JPH064989A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクの偏心または面ぶれを減じること
により、従来の光ディスク装置よりも低い性能のサーボ
制御系と光ピックアップを使用しても高精度な位置制御
が可能であり、それぞれの設計マージンを大きくとるこ
とができる。 【構成】 挿入された可換媒体の光ディスク１をスピン
ドルモータ２に装着したり着脱するための自動ローディ
ング機構３と、光ディスク１の偏心または面ぶれを検出
し検出信号を出力するディスク偏差検出器２２と、この
検出信号により光ディスク１とスピンドルモータ２が装
着する相対位置を示す変更位置信号を出力する位置変更
信号発生器２３とで構成されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光によって情報の記録
または再生を行う光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光を利用して情報信号を記録し再
生する技術が目ざましい進歩をしてきた。光ディスク装
置に使用される記録媒体の光ディスクは、磁気ディスク
に比べ記録密度が高く大容量記録が可能であるが、トラ
ックピッチは１〜２μｍと小さいため、対物レンズから
照射される光ディスク上の目標トラックに高精度に位置
決めしなければならない。しかし回転中の光ディスクは
面ぶれや偏心などにより変位するため、高精度なフォー
カスサーボとトラッキングサーボの制御技術が必要であ
る。一般にレーザ光を結像あるいは集光する対物レンズ
はピックアップに搭載され、コイルアクチュエータによ
り対物レンズの焦点合わせのための微小なサーボ動作を
行い、リニアモータによって光ピックアップを光ディス
クの半径方向へおおまかに移動させる２段サーボ方式が
広く採用されている。

【０００３】以下に従来の光ディスク装置について図面
を参照しながら説明する。図５に示すように従来の光デ
ィスク装置は、挿入された光ディスク１をスピンドルモ
ータ２に装着するか着脱する自動ローディング機構３を
有し、光ピックアップ４では光ディスク１に光を集光す
るための固定光学系と、対物レンズの焦点合わせのため
の微小なサーボ動作を行うフォーカスコイル５、トラッ
キングコイル６と、光スポットを光ディスク１の半径方
向に移動させるリニアモータ７などが一体化されてい
る。

【０００４】さらに、フォーカシング駆動回路８とトラ
ッキング駆動回路９を用いて、それぞれフォーカスコイ
ル５とトラッキングコイル６に制御信号を流すように構
成されている。

【０００５】以上のように構成された従来の光ディスク
装置について、以下その動作を説明する。

【０００６】まず、光ピックアップ４から出力する光ス
ポットと光ディスク１の面との相対的な位置ズレ量を示
すフォーカスエラー信号出力をフォーカシング駆動回路
８から得て、フォーカスコイル５を駆動しフォーカスエ
ラー信号が零になるように動作する。またトラッキング
駆動回路９で、光ピックアップ４から出力する光スポッ
トのトラック位置からのズレ量を示すトラッキングエラ
ー信号により、トラッキングコイル６を駆動しトラッキ
ングエラー信号が零になるように動作する。

【０００７】つぎに図６に示すように光ピックアップ４
は、半導体レーザ１０から射出した光束がコリメーター
レンズ１１によって平行光束に変換され光ビームスプリ
ッタ１２を透過し、さらに跳ね上げミラー１３で反射し
たのち対物レンズ１４に入射し対物レンズ１４の集光作
用によって光ディスク１の記録面に結像する。この結像
された光スポットにより記録面に対し、変調された光に
よりデータを記録する。つぎに、記録面からの反射戻り
光を再び対物レンズ１４によって拾い光検出器１５側へ
と導き、光検出器１５へ入射した光を適当に処理するこ
とによって記録信号の再生をするとともに、フォーカス
エラー信号とトラッキングエラー信号を検出することが
できる。フォーカス、およびトラッキングエラー信号の
検出にはいくつかの方法があげられるが、ここではフォ
ーカシングのための非点収差法、トラッキングのために
はプッシュプル法を用いた光ディスク装置について示
す。まずフォーカシングについて説明する。光ディスク
１の記録面からの戻り光束は光ビームスプリッタ１２に
よって光検出器１５側へ分離される。光検出器１５への
光路の途中に集光レンズ１６およびシリンドリカルレン
ズ１７が配置されている。集光レンズ１６によってほぼ
平行にされた戻り光束は光検出器１５へと集光されつ
つ、またシリンドリカルレンズ１７によって光軸上の収
差である非点収差が発生する。この非点収差のパターン
が対物レンズの記録面へのフォーカス、デフォーカスに
ともなって図７（ａ）に示すような楕円パターンとか、
真円パターンに変化する。４つに分割された光検出器１
５を楕円パターンの母線方向と４５°相対的な軸上に回
転させて設置する。この４つの検出器の対角線方向の和
それぞれの差動出力をとることによって、図７（ｂ）に
示すような対物レンズデフォーカスにともなうフォーカ
スエラー（以下、ＦＥと略す）信号の特性が得られる。
このＦＥ信号をフォーカスコイル５にフィードバックす
ることによってフォーカスサーボを作動させる。

【０００８】つぎにトラッキング動作について図８を用
いて説明する。図８（ａ）に示すように記録面へ結像し
た光スポットは、案内トラックで＋１次、−１次回折光
を発生し、この回折光と正反射光である０次回折光とが
光検出器１５の面上で相互にその一部分が干渉を起こし
光強度の減少をきたす。すなわち、＋１次、−１次と０
次回折光とが０次回折光を中心として線対称の位置にそ
れぞれ干渉部分ができる。結像光スポットが記録トラッ
クの中心に位置している場合には線対称の線を境とする
２つのエリアの光強度の和が等しくなる。また結像光ス
ポットが前述の中心部分からズレを生じた場合には２つ
のエリアの光強度の和のバランスが崩れ、この崩れ量す
なわち光強度の差動信号がトラックエラー信号となる。
このトラックずれにともなうトラッキングエラー信号の
特性を図８（ｂ）に示す。またトラックを横切るごと
に、図８（ｂ）のような正弦波状のトラッキングエラー
（以下、ＴＥと略す）信号が発生する。ＦＥ信号および
ＴＥ信号が以上のようにフォーカスおよびトラッキング
制御を行うことで、光ディスクの面ぶれまたは偏心に追
従し位置決め制御を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、図９に示されるように光ディスク１とスピ
ンドルモータ２の面ぶれ方向１９または偏心方向１８が
一致する場合が面ぶれ量と偏心量が最大であるが、この
ようなスピンドルモータ２と光ディスク１の面ぶれ量と
偏心量を加えた最大面ぶれ量、最大偏心量に光ピックア
ップ４が追従して安定した位置制御をする必要があるた
め、高性能なサーボ制御系と光ピックアップ４の設計が
必要であり、設計マージンが小さいという問題点を有し
ていた。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、図９に示されるように光ディスク１とスピンドルモ
ータ２の面ぶれ方向２１または偏心方向２０が逆になる
ような最適位置で光ディスク１とスピンドルモータ２を
装着することにより、従来の光ディスク装置よりも低い
性能のサーボ制御系と光ピックアップを使用しても高精
度な位置制御が可能であり、設計マージンを大きくとる
ことができる光ディスク装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光ディスク装置は、挿入された可換媒体の光
ディスクをスピンドルモータに装着するか着脱する自動
ローディング機構と、光ディスクの偏心または面ぶれを
検出して検出信号を出力するディスク偏差検出器と、検
出信号により光ディスクとスピンドルモータのチャッキ
ングする相対位置を変える位置を示す変更位置信号を出
力する位置変更信号発生器からなる構成を有している。

【００１２】

【作用】本発明は上記した構成において、回転する光デ
ィスクの偏心または面ぶれを検出し光ディスクの面ぶれ
または偏心が小さくなるように、光ディスクとスピンド
ルモータの装着する相対位置を変えることにより、従来
の光ディスク装置よりも低い性能のサーボ制御系と光ピ
ックアップを使用しても高精度な位置制御が可能であ
り、それぞれの設計マージンを大きくとることができる
こととなる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１４】図１に示すように本実施例の光ディスク装
置は、光ディスク１を装着し回転するスピンドルモータ
２を有し、光ピックアップ４では光ディスク１に光を集
光するための固定光学系と、対物レンズの焦点合わせを
行うフォーカスコイル５、トラックングコイル６と、光
スポットを光ディスク１の半径方向に移動させるリニア
モータ７などが一体化されている。さらに、フォーカシ
ング駆動回路８では、光ピックアップ４から出力するフ
ォーカスエラー信号により、フォーカスコイル５を駆動
しフォーカスエラー信号が零になるように動作する。ま
たトラッキング駆動回路９では、光ピックアップ４から
出力するトラッキングエラー信号により、トラッキング
コイル６を駆動しトラッキングエラー信号が零になるよ
うに動作する。光ピックアップ４の構成とフォーカスお
よびトラッキング動作は従来例で説明したことと同じで
ある。つぎに、本実施例の特徴として光ディスク１の偏
心または面ぶれを検出して検出信号を出力するディスク
偏差検出器２２と位置変更信号発生器２３を新しく設
け、この検出信号により光ディスク１とスピンドルモー
タ２のチャッキングする相対位置を変える位置を示す変
更位置信号を出力する。自動ローディング機構３は挿入
された光ディスク１を自動でスピンドルモータ２に装着
し、さらに変更位置信号により光ディスク１とスピンド
ルモータ２の相対位置を変える。

【００１５】つぎに、自動ローディング機構３の構造と
動作について図２（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明
する。図２（ａ）に示すように光ディスク１の入ったカ
ートリッジ２４を本体２５に挿入し、図２（ｂ）に示す
ようにカートリッジ２４が本体２５内に完全に挿入され
ると、カートリッジ２４のシャッタが開いた状態とな
る。そして図２（ｃ）に示すようにカートリッジ２４は
図示していない機構により自動的に下降し、スピンドル
モータ２に光ディスク１が装着される。

【００１６】また変更位置信号を受けとると光ディスク
１をスピンドルモータ２から着脱し、図２（ｂ）に示す
ような位置でカートリッジを保持した状態となる。そし
て相対位置を変更するための補正が終了したのちに、図
２（ｃ）のように再度カートリッジ２４が下降し、スピ
ンドルモータ２と光ディスク１を装着する。

【００１７】以上のように構成された光ディスク装置に
ついて、以下その動作を説明する。まず、スピンドルモ
ータ２は挿入された光ディスク１を装着した状態で回転
し、また光ピックアップ４が前述のサーボ動作によって
目標位置に追従している状態において、図３（ａ）に示
すような偏心方向２６，２７が光ディスク１とスピンド
ルモータ２にある場合、フォーカスサーボをオンにしト
ラッキングサーボをオフにした状態では、図３（ｂ）に
示すように、偏心によってトラックを横切るときのトラ
ッキングエラー信号が発生する。エラー信号の波形で密
な部分が偏心成分が大きいところである。そこでディス
ク偏差検出器２２はトラッキングサーボをオンにした状
態での、トラッキングエラー信号の大きさに応じてトラ
ッキングコイル６に流れる電流の大きさを検出すること
によって、スピンドルモータ２の偏心も含めた光ディス
ク１の最大偏心量の検出を行う。そして図３（ｃ）に示
すように光ディスクの一回転を基準パルスｍ個で等分割
し、光ディスクの最大偏心量が何番目の基準パスルで発
生したかによって、光ディスクのどの位置で最大偏心量
が検出されたか判断し、最大偏心量が発生した位置を示
す検出信号を位置変更信号発生器２３へ出力する。また
たとえば前述の基準パルスとしてスピンドルモータ２の
回転制御に使用されるエンコーダパルスを用いることも
できる。位置変更信号発生器２３は検出信号が基準パル
スのｎ番目で偏心量を検出したことを示す場合には、ｎ
番目の位置があらかじめ設定されたｋ個の基準パルス数
を加えた（ｎ＋ｋ）番目への変更位置を示す位置変更信
号を出力する。位置変更信号により自動ローディング機
構３はスピンドルモータ２が停止してから光ディスク１
をスピンドルモータ２から着脱した状態で保持し、スピ
ンドルモータ２をｋ個の基準パルスだけ回転させてか
ら、ふたたび光ディスク１とスピンドルモータ２を装着
することで相対位置を変える。以上のような動作を繰り
返すことで、図４に示すように光ディスク１とスピンド
ルモータ２の面ぶれ方向または偏心方向２８，２９が逆
方向になる位置に装着でき、面ぶれ量と偏心量を小さく
することができる。たとえば前述の動作を（ｎ＋ｋ）が
一回転して最初のｎ番目の位置を越えるまで繰り返し、
それぞれの位置での光ディスクの最大偏心量を検出す
る。そして前述の自動ローディング機構３により、検出
した最大偏心量の中で最小の値を示した位置でスピンド
ルモータ２と光ディスク１を装着しサーボ動作を行う。
あるいはあらかじめサーボ性能が満足する設定された偏
心量よりも、光ディスク１の最大偏心量が小さい場合は
前述の動作を終了し、その装着位置でサーボ動作を行
う。

【００１８】面ぶれの検出についても偏心の検出と同様
に、フォーカスサーボをオンにした状態での、フォーカ
スエラー信号の大きさに応じてフォーカスコイル５に流
れる電流の大きさを検出することによって、スピンドル
モータ２の面ぶれも含めた光ディスク１の最大面ぶれの
検出を行う。そして自動ローディング機構３は偏心のと
きの動作と同様に働き、面ぶれが最小の位置での光ディ
スク１とスピンドルモータ２の装着が可能となる。さら
に光ディスク１の偏心と面ぶれにおける前述の動作を同
時に行うことで、偏心と面ぶれが小さい位置でのサーボ
動作を行うことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、挿入された可換媒体の光ディスクをスピンド
ルモータに装着するか着脱する自動ローディング機構
と、光ディスクの偏心または面ぶれを検出するディスク
偏差検出器と、光ディスクとスピンドルモータのチャッ
キングする相対位置を補正する位置を示す変更位置信号
を出力する位置変更信号発生器を設けることにより、従
来の光ディスク装置よりも低い性能のサーボ制御系と光
ピックアップを使用しても高精度な位置制御が可能であ
り、それぞれの設計マージンを大きくとることができる
優れた光ディスク装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光ディスク装置のブロック
図

【図２】（ａ）本発明の一実施例における自動ローディ
ング機構の断面図 （ｂ）同実施例における自動ローディング機構の断面図 （ｃ）同実施例における自動ローディング機構の断面図

【図３】（ａ）本発明の一実施例における光ディスク装
置の動作説明図 （ｂ）同実施例における光ディスク装置の動作波形図 （ｃ）同実施例における光ディスク装置の基準パルス図

【図４】同実施例における光ディスク装置の動作図

【図５】従来の光ディスク装置のブロック図

【図６】従来の光ピックアップ部の要部ブロック図

【図７】同光ピックアップ部の動作説明図

【図８】同光ピックアップ部の動作説明図

【図９】同光ディスク装置の動作説明図

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ スピンドルモータ ３ 自動ローディング機構 ４ 光ピックアップ ８ フォーカシング駆動回路 ９ トラッキング駆動回路 １５ 光検出器 ２２ ディスク偏差検出器 ２３ 位置変更信号発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村岡 宏治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】挿入された可換媒体の光ディスクをスピン
   ドルモータに装着するか着脱する自動ローディング機構
   と、前記光ディスクを装着して回転する前記スピンドル
   モータを有し、光ディスクに光スポットを照射し、その
   反射光または透過光を光検出器で検出して前記光ディス
   ク上への光スポットの位置制御を行い、情報信号を記録
   ・再生し、前記光ディスクの偏心または面ぶれを検出し
   て検出信号を出力するディスク偏差検出器と、検出信号
   により前記光ディスクと前記スピンドルモータが装着す
   る相対位置を示す変更位置信号を出力する位置変更信号
   発生器とを有し、変更位置信号により前記光ディスクと
   前記スピンドルモータの装着位置を変えるようにした光
   ディスク装置。