JPH06162520A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガルバノミラー回転を大きくしてもフォーカス
エラーのない一軸アクチュエータ構成の光ディスク装置
を提案する。 【構成】発光手段２１からの光をガルバノミラー３１で
その光路を変更させて一軸アクチュエータ４０に設けら
れた対物レンズ６１内に導き、この対物レンズ６１から
の光を光ディスク１上に照射しながら少なくともデータ
の再生を行うようにした光ディスク装置１０であって、
トラッキング制御のためミラー３１の回転を角度センサ
ー９０で検出し、その検出出力でフォーカス調整手段６
０を制御することによってフォーカスエラーを除去する
ようにした。これで、ミラー３１の回転を大きくできる
ので一軸アクチュエータ４０の移動量を少なくしてもト
ラッキングをファイン調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一軸アクチュエータ
を使用した光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトディスクや光磁気ディスクな
どの光ディスク装置において、光ピックアップ装置は通
常二軸アクチュエータ構成である。二軸アクチュエータ
はトラッキングとフォーカスの二軸をそれぞれ独立して
調整できるように構成されたものであるが、この二軸構
成では構造が複雑であるので重くその分応答特性があま
りよくないから、高速検索が要求されるコンピュータユ
ースなどには不向きである。

【０００３】高速検索を実現するものとして近年一軸ア
クチュエータを使用した光ディスク装置が開発されてい
る。一軸アクチュエータはこれを光ディスクの半径方向
（ラジアル方向）にスライドさせることによってトラッ
キングの粗調整が行われる。トラッキングの微調整は光
路変更用の偏向手段によって行われる。偏向手段は一軸
アクチュエータとは別体構成であって、偏向手段として
は一般にガルバノミラーなどが使用される。一軸アクチ
ュエータにはフォーカス調整のための手段が含まれてい
る。

【０００４】アクチュエータをこのように一軸構成とす
るとアクチュエータ自身を小型軽量に構成できるから高
速検索に適するものとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一軸アクチュエータを
ラジアル方向に移動させるため、通常この一軸アクチュ
エータには複数個のベアリング例えばボールベアリング
が設けられる。一軸アクチュエータはスライド棒に沿っ
て移動する機構となされる関係上、高速検索時の周波数
特性を余り速くすることができないばかりか、高速検索
するとボールベアリングの摩耗が激しくなるなどの問題
がある。

【０００６】これを改善すべく、偏向手段の偏向回転角
を大きく振れるように制御して一軸アクチュエータのス
ライド量をその分少なくすることが考えられる。

【０００７】しかし、こうすると偏向回転角によってデ
フォーカス現象が顕著になって光ディスクのデータを正
確に再生できないという新たな問題が発生する。図１３
は偏向手段であるガルバノミラーの偏向回転角（回転角
度）θとデフォーカスとの関係を示す特性図であって、
曲線８１はビーム光の復路に配された光検出器として機
能する受光素子が所定の位置に正しく取り付けられてい
るときの回転角度θとデフォーカスとの関係を示す。受
光素子が正しい位置に取り付けられているときには最大
の範囲までガルバノミラーを回転させてもデフォーカス
は余り発生しない。

【０００８】受光素子が規定の位置より若干ずれている
と曲線８２のようにデフォーカスが無視し得ない程発生
してしまう。図は規定位置に対して５μｍずれて配置さ
れたときの特性図である。

【０００９】また、光ディスクに面ぶれがあったときに
はガルバノミラーが回転するとフォーカスエラー信号に
より対物レンズを面ぶれに対して追従させることができ
なくなる。図１４は、その様子を示すものであり、曲線
８３はガルバノミラーの回転角度θが０のときのディス
クの面ぶれに対するフォーカスエラーの量を示し、曲線
８４はカルバノミラーをθａ回転したときのディスクの
面ぶれに対するフォーカスエラーの量を示している。す
なわち、曲線８３のようにガルバノミラーの回転角度θ
が０のときは、フォーカスエラーが０Ｖになるように制
御すれば面ぶれを０μｍにすることができるが、曲線８
４のようにガルバノミラーがθａ回転したときは、フォ
ーカスエラーが０Ｖになるように制御しても面ぶれを０
μｍにすることができずｘμｍの面ぶれとなってしま
う。

【００１０】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、ガルバノミラーを回転駆動す
るときに発生するデフォーカスを除去できるようにし
て、一軸アクチュエータの移動量をできるだけ少なして
一軸アクチュエータの消耗を少なくした光ディスク装置
を提案するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、発光手段からの光を偏向手段
でその光路を変更させて一軸アクチュエータに設けられ
た対物レンズ内に導き、この対物レンズからの光を光デ
ィスク上に照射しながら少なくともデータの再生を行う
ようにした光ディスク装置において、トラッキング制御
のため上記偏向手段を傾けることによって生ずるフォー
カスエラーの検出手段が設けられ、このフォーカスエラ
ー検出手段の出力で上記対物レンズを取り付けたフォー
カス調整手段を制御することによってフォーカスエラー
を除去するようにしたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】図１に示す例は、フォーカスエラー検出手段と
して光検出器２７を利用したものである。光検出器２７
は光ディスクからの再生信号を得るための光検出器でも
あり、通常は４分割された受光素子ａ〜ｄに得られる信
号をそれぞれ適当に演算して光ディスクからの信号を再
生したり、フォーカスエラー信号などを生成している。

【００１３】図１４に示すようにガルバノミラーを回転
させることによって発生するフォーカスエラーを相殺す
るにはこのフォーカスエラー成分ＦＢをフォーカスバイ
アス信号としてフォーカス調整手段６０（図１）に戻し
てやればよい。

【００１４】受光素子ａ〜ｄの信号の演算内容を変更し
て得た信号であるラジアルプッシュプル信号は図２のよ
うにガルバノミラーの回転角度に比例した信号となって
得られるから、このラジアルプッシュプル信号はフォー
カスエラー成分ＦＢとも関連する。

【００１５】したがって、ラジアルプッシュプル信号の
入出力関係を適当に選んだ上でこれをフォーカス調整手
段６０にフィードバックさせるだけでガルバノミラーの
回転によって発生するデフォーカス状態を完全に除去で
きる。

【００１６】

【実施例】続いて、この発明に係る光ディスク装置の一
例を図面を参照して詳細に説明する。

【００１７】まず、この発明を適用できる一軸アクチュ
エータを使用した光ディスク装置の概要を図３以下を参
照して詳細に説明する。

【００１８】図３に示す光ディスク装置１０は、光ディ
スク１へのデータ書き込み、読み出し用としてレーザを
使用した場合であって、したがってこの光ディスク装置
１０は光ブロック２０、偏向手段３０としてのガルバノ
ミラー３１および一軸アクチュエータ４０で構成され
る。２はスピンドルモータである。

【００１９】光ブロック２０は発光手段としての半導体
レーザ（ＬＤ）２１を内蔵し、これより出射したレーザ
光はコリメータレンズ２２、ビームスプリッタ２３を経
てブロック外に送出される。光ブロック内には光検出手
段（受光手段ＰＤ）として機能する受光素子２７が設け
られ、ビームスプリッタ２３を通して戻ってきたレーザ
光（光ディスク１によって光磁気カー効果を受けた光）
がウォラストンプリズム２５および凸レンズ２８とシリ
ンドリカルレンズ２６を経て受光される。

【００２０】偏向手段３０は光ブロック２０と一軸アク
チュエータ４０との間に固定して配置される。偏向手段
３０を構成するガルバノミラー３１はレーザ光の光路を
９０°変更して一軸アクチュエータ４０に導くと共に、
トラッキング調整（微調整を含む）を行うことができる
ように植立されたガルバノミラー３１の底面中央部を中
心に所定範囲±θにわたり左右に回転できるように構成
される。

【００２１】回転構成とするためにガルバノミラー３１
には板バネ３２が取り付けられ、この板バネ３２が図示
はしない電磁偏倚手段によって所定方向に偏倚されてガ
ルバノミラー３１に回転を付与している。

【００２２】一軸アクチュエータ４０は所定の距離を隔
てて配された板状の一対のヨーク４１，４２を有し、内
側に面したヨーク片４１ａ，４２ａの内側所定位置にス
ライド棒４４，４５が取り付け固定される。

【００２３】一対のヨーク片４１ａ，４２ａの間には一
軸アクチュエータ４０の基本構成となるスライダ５０が
配される。スライダ５０は図４に示すように断面長方形
状の枠体５０Ａを有し、その内部には図３に示すように
スライド棒４４，４５を挟持するようにこの例ではその
上面側に４個のボールベアリング５１が、その下面側に
２個のボールベアリング５２が取り付けられる。この構
成によってスライダ５０自体がヨーク４１，４２に対し
て摺動自在に取り付けられたことになる。

【００２４】スライダ５０の一端部側にはフォーカス調
整手段６０が配される。これは図５に示すように枠体と
なる中空直方体６６の上面中央部に対物レンズ６１が取
り付けられ、その直下の直方体６６内には３角柱の立ち
上げミラー６２が取り付け固定される。

【００２５】直方体６６の外側の左右端部には駆動コイ
ル６３が巻き付けられ、上下中央部には一対の板バネ６
４，６５が取り付けられる。一対の板バネ６４，６５は
図３に示すスライダ５０の一端に固定される。駆動コイ
ル６３への通電量および通電方向によって板バネ６４，
６５は上下いずれかの方向に偏倚される。上方向への偏
倚は光ディスク１に近ずく方向である。

【００２６】スライダ５０には図３および図４に示すよ
うにヨーク片４１ａ，４２ａと空隙４６との間を通るル
ープで枠体５０Ａの外側を回るようにして駆動コイル５
５が巻き付けられている。空隙４６内であって他方のヨ
ーク片４１ｂ，４２ｂの内側には板状のマグネット４７
が取着されている。

【００２７】以上のような構成とすることによって駆動
コイル５５に通電すればスライダ５０はスライド棒４
４，４５に沿って動く。ベアリング５２の片方は図示し
ないが板バネによって支承されているので、スライダ５
０はガタなく適切な圧接力でスライド棒４４，４５と接
触している。

【００２８】図６はガルバノミラー３１の回転角度θに
よってビーム光がどの程度ずれて戻るかを示す図であっ
て、ガルバノミラー３１から対物レンズ６１までの距離
をｌ、対物レンズ６１の焦点距離をｆとしたときには、
戻りのビーム光は、おおよそ Δ＝２（ｌ−ｆ）θ だけずれて入射する。

【００２９】これによって光検出器２７上では図７のよ
うにδだけ入射スポット位置がずれる。すなわち光検出
器２７が正規の位置に取り付けられているときは図８Ａ
のビームスポット位置となるのに対して、正規の位置か
らずれて取り付けられているときには同図Ｂのようにビ
ームスポットもｐだけずれて入射する。この状態でガル
バノミラー３１が回転すると同図Ｃのようになってビー
ムスポットはさらにδだけずれて入射する。従ってこの
ずれδを検出できればガルバノミラー３１の回転角度θ
を検出したことになる。

【００３０】光検出器２７は図８のように４分割されて
構成されているので、受光素子ａ〜ｄの検出信号を適当
に組み合わせることによって目的に応じた信号を得るこ
とができる。例えば、非点収差法によって、 ＦＥ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ） の演算をすればフォーカスエラー信号ＦＥが得られるこ
とは周知である。

【００３１】光ディスク１のアキシャル方向の変動は本
来ならば図８に示す上下方向の変動となって表れるが、
図１に示した光ブロック２０内にシリンドリカルレンズ
２６をおいたときはラジアル方向の変動はラジアル方向
の変動となって表れる。そこで、ラジアル方向のプッシ
ュプル信号ＲＰＰは、 ＲＰＰ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ） となる。

【００３２】このプッシュプル信号ＲＰＰとガルバノミ
ラー３１の回転角度θとの関係は図２のようになること
が確認された。図２より明らかなように回転角度θによ
ってプッシュプル信号ＲＰＰが変化することが判る。

【００３３】また、図１３によって回転角度θによるデ
フォーカスの発生が確認されており、デフォーカス量つ
まりフォーカスエラー量は図１３から回転角度θに比例
するものと推定できるから、例えば特定の回転角度θａ
のときのフォーカスエラーが図１４の曲線８４であると
きには、このときのプッシュプル信号ＲＰＰａによって
図１４に示すようなフォーカスバイアス信号ＦＢａが得
られるような変換系を置き、このフォーカスバイアス信
号ＦＢをフォーカス調整手段６０に供給すれば、フォー
カスエラーがなくなるようにフォーカス調整手段６０が
動作することになる。すなわち、図１３より回転角度と
デフォーカスとはほぼ比例しており、また、図１５より
回転角度とプッシュプル信号ＲＰＰとが比例しているの
で、プッシュプル信号ＲＰＰとデフォーカスとは比例し
ている。従ってプッシュプル信号ＲＰＰ［（ａ＋ｂ）−
（ｃ＋ｄ）］に定数ｋを掛けた値としてフォーカスバイ
アス信号が得られ、それによってフォーカス調整が行な
われる。

【００３４】そのため、この発明においては図１に示す
ようにフォーカス調整回路７０が構成される。共通の光
検出器２７からの検出信号ａ〜ｄが第１の信号検出器７
２に供給されてこれよりフォーカスエラー信号ＦＥが生
成され、これが演算増幅器（オペアンプ）７３によって
適当なゲイン調整がなされたのち、位相補償器７４およ
びドライバ７５を経てフォーカス調整手段６０に供給さ
れる。具体的には図５に示した駆動コイル６３に供給さ
れる。

【００３５】これで、フォーカス調整手段６０は上下何
れかの方向に偏倚されてフォーカスエラーがキャンセル
される。

【００３６】この制御系に対してこの発明ではさらに第
２の信号検出器７１が設けられ、ここで上述したプッシ
ュプル信号ＲＰＰが生成される。第２の信号検出器７１
は上述したレベル変換系を内蔵し、プッシュプル信号Ｒ
ＰＰが生成されると共にそのレベルが上述した関係を満
たすように変換されたのち演算増幅器７３の他方の端子
に入力される。したがって、このプッシュプル信号ＲＰ
Ｐに対応したフォーカスバイアス信号ＦＢによってもフ
ォーカスエラーがなくなるような調整がなされることに
なる。

【００３７】ガルバノミラー３１を回転させてもフォー
カスエラーがキャンセルされるため、従来よりもガルバ
ノミラー３１の回転角度θを大きくすることができる。
これによって、一軸アクチュエータ４０の移動量を少な
くしてもトラッキング調整を迅速に行うことができるよ
うになり、結果として高速検索が可能になる。

【００３８】図９以降はこの発明の他の例を示す。上述
した実施例はガルバノミラー３１の回転角を光検出器２
７から出力されるプッシュプル信号ＲＰＰによって検出
したものであるが、図９以降に説明する例は角度センサ
ーを設けてガルバノミラー３１の回転角度θを直接検出
したものである。

【００３９】そのため、図１０に示すようにガルバノミ
ラー３１の前面側の所定位置には角度センサー９０が設
けられる。角度センサー９０は図１１に示すように発光
素子９１と受光素子９２とで構成され、発光素子９１と
受光素子９２とは透明樹脂９３内に埋め込まれた構成と
なされる。

【００４０】発光素子９１としてはレーザダイオードや
ＬＥＤなどが使用され、フォトダイオードなどが使用さ
れる受光素子９２は図１２のように２分割されている。
それぞれの受光素子ｅ，ｆに入射するビームスポットの
位置はガルバノミラー３１の回転角度θがゼロのとき中
央に位置するが（同図Ａ）、何れかに振れたときは同図
Ｂあるいは同図Ｃのように中央からずれて入射すること
になる。

【００４１】その結果、受光素子ｅとｆの検出信号の差
をとりその大きさと極性からガルバノミラー３１の回転
角度の方向の大きさを検出できる。

【００４２】そこで、図９に示すようにフォーカス調整
回路７０が構成される。その構成は図１に示した構成と
基本的には相違がない。この例では、受光素子９２の出
力を第３の信号検出器９３に供給して、図１の第２の信
号検出器７１と同じ変換処理を行い、その出力をフォー
カスバイアス信号ＦＢとして演算増幅器７３に供給する
ように構成されており、この構成で図１と同様にガルバ
ノミラー３１の回転によって発生したフォーカスエラー
をキャンセルできる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、この発明では一軸アクチ
ュエータを有する光ディスク装置において、トラッキン
グ制御のため偏向手段を傾けることによって生ずるフォ
ーカスエラーの検出手段を設け、このフォーカスエラー
検出手段の出力で対物レンズを取り付けたフォーカス調
整手段を制御することによってフォーカスエラーを除去
するようにしたものである。

【００４４】これによれば、一軸アクチュエータの特徴
を生かしつつ、ガルバノミラー駆動によるフォーカスエ
ラーをキャンセルすることができる。そのため、従来よ
りもガルバノミラーの回転角度を大きく振らせることが
可能になるから、その分一軸アクチュエータの移動量を
少なくできる。これによってベアリングの摩耗などの心
配がなくなり、一軸アクチュエータの寿命を伸ばせるこ
とと相俟って、トラッキング調整も迅速に行うことがで
きるようになり、結果として高速検索が可能になるなど
の特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光ディスク装置に使用されるフ
ォーカス調整回路の一例を示す系統図である。

【図２】ガルバノミラー回転とラジアルプッシュプル信
号との関係を示す特性図である。

【図３】この発明を適用した光ディスク装置の平面図で
ある。

【図４】スライダの断面図である。

【図５】フォーカス調整手段の斜視図である。

【図６】ガルバノミラーの回転と戻りビームのずれを示
す図である。

【図７】ガルバノミラーの回転と戻りビームのずれを示
す図である。

【図８】光検出器の説明図である。

【図９】この発明が採用したフォーカス調整手段の他の
例を示す系統図である。

【図１０】この発明が採用した他の実施例を示す光ディ
スク装置の平面図である。

【図１１】角度センサーの図である。

【図１２】受光素子とビームスポットとの関係を示す図
である。

【図１３】ガルバノミラー回転とデフォーカスとの関係
を示す図である。

【図１４】光ディスクの面ぶれとフォーカスエラーとの
関係を示す図である。

【図１５】ミラー回転角とプッシュプル信号との関係を
示す図である。

【符号の説明】

１ 光ディスク １０ 光ディスク装置 ２０ 光ブロック ２１ レーザダイオード ２７ フォトダイオード ３０ 偏向手段 ３１ ガルバノミラー ４０ 一軸アクチュエータ ５０ スライダ ６０ フォーカス調整手段 ６１ 対物レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光手段からの光を偏向手段でその光路
   を変更させて一軸アクチュエータに設けられた対物レン
   ズ内に導き、この対物レンズからの光を光ディスク上に
   照射しながら少なくともデータの再生を行うようにした
   光ディスク装置において、 トラッキング制御のため上記偏向手段を傾けることによ
   って生ずるフォーカスエラーの検出手段が設けられ、 このフォーカスエラー検出手段の出力で上記対物レンズ
   を取り付けたフォーカス調整手段を制御することによっ
   てフォーカスエラーを除去するようにしたことを特徴と
   する光ディスク装置。
2. 【請求項２】 上記偏向手段としてガルバノミラーが使
   用されてなることを特徴とする請求項１記載の光ディス
   ク装置。
3. 【請求項３】 上記フォーカスエラー検出手段として戻
   り光を検出する光検出手段が使用され、上記偏向手段の
   偏向回転角に応じた光検出出力で上記フォーカス調整手
   段が制御されるようになされたことを特徴とする請求項
   １記載の光ディスク装置。
4. 【請求項４】 上記フォーカスエラー検出手段として、
   上記偏向手段の偏向回転角を検出する角度センサーが使
   用され、 この角度センサーより得られる偏向回転角に応じた光検
   出出力で上記フォーカス調整手段が制御されるようにな
   されたことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装
   置。