号と受光素子159rbの出力信号との差信号を生成する第1の差信号生成手段としてのアンプOPd、及び受光素子159taの出力信号と受光素子159tbの出力信号との差信号を生成する第2の差信号生成手段としてのアンプOPeを備えても良い。なお、これらのアンプは、チルトセンサ内に実装しても良いが、チルトセンサの出力信号を処理する外部回路に実装しても良い。
【0131】
さらに、この場合において、図18に示されるように、0次光Lを受光するための受光素子159cを備えても良い。そして、一例として図19に示されるように、受光素子159raの出力信号と受光素子159cの出力信号との差信号を生成する第1の差信号生成手段としてのアンプOPf、受光素子159rbの出力信号と受光素子159cの出力信号との差信号を生成する第1の差信号生成手段としてのアンプOPg、アンプOPfの出力信号及びアンプOPgの出力信号のいずれか一方を出力する切り換えスイッチSW1、及び受光素子159raの出力信号と受光素子159rbの出力信号とを比較し、切り換えスイッチSW1を制御する選択回路SEL1を備えても良い。この選択回路SEL1は、受光素子159raの出力信号のほうが大きい場合にアンプOPfの出力信号が出力され、受光素子159rbの出力信号のほうが大きい場合にアンプOPgの出力信号が出力されるように、切り換えスイッチSW1を制御する。さらに、受光素子159taの出力信号と受光素子159cの出力信号との差信号を生成する第2の差信号生成手段としてのアンプOPh、受光素子159tbの出力信号と受光素子159cの出力信号との差信号を生成する第2の差信号生成手段としてのアンプOPi、アンプOPhの出力信号及びアンプOPiの出力信号のいずれか一方を出力する切り換えスイッチSW2、及び受光素子159taの出力信号と受光素子159tbの出力信号とを比較し、切り換えスイッチSW2を制御する選択回路SEL2を備えても良い。この選択回路SEL2は、受光素子159taの出力信号のほうが大きい場合にアンプOPhの出力信号が出力され、受光素子159tbの出力信号のほうが大きい場合にアンプOPiの出力信号が出力されるように、切り換えスイッチSW2を制御する。これにより、検出の分解能が高くなり、更に精度良くチルトを検出することができる。なお、各アンプ、各切り換えスイッチ及び各選択回路は、チルトセンサ内に実装しても良いが、チルトセンサの出力信号を処理する外部回路に実装しても良い。また、一例として図20に示されるように、複数の領域R1及び複数の領域R2を備えるホログラム素子を用いても良い。
【0132】
また、上記実施形態では、チルトセンサの外部でチルト量を求める場合について説明したが、これに限らず、チルトセンサの内部にチルト量を求める回路を実装しても良い。
【0133】
また、上記実施形態において、一例として図21に示されるように、チルト検出用の光束として、受発光モジュール51から出射される光束の一部を用いても良い。この場合には、コリメートレンズ52と立上げミラー57との間に分岐光学素子としてのビームスプリッタ54が配置され、コリメートレンズ52で略平行光とされた光束の一部を光ディスク15にチルト検出用光束として照射する。そして、光ディスク15で反射されたチルト検出用光束の光路上にホログラム素子153が配置される。従って、発光ダイオード151及びコリメートレンズ152は不要である。なお、ビームスプリッタ54に代えて、ホログラム素子や反射ミラーなどを用いても良い。
【0134】
また、上記実施形態では、電気光学素子71に印加する電圧を制御して記録面に形成される光スポットの形状を調整する場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、チルト量に対応して対物レンズ60を保持しているレンズホルダ(図示省略)を回動させても良い。この場合には、レンズホルダを回動するためのアクチュエータが設けられ、該アクチュエータの駆動信号がスポット調整信号生成回路28hから出力されることとなる。また、チルト量に対応して光ピックアップ装置23自体を回動させても良い。この場合には、光ピックアップ装置23自体を回動するためのモータが設けられ、該モータの駆動信号がスポット調整信号生成回路28hから出力されることとなる。そして、これらの場合には、電気光学素子71は不要である。
【0135】
さらに、上記実施形態では、再生信号処理28でチルト補正信号及びスポット調整信号を求める場合について説明したが、これに限らず、例えばチルトセンサ信号検出回路及びスポット調整信号生成回路の少なくとも一方と同様な処理を行う回路を光ピックアップ装置に設けても良い。
【0136】
また、上記実施形態では、光ディスク装置がDVDの規格に準拠した光ディスクに対応する場合について説明したが、これに限らず、例えばCDの規格に準拠した光ディスクに対応しても良い。さらに、光磁気ディスクに対応しても良い。
【0137】
また、上記実施形態では、光源が1つの場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、互いに異なる波長の光を発光する複数の光源を備えても良い。例えば波長が405nmの光束を発光する光源、波長が660nmの光束を発光する光源及び波長が780nmの光束を発光する光源のうちの少なくとも2つの光源を備えても良い。
【0138】
また、上記実施形態において、ホログラム素子53に代えて、入射する光束の偏光方向に応じて回折効率が異なる偏光ホログラム素子を用いても良い。これにより、光利用効率が向上するので、高速化に対応できるようになる。なお、この場合には、対物レンズと偏光ホログラム素子との間にλ/4板などの位相差付与手段が必要となる。
【0139】
また、上記実施形態では、戻り光束を分岐するためにホログラム素子53を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えばビームスプリッタを用いても良い。
【0140】
また、上記実施形態に係る光ディスク装置は、ホストと同一の筐体内に配置される、いわゆる内蔵タイプであっても良いし、ホストとは別の筐体内に配置される、いわゆる外付けタイプであっても良い。
【0141】
また、上記実施形態では、情報の記録及び再生が可能な光ディスク装置について説明したが、これに限らず、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ディスク装置であれば良い。
【0142】
また、上記実施形態では、インターフェースがATAPIの規格に準拠する場合について説明したが、これに限らず、例えばATA(AT Attachment)、SCSI(Small Computer System Interface)、USB(Universal Serial Bus)1.0、USB2.0、IEEE1394、IEEE802.3、シリアルATA及びシリアルATAPIのうちのいずれかの規格に準拠しても良い。
【0143】
また、一例として図22に示されるように、上記実施形態に係るチルトセンサTSを用いて、傾き測定装置200を実現することができる。この傾き測定装置200は、受光素子159の出力信号に含まれるチルトに関する情報を角度情報に変換する傾斜角取得手段としての角度情報変換回路201、及び角度情報を表示する表示器203を有している。すなわち、対象物の傾きに関する情報を含む信号が、チルトセンサTSから出力されるため、小型で安価な装置構成で、対象物の傾斜角を精度良く測定することができる。なお、角度情報を表示する必要がない場合には、表示器203はなくても良い。また、チルトセンサTSに代えて前記チルトセンサTSa、TSb及びTScのいずれかを用いても良い。さらに、前記2方向のチルト検出を行うチルトセンサを用いても良い。
【0144】
【発明の効果】
本発明に係る傾きセンサによれば、小型で安価な構成で、対象物の傾きに関する情報を含む信号を精度良く出力することができるという効果がある。
【0145】
また、本発明に係る傾き測定装置によれば、小型で安価な装置構成で、対象物の傾斜角を精度良く測定することができるという効果がある。
【0146】
また、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号を精度良く出力することができるという効果がある。
【0147】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、情報記録媒体へのアクセスを精度良く安定して行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】図1における光ピックアップ装置の構成を説明するための図である。
【図3】図1における再生信号処理回路の構成を説明するためのブロック図である。
【図4】図1のチルトセンサの構成を説明するための図である。
【図5】体積ホログラムを説明するための図である。
【図6】チルトセンサに配置されたホログラム素子における回折効率の入射角依存性を説明するための図である。
【図7】図7(A)及び図7(B)は、それぞれ体積ホログラムにおける+1次回折光及び−1次回折光の特性を説明するための図である。
【図8】図8(A)及び図8(B)は、それぞれ+1次回折光と−1次回折光とを用いてチルト検出を行う場合を説明するための図である。
【図9】図9(A)〜図9(C)は、それぞれ溝深さ及び溝間隔が調整された体積ホログラムにおける0次光及び±1次回折光の特性を説明するための図である。
【図10】図10(A)及び図10(B)は、それぞれ0次光と±1次回折光折光とを用いてチルト検出を行う場合を説明するための図である。
【図11】溝深さがある程度深い体積ホログラムにおける回折効率の入射角依存性を説明するための図である。
【図12】図11の体積ホログラムを用いたチルトセンサを説明するための図である。
【図13】体積ホログラムにおけるブレーズを説明するための図である。
【図14】偏光ホログラムを用いたチルトセンサを説明するための図である。
【図15】図15(A)及び図15(B)は、それぞれ2方向のチルト検出を行うチルトセンサを説明するための図である。
【図16】図15(B)において、+1次回折光と−1次回折光とを受光する場合を説明するための図である。
【図17】図16における差信号生成回路を説明するための図である。
【図18】図16において、更に0次光を受光する場合を説明するための図である。
【図19】図18における差信号生成回路を説明するための図である。
【図20】図15(A)のホログラム素子の変形例を説明するための図である。
【図21】受発光モジュールから出射された光束の一部をチルト検出用に用いる場合を説明するための図である。
【図22】本発明の一実施形態に係る傾き測定装置の構成を説明するための図である。
【図23】レーザオートコリメータを説明するための図である。
【符号の説明】
15…光ディスク(情報記録媒体、対象物)、20…光ディスク装置、23…光ピックアップ装置、28…再生信号処理回路(調整手段)、40…CPU(処理装置)、51a…半導体レーザ(レーザ光源)、54…ビームスプリッタ(分岐光学素子)、59…受光器(信号光検出器)、60…対物レンズ、151…発光ダイオード(光源)、152…コリメートレンズ(光学素子)、153…ホログラム素子(回折素子)、153’…偏光ホログラム素子(偏光回折素子)、155…λ/4板(位相差板)、159…受光素子(光検出器)、159c…受光素子(第3の受光部)、159r…受光素子(第1の受光部)、159t…受光素子(第2の受光部)、163…ホログラム素子(回折素子)、200…傾き測定装置、201…角度情報変換回路(傾斜角取得手段)、OPa,OPb,OPc…アンプ(差信号生成手段)、OPd,OPf,OPg…アンプ(第1の差信号生成手段)、OPe,OPh,OPi…アンプ(第2の差信号生成手段)、R1…領域(第1の領域)、R2…領域(第2の領域)、TS…チルトセンサ(傾きセンサ)。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tilt sensor, a tilt measuring device, an optical pickup device, and an optical disk device, and more specifically, a tilt sensor for detecting a tilt of an object with respect to a predetermined reference plane, a tilt measuring device using the tilt sensor, The present invention relates to an optical pickup device that irradiates a recording surface of an information recording medium with light and receives reflected light from the recording surface, and an optical disk device including the optical pickup device.
[0002]
[Prior art]
Personal computers (hereinafter abbreviated as "PCs") have been able to handle AV (Audio-Visual) information such as music and video as their functions have improved. Since the information amount of these AV information is very large, large-capacity optical discs such as CD (compact disc) and DVD (digital versatile disc) have attracted attention as information recording media. An optical disk device for accessing a personal computer has become popular as one of peripheral devices of a personal computer.
[0003]
In an optical disk device, information is recorded by forming a small spot of laser light on a recording surface of an optical disk on which spiral or concentric tracks are formed, and information is reproduced based on light reflected from the recording surface. Is going. The optical disc device is provided with an optical pickup device as a device for irradiating the recording surface with laser light and receiving reflected light from the recording surface.
[0004]
Generally, an optical pickup device includes an objective lens, guides a light beam emitted from a light source to a recording surface, and arranges an optical system that guides a return light beam reflected by the recording surface to a predetermined light receiving position, and a light receiving position. Light receiving element and the like. The light receiving element outputs a signal including not only reproduction information of data recorded on the recording surface but also information (servo information) necessary for controlling the position of the optical pickup device itself and the objective lens. The optical disk device performs various servo controls based on an output signal from the light receiving element so that a light spot having a predetermined shape is formed at a predetermined position on the recording surface.
[0005]
In order to accurately form a predetermined light spot at a predetermined position on the recording surface, and to accurately detect reproduction information, servo information, and the like, it is desirable that the recording surface and the optical axis of the objective lens be substantially orthogonal to each other. . However, for example, the recording surface may be inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens due to, for example, warpage or eccentricity of the information recording medium. There is a possibility that a signal including servo information or the like may be deteriorated. Hereinafter, the inclination of the information recording medium with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens will be simply referred to as “the inclination of the information recording medium” for convenience.
[0006]
A laser autocollimator is known as a device that detects the inclination of an object using light. In general, as shown in FIG. 23 as an example, a laser autocollimator includes an objective lens L, a light source LD having a focal position of the objective lens L as a laser light emitting point, and a laser light emitted from the light source LD. A polarizing beam splitter PBS that is disposed on the optical path at a distance b from the light source LD and that splits reflected light from the object M via the objective lens L, and is disposed between the polarizing beam splitter PBS and the objective lens L. A λ / 4 plate PX and a position detector PSD disposed at a distance b from the polarizing beam splitter PBS on the optical path of the laser beam split by the polarizing beam splitter PBS. Laser light emitted from the light source LD is applied to the object M via the polarizing beam splitter PBS, the λ / 4 plate PX, and the objective lens L. Here, for example, when the object M is inclined by an angle θ with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the objective lens L, the reflected light reflected by the object M is shifted by an angle 2θ with respect to the outward path and the object M The light enters the lens L. The reflected light incident on the objective lens L is incident on the position detector PSD via the λ / 4 plate PX and the polarizing beam splitter PBS. Then, the angle θ is calculated from the light receiving position d detected by the position detector PSD and the focal length f (= a + b) of the objective lens L based on the following equation (1).
[0007]
θ = d / 2f (1)
[0008]
However, in a laser autocollimator, the position detector PSD is expensive, and an objective lens having a long focal length f must be used to obtain the required detection accuracy. In addition, there is a disadvantage that the cost and size of the optical disk device are hindered.
[0009]
Therefore, various devices have been proposed for detecting the inclination of the information recording medium without hindering cost reduction and miniaturization (for example, see Patent Document 1).
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 1787274
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In an optical disk device disclosed in Patent Document 1 (described as an optical disk player in Patent Document 1), a two-divided light receiving element in which a light receiving area of a reflected light from an information recording medium is divided into two parts. The tilt of the information recording medium is detected based on the difference signal between the photoelectric conversion signals output for each light receiving area. However, it is difficult to accurately mount the two-segment light receiving element at a designed position, and an offset due to an assembly error is added to the difference signal, and the accuracy of detecting the inclination may be reduced. Further, there is a possibility that an offset due to a change over time or a change in temperature is added to the difference signal.
[0012]
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a small and inexpensive tilt sensor that can accurately output a signal including information on the tilt of an object. .
[0013]
A second object of the present invention is to provide a small and inexpensive tilt measuring device capable of accurately measuring the tilt angle of an object.
[0014]
A third object of the present invention is to provide an optical pickup capable of outputting a signal including information necessary for controlling the position of an optical pickup device itself and an objective lens with high accuracy without increasing the size and cost. It is to provide a device.
[0015]
A fourth object of the present invention is to provide an optical disk device capable of performing stable and accurate access to an information recording medium.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a tilt sensor for detecting information about a tilt of an object with respect to a predetermined reference plane, wherein the predetermined positional relationship between the reference plane and an optical path of a light beam passing through the target object is provided. And a light detector that receives the diffracted light from the diffraction element and outputs a photoelectric conversion signal, the diffraction element being configured to diffract the light with a diffraction efficiency corresponding to the incident angle of the light. It is.
[0017]
In the present specification, the “information about the tilt” includes not only the tilt angle itself, but also information that can be converted into a tilt angle, information that changes according to a change in the tilt angle, and the like.
[0018]
According to this, the light beam passing through the object enters the diffraction element and is diffracted with a diffraction efficiency corresponding to the incident angle. Diffracted light from the diffraction element is received by the photodetector, and a photoelectric conversion signal corresponding to the amount of received light is output from the photodetector. For example, when the object is inclined with respect to a predetermined reference plane, the diffraction element is disposed in a predetermined positional relationship with the reference plane, so that the incident angle of the light beam incident on the diffraction element according to the inclination angle of the object is Change. Since this diffraction element has the characteristic that the diffraction efficiency changes according to the incident angle of the light beam, the intensity of the diffracted light from the diffraction element changes according to the incident angle of the light beam, and as a result, the photodetector Of the received light changes. That is, the photoelectric conversion signal output from the photodetector includes information regarding the tilt of the target object. As described above, since the amount of light received by the photodetector itself includes information on the inclination of the object, the permissible range regarding the mounting position of the photodetector is wider than in the conventional example, and the assembling step, the adjusting step, and the like. The inspection process can be simplified. That is, the manufacturing cost can be reduced. In addition, it is possible to reduce the influence of a change over time or a change in temperature on the output signal of the photodetector. Therefore, it is possible to accurately output a signal including information on the inclination of the object with a small and inexpensive configuration.
[0019]
In this case, as in the tilt sensor according to the second aspect, the diffracted light received by the photodetector can be the diffracted light of the order having the highest intensity.
[0020]
In each of the inclination sensors according to the first and second aspects, as in the inclination sensor according to the third aspect, the diffraction element is configured to determine a difference between an intensity of the diffracted light received by the photodetector and an incident angle of the light beam. The relationship can be set to be substantially linear in a predetermined section. In such a case, it is possible to simplify the processing and circuit for extracting information regarding the tilt of the target object from the output signal of the tilt sensor.
[0021]
In each of the tilt sensors according to the first to third aspects, as in the tilt sensor according to the fourth aspect, the photodetector further receives the zero-order light from the diffraction element separately from the diffracted light. May further include difference signal generating means for generating a difference signal between the photoelectric conversion signal of the diffracted light output from the photodetector and the photoelectric conversion signal of the zero-order light. In such a case, it is possible to cope with a relatively large inclination.
[0022]
In the tilt sensor according to the first aspect, as in the tilt sensor according to the fifth aspect, when the photodetector receives + 1st-order and -1st-order diffracted light from the diffractive element, respectively, The image processing apparatus may further include a difference signal generating unit that generates a difference signal between the photoelectric conversion signal of the + 1st-order diffracted light and the photoelectric conversion signal of the −1st-order diffracted light output from the detector. In such a case, the difference signal becomes 0 when the incident angle is 0 degrees, and the processing and circuit for extracting information on the tilt of the target object from the output signal of the tilt sensor can be simplified.
[0023]
7. The tilt sensor according to claim 1, wherein, as in the tilt sensor according to claim 6, the diffractive element includes a first region in which a concave-convex grating in a first groove direction is formed and the first groove direction. In the case where each of the second regions includes a second region in which a concave-convex grating in a second groove direction orthogonal to the first region is formed, the photodetector includes a first light receiving unit that receives diffracted light from the first region. And a second light receiving unit that receives the diffracted light from the second region. In such a case, it is possible to output signals including information on the tilt of the object in two directions orthogonal to each other.
[0024]
In this case, as in the tilt sensor according to the seventh aspect, the diffracted lights received by the first and second light receiving units can be the highest-order diffracted lights, respectively.
[0025]
In each of the tilt sensors according to the sixth and seventh aspects, as in the tilt sensor according to the eighth aspect, the diffractive element includes an intensity of the diffracted light received by the first light receiving unit and the first area. The relationship between the incident angle of the light beam and the incident angle becomes substantially linear in the first section, and the intensity of the diffracted light received by the second light receiving unit and the incident angle of the light beam into the second region Is set to be substantially linear in the second section.
[0026]
In each of the tilt sensors according to the sixth to eighth aspects, as in the tilt sensor according to the ninth aspect, the photodetector further includes a third light receiving unit that receives zero-order light from the diffraction element. May further include first difference signal generating means for generating a difference signal between the photoelectric conversion signal from the first light receiving unit and the photoelectric conversion signal from the third light receiving unit.
[0027]
In this case, a second difference signal for generating a difference signal between a photoelectric conversion signal from the second light receiving unit and a photoelectric conversion signal from the third light receiving unit, as in the tilt sensor according to claim 10. It may further include a generation unit.
[0028]
In the tilt sensor according to the sixth aspect, as in the tilt sensor according to the eleventh aspect, when the first light receiving unit receives + 1st-order diffracted light and -1st-order diffracted light from the first region, respectively. Further includes first difference signal generating means for generating a difference signal between the photoelectric conversion signal of the + 1st-order diffracted light and the photoelectric conversion signal of the -1st-order diffracted light output from the first light receiving unit. be able to.
[0029]
In this case, as in the tilt sensor according to claim 12, when the second light receiving unit receives the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light from the second area, respectively, the second light receiving unit is used. And a second difference signal generating unit that generates a difference signal between the photoelectric conversion signal of the + 1st-order diffracted light and the photoelectric conversion signal of the −1st-order diffracted light output from the unit.
[0030]
In each of the tilt sensors according to the first to twelfth aspects, as in the tilt sensor according to the thirteenth aspect, in the diffraction element, the cross-sectional shape of the formed uneven lattice is a saw-tooth shape. it can.
[0031]
In each of the tilt sensors according to the first to thirteenth aspects, the light beam passing through the object may be a light beam passing through the object or a light beam emitted from the object. As in the tilt sensor according to item 14, the light beam passing through the target object may be reflected light reflected by the target object.
[0032]
In this case, as in the tilt sensor according to claim 15, further comprising a light source that emits a light beam in a direction forming a predetermined angle with respect to the reference plane, wherein the reflection light emitted from the light source is reflected by the object. The diffraction element may be arranged on an optical path of light.
[0033]
In this case, as in the tilt sensor according to claim 16, an optical element further arranged on the optical path of a light beam emitted from the light source and traveling toward the object, and making the light beam emitted from the light source substantially parallel light is further provided. Can be provided.
[0034]
In each of the tilt sensors according to claims 15 and 16, as in the tilt sensor according to claim 17, the diffractive element is a polarization diffractive element having a different diffractive action depending on a polarization state of an incident light beam. A phase difference plate for shifting the polarization direction of the reflected light incident on the polarization diffraction element by approximately 90 degrees with respect to the polarization direction of the light beam emitted from the light source may be further provided. In such a case, since the light use efficiency is improved, the size can be further reduced.
[0035]
An invention according to claim 18 is a tilt measuring device for measuring a tilt angle of an object with respect to a predetermined reference plane, wherein the tilt sensor according to any one of claims 15 to 17; A tilt angle obtaining unit configured to obtain a tilt angle of the object with respect to the reference plane based on the output signal.
[0036]
According to this, the inclination angle of the object with respect to the reference plane is acquired by the inclination angle acquisition means based on the output signal of the inclination sensor according to any one of claims 15 to 17, and as a result, the size is small. With an inexpensive apparatus configuration, the inclination angle of the object can be measured with high accuracy.
[0037]
The invention according to claim 19 is an optical pickup device that irradiates light to a recording surface of an information recording medium and receives light reflected from the recording surface, wherein the information recording medium is the object. The tilt sensor according to any one of 15 to 17, a laser light source that emits laser light having a wavelength corresponding to the information recording medium, and an objective lens that condenses the laser light on the recording surface, An optical system for guiding a return light beam of the laser beam reflected by a recording surface through the objective lens to a predetermined light receiving position; and a signal light detector arranged at the light receiving position and receiving the return light beam. It is a pickup device.
[0038]
According to this, the laser light emitted from the laser light source is condensed on the recording surface of the information recording medium via the objective lens, and the returning light flux of the laser light reflected by the recording surface and passing through the objective lens is a signal light detector. Is received at. In the tilt sensor according to any one of claims 15 to 17, a light beam emitted from a light source and reflected by an information recording medium is received by a photodetector via a diffraction element, and a photoelectric beam corresponding to the amount of received light is received. A converted signal is output. That is, a signal including information on the inclination of the information recording medium is output with high accuracy by the inclination sensor according to any one of claims 15 to 17, and as a result, the signal is increased without increasing the size and cost. It is possible to output a signal including information necessary for controlling the position of the optical pickup device itself and the objective lens from the photodetector with high accuracy.
[0039]
The invention according to claim 20 is an optical pickup device that irradiates light onto a recording surface of an information recording medium and receives light reflected from the recording surface, wherein laser light having a wavelength corresponding to the information recording medium is provided. A laser light source that emits light; an optical system including an objective lens that focuses the laser light on the recording surface, and guides a return light beam of the laser light reflected by the recording surface and passing through the objective lens to a predetermined light receiving position. A signal light detector disposed at the light receiving position and receiving the return light beam; and disposed on an optical path of a light beam emitted from the laser light source toward the objective lens, and a part of the laser light is transmitted to the information recording medium. An optical element that branches toward the optical element; and the diffractive element is disposed on an optical path of a laser beam that is branched by the optical element and reflected by the information recording medium, and the information recording medium is the object. An optical pickup apparatus provided with; a tilt sensor according to Motomeko 14.
[0040]
According to this, the laser light emitted from the laser light source is condensed on the recording surface of the information recording medium via the objective lens, and the returning light flux of the laser light reflected by the recording surface and passing through the objective lens is a signal light detector. Is received at. At this time, a part of the laser light emitted from the laser light source is branched toward the information recording medium by the branching optical element, and the reflected light of the branched laser light from the information recording medium is tilted according to claim 14. The light is incident on a diffraction element constituting the sensor. That is, a signal including information on the inclination of the information recording medium is accurately output by the inclination sensor according to the fourteenth aspect. Therefore, it is possible to output a signal including information necessary for controlling the position of the optical pickup device itself and the objective lens from the signal light detector with high accuracy without increasing the size and cost.
[0041]
According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided an optical disc apparatus that irradiates light onto a recording surface of an information recording medium to perform at least reproduction of information recording, reproduction, and erasure. An optical pickup device; adjusting means for adjusting the shape of a light spot formed on the recording surface based on an output signal of the tilt sensor; recording, reproduction, and reproduction of information using the output signal of the optical pickup device; And a processing device that performs at least reproduction among erasure and erasure.
[0042]
According to this, when at least reproduction among information recording, reproduction, and erasure is performed by using the output signal of the pickup device by the processing device, the adjustment unit forms the information on the recording surface based on the output signal of the tilt sensor. The shape of the light spot is adjusted. Therefore, it is possible to accurately and stably perform an access including at least reproduction among information recording, reproduction, and erasure on the information recording medium.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical disk device 20 according to an embodiment of the present invention.
[0044]
The optical disk device 20 shown in FIG. 1 includes a spindle motor 22 for rotating and driving an optical disk 15 as an information recording medium (object), an optical pickup device 23, a laser control circuit 24, an encoder 25, a driver 27, a reproduction signal, It includes a processing circuit 28, a servo controller 33, a buffer RAM 34, a buffer manager 37, an interface 38, a flash memory 39, a CPU 40, a RAM 41, and the like. Note that the connection lines in FIG. 1 show typical flows of signals and information, and do not represent all of the connection relationships between the blocks. In the present embodiment, an information recording medium conforming to the DVD standard is used for the optical disc 15 as an example.
[0045]
The optical pickup device 23 is a device for irradiating a recording surface on which a spiral or concentric track of the optical disk 15 is formed with laser light and receiving reflected light from the recording surface, as shown in FIG. As described above, the light emitting / receiving module 51, the collimating lens 52, the hologram element 53, the rising mirror 57, the electro-optical element 71, the objective lens 60, the tilt sensor TS as a tilt sensor and the driving system (a focusing actuator, a tracking actuator, and a seek motor) (All are not shown)).
[0046]
The light receiving / emitting module 51 includes a semiconductor laser 51a as a laser light source and a light receiver 59 as a signal light detector.
[0047]
The semiconductor laser 51a emits a light beam (laser light) having a wavelength of 660 nm. Here, the maximum intensity emission direction of the light beam emitted from the light emitting / receiving module 51 (hereinafter also referred to as “emitted light beam” for convenience) is defined as the + X direction.
[0048]
The light receiver 59 is disposed near the semiconductor laser 51a, and receives the reflected light (hereinafter, referred to as “return light beam”) of the emitted light beam applied to the recording surface of the optical disk 15. The light receiver 59 includes a plurality of light receiving elements that output signals including wobble signal information, reproduction data information, focus error information, track error information, and the like, similarly to a normal optical disk device.
[0049]
On the + X side of the light emitting / receiving module 51, the hologram element 53 is arranged integrally with the light emitting / receiving module 51. The hologram element 53 splits the return light beam from the common optical path of the forward path and the return path in the direction of the light receiving surface of the light receiver 59.
[0050]
The collimating lens 52 is disposed on the + X side of the hologram element 53, and makes the outgoing light flux transmitted through the hologram element 53 into substantially parallel light.
[0051]
On the + X side of the collimating lens 52, the rising mirror 57 is disposed, and reflects substantially parallel light from the collimating lens 52 in the + Z direction.
[0052]
On the + Z side of the rising mirror 57, the electro-optical element 71 is arranged. A voltage is applied to the electro-optical element 71 from the driver 27, and an optical phase difference corresponding to the applied voltage is given to the incident light flux.
[0053]
The objective lens 60 is arranged on the + Z side of the electro-optical element 71, condenses a light beam transmitted through the electro-optical element 71, and forms a light spot on the recording surface of the optical disk 15.
[0054]
The tilt sensor TS is arranged in the vicinity of the objective lens 60 and outputs a signal including information on the tilt of the optical disc 15 with respect to a plane (reference plane) perpendicular to the optical axis of the objective lens 60 (hereinafter, also referred to as “tilt” for convenience). I do. The configuration and the like of the tilt sensor TS will be described later in detail.
[0055]
Here, the operation of the optical pickup device 23 configured as described above will be briefly described. A light beam (emitted light beam) emitted from the light receiving / emitting module 51 enters the hologram element 53. The emitted light beam transmitted through the hologram element 53 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 52, and is reflected by the rising mirror 57 in the + Z direction. The emitted light beam is condensed on the recording surface of the optical disk 15 via the objective lens 60 after an optical phase difference corresponding to the applied voltage is given by the electro-optical element 71.
[0056]
The reflected light reflected on the recording surface of the optical disk 15 is converted into a substantially parallel light again by the objective lens 60 as a return light beam, and an electro-optical element 71 gives an optical phase difference corresponding to the applied voltage. It is incident on 57. This return light beam is reflected by the rising mirror 57 in the −X direction, and enters the hologram element 53 via the collimator lens 52. The return light beam diffracted by the hologram element 53 is received by the light receiver 59. Each light receiving element constituting the light receiver 59 outputs a signal corresponding to the amount of received light to the reproduction signal processing circuit 28.
[0057]
Further, the tilt sensor TS outputs a signal including information on tilt to the reproduction signal processing circuit 28 as described above.
[0058]
As shown in FIG. 3, the reproduction signal processing circuit 28 includes an I / V amplifier 28a, a servo signal detection circuit 28b, a wobble signal detection circuit 28c, an RF signal detection circuit 28d, a decoder 28e, an I / V amplifier 28f, a tilt It comprises a sensor signal detection circuit 28g, a spot adjustment signal generation circuit 28h, a memory 28m, and the like.
[0059]
The I / V amplifier 28a converts a current signal, which is an output signal of the light receiver 59, into a voltage signal and amplifies the voltage signal with a predetermined gain. The servo signal detection circuit 28b detects a servo signal (such as a focus error signal and a track error signal) based on the output signal of the I / V amplifier 28a. The servo signal detected here is output to the servo controller 33. The wobble signal detection circuit 28c detects a wobble signal based on the output signal of the I / V amplifier 28a. The RF signal detection circuit 28d detects an RF signal based on the output signal of the I / V amplifier 28a.
[0060]
The decoder 28e extracts ADIP (Address In Pregroove) information, a synchronization signal, and the like from the wobble signal detected by the wobble signal detection circuit 28c. The extracted ADIP information is output to the CPU 40, and the synchronization signal is output to the encoder 25. Further, the decoder 28e performs decoding processing, error correction processing, and the like on the RF signal detected by the RF signal detection circuit 28d, and then stores the reproduced data in the buffer RAM 34 via the buffer manager 37. If the reproduction data is music data, it is output to an external audio device or the like.
[0061]
The I / V amplifier 28f converts a current signal, which is an output signal of the tilt sensor TS, into a voltage signal and amplifies the voltage signal with a predetermined gain.
[0062]
The memory 28m stores various information including tilt conversion information and tilt compensation information to be described later.
[0063]
The tilt sensor signal detection circuit 28g calculates an inclination angle of the optical disc 15 with respect to the reference plane (hereinafter referred to as “tilt amount” for convenience) based on the output signal of the I / V amplifier 28f and the tilt conversion information stored in the memory 28m. Is detected.
[0064]
The spot adjustment signal generation circuit 28h is a signal for adjusting the shape of the light spot formed on the recording surface of the optical disk 15 to an optimum shape based on the tilt sensor signal and the tilt compensation information stored in the memory 28m. (Hereinafter abbreviated as “spot adjustment signal”). Here, a signal corresponding to a voltage applied to the electro-optical element 71 for giving an optical phase difference by the electro-optical element 71 to offset the wavefront aberration caused by the tilt is output to the driver 27 as a spot adjustment signal. You.
[0065]
Returning to FIG. 1, the servo controller 33 generates a focus control signal for correcting a focus shift based on the focus error signal from the reproduction signal processing circuit 28, and corrects the track shift based on the track error signal. To generate the tracking control signal. Each control signal generated here is output to the driver 27.
[0066]
The driver 27 outputs a driving signal of the focusing actuator to the optical pickup device 23 based on the focus control signal, and outputs a driving signal of the tracking actuator to the optical pickup device 23 based on the tracking control signal. That is, tracking control and focus control are performed by the servo signal detection circuit 28b, the servo controller 33, and the driver 27. Further, the driver 27 outputs a voltage applied to the electro-optical element 71 to the optical pickup device 23 based on the spot adjustment signal from the spot adjustment signal generation circuit 28g. Further, the driver 27 outputs a drive signal to each of the spindle motor 22 and the seek motor based on a control signal from the CPU 40.
[0067]
The buffer RAM 34 temporarily stores data to be recorded on the optical disk 15, data read from the optical disk 15, and the like.
[0068]
The buffer manager 37 manages the input and output of data to and from the buffer RAM 34, and notifies the CPU 40 when the accumulated data amount reaches a predetermined amount.
[0069]
The encoder 25 extracts the data stored in the buffer RAM 34 via the buffer manager 37 based on an instruction from the CPU 40, modulates the data, adds an error correction code, and the like, and generates a write signal to the optical disk 15. At the same time, the write signal is output to the laser control circuit 24 in synchronization with the synchronization signal from the reproduction signal processing circuit 28.
[0070]
The laser control circuit 24 outputs a control signal for controlling the emission power of the semiconductor laser 51 a to the optical pickup device 23 based on a write signal from the encoder 25 and an instruction from the CPU 40.
[0071]
The interface 38 is a bidirectional communication interface with a host (for example, a personal computer), and conforms to the ATAPI (AT Attachment Packet Interface) standard as an example.
[0072]
The flash memory 39 stores a program described in a code decodable by the CPU 40.
[0073]
The CPU 40 controls the operation of each unit according to the program stored in the flash memory 39, and temporarily stores data and the like necessary for the control in the RAM 41.
[0074]
Next, the configuration and the like of the tilt sensor TS will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, the tilt sensor TS includes a light emitting diode 151 as a light source, a collimating lens 152 as an optical element, a hologram element 153 as a diffractive element, a light receiving element 159 as a photodetector, and the like. I have.
[0075]
The light emitting diode 151 emits a light beam (hereinafter also referred to as a “tilt detecting light beam” for convenience) for detecting information about tilt in a direction at a predetermined angle with respect to the reference plane based on an instruction from the CPU 40. Emit.
[0076]
The collimating lens 152 is disposed on the optical path of the tilt detection light beam emitted from the light emitting diode 151 and traveling toward the optical disc 15, and converts the tilt detection light beam emitted from the light emitting diode 151 into substantially parallel light.
[0077]
The hologram element 153 has a predetermined positional relationship with the reference surface, and is arranged on an optical path of a tilt detection light beam reflected on the optical disk 15 (hereinafter, referred to as “tilt detection reflected light beam” for convenience), and detects the tilt. Diffracts the reflected light beam. The hologram element 153 is a so-called volume hologram element, and has a periodic concave / convex grating having a groove depth of 3.7 ± 1 μm and a groove interval (pitch) of 1.4 ± 0.1 μm as design values. .
[0078]
Here, the volume hologram will be described. For example, as described in "Optical Electron Optics" by Koyama and Nishihara (Corona Corp.), pp. 117-132, holograms generally include a planar hologram and a volume hologram. Whether it is a plane hologram or a volume hologram is determined by the value (Q value) of the parameter Q calculated by the following equation (2). Here, λ is the wavelength of the incident light, T is the groove depth of the concave and convex grating, n is the refractive index, and P is the groove interval.
[0079]
Q = 2πλT / (nP 2 …… (2)
[0080]
Usually, the case where Q ≦ 0.5 is called a plane hologram, and the case where Q ≧ 5 is called a volume hologram. One of the differences between the properties of the plane hologram and the volume hologram is whether or not the diffraction efficiency depends on the incident angle. For example, as shown in FIG. 5, the diffraction efficiency of a plane hologram is almost constant irrespective of the angle of incidence of light, but the diffraction efficiency of a volume hologram greatly changes depending on the angle of incidence of light, and the specific incidence angle θ B (Bragg angle), the diffraction efficiency is maximized.
[0081]
The diffraction efficiency of the hologram element 153 has a large incident angle dependence as shown in FIG. 6 as an example. FIG. 6 shows the case of + 1st-order diffracted light. When the incident angle is between -5 degrees and +5 degrees, the diffraction efficiency and the incident angle have a substantially linear relationship. Here, the relationship between the diffraction efficiency Df and the incident angle θ is represented by the following equation (3) as an example. Here, a1 and k1 are constants.
[0082]
Df = a1 · θ + k1 (3)
[0083]
Therefore, assuming that the incident angle when the inclination of the optical disc 15 with respect to the reference plane is 0 degrees is θ0, the diffraction efficiency Df0 at that time is expressed by the following equation (4).
[0084]
Df0 = a1 · θ0 + k1 (4)
[0085]
Here, for example, when the optical disk 15 is inclined clockwise by an angle θm with respect to the reference plane, the incident angle becomes θ0 + 2θm. The diffraction efficiency Dfm at this time is expressed by the following equation (5).
[0086]
Dfm = a1 (θ0 + 2θm) + k1 (5)
[0087]
When the difference between the above equations (5) and (4) is obtained, the following equation (6) is obtained. That is, the amount of change in the diffraction efficiency corresponds to the amount of tilt.
[0088]
Dfm−Df0 = 2a1 · θm (6)
[0089]
In the present embodiment, as an example, when the optical disk 15 is tilted in a direction (hereinafter, also referred to as “radial direction”) orthogonal to a tangential direction of a track (hereinafter, also referred to as “tangential direction”), the diffraction efficiency of the hologram element 153 changes. Is set to That is, a signal including information on radial tilt is output from the tilt sensor TS. The hologram element 153 is arranged such that when the tilt amount is zero, the incident angle of the reflected light beam for tilt detection becomes substantially zero.
[0090]
The light receiving element 159 receives the diffracted light from the hologram element 153 and outputs a photoelectric conversion signal to the reproduction signal processing circuit 28. Therefore, the output signal of the light receiving element 159 changes according to the diffraction efficiency of the hologram element 153. Therefore, the output signal I of the light receiving element 159 can be expressed by the following equation (7) using the diffraction efficiency Df of the hologram element 153. Note that a2 and k2 are constants.
[0091]
I = a2 · Df + k2 (7)
[0092]
The output signal I0 when the tilt amount is 0 can be expressed by the following equation (8). Note that A = a1 · a2 and K = a2 · k1 + k2.
[0093]
Figure 2004279191
[0094]
For example, the output signal Im when the optical disk 15 is tilted clockwise by θm can be expressed by the following equation (9).
[0095]
Figure 2004279191
[0096]
When the difference between the above equations (9) and (8) is obtained, the following equation (10) is obtained. That is, the amount of change in the output signal of the light receiving element 159 corresponds to the amount of tilt. Therefore, the tilt amount θm can be calculated by obtaining the values of I0 and a2 in advance through experiments and the like. In the present embodiment, since the output signal of the light receiving element 159 is converted into a voltage signal by the reproduction signal processing circuit 28, the current value in the equation (10) is changed to a voltage value according to the characteristics of the I / V amplifier 28f. The values (both constants) of V0 and B in equation (11) are stored in the memory 28m as the tilt conversion information.
[0097]
Im−I0 = 2a2 · θm (10)
Vm−V0 = B · θm (11)
[0098]
That is, the tilt sensor signal detection circuit 28g detects the amount of tilt based on the equation (11) and the tilt conversion information.
[0099]
Further, the relationship between the amount of tilt and the voltage applied to the electro-optical element 71 is stored in the memory 28m as tilt compensation information. Then, the spot adjustment signal generation circuit 28h sets a voltage to be applied to the electro-optical element 71 based on the detected tilt amount and the tilt compensation information.
[0100]
In the present embodiment, the light receiving element 159 is, for example, a + 1st-order diffracted light L +1 (See FIG. 4). L in FIG. -1 Indicates -1st-order diffracted light.
[0101]
Next, a processing operation when user data is recorded on the optical disk 15 using the above-described optical disk device 20 will be briefly described.
[0102]
Upon receiving a recording request command (hereinafter, referred to as a “recording request command”) from the host, the CPU 40 outputs a control signal for controlling the rotation of the spindle motor 22 to the driver 27 based on the designated recording speed, and The reproduction signal processing circuit 28 is notified that the recording request command has been received. Further, the CPU 40 instructs the buffer manager 37 to store the user data received from the host in the buffer RAM 34.
[0103]
When the rotation of the optical disk 15 reaches a predetermined linear velocity, the tracking control and the focus control are performed. Note that the tracking control and the focus control are performed as needed until the recording process ends. Further, the reproduction signal processing circuit 28 acquires the ADIP information based on the output signal of the light receiver 59 and notifies the CPU 40 of the information. Note that the reproduction signal processing circuit 28 acquires ADIP information at predetermined timings until the recording processing ends, and notifies the CPU 40 of the ADIP information.
[0104]
The CPU 40 outputs a control signal for controlling the seek motor to the driver 27 based on the ADIP information so that the optical pickup device 23 is located at the writing start point. Further, upon receiving from the buffer manager 37 that the data amount of the user data stored in the buffer RAM 34 has exceeded a predetermined amount, the CPU 40 instructs the encoder 25 to generate a write signal.
[0105]
When the optical pickup device 23 reaches the writing start point, the CPU 40 performs a tilt correction process.
[0106]
In this tilt correction processing, the CPU 40 instructs the tilt sensor TS to detect tilt, and instructs the reproduction signal processing circuit 28 to start tilt correction processing. Thus, in the tilt sensor TS, the light beam for tilt detection is emitted from the light emitting diode 151, and the reflected light from the optical disk 15 is received by the light receiving element 159 via the hologram element 153. From the light receiving element 159, a signal (current signal) corresponding to the amount of received light is output to the reproduction signal processing circuit 28.
[0107]
In the reproduction signal processing circuit 28, the output signal of the tilt sensor TS is converted into a voltage signal by the I / V amplifier 28f and input to the tilt sensor signal detection circuit 28g. The tilt sensor signal detection circuit 28g reads out the tilt conversion information (here, V0 and B) stored in the memory 28m, and calculates the amount of tilt using the equation (11). The calculated tilt amount is output to the spot adjustment signal generation circuit 28h as a tilt sensor signal. The spot adjustment signal generation circuit 28h reads the tilt compensation information stored in the memory 28m, and the electro-optical element 71 gives an optical phase difference for canceling the wavefront aberration due to the tilt based on the tilt sensor signal. Thus, the voltage applied to the electro-optical element 71 is set and output to the driver 27.
[0108]
When the tilt correction process ends, the CPU 40 permits the encoder 25 to perform writing. Thus, the user data is written to the optical disk 15 via the encoder 25, the laser control circuit 24, and the optical pickup device 23. When all the user data received from the host is written, the recording process ends.
[0109]
In addition, a brief description will be given of a processing operation when reproducing data recorded on the optical disk 15 using the optical disk device 20.
[0110]
Upon receiving a reproduction request command (hereinafter, referred to as a “reproduction request command”) from the host, the CPU 40 outputs a control signal for controlling rotation of the spindle motor 22 to the driver 27 based on the reproduction speed, and The reproduction signal processing circuit 28 is notified that the command has been received.
[0111]
When the rotation of the optical disk 15 reaches a predetermined linear velocity, the tracking control and the focus control are performed. Note that the tracking control and the focus control are performed as needed until the reproduction process ends.
[0112]
The CPU 40 outputs a control signal to the driver 27 for controlling the seek motor so that the optical pickup device 23 is located at the reading start point, based on the ADIP information output at every predetermined timing from the reproduction signal processing circuit 28.
[0113]
Then, when the optical pickup device 23 reaches the reading start point, the CPU 40 performs the tilt correction processing in the same manner as described above. When the tilt correction processing is completed, the CPU 40 notifies the reproduction signal processing circuit 28. Thus, the reproduction signal processing circuit 28 detects the RF signal from the output signal of the light receiver 59, performs decoding processing, error correction processing, and the like, and then accumulates the reproduction data in the buffer RAM 34. The buffer manager 37 transfers the reproduced data stored in the buffer RAM 34 to the host via the interface 38 when the data is prepared as sector data.
[0114]
As is clear from the above description, in the optical disc device 20 according to the present embodiment, the adjustment means is realized by the reproduction signal processing circuit 28.
[0115]
A processing device is realized by the CPU 40 and a program executed by the CPU 40. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this. That is, the above embodiment is merely an example, and at least a part of the processing device realized by the above processing according to the program by the CPU 40 may be configured by hardware, or may be entirely configured by hardware. .
[0116]
As described above, according to the tilt sensor TS according to the present embodiment, the light flux emitted from the light emitting diode 151 is applied to the optical disc 15 via the collimator lens 152. This light beam is reflected by the optical disk 15 and received by the light receiving element 159 via the hologram element 153. When the optical disc 15 is tilted with respect to the reference plane, the hologram element 153 is disposed with a predetermined positional relationship with the reference plane. The angle changes. Since the hologram element 153 has a characteristic that the diffraction efficiency changes in accordance with the incident angle of the light beam, the intensity of the diffracted light from the hologram element 153 changes in accordance with the incident angle of the light beam. The amount of received light at 159 changes. That is, the photoelectric conversion signal output from the light receiving element 159 includes information on the tilt of the optical disc 15. As described above, since the amount of light received by the light receiving element 159 itself includes information on the tilt of the optical disk 15, the allowable range of the mounting position of the light receiving element 159 is wider than in the conventional example, and the assembling step, the adjusting step, The inspection process can be simplified. That is, the manufacturing cost can be reduced. Further, it is possible to reduce the influence of a change over time or a change in temperature on the output signal of the light receiving element 159. Therefore, a signal including information on the tilt of the optical disk 15 can be accurately output with a small and inexpensive configuration.
[0117]
Further, since the offset component included in the output signal of the light receiving element 159 is extremely small, it is possible to detect the tilt amount with high accuracy. Then, a circuit or a process for obtaining the amount of tilt from the output signal of the light receiving element 159 can be simplified.
[0118]
In addition, according to the optical disc device 20 of the present embodiment, the wavefront aberration caused by the tilt is accurately corrected prior to the recording and the reproduction of the data, so that the access including the recording and the reproduction with respect to the optical disc can be accurately and stably performed. Becomes possible.
[0119]
In the tilt sensor TS of the above embodiment, the light receiving element 159 is the + 1st-order diffracted light L from the hologram element 153. +1 However, the present invention is not limited to this, and the light receiving element 159 may be configured such that the -1st-order diffracted light L -1 May be received.
[0120]
Further, in the tilt sensor TS of the above-described embodiment, the case where the tilt amount is detected using only the + 1st-order diffracted light from the hologram element 153 has been described. However, the present invention is not limited to this. May be used. As an example, as shown in FIG. 7A, when the optical disk is tilted, the hologram element 153 causes the + 1st-order diffracted light L +1 With the -1st order diffracted light L -1 Also changes the diffraction efficiency. At this time, the -1st-order diffracted light L -1 Diffraction efficiency and + 1st order diffracted light L +1 (Hereinafter referred to as “diffraction efficiency difference” for convenience), as shown in FIG. 7B as an example, changes periodically according to the angle of incidence on the hologram element 153. . In the example of FIG. 7B, when the incident angle is between −10 degrees and +10 degrees, the relationship between the diffraction efficiency difference and the incident angle becomes almost linear. This means that the + 1st-order diffracted light L +1 And the -1st order diffracted light L -1 It is shown that the angle of incidence on the hologram element 153 can be obtained from the difference between the hologram element 153 and the light amount. When the incident angle is 0 degree, the + 1st-order diffracted light L +1 Diffraction efficiency and -1st order diffracted light L -1 Since the diffraction efficiencies are equal to each other and the diffraction efficiency difference is 0, the processing can be simplified.
[0121]
Therefore, as shown in FIG. 8A, the + 1st-order diffracted light L +1 Light-receiving element 159a for receiving light, and -1st-order diffracted light L -1 A tilt sensor TSa provided with a light receiving element 159b for receiving light. However, at this time, as shown in FIG. 8B as an example, an amplifier OPa is required as a difference signal generating means for generating a difference signal between the output signal of the light receiving element 159b and the output signal of the light receiving element 159a. . The amplifier OPa may be mounted in the tilt sensor TSa, or may be mounted in an external circuit that processes an output signal of the tilt sensor TSa. Then, the voltage applied to the electro-optical element 71 may be controlled so that the output signal of the amplifier OPa becomes substantially zero.
[0122]
In addition, the volume hologram element adjusts the groove depth, the groove interval, and the like, as shown in FIG. 0 Maximum light quantity, -1st order diffracted light L -1 And the + 1st-order diffracted light L +1 Can be made substantially equal to each other. FIG. 9A shows the case of a volume hologram element having a periodic concave / convex grating with a groove depth (design value) of 6.0 ± 1 μm and a groove interval (design value) of 1.4 ± 0.1 μm. It is shown. In this case, as shown in FIG. 9B, when the incident angle is smaller than 0, the -1st-order diffracted light L -1 And zero-order light L 0 Is substantially linear over a wide range. Further, as shown in FIG. 9C, when the incident angle is larger than 0, the + 1st-order diffracted light L +1 And zero-order light L 0 Is substantially linear over a wide range. This means that the + 1st-order diffracted light L +1 Light intensity and zero-order light L 0 And the -1st-order diffracted light L -1 Light intensity and zero-order light L 0 It is shown that the angle of incidence can be obtained from the difference from the amount of light.
[0123]
Therefore, as shown in FIG. 10A, the + 1st-order diffracted light L +1 Light-receiving element 159a for receiving light, and -1st-order diffracted light L -1 Light-receiving element 159b for receiving the zero-order light L 0 And a light receiving element 159c for receiving light. However, at this time, as shown in FIG. 10B as an example, an amplifier OPb as a difference signal generating means for generating a difference signal between the output signal of the light receiving element 159a and the output signal of the light receiving element 159c, and the light receiving element 159b OPc, a changeover switch SW for outputting one of the output signal of the amplifier OPb and the output signal of the amplifier OPc as a difference signal generating means for generating a difference signal between the output signal of the light receiving element 159c and the light receiving element. A selection circuit SEL for comparing the output signal of the element 159a with the output signal of the light receiving element 159b and controlling the changeover switch SW is required. The selection circuit SEL switches so that the output signal of the amplifier OPb is output when the output signal of the light receiving element 159a is larger, and the output signal of the amplifier OPc is output when the output signal of the light receiving element 159b is larger. Control the switch SW. As a result, the resolution of detection is increased, and tilt can be detected with higher accuracy. Note that the amplifier OPb, the amplifier OPc, the changeover switch SW, and the selection circuit SEL may be mounted in the tilt sensor TSb, or may be mounted in an external circuit that processes an output signal of the tilt sensor TSb.
[0124]
In the volume hologram element, when the groove depth is increased, the incident angle dependence of the diffraction efficiency becomes remarkable as described above, so that the resolution of tilt detection can be increased. However, when the groove depth is increased to a certain degree or more, as shown in FIG. 11 as an example, the incident angle becomes 0 within a region where the relationship between the diffraction efficiency and the incident angle shows a substantially linear shape (hereinafter referred to as “linear region” for convenience). The degree is not included. In such a case, as shown in FIG. 12 as an example, the hologram is set so that the incident angle when the tilt amount is 0 is substantially the center of the linear region (approximately 6.5 degrees in FIG. 11). The element 153 may be set. Further, in this case, as shown in FIG. 13 as an example, the cross-sectional shape of the concave-convex lattice may be a saw-tooth shape (blazed).
[0125]
In the tilt sensor TS of the above embodiment, the case where the hologram element 153 has no polarization has been described. However, as an example, as shown in FIG. May be used. In the tilt sensor TSc, a semiconductor laser 151 ′ that emits a linearly polarized light beam is used instead of the light emitting diode 151, and a λ / 4 plate 155 as a phase difference plate is arranged on the optical path of the forward path and the return path. . For example, a case will be described where a P-polarized light beam is emitted from the semiconductor laser 151 ′, and the polarization hologram element 153 ′ is set to transmit the P-polarized light beam and diffract the S-polarized light beam.
[0126]
A P-polarized light beam (hereinafter, referred to as “LD light”) emitted from the semiconductor laser 151 ′ is converted into substantially parallel light by the collimator lens 152 and enters the polarization hologram element 153 ′. Most of the LD light passes through the polarization hologram element 153 ′, becomes circularly polarized light by the λ / 4 plate 155, and is irradiated on the optical disc 15. The reflected light from the optical disk 15 (hereinafter, referred to as “reflected LD light”) is circularly polarized light in the opposite direction to the outward path, becomes S-polarized light by the λ / 4 plate 155, and enters the polarization hologram element 153 ′. The reflected LD light diffracted by the polarization hologram element 153 ′ is received by the light receiving element 159. As a result, light use efficiency is improved, and downsizing of the tilt sensor can be promoted.
[0127]
Further, in the tilt sensor TS of the above-described embodiment, a case has been described in which the light flux emitted from the light emitting diode 151 is made substantially parallel light by using the collimating lens 152. However, for example, the divergence of the light flux emitted from the light emitting diode 151 is reduced. If smaller, the collimating lens 152 may not be necessary.
[0128]
Further, in the tilt sensor TS of the above-described embodiment, the case where the radial tilt is detected has been described. However, by rotating the tilt sensor by 90 degrees in opposition to the optical disk 15, the tilt in the tangential direction (hereinafter referred to as “tangential Tilt)) can be detected.
[0129]
As an example, as shown in FIG. 15A, instead of using hologram element 153, hologram element 163 divided into two regions (R1, R2) in which the groove directions of the uneven lattice are orthogonal to each other is used. , It is possible to detect tilt in two directions orthogonal to each other. For example, as shown in FIG. 15B, the light beam incident on the region R1 (first region) is diffracted in the radial direction, and the light beam incident on the region R2 (second region) is diffracted in the tangential direction. The hologram element 163 is arranged such that the light receiving element 159r (first light receiving unit) for receiving the + 1st-order diffracted light from the region R1 and the light receiving element 159t for receiving the + 1st-order diffracted light from the region R2 By providing the (second light receiving unit) at predetermined positions, a radial tilt can be detected based on an output signal of the light receiving element 159r, and a tangential tilt can be detected based on an output signal of the light receiving element 159t. .
[0130]
In this case, as shown in FIG. 16, the + 1st-order diffracted light L from the region R1 +1 Light receiving element 159ra for receiving light, and -1st-order diffracted light L -1 Light-receiving element 159rb for receiving light, and + 1st-order diffracted light L from region R2 +1 Light-receiving element 159ta for receiving light, and -1st-order diffracted light L -1 And a light receiving element 159tb for receiving light. As an example, as shown in FIG. 17, an amplifier OPd as first difference signal generating means for generating a difference signal between the output signal of the light receiving element 159ra and the output signal of the light receiving element 159rb, and the output of the light receiving element 159ta An amplifier OPe may be provided as second difference signal generation means for generating a difference signal between the signal and the output signal of the light receiving element 159tb. Note that these amplifiers may be mounted in the tilt sensor, or may be mounted in an external circuit that processes the output signal of the tilt sensor.
[0131]
Further, in this case, as shown in FIG. 0 May be provided with a light receiving element 159c for receiving light. As an example, as shown in FIG. 19, an amplifier OPf as first difference signal generating means for generating a difference signal between an output signal of the light receiving element 159ra and an output signal of the light receiving element 159c, and an output signal of the light receiving element 159rb. OPg serving as first difference signal generating means for generating a difference signal between the output signal of the light receiving element 159c and the changeover switch SW1 for outputting one of the output signal of the amplifier OPf and the output signal of the amplifier OPg; A selection circuit SEL1 for comparing the output signal of the element 159ra with the output signal of the light receiving element 159rb and controlling the changeover switch SW1 may be provided. The selection circuit SEL1 switches so that the output signal of the amplifier OPf is output when the output signal of the light receiving element 159ra is larger, and the output signal of the amplifier OPg is output when the output signal of the light receiving element 159rb is larger. The switch SW1 is controlled. Further, an amplifier OPh as second difference signal generating means for generating a difference signal between the output signal of the light receiving element 159ta and the output signal of the light receiving element 159c, the difference between the output signal of the light receiving element 159tb and the output signal of the light receiving element 159c. An amplifier OPi as a second difference signal generating means for generating a signal, a changeover switch SW2 for outputting one of an output signal of the amplifier OPh and an output signal of the amplifier OPi, and an output signal of the light receiving element 159ta and a signal of the light receiving element 159tb. A selection circuit SEL2 for comparing the output signal and controlling the changeover switch SW2 may be provided. The selection circuit SEL2 switches so that the output signal of the amplifier OPh is output when the output signal of the light receiving element 159ta is larger, and the output signal of the amplifier OPi is output when the output signal of the light receiving element 159tb is larger. The switch SW2 is controlled. As a result, the resolution of detection is increased, and tilt can be detected with higher accuracy. Each amplifier, each changeover switch, and each selection circuit may be mounted in the tilt sensor, or may be mounted in an external circuit that processes an output signal of the tilt sensor. As an example, as shown in FIG. 20, a hologram element including a plurality of regions R1 and a plurality of regions R2 may be used.
[0132]
In the above embodiment, the case where the tilt amount is obtained outside the tilt sensor has been described. However, the present invention is not limited to this, and a circuit for obtaining the tilt amount may be mounted inside the tilt sensor.
[0133]
In the above embodiment, as shown in FIG. 21 as an example, a part of the light beam emitted from the light emitting / receiving module 51 may be used as the light beam for tilt detection. In this case, a beam splitter 54 as a branching optical element is disposed between the collimating lens 52 and the rising mirror 57, and a part of the light beam that has been made substantially parallel by the collimating lens 52 is used for tilt detection on the optical disk 15. Irradiate as a light beam. Then, the hologram element 153 is arranged on the optical path of the tilt detection light beam reflected by the optical disk 15. Therefore, the light emitting diode 151 and the collimating lens 152 are unnecessary. Note that a hologram element, a reflection mirror, or the like may be used instead of the beam splitter 54.
[0134]
Further, in the above embodiment, the case where the voltage applied to the electro-optical element 71 is controlled to adjust the shape of the light spot formed on the recording surface has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a lens holder (not shown) holding the objective lens 60 may be rotated according to the amount of tilt. In this case, an actuator for rotating the lens holder is provided, and a drive signal of the actuator is output from the spot adjustment signal generation circuit 28h. Further, the optical pickup device 23 itself may be rotated according to the tilt amount. In this case, a motor for rotating the optical pickup device 23 itself is provided, and a drive signal of the motor is output from the spot adjustment signal generation circuit 28h. In these cases, the electro-optical element 71 is unnecessary.
[0135]
Further, in the above-described embodiment, the case where the tilt correction signal and the spot adjustment signal are obtained in the reproduction signal processing 28 has been described. However, the present invention is not limited to this, and is similar to at least one of the tilt sensor signal detection circuit and the spot adjustment signal generation circuit. A circuit for performing the processing may be provided in the optical pickup device.
[0136]
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which the optical disk device is compatible with an optical disk compliant with the DVD standard. However, the present invention is not limited to this, and may be an optical disk compliant with the CD standard, for example. Further, it may correspond to a magneto-optical disk.
[0137]
Further, in the above embodiment, the case where the number of light sources is one has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of light sources that emit light of different wavelengths may be provided. For example, at least two light sources of a light source emitting a light beam having a wavelength of 405 nm, a light source emitting a light beam having a wavelength of 660 nm, and a light source emitting a light beam having a wavelength of 780 nm may be provided.
[0138]
Further, in the above embodiment, instead of the hologram element 53, a polarization hologram element having a different diffraction efficiency depending on the polarization direction of the incident light beam may be used. As a result, the light use efficiency is improved, so that it is possible to cope with a higher speed. In this case, a phase difference providing means such as a λ / 4 plate is required between the objective lens and the polarization hologram element.
[0139]
In the above embodiment, the case where the hologram element 53 is used to split the return light beam has been described. However, the present invention is not limited to this, and a beam splitter may be used, for example.
[0140]
The optical disk device according to the above embodiment may be a so-called built-in type, which is arranged in the same housing as the host, or a so-called external type, which is arranged in a housing different from the host. May be.
[0141]
Further, in the above-described embodiment, the optical disk device capable of recording and reproducing information has been described. However, the present invention is not limited to this, and any optical disk device capable of at least reproducing among information recording, reproducing, and erasing may be used.
[0142]
In the above embodiment, the case where the interface complies with the ATAPI standard has been described. However, the present invention is not limited to this. , USB 2.0, IEEE 1394, IEEE 802.3, serial ATA, and serial ATAPI.
[0143]
As an example, as shown in FIG. 22, the tilt measuring device 200 can be realized using the tilt sensor TS according to the above embodiment. The tilt measuring device 200 includes an angle information conversion circuit 201 as tilt angle obtaining means for converting information regarding tilt included in an output signal of the light receiving element 159 into angle information, and a display 203 for displaying angle information. I have. That is, since a signal including information on the tilt of the target is output from the tilt sensor TS, the tilt angle of the target can be measured accurately with a small and inexpensive device configuration. If there is no need to display angle information, the display 203 need not be provided. Further, any of the tilt sensors TSa, TSb, and TSc may be used instead of the tilt sensor TS. Further, a tilt sensor for detecting the tilt in the two directions may be used.
[0144]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the inclination sensor which concerns on this invention, there exists an effect that the signal containing the information regarding the inclination of a target object can be output with high precision with a small and cheap structure.
[0145]
Further, according to the tilt measuring device according to the present invention, there is an effect that the tilt angle of the object can be measured accurately with a small and inexpensive device configuration.
[0146]
Further, according to the optical pickup device of the present invention, it is possible to accurately output a signal including information necessary for controlling the position of the optical pickup device itself and the objective lens without increasing the size and cost. This has the effect.
[0147]
Further, according to the optical disc device of the present invention, there is an effect that access to the information recording medium can be performed stably with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an optical disc device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup device in FIG.
FIG. 3 is a block diagram for explaining a configuration of a reproduction signal processing circuit in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration of the tilt sensor of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram for explaining a volume hologram.
FIG. 6 is a diagram for explaining the dependence of the diffraction efficiency on the incident angle in the hologram element arranged in the tilt sensor.
FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining the characteristics of + 1st-order diffracted light and −1st-order diffracted light in a volume hologram, respectively.
FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating a case where tilt detection is performed using + 1st-order diffracted light and −1st-order diffracted light, respectively.
FIGS. 9A to 9C are diagrams for explaining the characteristics of zero-order light and ± first-order diffracted light in a volume hologram in which the groove depth and the groove interval are adjusted, respectively.
FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining a case where tilt detection is performed using 0-order light and ± 1st-order diffracted light folded light, respectively.
FIG. 11 is a diagram for describing the dependence of the diffraction efficiency on the incident angle in a volume hologram having a somewhat deep groove depth.
FIG. 12 is a diagram for explaining a tilt sensor using the volume hologram of FIG. 11;
FIG. 13 is a diagram for explaining blaze in a volume hologram.
FIG. 14 is a diagram for explaining a tilt sensor using a polarization hologram.
FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining a tilt sensor that detects tilt in two directions, respectively.
FIG. 16 is a diagram for explaining a case of receiving + 1st-order diffracted light and −1st-order diffracted light in FIG.
17 is a diagram for explaining the difference signal generation circuit in FIG.
FIG. 18 is a diagram for describing a case where zero-order light is further received in FIG.
19 is a diagram for explaining the difference signal generation circuit in FIG.
FIG. 20 is a view for explaining a modified example of the hologram element of FIG. 15 (A).
FIG. 21 is a diagram for describing a case where a part of a light beam emitted from a light receiving / emitting module is used for tilt detection.
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a tilt measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram for explaining a laser autocollimator.
[Explanation of symbols]
15 optical disk (information recording medium, object), 20 optical disk device, 23 optical pickup device, 28 reproduction signal processing circuit (adjustment means), 40 CPU (processing device), 51a semiconductor laser (laser light source) 54, a beam splitter (branching optical element), 59, a light receiver (signal light detector), 60, an objective lens, 151, a light emitting diode (light source), 152, a collimating lens (optical element), 153, a hologram element (diffraction) Elements), 153 ': polarization hologram element (polarization diffraction element), 155: λ / 4 plate (phase difference plate), 159: light receiving element (photodetector), 159c: light receiving element (third light receiving section), 159r .., Light receiving element (first light receiving section), 159t, light receiving element (second light receiving section), 163, hologram element (diffraction element), 200, tilt measuring device, 201, angular information Conversion circuits (inclination angle obtaining means), OPa, OPb, OPc... Amplifiers (difference signal generation means), OPd, OPf, OPg... Amplifiers (first difference signal generation means), OPe, OPh, OPi. R1... Area (first area), R2... Area (second area), TS... Tilt sensor (tilt sensor).

Claims (21)

所定の基準面に対する対象物の傾きに関する情報を検出するための傾きセンサであって、
前記対象物を介した光束の光路上に前記基準面と所定の位置関係で配置され、前記光束の入射角に応じた回折効率で前記光束を回折する回折素子と;
前記回折素子からの回折光を受光し、光電変換信号を出力する光検出器と;を備える傾きセンサ。
A tilt sensor for detecting information about the tilt of the object with respect to a predetermined reference plane,
A diffraction element arranged on the optical path of the light beam passing through the object in a predetermined positional relationship with the reference plane, and diffracting the light beam at a diffraction efficiency according to an incident angle of the light beam;
A photodetector that receives the diffracted light from the diffractive element and outputs a photoelectric conversion signal.
前記光検出器で受光される回折光は、最も強度の高い次数の回折光であることを特徴とする請求項1に記載の傾きセンサ。The tilt sensor according to claim 1, wherein the diffracted light received by the photodetector is a diffracted light of the highest order. 前記回折素子は、前記光検出器で受光される回折光の強度と前記光束の入射角との関係が所定区間でほぼ線形となるように設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の傾きセンサ。The said diffraction element is set so that the relationship between the intensity of the diffracted light received by the photodetector and the incident angle of the light beam may be substantially linear in a predetermined section. The tilt sensor according to 1. 前記光検出器は、前記回折光とは別個に前記回折素子からの0次光を更に受光し、
前記光検出器からの前記回折光の光電変換信号と前記0次光の光電変換信号との差信号を生成する差信号生成手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の傾きセンサ。
The photodetector further receives 0-order light from the diffraction element separately from the diffracted light,
4. The apparatus according to claim 1, further comprising a difference signal generating unit configured to generate a difference signal between a photoelectric conversion signal of the diffracted light from the photodetector and a photoelectric conversion signal of the zero-order light. The tilt sensor according to the item.
前記光検出器は、前記回折素子からの+1次回折光及び−1次回折光をそれぞれ受光し、
前記光検出器からの前記+1次回折光の光電変換信号と前記−1次回折光の光電変換信号との差信号を生成する差信号生成手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の傾きセンサ。
The photodetector receives + 1st-order diffracted light and -1st-order diffracted light from the diffraction element, respectively.
The tilt according to claim 1, further comprising a difference signal generating unit configured to generate a difference signal between a photoelectric conversion signal of the + 1st-order diffracted light and a photoelectric conversion signal of the −1st-order diffracted light from the photodetector. Sensors.
前記回折素子は、第1の溝方向の凹凸格子が形成された第1の領域及び前記第1の溝方向に直交する第2の溝方向の凹凸格子が形成された第2の領域をそれぞれ含み、
前記光検出器は、前記第1の領域からの回折光を受光する第1の受光部と、前記第2の領域からの回折光を受光する第2の受光部とを有することを特徴とする請求項1に記載の傾きセンサ。
The diffraction element includes a first region in which a concave-convex lattice in a first groove direction is formed and a second region in which a concave-convex lattice in a second groove direction orthogonal to the first groove direction is formed. ,
The photodetector includes a first light receiving unit that receives the diffracted light from the first region, and a second light receiving unit that receives the diffracted light from the second region. The tilt sensor according to claim 1.
前記第1、第2の受光部で受光される回折光は、それぞれ最も強度の高い次数の回折光であることを特徴とする請求項6に記載の傾きセンサ。The tilt sensor according to claim 6, wherein the diffracted lights received by the first and second light receiving units are the highest-order diffracted lights, respectively. 前記回折素子は、前記第1の受光部で受光される回折光の強度と前記第1の領域への前記光束の入射角との関係が第1の区間でほぼ線形となるとともに、前記第2の受光部で受光される回折光の強度と前記第2の領域への前記光束の入射角との関係が第2の区間でほぼ線形となるように設定されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の傾きセンサ。In the diffraction element, the relationship between the intensity of the diffracted light received by the first light receiving unit and the angle of incidence of the light beam on the first region becomes substantially linear in a first section, and the second The relationship between the intensity of the diffracted light received by the light receiving unit and the angle of incidence of the light beam on the second area is set to be substantially linear in the second section. 8. The tilt sensor according to 6 or 7. 前記光検出器は、前記回折素子からの0次光を受光する第3の受光部を更に有し、
前記第1の受光部からの光電変換信号と前記第3の受光部からの光電変換信号との差信号を生成する第1の差信号生成手段を更に備えることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の傾きセンサ。
The light detector further includes a third light receiving unit that receives the zero-order light from the diffraction element,
9. The image forming apparatus according to claim 6, further comprising: first difference signal generating means for generating a difference signal between a photoelectric conversion signal from the first light receiving unit and a photoelectric conversion signal from the third light receiving unit. The tilt sensor according to any one of the above.
前記第2の受光部からの光電変換信号と前記第3の受光部からの光電変換信号との差信号を生成する第2の差信号生成手段を更に備えることを特徴とする請求項9に記載の傾きセンサ。10. The apparatus according to claim 9, further comprising a second difference signal generating unit configured to generate a difference signal between a photoelectric conversion signal from the second light receiving unit and a photoelectric conversion signal from the third light receiving unit. Tilt sensor. 前記第1の受光部は、前記第1の領域からの+1次回折光及び−1次回折光をそれぞれ受光し、
前記第1の受光部から出力される前記+1次回折光の光電変換信号と前記−1次回折光の光電変換信号との差信号を生成する第1の差信号生成手段を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の傾きセンサ。
The first light receiving unit receives + 1st-order diffracted light and -1st-order diffracted light from the first region, respectively.
It further comprises a first difference signal generating means for generating a difference signal between the photoelectric conversion signal of the + 1st-order diffracted light and the photoelectric conversion signal of the -1st-order diffracted light output from the first light receiving unit. The tilt sensor according to claim 6.
前記第2の受光部は、前記第2の領域からの+1次回折光及び−1次回折光をそれぞれ受光し、
前記第2の受光部から出力される前記+1次回折光の光電変換信号と前記−1次回折光の光電変換信号との差信号を生成する第2の差信号生成手段を更に備えることを特徴とする請求項11に記載の傾きセンサ。
The second light receiving unit receives + 1st-order diffracted light and -1st-order diffracted light from the second region, respectively,
It further comprises a second difference signal generating means for generating a difference signal between the photoelectric conversion signal of the + 1st-order diffracted light and the photoelectric conversion signal of the -1st-order diffracted light output from the second light receiving unit. The tilt sensor according to claim 11.
前記回折素子は、形成されている凹凸格子の断面形状がのこぎり刃状であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の傾きセンサ。The tilt sensor according to any one of claims 1 to 12, wherein in the diffraction element, a cross-sectional shape of the formed concavo-convex grating is a saw-tooth shape. 前記対象物を介した光束は、前記対象物で反射された反射光であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の傾きセンサ。The tilt sensor according to any one of claims 1 to 13, wherein the light beam passing through the object is reflected light reflected by the object. 前記基準面に対して一定の角度をなす方向に光束を出射する光源を更に備え、
前記光源から出射され前記対象物で反射された反射光の光路上に前記回折素子が配置されていることを特徴とする請求項14に記載の傾きセンサ。
A light source that emits a light beam in a direction that forms a certain angle with respect to the reference plane,
The tilt sensor according to claim 14, wherein the diffraction element is disposed on an optical path of light reflected from the object and emitted from the light source.
前記光源から出射され前記対象物に向かう光束の光路上に配置され、前記光源から出射された光束を略平行光とする光学素子を更に備えることを特徴とする請求項15に記載の傾きセンサ。The tilt sensor according to claim 15, further comprising: an optical element disposed on an optical path of a light beam emitted from the light source toward the object, and configured to make the light beam emitted from the light source substantially parallel light. 前記回折素子は、入射する光束の偏光状態に応じて回折作用が異なる偏光回折素子であり、
前記光源から出射される光束の偏光方向に対して、前記偏光回折素子に入射する前記反射光の偏光方向をほぼ90度ずらすための位相差板を更に備えることを特徴とする請求項15又は16に記載の傾きセンサ。
The diffraction element is a polarization diffraction element having a different diffraction effect according to the polarization state of the incident light beam,
17. A phase difference plate for shifting the polarization direction of the reflected light incident on the polarization diffraction element by approximately 90 degrees with respect to the polarization direction of a light beam emitted from the light source. The tilt sensor according to 1.
所定の基準面に対する対象物の傾斜角を測定する傾き測定装置であって、
請求項15〜17のいずれか一項に記載の傾きセンサと;
前記傾きセンサの出力信号に基づいて、前記基準面に対する前記対象物の傾斜角を取得する傾斜角取得手段と;を備える傾き測定装置。
A tilt measuring device that measures a tilt angle of an object with respect to a predetermined reference plane,
A tilt sensor according to any one of claims 15 to 17;
A tilt angle obtaining unit configured to obtain a tilt angle of the object with respect to the reference plane based on an output signal of the tilt sensor.
情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、
前記情報記録媒体を前記対象物とする請求項15〜17のいずれか一項に記載の傾きセンサと;
前記情報記録媒体に対応した波長のレーザ光を出射するレーザ光源と;
前記レーザ光を前記記録面に集光する対物レンズを含み、前記記録面で反射され前記対物レンズを介した前記レーザ光の戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と;
前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する信号光検出器と;を備える光ピックアップ装置。
An optical pickup device that irradiates light to a recording surface of an information recording medium and receives reflected light from the recording surface,
The inclination sensor according to any one of claims 15 to 17, wherein the information recording medium is the object.
A laser light source that emits laser light having a wavelength corresponding to the information recording medium;
An optical system including an objective lens for condensing the laser light on the recording surface, and guiding a return light beam of the laser light reflected by the recording surface and passing through the objective lens to a predetermined light receiving position;
A signal light detector arranged at the light receiving position and receiving the return light beam.
情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、
前記情報記録媒体に対応した波長のレーザ光を出射するレーザ光源と;
前記レーザ光を前記記録面に集光する対物レンズを含み、前記記録面で反射され前記対物レンズを介した前記レーザ光の戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と;
前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する信号光検出器と;
前記レーザ光源から出射され前記対物レンズに向かう光束の光路上に配置され、前記レーザ光の一部を前記情報記録媒体に向けて分岐する分岐光学素子と;
前記分岐光学素子で分岐され前記情報記録媒体で反射されたレーザ光の光路上に前記回折素子が配置され、前記情報記録媒体を前記対象物とする請求項14に記載の傾きセンサと;を備える光ピックアップ装置。
An optical pickup device that irradiates light to a recording surface of an information recording medium and receives reflected light from the recording surface,
A laser light source that emits laser light having a wavelength corresponding to the information recording medium;
An optical system including an objective lens for condensing the laser light on the recording surface, and guiding a return light beam of the laser light reflected by the recording surface and passing through the objective lens to a predetermined light receiving position;
A signal light detector arranged at the light receiving position and receiving the return light beam;
A branch optical element that is disposed on an optical path of a light beam emitted from the laser light source and that travels toward the objective lens, and that branches a part of the laser light toward the information recording medium;
15. The tilt sensor according to claim 14, wherein the diffraction element is arranged on an optical path of a laser beam branched by the branch optical element and reflected by the information recording medium, and the information recording medium is used as the object. Optical pickup device.
情報記録媒体の記録面上に光を照射し、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、
請求項19又は20に記載の光ピックアップ装置と;
前記傾きセンサの出力信号に基づいて、前記記録面に形成される光スポットの形状を調整する調整手段と;
前記光ピックアップ装置の出力信号を用いて、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と;を備える光ディスク装置。
An optical disc device that irradiates light onto a recording surface of an information recording medium and performs at least reproduction of information recording, reproduction, and erasing,
An optical pickup device according to claim 19 or 20;
Adjusting means for adjusting the shape of a light spot formed on the recording surface based on an output signal of the tilt sensor;
A processing device that performs at least reproduction of information recording, reproduction, and erasure using an output signal of the optical pickup device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010044943A3 (en) * 2008-07-25 2010-07-22 Cornell University Light field image sensor, method and applications
JP2011043467A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Ricoh Co Ltd Distance measuring sensor
WO2012018887A3 (en) * 2010-08-03 2012-04-12 Cornell University Angle sensitive pixel (asp)-based image processing system, method, and applications
JP2015190779A (en) * 2014-03-27 2015-11-02 新日鉄住金化学株式会社 Displacement information generation device and displacement information generation method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010044943A3 (en) * 2008-07-25 2010-07-22 Cornell University Light field image sensor, method and applications
KR20110036844A (en) * 2008-07-25 2011-04-11 코넬 유니버시티 Light field image sensor, method and applications
US8530811B2 (en) 2008-07-25 2013-09-10 Cornell University Light field image sensor, method and applications
KR101629044B1 (en) 2008-07-25 2016-06-09 코넬 유니버시티 Light field image sensor, method and applications
JP2011043467A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Ricoh Co Ltd Distance measuring sensor
WO2012018887A3 (en) * 2010-08-03 2012-04-12 Cornell University Angle sensitive pixel (asp)-based image processing system, method, and applications
US8767047B2 (en) 2010-08-03 2014-07-01 Cornell University Angle sensitive pixel (ASP)-based image processing system, method, and applications
KR101790601B1 (en) 2010-08-03 2017-10-26 코넬 유니버시티 Angle Sensitive Pixel(ASP)-based Image Processing System, Method, and Applications
JP2015190779A (en) * 2014-03-27 2015-11-02 新日鉄住金化学株式会社 Displacement information generation device and displacement information generation method

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