JPH04321942A - 分離型光ヘッド装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の記録媒
体上に光スポットを形成して情報の記録再生を行う分離
型光ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置に用いられる光ヘッド装
置は、集光レンズによって微小な光スポットを光ディス
ク上に設けられたトラックに照射して、情報を記録した
り、あるいは光ディスクによって反射された反射光から
情報を読み取る装置である。光ディスクのトラックは、
ディスクの半径方向の一定範囲にわたって設けられてい
るので、任意のトラック上で情報の記録再生を行うため
には集光レンズを移動させる必要がある。このとき、光
源や光検出器まで含めた光ヘッド装置全体を移動させる
と移動質量が大きくなり、高速に移動させることが困難
であるため、集光レンズのみを移動させる分離型光ヘッ
ド装置が検討されている。

【０００３】ところが、分離型光ヘッド装置では、機械
的な精度の限界のため可動部の移動軸と、固定光学系か
ら可動部に向かって出射する光軸とがずれる場合がある
。このようなずれがあると、ディスクによって反射され
て固定光学系に戻って来る光束の光軸が、可動部がディ
スクの内周にある場合と外周にある場合とで変位し、ト
ラッキングエラー信号のオフセットが変動してしまうと
いう問題点が生じていた。

【０００４】前記問題点を解決するために、特開平２−
６２７３５号公報に開示されていて、図８に示すような
分離型光ヘッド装置が提案されている。この光ヘッド装
置は、半導体レーザ１，コリメートレンズ２，ビームス
プリッタ３，光軸シフトアクチュエータ４，検出光学系
８を有する固定光学系９と、立ち上げミラー５，集光レ
ンズ６を有する可動部１０とを備えている。前記光軸シ
フトアクチュエータ４は、平行ガラス板が紙面に垂直な
軸を中心に回転可能なように支持されており、入力電流
に応じて平行ガラス板を傾けることができる。

【０００５】図９は可動部１０の変動を検出する方法を
示すもので、固定光学系９より補助ビーム１３を出射し
、可動部１０に設けた２分割光検出器１４で受光する。 この２分割光検出器１４の２つの出力の差より可動部１
０の変動を検出する。

【０００６】以上のような構成により、可動部１０の変
動を検出した信号によって光軸シフトアクチュエータ４
に入力する電流を制御し、平行ガラス板を傾けて出射光
の光軸を平行移動させることにより、可動部１０の変動
を補償し、反射光の光軸移動による影響を防止すること
ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような分離型光ヘッド装置では、ディスクのトラック追
従用のアクチュエータの他に光軸の補正専用に光軸シフ
トアクチュエータを必要とする。このため、固定光学系
が大きく複雑になってしまい、光ディスク装置全体を小
型化、簡略化することが困難となる。また、コスト高に
なるという問題点も生じる。

【０００８】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、光軸補正専用のアクチュエータを必要とするこ
となく、簡単な構成で可動光学系の移動に伴う反射光の
光軸移動による影響を防止することが可能な分離型光ヘ
ッド装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による分離型光ヘ
ッド装置は、出射光を平行光として出射する光源手段と
、前記平行光の光路中に回転可能に配置された反射ミラ
ーと、前記反射ミラーを駆動して前記平行光の光軸を変
位させる第一のアクチュエータと、前記反射ミラーの回
転角度を検出する角度検出手段と、記録媒体からの反射
光を受光する光検出手段とを有する固定光学系と、前記
固定光学系に相対的に移動可能に設けられ、前記出射光
を記録媒体上に集光すると共にこの記録媒体からの反射
光を前記固定光学系へ入射させる可動光学系と、前記可
動光学系を駆動する第二のアクチュエータと、予め設定
された前記反射ミラーの回転角度の目標値に対する前記
角度検出手段の出力の誤差と前記光検出手段によって検
出されたトラッキングエラー信号との和を前記第一のア
クチュエータに供給する角度制御系と、前記トラッキン
グエラー信号を前記第二のアクチュエータに供給するト
ラッキング制御系とを備えたものである。

【００１０】

【作用】固定光学系の光源手段は出射光を平行光として
出射する。可動光学系は、前記出射光を記録媒体上に集
光すると共にこの記録媒体からの反射光を前記固定光学
系へ入射させる。固定光学系の光検出手段は前記記録媒
体からの反射光を受光する。このとき、第一のアクチュ
エータによって前記平行光の光路中に回転可能に配置さ
れた反射ミラーを駆動して前記平行光の光軸を変位させ
、角度検出手段によって前記反射ミラーの回転角度を検
出する。そして、角度制御系によって予め設定された前
記反射ミラーの回転角度の目標値に対する前記角度検出
手段の出力の誤差と前記光検出手段によって検出された
トラッキングエラー信号との和を前記第一のアクチュエ
ータに供給すると共に、トラッキング制御系によって前
記トラッキングエラー信号を前記可動光学系を駆動する
第二のアクチュエータに供給する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１ないし図３は本発明の第１実施例に係り、図
１は分離型光ヘッド装置の構成を示す構成説明図、図２
は分離型光ヘッド装置の作用を示す説明図、図３は図１
の分離型光ヘッド装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【００１２】図１に示すように、分離型光ヘッド装置は
、半導体レーザ２１、コリメートレンズ２２、ビームス
プリッタ２３、反射ミラー及び第一のアクチュエータと
してのガルバノミラー２４、光検出手段としての検出光
学系２５、角度検出手段としての偏向角度検出器２６か
ら構成される固定光学系２７と、立ち上げミラー２８、
集光レンズ２９を含み第二のアクチュエータとしてのリ
ニアモータ３０によって前記固定光学系２７から出射す
る平行光束の光軸と略平行に移動して光ディスク３２上
に光スポットを形成する可動光学系３１とを備えている
。

【００１３】前記検出光学系２５の出力はコントローラ
３５に供給され、コントローラ３５からはガルバノミラ
ー２４の角度を制御するための偏向角度目標値Ｓ１　が
減算器３６の正の入力端に入力されるようになっている
。 減算器３６の負の入力端には偏向角度検出器２６が接続
されている。前記減算器３６の出力端は、第一の位相補
償回路３７を介して加算器３８の一方の入力端に接続さ
れている。また、前記検出光学系２５の出力は、第二の
位相補償回路３９及びローパスフィルタ４０にも供給さ
れるようになっている。第二の位相補償回路３９の出力
端は第一のスイッチ４１を介して加算器３８の他方の入
力端に接続されている。加算器３８の出力は第一のアン
プ４２を介してガルバノミラー２４に入力されるように
なっており、コントローラ３５、減算器３６、位相補償
回路３７，３９、加算器３８、第一のスイッチ４１、第
一のアンプ４２によって角度制御系が構成されている。 前記ローパスフィルタ４０の出力は第二のスイッチ４３
、第二のアンプ４４を介してリニアモータ３０に入力さ
れるようになっており、ローパスフィルタ４０、第二の
スイッチ４３、第二のアンプ４４によってトラッキング
制御系が構成されている。

【００１４】次に、本実施例の作用について説明する。 本実施例では、図２に示すように、固定光学系２７に配
置されたガルバノミラー２４の角度を調節することによ
って、固定光学系２７から出射される出射光の光軸４５
が可動光学系３１の移動方向４６と平行になるようにす
ると共に、前記調節された角度の近傍でガルバノミラー
２４の角度を微小に変動させ光ディスク３２上に集光さ
れる光スポットが光ディスク３２のトラックに追従する
ように制御する。

【００１５】半導体レーザ２１からの出射光はコリメー
トレンズ２２によって平行光束となり、ビームスプリッ
タ２３を透過して、ガルバノミラー２４に入射する。ガ
ルバノミラー２４は紙面に垂直な軸を中心に回転できる
ように支持されたミラーと、このミラーを駆動する機構
、例えばマグネットとコイルとからなる。ガルバノミラ
ー２４に入射した光束の反射方向は、前記コイルに流す
電流によって制御される。ガルバノミラー２４によって
反射された平行光束は可動光学系３１の立ち上げミラー
２８によって反射されて、集光レンズ２９に入射し、光
ディスク３２上に光スポットを形成する。

【００１６】そして、光ディスク３２上によって反射さ
れた反射光は、再び集光レンズ２９、立ち上げミラー２
８を経て固定光学系２７に入射し、ガルバノミラー２４
及びビームスプリッタ２３で反射され、検出光学系２５
に入射する。検出光学系２５は光ディスク３２上の光ス
ポットと情報トラックとのずれ量を光ディスク３２から
の反射光から検出して、トラッキングエラー信号として
出力する。また、偏向角度検出器２６はガルバノミラー
２４の回転角度を検出して、偏向角度信号を出力する。 ガルバノミラー２４の回転角度を検出する方法としては
、例えばミラーの裏面と固定部に対向して配置された電
極との間の静電容量を検出する方法、あるいはＬＥＤ等
の光源から出射した光をミラー面あるいはその裏面で反
射させ、その反射光を二分割光検出器で受光して光軸の
変化を検出する方法等が用いられる。

【００１７】コントローラ３５から出力される偏向角度
目標値Ｓ１　と前記偏向角度信号とが減算器３６に入力
され、これらの差が求められる。求められた差信号は第
一の位相補償回路３７によってサーボ系の安定化のため
に位相進み補償が施され加算器３８、第一のアンプ４２
を経てガルバノミラー２４に入力され、ガルバノミラー
２４の角度制御ループが形成される。この角度制御ルー
プの特性によって決まる周期数帯域内において、固定光
学系２７から出射する光束の光軸４５の角度はコントロ
ーラ３５から出力される偏向角度目標値Ｓ１　に対応す
る角度に保たれる。前記トラッキングエラー信号は、第
二の位相補償回路３９によってサーボ系の安定化のため
の位相進み補償を施された後、第一のスイッチ４１を経
て前記加算器３８に入力され、第一のアンプ４２を経て
ガルバノミラー２４に入力されると同時に、ローパスフ
ィルタ４０によってトラッキングエラー信号の低周波成
分が取り出され、第二のスイッチ４３、第二のアンプ４
４を経てリニアモータ３０に入力され、光スポットの位
置制御ループが形成される。この光スポットの位置制御
ループでは、ローパスフィルタ４０の特性によって決ま
る低周波領域ではリニアモータ３０が駆動され、高周波
領域ではガルバノミラー２４が駆動されて、光スポット
が光ディスク３２上のトラックに追従するように制御さ
れる。

【００１８】次に、図３を参照してコントローラ３５の
動作について説明する。始めにステップ１（以下、ステ
ップは省略し単にＳ１のように記す）で、第一のスイッ
チ４１と第二のスイッチ４３とを開にして光スポットの
位置制御ループを不動作の状態とし、Ｓ２で、偏向角度
目標値Ｓ１　を零としてから、コントローラ３５は可動
光学系３１が光ディスク３２の内周側にあるときと外周
側にあるときとのトラッキングエラー信号のオフセット
の変化量を検出する。ここでは、Ｓ３で、可動光学系３
１を光ディスク３２の内周に移動させ、Ｓ４で、内周に
おけるトラッキングエラー信号のオフセットを検出して
Ｂ１　とし、Ｓ５で、可動光学系３１を光ディスク３２
の外周に移動させ、Ｓ６で、外周におけるトラッキング
エラー信号のオフセットを検出してＢ２　とする。そし
て、Ｓ７で、Ｓ１　＝Ｃ・（Ｂ１　−Ｂ２　）として偏
向角度目標値Ｓ１を求める。

【００１９】固定光学系２７から出射する光束の光軸４
５と可動光学系の移動方向４６とが平行でないことによ
って発生するトラッキングエラー信号のオフセット変化
量は、平行からのずれの度合いに比例するので、オフセ
ットの変化量に一定の係数Ｃをかけた値を偏向角度目標
値Ｓ１　としてコントローラ３５内に保持し、ガルバノ
ミラーの角度制御ループに出力することによって、ガル
バノミラー２４の角度は光軸４５が移動方向４６と正確
に平行になるように制御されるようになる。この偏向角
度目標値Ｓ１　を求める動作は、光ディスク装置を組立
、調整する段階で一回だけ行っても良いし、光ディスク
装置を使用するために電源を投入する度に行っても良い
。次に、Ｓ８で、第一のスイッチ４１と第二のスイッチ
４３とを閉として光スポットの位置制御ループを動作状
態とすることによって、ガルバノミラー２４は、中心角
度において出射光の光軸４５が移動方向４６に平行にな
るように保たれながら、高周波領域では前記中心角度の
近傍で微小に振動し、光スポットがトラックに追従する
ように制御される。

【００２０】このように、ガルバノミラー２４により固
定光学系から出射する光軸の角度を補正するアクチュエ
ータと光ディスク上のトラックに光スポットを追従させ
るためのアクチュエータとを兼用することによって、特
に光軸補正専用のアクチュエータを必要とすることなく
、簡単な構成で可動光学系の移動に伴うトラッキングエ
ラー信号のオフセット変動を防止することが可能となる
。また、トラッキングエラー信号のオフセットは可動光
学系３１の位置によらず一定に保たれるので電気的に容
易に補正することができる。

【００２１】図４及び図５は本発明の第２実施例に係り
、図４は分離型光ヘッド装置の構成を示す構成説明図、
図５は光軸位置検出器の構成を示す説明図である。

【００２２】図４に示すように、第２実施例は第１実施
例の固定光学系を変形した例であり、固定光学系５１は
、半導体レーザ２１からの出射光がコリメートレンズ２
２を経てガルバノミラー２４で反射され、ビームスプリ
ッタ２３で反射及び透過するように構成されている。 また、前記ビームスプリッタ２３を透過した光が入射す
るように光軸位置検出器５２が設けられ、減算器３６の
負の入力端に接続されている。前記光軸位置検出器５２
は、図５に示すように、二分割光検出器５３と減算器５
４とによって構成されており、二分割光検出器５３の各
受光領域の出力を減算器５４に入力してそれらの差を出
力することにより、入射した光束の位置を検出するよう
になっている。その他は第１実施例と同様に構成されて
いる。

【００２３】半導体レーザ２１から出射した光は、コリ
メートレンズ２２によって平行光束となり、ガルバノミ
ラー２４に入射する。ガルバノミラー２４によって反射
された平行光束の一部はビームスプリッタ２３を透過し
て、光軸位置検出器５２に入射する。光軸位置検出器５
２は、二分割光検出器５３の各受光領域の出力を減算器
５４に入力してそれらの差を出力する。この出力信号は
二分割光検出器５３に入射する光束の位置を示し、ガル
バノミラー２４の角度に対応するものであり、第１実施
例における偏向角度信号に相当するものであるため、こ
こでも偏向角度信号と称することにする。

【００２４】一方、ビームスプリッタ２３で反射された
光束は可動光学系３１に入射し、立ち上げミラー２８に
よって反射されて集光レンズ２９に入射し、光ディスク
３２上に光スポットを形成する。そして、光ディスク３
２によって反射された反射光は、再び集光レンズ２９、
立ち上げミラー２８を経て固定光学系５１に入射し、ビ
ームスプリッタ２３を透過して、検出光学系２５に入射
する。検出光学系２５は、光ディスク３２上の光スポッ
トと情報トラックとのずれ量を光ディスク３２からの反
射光から検出して、トラッキングエラー信号として出力
する。

【００２５】そして、角度制御ループによってガルバノ
ミラー２４は偏向角度目標値Ｓ１　に対応する角度に保
たれ、固定光学系５１から出射する光束の光軸４５が移
動方向４６と正確に平行になるように制御されると共に
、光スポットの位置制御ループによってガルバノミラー
２４が中心角度の近傍で微小に振動し、光スポットが光
ディスク３２上のトラックに追従するように制御される
。

【００２６】このように、本実施例においては、情報の
記録再生に使用する光束の一部を利用してガルバノミラ
ー２４の角度検出を行っているので、角度検出のための
素子としての電極やＬＥＤ等が不要であり、装置を簡略
化することができると共に、二分割光検出器５３の出力
を半導体レーザ２１の出射光のパワーを監視する目的に
も兼用することができる。

【００２７】その他の作用及び効果は第１実施例と同様
である。

【００２８】図６及び図７は本発明の第３実施例に係り
、図６は分離型光ヘッド装置の構成を示す構成説明図、
図７は測定用可動光学系の構成を示す説明図である。

【００２９】図６に示すように、第３実施例は第２実施
例の変形例であり、コントローラ３５の代わりに目標値
設定回路６１が設けられている。目標値設定回路６１は
、例えば基準電圧源と可変抵抗器とによって構成される
。その他は第２実施例と同様に構成されている。

【００３０】本実施例においては、偏向角度目標値の設
定は分離型光ヘッド装置の組立調整の時に行われる。第
一のスイッチ４１と第二のスイッチ４３とを開にした状
態で固定光学系５１から出射する光束の光軸４５の方向
を検出して、光軸４５が可動光学系３１の移動方向４６
と平行になるように、目標値設定回路６１の可変抵抗器
を調節して偏向角度目標値Ｓ２　を設定する。ここで、
光軸４５と移動方向４６とが平行になっているか否かは
、例えば、図７に示すような可動光学系の集光レンズを
取り外して代わりに半導体位置検出装置６２を配設した
測定用可動光学系６３を用いて、立ち上げミラー２８に
よって反射された固定光学系５１からの光束を前記半導
体位置検出装置６２に入射させ、その入射位置を検出す
ることによって判定する。目標値設定回路６１の出力で
ある偏向角度目標値Ｓ２　を設定した後、通常の可動光
学系３１を取りつけ、第一のスイッチ４１と第二のスイ
ッチ４３とを閉にしてガルバノミラーの角度制御ループ
及び光スポットの位置制御ループを動作状態とすること
により、固定光学系５１から出射する光束の光軸４５が
移動方向４６と正確に平行になるように制御されると共
に、光スポットが光ディスク３２上のトラックに追従す
るように制御される。

【００３１】このように、本実施例では、トラッキング
エラー信号のオフセット変化量を検出して目標値を設定
する等の複雑な動作を行うコントローラ３５の代わりに
、目標値設定回路６１を用いて偏向角度目標値を設定し
て制御を行うため、装置を簡略化、低コスト化すること
ができる。

【００３２】その他の作用及び効果は第１及び第２実施
例と同様である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、固
定光学系から出射する光軸の角度を補正するアクチュエ
ータと光ディスク上のトラックに光スポットを追従させ
るためのアクチュエータとを兼用することによって、光
軸補正専用のアクチュエータを必要とすることなく、簡
単な構成で可動光学系の移動に伴う反射光の光軸移動に
よる影響を防止することが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る分離型光ヘッド装置
の構成を示す構成説明図

【図２】分離型光ヘッド装置の作用を示す説明図

【図３
】図１の分離型光ヘッド装置の動作を示すフローチャー
ト

【図４】本発明の第２実施例に係る分離型光ヘッド装置
の構成を示す構成説明図

【図５】光軸位置検出器の構成を示す説明図

【図６】本
発明の第３実施例に係る分離型光ヘッド装置の構成を示
す構成説明図

【図７】測定用可動光学系の構成を示す説明図

【図８】
従来の分離型光ヘッド装置の構成を示す説明図

【図９】
図８に示した可動部の変動を検出する方法を示す説明図

【符号の説明】

２１…半導体レーザ ２４…ガルバノミラー ２５…検出光学系 ２６…偏向角度検出器 ２７…固定光学系 ３０…リニアモータ ３１…可動光学系 ３５…コントローラ ３６…減算器 ３７，３９…位相補償回路 ３８…加算器 ４０…ローパスフィルタ ４１，４３…スイッチ ４２，４４…アンプ ５２…光軸位置検出器 ６１…目標値設定回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　出射光を平行光として出射する光源手
   段と、前記平行光の光路中に回転可能に配置された反射
   ミラーと、前記反射ミラーを駆動して前記平行光の光軸
   を変位させる第一のアクチュエータと、前記反射ミラー
   の回転角度を検出する角度検出手段と、記録媒体からの
   反射光を受光する光検出手段とを有する固定光学系と、
   前記固定光学系に相対的に移動可能に設けられ、前記出
   射光を記録媒体上に集光すると共にこの記録媒体からの
   反射光を前記固定光学系へ入射させる可動光学系と、前
   記可動光学系を駆動する第二のアクチュエータと、予め
   設定された前記反射ミラーの回転角度の目標値に対する
   前記角度検出手段の出力の誤差と前記光検出手段によっ
   て検出されたトラッキングエラー信号との和を前記第一
   のアクチュエータに供給する角度制御系と、前記トラッ
   キングエラー信号を前記第二のアクチュエータに供給す
   るトラッキング制御系とを備えたことを特徴とする分離
   型光ヘッド装置。
2. 【請求項２】　　前記角度制御系は、前記目標値として
   目標値を零としたときの可動光学系の移動に伴うトラッ
   キングエラー信号のオフセットの変化量に比例する値に
   設定することを特徴とする請求項１に記載の分離型光ヘ
   ッド装置。
3. 【請求項３】　　前記角度制御系は、前記目標値として
   前記固定光学系の光軸が前記可動光学系の移動方向と平
   行になるように調整された値に設定することを特徴とす
   る請求項１に記載の分離型光ヘッド装置。
4. 【請求項４】　　前記角度検出手段は、前記反射ミラー
   によって反射された平行光の一部を受光する光検出器を
   備えたことを特徴とする請求項１に記載の分離型光ヘッ
   ド装置。