JPH04134734A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスクの光スポツト位置決め機構に係り
、特に対物レンズと焦点合わせ機構のみが移動してアク
セスする分層光学系の光ディスク装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の分離光学系方式の光ディスク装置においては、複
数の方式が挙げられるが、アクセス機構上に対物レンズ
と焦点合わせ機構のみが搭載されている方式が最も軽量
のものである。この方式の装置の一例として１９９０年
電子情報通信学会春季全国大会講演論文集、４〜４７４
頁に記載の光ディスク装置が挙げられる。この装置は固
定光学系にガルバノミラ−を設け、光スポットのディス
クの半径方向への大まかな位置決めは、アクセス機構上
の対物レンズを移動させて行ない、高周波の微小振幅分
だけガルバノミラ−を回動させて。

光スポットの高精度な位置決めを行なうものである。ガ
ルバノミラ−と対物レンズとの間の距離が短い場合は問
題ないが、対物レンズがディスクの内周側に移動して、
ガルバノミラ−と対物レンズとの間の距離が長くなった
場合、ガルバノミラ−が中立位置（基準位置）Ｆから傾
いた時、２つの問題が発生する。第１の問題は、第１０
図に示すように対物レンズ１０に入射する光束が対物レ
ンズ光軸中心ＧからＨだけずれるため、対物レンズに入
射する光束がけられない（光束断面が変化しない）よう
に十分光束径を大きくしておかなければならず、対物レ
ンズに入射する光束の光強度が低下することである。第
２の問題は、ディスクで反射して固定光学系へ戻る光束
が対物レンズに入射する光束と位置がＨだけずれてしま
うことである。光スポットとディスク上の記録トラック
との相対位置ずれを検呂するトラック検出方式として広
く用いられている回折差動方式では、前記のような固定
光学系へ戻る光束の位置ずれは、光スポットと記録トラ
ックとの位置ずれ検出信号のオフセットを発生させる。

このようにガルバノミラ−と対物レンズとの間の距離が
長くなる場合の前記戻る光束の位置ずれを低減する方法
として特公昭５８−６２１１号公報に記載のように、ガ
ルバノミラ−の回転中心を、ガルバノミラ−の中心と対
物レンズとの間の距離に応じてガルバノミラ−の中心か
ら離す方法が提案されている。しかしながら、この方法
では、対物レンズとガルバノミラ−との間の距離が長く
なると、回転中心とガルバノミラ−中心の距離が長くな
り、ガルバノミラ−アクチュエータの剛性が小さくなる
こと、及び慣性モーメントが大きくなるという２つの理
由からガルバノミラ−の応答性が低くなり、高周波の位
置ずれに追従することが不可能であるという問題があっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の光ディスク装置にあっては、ディスクで反射した
戻る光束の光軸位置ずれを低減する効果はあるものの、
ガルバノミラ−に必要な高い応答性を実現できない問題
があった。

本発明の目的は、対物レンズとガルバノミラ−との間の
距離が長くなった場合でも、ディスクから反射した戻る
光束の光軸位置ずれが十分小さく、かつガルバノミラ−
として高い応答性を実現可能とする光ディスク装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係る光デイ、スフ装
置は、情報記録面を有する円板状の媒体を回転させるス
ピンドルモータと、情報記録面に対向して設けられた対
物レンズと対物レンズを媒体の法線方向に移動する対物
レンズ駆動手段と対物レンズを媒体の半径方向に移動す
るヘッド移動手段とよりなる可動ヘッドと、レーザ光源
とレーザ光源から出た入射光束を偏光させ半径方向に反
射させるガルバノミラ−と対物レンズにより形成された
光スポットの情報記録面とのずれ及び情報記録面の情報
を検出する検出器とよりなる固定光学系とを備えた光デ
ィスク装置において、ガルバノミラ−に、入射光束の方
向の回転軸を介して回転軸と直交する平面上を回動する
２個の反射面を設け、第１の反射面は、入射光束を平面
上に反射させるとともに少なくとも１個の固定反射面に
反射させ、第２の反射面は、固定反射面から入射させた
反射光束を平面上に出射させて対物レンズに入射させる
ように構成されている。

そしてガルバノミラ−は、第１の反射面及び第２の反射
面を接合した可動部の重心の位置を中心線上に有する回
転軸により可動部を支持させるとともに、可動部又は固
定側に磁性体を固着させ、磁性体に対向する位置の固定
側又は可動部に磁石を固着させた構成でもよい。

〔作用〕

本発明の光ディスク装置によれば、ガルバノミラ−およ
び固定ミラーの基本構成の正面図である第７図、平面図
である第８図、及び説明図である第９図に示すように、
ガルバノミラ−５０のミラーホルダ１が回転軸６の回り
に微小角度θだけ回転するとガルバノミラ−５０の第１
のミラー（第１の反射面）２も角度θだけ同様に回転す
るため、光源からの入射光束Ｐｓの反射する方向も、回
転軸６と直角な平面内で角度θだけ回転する。反射光は
固定ミラー４および５で反射され、ガルバノミラ−の第
２のミラー（第２の反射面）３に入射する。第２のミラ
ー３及び第２のミラー３に入射する光束の双方とも角度
θだけ回転しているため。

第２のミラー３から反射されて出ていく光束ＰＬも角度
θだけ回転している（第９図に破線Ｊで示す）。

回転軸６から第１のミラーと入射光束Ｐｓの中心との交
点Ａまでの反射光束ＰＲ１方向の距離をＱ工、交点Ａか
ら固定ミラー中心までの距離をＱ２、反射光束ＰＦＩ、
が固定ミラー４で反射した後の反射光束をＰｆｌｚ、そ
れが固定ミラー５で反射した後の反射光束をＰＨ１とし
、反射光束と固定ミラー４の交点をＢ、反射光束と固定
ミラー５との交点をＣ１反射光束とガルバノミラ−の第
２のミラー３との交点をＤとした時、ＢＣ間の距離をＱ
ｌ、ＣＤ間の距離をＱ４とし、出射光束Ｐ、と回転軸６
との距離をＱ５、反射光束ＰＲよと回転軸６との距離を
１、出射光束Ｐ、の方向の交点りと回転軸６の距離をＱ
７とした時、出射光束Ｐｒの起点りは、回転軸６と直角
な面内で、中立時の出射光束Ｐ、の光軸から、その先軸
の直角方向に（１）式で表わされる距離δ３だけ変位す
る。

δｓ　”　（Ｑ　２　＋　Ｑ　３　＋　Ｑ　４＋　（ｌ
　ｓ　　Ｑ　７　）　Ｘθ　−（１）出射光束は起点が
６８だけずれ、θだけ傾いた光束となるので、中立時の
光軸とは（２）式で表わされる距離Ｑ０の位置のＤから
離れた点で中立時の光軸と交わる。

Ｑ０＝Ｑ２＋Ｑ□＋Ｑ４＋Ｑ、−Ｑ、　　　　　　・・
・（２）すなわちＱｏが第２のミラー３と対物レンズ１
゜の光源側焦点にとなるよう、に設定することにより、
ガルバノミラ−が回転した時もガルバノミラ−５０から
出た出射光束は対物レンズの光源側焦点Ｋを通るため、
ディスクで反射して戻る光束も同じ経路をたどり、戻る
光束の位置ずれを生じない。

また対物レンズに入射する出射光束も光源側焦点Ｋを通
るため、光束がけられる量は小さく、光束を有効に活用
できる。各光束は、各ミラーの有効部からはみ出しては
ならないのは当然であるが、第７図に示した各距離のな
かでＱ、はＯにすることが望ましい。その理由は、Ｑ、
が有限の値であると、ガルバノミラ−５０がθだけ回転
すると。

光源からの入射光束が反射する位置が中立位置の反射位
置からＡＢ力方向Ω６θだけずれるため、回転軸方向に
反射位置がずれ、結果として反射光束が光軸方向に平行
移動することが好ましくないためである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図を参照しながら説明する。

第１図に示すように、スピンドルモータ（図示せず）に
より一定速度で回転され、その記録面上にデータが渦巻
状のトラックとして記録されているディスク７に対向し
て可動ヘッド８が設けられている。可動ヘッド８のボデ
ィ１２の最上部に対物レンズ１０が金属ばね５１で支持
されている。

金属ばね５１はディスク法線方向の剛性は低く、他の方
向の剛性は、振動が位置決め制御やデータの書き込みや
読み出しに悪影響を与えないように大きくなっている。

ボディ１２の内部には立上げミラー１１が固定されてお
り、固定光学系９から入射する出射光束を反射して対物
レンズ１０に導く。さらにボディ１２には左右に各１ケ
ヘツド駆動コイル（ヘッド駆動手段）１３が取付けられ
ており、図示していない磁気回路とともに、可動ヘッド
８をディスク７の半径方向に移動させることができる。

またボディ１２には５ケのボールベアリングが固定され
た軸を介して取付けられており。

そのうち４個は主ガイド軸１８に、その外輪が接して、
可動ヘッド８をディスク７の中心方向に精度良く、かつ
低摩擦で導く役目を持っている。残る１個のボールベア
リングは副ガイド軸１７に接して可動ヘッド８の、主ガ
イド軸１８回りの回転を拘束している。更に６個目のボ
ールベアリング１６がばね１５に取り付けられ、副ガイ
ド軸１７に、ばね１５による付勢力により押し付けられ
ている。

固定光学系９においては、ベース１９上にレーザ２０、
光検出器２７，２８．３１および各光学系部品が固定さ
れている。以下、レーザ（レーザ光源）２０から出射さ
れた光を追いながら光学系の構成と主な作用を説明する
。

固定光学系９の平面図を第２図に示すので第１図と合わ
せて見ることにより、正確な理解を得ることができる。

なお第２図に示す箱３２はレーザ２０を高周波変調して
レーザに起因するノイズを低減する高周波モジュールを
表わすものである。

半導体レーザ（レーザ光源）２０を出た入射光束はコリ
メートレンズ２１で平行光となり、プリズム２２．２３
を通過することによりベース１９に平行な方向の幅を拡
げられる。半導体レーザ２０を出た入射光束は、ベース
１９に直角な方向の幅が平行な方向よりも大きい楕円断
面となっているが、プリズム２２．２３を通過すること
により円形断面となる。入射光束は次に複合プリズム２
４のハーフミラ一部を通り抜けてガルバノミラ−の第１
の反射面例えば第１のミラー２で直角方向に反射され、
更に固定ミラー４および固定ミラー５で反射され、ガル
バノミラ−の第２の反射面例えば第２のミラー３で反射
されて、可動ヘッドの立上げミラー１１に向かう。ガル
バノミラ−の第１のミラー２と第２のミラー３および固
定ミラー４゜５の各中心は、ガルバノミラ−５０の回転
軸に対し直角な同一平面上にあり、第２のミラー３およ
び固定ミラー４，５は前記平面に対し直交している。

可動ヘッド８上の立上げミラー１１で出射光束は反射さ
れかつ対物レンズ１０で絞り込まれ、ディスク７の記録
面上に直径１．６μｍ程度の微小な光スポットを形成し
、そこで反射して再び対物レンズ１０を通過して平行光
となる。そして再び立上げミラー１１で反射して、第２
のミラー３、固定ミラー５、固定ミラー４及び第１のミ
ラー２を経て複合プリズム２４のハーフミラ−で反射さ
れ、複合プリズム２４の中央に設けたハーフミラ−で、
ウォラストンプリズム２９方向の光と、複合プリズム２
４の中を更に進む光に分かれる。ウォラストンプリズム
２９で光は、常光線と異常光線の２本に分離され、ウォ
ラストンプリズム２９の端面に貼り付けられたレンズに
より収束しながら反射ミラー３０で方向を変えて信号検
出器３１に向かい、信号検出器３１上の２つに分割され
た光検出器上に常光線及び異常光線番々のスポットを結
ぶ。信号検出回路では常光線と異常光線との各検出信号
の差を取ることにより、ディスク７の記録面上に、磁化
方向が上又は下向きの光磁気信号として記録されたデー
タを検出する。

一方、複合プリズム２４の中を進行する光は、複合プリ
ズム２４の端部に設けられた全反射部で反射してレンズ
２５に入射し、レンズ２５により収束光となる。収束光
はハーフプリズム２６で反射光と通過光に分離さ九１反
射光は、前記収束光の焦点よりも手前に設けられたサー
ボ信号検出器２７に入り、通過光は前記収束光の焦点よ
りも後側に設けたサーボ信号検出器２８に入射する。

ディスク７の記録面上のデータは、深さ０．１μｍ、幅
０．５μｍ程度の案内溝に沿って記録されており、光ス
ポットのこの案内溝からのずれ（トラックずれ）、及び
光スポットの焦点ずれを固定光学系９のサーボ信号検出
器２７．２８で検出し、焦点ずれが小さくなるように、
図示されていない焦点合わせアクチュエータ（対物レン
ズ駆動手段）で対物レンズ１０をディスク７の法線方向
に駆動する。またトラックずれが小さくなるようにガル
バノミラ−５０を後述のごとく駆動する。

光スポットは、ディスク７上の案内溝の低周波で大振幅
の変位は、ヘッド駆動コイル１３によって可動ヘッド８
を移動させることにより追従し、残る高周波で小振幅の
変位にはガルバノミラ−５０を回転させることにより追
従する。可動ヘッド８移動による追従とガルバノミラ−
５０による追従の配分は、トラックフォローイング回路
によって決定されるが、その例としては特開昭６１−３
３３２号公報などが開示されている。

サーボ信号検出器２７．２８は、検出器の中央部に縦方
向に帯状のトラック方向検出部があり、トラックずれ検
出部が上下に２分割され、その出力差として、案内溝部
からの光スポツト回折光のアンバランスを検出し、トラ
ックずれ信号としてフィードバックする。一方、焦点ず
れは、トラックずれ検出部の左右に焦点ずれ検出部があ
り、サーボ信号検出器２７とサーボ信号検出器２８の焦
点ずれ検出部の出力差として焦点ずれを検出する。

この検出法の例として特開昭６４−６４１２７号公報が
開示されている。以上の装置全体の説明に続いて、本発
明で新たに必要となる２ミラー形のガルバノミラ−５０
について説明する。

第３図は２ミラー形のガルバノミラ−５ｏの平面図、第
４図はレーザ側から見た正面図、第５図は第４図と反対
側から見た裏側正面図、第６図は左側から見た側面図で
ある。２ミラー形のガルバノミラ−５０はミラーホルダ
１に第１のミラー２および第２のミラー３が接合されて
おり、第１のミラー２はガラス内の全反射により反射す
るもので、第２のミラー３は表面で反射するものである
。

ミラーホルダ１には他に、２つの駆動コイル３３と支持
ピン（回転軸）３７、そしてミラーホルダ１から張り出
したばね接合部３４に２枚の板はね３５が十字状に交差
して接合されている。２枚の十字ばね３５の交差部は支
持ピン３７の中心線上にあり、ガルバノミラ−５０の可
動部の重心は、支持ピン３７の中心線上にある。またガ
ルバノミラ−５ｏの可動部（ミラーホルダ１、ばね接合
部３４、駆動コイル３３、第１のミラー２、第２のミラ
ー３および支持ピン３７よりなる）の慣性主軸の一本は
、支持ピン３７の中心線と一致させである。この実施例
ではそれぞれの部材を支持ピンの中心線と直交する平板
におき変え、それぞれの平板の重心が前記中心線に一致
するように、形状と材質を決定した。

２ミラー形のガルバノミラ−５０の固定部としては、支
持ピン３７の相手となるピンホルダ３８、十字ばね３５
の固定側を固定支持するばねホルダ３６、そして駆動コ
イル３３と駆動部を構成する磁石４０およびヨーク３９
がある。駆動コイル３３は、磁石４０とヨーク３９のセ
ンタポールとの間の磁気ギャップ部にその直線部を挿入
され、磁界と直角方向に電流を流すことにより、第３図
の紙面垂直方向の力を発生する。左右のコイルに発生す
る力の方向を反対方向とすることにより回転モーメント
を発生させる。以上の固定部各要素は光学系ベース１９
にねじ（図示せず）により螺着される。

本実施例における可動ヘッド８は、ディスク７の最内周
側と最外周側との間で約３０閣移動する。

そこで本実施例では最内周と最外周の中央部を標準位置
として、標準位置における対物レンズの光源側焦点位置
に合わせて、第１のミラー２がら第２のミラー３までの
光路長Ｑ０を決定した。その結果、最内周あるいは最外
周では、対物レンズ１Ｏに入射する出射光束は、光源側
焦点から１５■ずれた光軸上の点に入射することになる
が、この程度のずれであれば、ガルバノミラ−５０が３
ｍｒａｄ傾いた時、固定光学系９に戻る戻る光束の光軸
位置ずれは９０μｍであり、トラックずれ信号に与える
オフセットは０．０５μｍ前後である。

これは一般に言われているトラック追従位置誤差０．１
μｍの１７２であり、許容できるものである。ガルバノ
ミラ−５０が３ｍｒａｄ回転した時、対物レンズの焦点
距離が４ｗｍとすると光スポットは１２μｍ変位するこ
とに相当するが、可動ヘッド８が追従する割合を高くす
ることにより、ガルバノミラ−５０によって追従する変
位量を１２μｍ以下に抑えることは困難ではない。

本実施例では光学系の条件は、作用の項で説明した望ま
しい条件に合せているため、特にここでは光学系につい
ての作用の説明は繰り返さない。

次にガルバノミラ−５０の第２の実施例について第１１
図〜第１３図を参照しながら説明する。

第１１図はガルバノミラ−５０および固定ミラーの平面
図、第１２図は正面図、第１３図はミラーホルダ１の中
央断面（第１１図Ｅ−Ｅ断面）である。第２の実施例で
は第１のミラー２と第２のミラー３が回転軸上に同軸状
に配置されており１回転方向の慣性モーメントが低減し
、応答性を高められる効果がある。この場合、第１のミ
ラー２で反射された反射光束と、第２のミラー３で反射
される出射光束とが同一平面内でなくなるため１回転軸
方向に光束を移動する目的で光束の方向に対し４５°に
傾けた固定ミラー４３を設ける。第２の実施例において
は第１のミラーで反射した反射光束を、第２のミラー３
の下に設けた固定ミラー５の高さに下げるため、入射光
束に対し４５°傾けた平行ミラ一部をプリズム４５．４
６で構成しているが、第１の実施例のように第１のミラ
ーをねじ向けて斜め下へ向けて反射させ、固定ミラー４
３と固定ミラー４４とを互いにややねじれたように配置
することにより固定ミラー４５．４６を省くことが可能
である。

第２の実施例においては、可動部を中心軸上で両側から
支持するのは、特に光源側で困難なため、円形断面の支
持ピン（回転軸）４１をピンホルダ４２で片持ちで固定
し、可動部に設けた長穴に挿入して支持するもので、ミ
ラーホルダ１の下部に設けた鉄片を、図示しない光学系
ベースに固定された磁石ホルダ４９に取付けられた磁石
４８で吸引することにより、中立位置設定とミラーホル
ダ１と一体になった可動部のガタッキ防止を図ったもの
である。駆動部は第１の実施例と同様に２個のミラーホ
ルダ１に取付けられた駆動コイル３３と磁石４０および
ヨーク３９からなる２式磁気回路で構成されている。

本発明によれば、可動ヘッドに焦点合わせアクチュエー
タした持たないで、トラック追従用のガルバノミラ−を
固定光学系に持つ分離光学系ディスク装置において、一
体に回転する２個のミラーを配設した小形のガルバノミ
ラ−によって数１０閣離れた対物レンズの光源側焦点を
狙って光束を出射させて、対物レンズから戻る光束の光
束位置ずれを大幅に低減できるため、トラック追従精度
を大幅に向上できる。その結果、可動部重量の軽い分離
光学系光ディスクが可能となり、アクセス時間を著しく
短縮することができる。

〔発明の効果〕

本発明の光ディスク装置によれば、ガルバノミラ−に２
個の反射面を設けて回動し、対物レンズの光源側焦点に
向けて光束を出射するため、対物レンズから戻る光束の
位置ずれを大幅に低減でき、かつトラック追従精度を大
幅に向上できる。そして可動部が軽量化されるとともに
アクセス時間を著しく短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の平面図、第３図は第１図の要部を示す平面図、第４
図は第３図の正面図、第５図は第３図の裏面を示す正面
図、第６図は第３図の左側を示す側面図、第７図〜第９
図は本発明の詳細な説明する図、第１０図は従来の技術
を説明する図、第１１図は本発明の他の実施例を示す構
成図、第１２図は第１１図の正面図、第１３図は第１１
図のＥ−Ｅ線断面図である。 ２・・・第１のミラー（第１の反射面）３・・・第２の
ミラー（第２の反射面）８・・・可動ヘッド、 ９・・・固定光学系、 ２０・・・半導体レーザ（レーザ光源）、３７・・・支
持ピン（固定軸）、 ５０・・・ガルバノミラ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報記録面を有する円板状の媒体を回転させるスピ
   ンドルモータと、前記情報記録面に対向して設けられた
   対物レンズと該対物レンズを前記媒体の法線方向に移動
   する対物レンズ駆動手段と前記対物レンズを前記媒体の
   半径方向に移動するヘッド移動手段とよりなる可動ヘッ
   ドと、レーザ光源と該レーザ光源から出た入射光束を偏
   光させ前記半径方向に反射させるガルバノミラーと前記
   対物レンズにより形成された光スポットの前記情報記録
   面とのずれ及び該情報記録面の情報を検出する検出器と
   よりなる固定光学系とを備えた光ディスク装置において
   、前記ガルバノミラーに、前記入射光束の方向の回転軸
   を介して該回転軸と直交する平面上を回動する２個の反
   射面を設け、第１の反射面は、前記入射光束を前記平面
   上に反射させるとともに少なくとも１個の固定反射面に
   反射させ、第２の反射面は、該固定反射面から入射させ
   た反射光束を前記平面上に出射させて前記対物レンズに
   入射させることを特徴とする光ディスク装置。 ２、ガルバノミラーは、第１の反射面及び第２の反射面
   を接合した可動部の重心の位置を中心線上に有する回転
   軸により前記可動部を支持させるとともに、該可動部又
   は固定側に磁性体を固着させ、該磁性体に対向する位置
   の固定側又は可動部に磁石を固着させたことを特徴とす
   る請求項１記載の光ディスク装置。