JPH11328700A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスク装置において、対物レンズに対す
る光束の入射位置を一定にすること。 【解決手段】ガルバノミラー（２６）の回転角度とキャ
リッジ（３ａ，３ｂ）の位置に応じて偏向ミラー（５
０）を移動させて、ガルバノミラーの回転に伴う対物レ
ンズ（１０ａ，１０ｂ）への入射光束のずれを相殺する
よう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスク装置
に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、面記録密度が１
０Ｇビット／（インチ）²を越える光ディスク装置の開
発が進んでいる。このような光ディスク装置は、光ディ
スクの記録面に光束を集光させる対物レンズを、光ディ
スクのトラックと交差する方向に移動する可動部に設
け、可動部の移動によって光ディスクの内周／外周に亘
るアクセス動作を行うよう構成されている。さらに、対
物レンズに対する光束の入射角度をガルバノミラー等の
偏向手段によって微調整することによって、微動トラッ
キングを行っている。

【０００３】しかしながら、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示
すように、ガルバノミラー等の偏向手段（図示せず）に
より対物レンズ５００に対する光束の入射角度を変化さ
せると、対物レンズ５００への光束の入射位置も変化し
てしまう。従って、対物レンズ５００に入射するはずの
光束の一部が、対物レンズ５００の周囲に存在する障害
物あるいは絞り（図中Ａで示す）に遮られる。

【０００４】このような現象（所謂ケラレ）が生じる
と、図９（Ｂ）に示すように、光ディスクの記録面に達
する光の強度Ｄが低下するため、微動トラッキングが正
常に行われない可能性がある。そこで、微動トラッキン
グの際に、対物レンズに対する光束の入射位置を一定に
することが望まれていた。

【０００５】本発明は、上述した事情に鑑み、光ディス
ク装置において、微動トラッキングの際に、対物レンズ
に対する光束の入射位置を一定にすることを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明による光ディスク装置は、ガルバノミラーの
回転角度とキャリッジの位置に応じて偏向ミラーを移動
させることにより、ガルバノミラーからの光束が、（ガ
ルバノミラーの回転角度に関わらず）対物レンズの同じ
位置に入射するよう構成したものである。このように構
成すれば、対物レンズに入射すべき光束の一部が周辺部
材に遮られる（ケラレ）ことを防止することができる。
従って、光ディスクに達する光束の光強度の減少を防止
することができ、微動トラッキングを常に正常に行うこ
とができる。

【０００７】尚、上記の偏向ミラーの移動の方向は、ガ
ルバノミラーに入射する光束と略平行である。又、ガル
バノミラーの回転角度をθとし、ガルバノミラーの回転
軸から対物光学系までの距離をＬとすると、偏向ミラー
の移動量ＨはＨ＝Ｌ・ｔａｎ（２θ）である。

【０００８】また、本発明の光ディスクを、光ディスク
の各面に光束を集光させる２組の対物レンズを第１及び
第２のキャリッジに搭載した光ディスク装置に適用する
こともできる。この場合、上記の光源ユニットは、光デ
ィスク装置本体に固定された固定光学ユニットとして構
成される。また、上記の偏向ミラーは、固定光学ユニッ
トからの光束を第１及び第２キャリッジとのいずれか一
方に導くために駆動される可動ミラーとして構成するこ
ともできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１及び図２は、実施形態の光ディスク装
置の概略構成を示す斜視図及び側断面図である。記録媒
体である光ディスク２は、その上下両面が記録面となっ
ており、スピンドルモータの回転軸２２に装着されてい
る。なお、以下の説明に於いては、光ディスク２の面に
直交する方向を「鉛直方向」とし、光ディスク２の面に
沿う方向を「水平方向」する。

【００１０】光ディスク装置は、光ディスク２の上下面
に夫々レーザー光束を集光させる対物光学系（後述）を
搭載した可動部である第１及び第２キャリッジ３ａ，３
ｂと、光ディスク装置の本体（図示せず）に固定された
固定光学ユニット４により構成されている。第１及び第
２キャリッジ３ａ，３ｂは、光ディスク２の上下面に沿
って直進移動するよう構成されている。なお、簡単のた
め、図１では第２（下側）キャリッジ３ｂのみ示す。

【００１１】第１及び第２キャリッジ３ａ，３ｂはボイ
スコイルモータ方式で駆動される。図１に示すように、
第２キャリッジ３ｂには駆動用コイル３７が取り付けら
れており、第２キャリッジ３ｂの周囲には図示しないマ
グネットが設けられている。そして、駆動コイル３７に
電流を流すと、マグネット（図示せず）による磁界との
作用により、キャリッジ３ｂが直進移動する。又、第２
キャリッジ３ｂの位置はポジショニングセンサ３５によ
り検出される。図示は省略するが、第１キャリッジ３ａ
も第２キャリッジ３ｂと同様のボイスコイルモータ方式
で駆動される。

【００１２】まず、キャリッジ３ａ，３ｂに搭載された
光学系について説明する。図３は、第１キャリッジ３ａ
の先端部を拡大して示す図である。第１キャリッジ３ａ
の先端部には、後述のＳＩＬ（ソリッドイマージョンレ
ンズ）１１ａを含む浮上型光学ユニット６ａが設けられ
ている。浮上型光学ユニット６ａはフレクシャービーム
８ａの一端に取り付けられ、フレクシャービーム８ａの
他端は第１キャリッジ３ａの下面に固着されている。そ
して、光ディスク２が回転すると、光ディスク２の回転
による空気流とフレクシャービーム８ａの弾性力とのバ
ランスにより、フレクシャービーム８ａは光ディスク２
の表面から微小量浮上した状態で光ディスク２の面振れ
等に追従する。

【００１３】第１キャリッジ３ａの先端部には対物レン
ズ１０ａが設けられ、浮上型光学ユニット６ａにはＳＩ
Ｌ１１ａが設けられている。この対物レンズ１０ａとＳ
ＩＬ１１ａは対物光学系を構成しており、対物レンズ１
０ａに入射したレーザー光束を光ディスク２の表面に集
光させる。

【００１４】又、ＳＩＬ１１ａの周囲には、光磁気記録
方式で記録するための磁気コイル１２ａが形成されてお
り、記録時には必要な磁界を光ディスク２の記録面上に
印加できるようになっている。対物レンズ１０ａ・ＳＩ
Ｌ１１ａからの収束光と磁気コイル１２ａにより、光デ
ィスク２への高密度の記録／再生が可能となる。

【００１５】第１キャリッジ３ａは光ディスク２の面ぶ
れに追従しないので、第１キャリッジ３ａに搭載された
対物レンズ１０ａは、光ディスク２の面ぶれに追従させ
るべく上下に移動制御する必要がある。そこで、対物レ
ンズ１０ａはマグネット付きのレンズ枠３４ａに取り付
けられ、第１キャリッジ３ａにはレンズ枠３４ａを囲む
コイル３３ａが設けられている。コイル３３ａに電流を
流すと、マグネットによる磁界との作用でレンズ枠３４
ａが上下に移動する。なお、対物レンズ１０ａの移動制
御の詳細についての説明は省略する。第２キャリッジ３
ｂの先端部の光学系は、第１キャリッジ３ａの先端部の
光学系と上下対称に構成されている。

【００１６】次に、固定光学ユニットについて説明す
る。図１に示すように、固定光学ユニット４には、光源
モジュール７とガルバノミラー２６が設けられている。
光源モジュール７は、レーザー光束を発する半導体レー
ザー１８，（半導体レーザー１８からの）発散光を平行
光に変換するコリメートレンズ２０，複合プリズムアッ
セイ２１，結像レンズ２３，データ検出／フォーカス／
トラッキング検出センサー２４，およびＡＰＣセンサー
２５を有している。

【００１７】コリメートレンズ２０から射出される平行
光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性のため長円
状であり、レーザー光束を光ディスク２上に微小に絞り
込むには都合が悪いため略円形断面に変換する必要があ
る。このため、複合プリズムアッセイ２１の入射面２１
ａは入射光軸に対して所定の傾斜を有しており、入射光
を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状
から略円形形状に整形する。

【００１８】なお、光源モジュール７から水平に出射さ
れたレーザー光束は、光源モジュール７の背後の偏向ミ
ラー２７によって鉛直上方に偏向されてガルバノミラー
２６に入射する。ガルバノミラー２６は、後述の微動ト
ラッキング制御のため、（図２にブロックで示すミラー
回動機構２８によって）ミラー面の中心軸でもある水平
揺動軸を中心として揺動し、レーザー光束の向きを微少
角度変化させる。

【００１９】この実施形態では、２つのキャリッジ３
ａ，３ｂが一つの固定光学ユニット４を共用するよう構
成されている。そこで、図２に示すように、固定光学ユ
ニット４からのレーザー光束を、２つのキャリッジ３
ａ，３ｂのいずれか一方に選択的に導く選択機構が設け
られている。

【００２０】この選択機構は、上下に移動可能な可動プ
リズム５０を有している。可動プリズム５０は側面視で
直角二等辺三角形の三角柱であり、互いに直交する２面
が夫々偏向面５１，５２となっている。偏向面５１，５
２は、水平方向（即ちガルバノミラー２６からの入射光
束に対して）夫々４５°だけ傾斜している。

【００２１】可動プリズム５０は、図２にブロックで示
す駆動機構２９によって上下に駆動される。可動プリズ
ム５０が下側位置にある時には、ガルバノミラー２６か
らの入射光束は上側の偏向面５１に入射し、鉛直上方に
偏向される。一方、可動プリズム５０が上側位置にある
時には、ガルバノミラー２６からの入射光束は下側の偏
向面５１に入射し、鉛直下方に偏向される。

【００２２】可動プリズム５０の上方には、偏向面５１
からのレーザー光束を第１キャリッジ３ａに向けて偏向
する中継ミラー５３が設けられている。同様に、可動プ
リズム５０の下方には、偏向面５２からのレーザー光束
を第２キャリッジ３ａに向けて偏向する中継ミラー５３
が設けられている。従って、可動プリズム５０が下側位
置にある時には、ガルバノミラー２６からの入射光束は
第１キャリッジ３ａに導かれ、可動プリズム５０が上側
位置にある時には、ガルバノミラー２６からの入射光束
は第２キャリッジ３ｂに導かれる。

【００２３】そして、第１キャリッジ３ａに導かれたレ
ーザー光束は、偏向ミラー３１ａで下方に反射され、対
物レンズ１０ａとＳＩＬ１１ａを経て光ディスク２の上
面に集光される。同様に、第２キャリッジ３ｂに導かれ
たレーザー光束は、偏向ミラー３１ｂで上方に反射さ
れ、対物レンズ１０ａとＳＩＬ１１ａを経て光ディスク
２の下面に集光される。

【００２４】光ディスク２から反射されて戻ってきた復
路のレーザー光束は、往路と逆に進んで光源モジュール
７に戻り、複合プリズムアッセイ２１に入射する。複合
プリズムアッセイ２１のハーフミラー面２１ｂは、透過
光と、データ検出／フォーカス／トラッキング検出セン
サー２４へ向かう反射光を生成し、復路のレーザー光束
を分離する。

【００２５】データ検出／フォーカス／トラッキング検
出センサー２４は、光ディスク２に記録されているデー
タ情報を読みとりデータ信号を出力し、且つフォーカス
及びトラッキング誤差信号を出力する複合型のセンサー
である。なお、正確にはフォーカス／トラッキング誤差
信号およびデータ信号は図示しないヘッドアンプ回路に
よって生成され、制御回路又は情報処理回路に送られ
る。フォーカスエラーの検出は公知の方法で行われるた
め、説明は省略する。

【００２６】以上説明したように、この実施形態の光デ
ィスク装置では、可動プリズム５０を上側位置と下側位
置との間で移動させることによって、第１キャリッジ３
ａと第２キャリッジ３ｂのいずれかに選択的にレーザー
光束を導くことができる。即ち、固定光学ユニット４が
一つで済む。従って、固定光学装置４を複数（キャリッ
ジの数だけ）備えた光ディスク装置に比べ、装置の全体
構成が簡単になる。

【００２７】次に、トラッキング制御について説明す
る。前述のガルバノミラー２６は、ミラー面上の所定の
揺動軸を中心として揺動することにより、対物レンズ１
０ａ（１０ｂ）に対するレーザー光束の入射角を微調整
して微小なトラッキング制御を行うものである。即ち、
実施形態の光ディスク装置では、キャリッジ３ａ，３ｂ
の移動によって光ディスク２の内周／外周に渡るアクセ
ス動作を行い、ガルバノミラー２６の回転によって極微
小なトラッキング制御を行う。ガルバノミラー２６の回
転角度は、ガルバノミラー２６の近傍に設けられた角度
検出センサ（図２に符号２７で示す）により検出され
る。

【００２８】図４は、ガルバノミラー２６から第１キャ
リッジ３ａの対物レンズ１０ａまでの光路を示す概略図
である。図中Ｌで示す全光路長は、対物レンズ１０ａか
ら中継ミラー５３の中心までの光路長と、中継ミラー５
３から可動プリズム５０の偏向面５１までの光路長と、
偏向面５１からガルバノミラー２６までの光路長を合わ
せた長さである。この全光路長Ｌはキャリッジ３ａの移
動に伴って変化する。

【００２９】ガルバノミラー２６が図中反時計回りに角
度θだけ回転した場合、ガルバノミラー２６から出射さ
れるレーザー光束の出射角度は２θ変化する。このまま
では、レーザー光束が光路長Ｌだけ進んで対物レンズ１
０ａに達する時には、図４に直線Ｃ１で示すように、レ
ーザー光束の強度分布の中心は対物レンズ１０ａの光軸
に対してＬｔａｎ２θだけ上方にずれる。

【００３０】レーザー光束の対物レンズへの入射位置が
ずれると、図９に従来技術として示すように、対物レン
ズに入射すべきレーザー光束の一部が対物レンズ周辺の
部材に遮られ、光ディスクの記録面における光強度が低
下するという問題点がある。このような問題点を解決す
るため、この実施形態の光ディスク装置は、ガルバノミ
ラー２６の回転に伴う光束の対物レンズへの入射位置の
変化を相殺すべく、可動プリズム５０を微動させるよう
構成されている。

【００３１】即ち、この実施形態では、前述の角度検出
センサにより検出されるガルバノミラー２６の回転角度
θと、前述のポジショニングセンサにより検出される第
１キャリッジ３ａの位置Ｌに基づいて、可動プリズム５
０をＬｔａｎ２θ（＝Ｈとする）だけ移動するよう構成
されている。これにより、図４に直線Ｃ１で示すレーザ
ー光束の中心は、直線Ｃ２で示すように平行移動され、
対物レンズ１０ａの中心に入射する。なお、可動プリズ
ム５０を移動する方向は、ガルバノミラー２６の回転に
伴うレーザー光束の（対物レンズへの）入射位置の変化
を相殺する方向であり、図４における上下方向である。

【００３２】このように構成すれば、ガルバノミラー２
６からの光束が、ガルバノミラー２６の回転角度に関わ
らず、対物レンズ１０ａ（１０ｂ）の同じ位置に入射す
る。

【００３３】以下、対物レンズ１０ａ（１０ｂ）へのレ
ーザー光束の入射位置を一定にするための具体的な構成
について説明する。図５は、光ディスク２の上面の情報
を読み書きしている状態、即ちレーザー光束が第１キャ
リッジ３ａに導かれている状態を示す。ここでは、光デ
ィスク２の外周方向にトラッキングを行うため、ガルバ
ノミラー２６が反時計回りに回転している。図５（Ａ）
では、第１キャリッジ３ａが光ディスク２の外周側にあ
り、図５（Ｂ）では、第１キャリッジ３ａが光ディスク
２の内周側にある。

【００３４】可動プリズム５０は、レーザー光束を第１
キャリッジ３ａに導くため下側位置にあり、その位置か
らガルバノミラー２６の回転角度と第１キャリッジ３ａ
の位置に応じて上下に微動する。ガルバノミラー２６が
反時計回りに回転している時には、可動プリズム５０は
上方に移動する。可動プリズム５０の移動量ＨはＨ＝Ｌ
ｔａｎ２θに従い、第１キャリッジ３ａが光ディスク２
の内周側にあるほど大きくなる。

【００３５】図６は、図５と同様に、光ディスク２の上
面の情報を読み書きしている状態を示す。但し、光ディ
スク２の内周方向にトラッキングを行うため、ガルバノ
ミラー２６は時計回りに回転している。図６（Ａ）で
は、第１キャリッジ３ａが光ディスクの外周側にあり、
図６（Ｂ）では、第１キャリッジ３ａが光ディスクの内
周側にある。ガルバノミラー２６が時計回りに回転して
いる時には、可動プリズム５０は下方に移動する。可動
プリズム５０の移動量ＨはＨ＝Ｌｔａｎ２θに従い、第
１キャリッジ３ａが光ディスク２の内周側にあるほど大
きくなる。

【００３６】図７は、光ディスク２の下面の情報を読み
書きしている状態、即ちレーザー光束が第２キャリッジ
３ｂに導かれている状態を示す。ここでは、光ディスク
２の外周方向にトラッキングを行うため、ガルバノミラ
ー２６が反時計回りに回転している。図７（Ａ）では、
第２キャリッジ３ｂが光ディスク２の外周側にあり、図
７（Ｂ）では、第２キャリッジ３ｂが光ディスク２の内
周側にある。

【００３７】可動プリズム５０は、レーザー光束を第２
キャリッジ３ｂに導くため上側位置にあり、その位置か
らガルバノミラー２６の回転角度と第２キャリッジ３ｂ
の位置に応じて上下に微動する。ガルバノミラー２６が
反時計回りに回転している時には、可動プリズム５０は
上方に移動する。可動プリズム５０の移動量ＨはＨ＝Ｌ
ｔａｎ２θに従い、第２キャリッジ３ｂが光ディスク２
の内周側にあるほど大きくなる。

【００３８】図８は、図７と同様に、光ディスク２の下
面の情報を読み書きしている状態を示す。但し、光ディ
スク２の内周方向にトラッキングを行うため、ガルバノ
ミラー２６は時計回りに回転している。図８（Ａ）で
は、第２キャリッジ３ｂが光ディスクの外周側にあり、
図８（Ｂ）では、第２キャリッジ３ｂが光ディスクの内
周側にある。ガルバノミラー２６が時計回りに回転して
いる時には、可動プリズム５０は下方に移動する。可動
プリズム５０の移動量ＨはＨ＝Ｌｔａｎ２θに従い、第
２キャリッジ３ｂが光ディスク２の内周側にあるほど大
きくなる。

【００３９】このように、この実施形態の光ディスク装
置によると、ガルバノミラー２６の回転角度と第１キャ
リッジ３ａ（又は第２キャリッジ３ｂ）の位置に応じて
可動ミラー５０を移動させることによって、レーザー光
束を対物レンズ１０ａ（１０ｂ）の同じ位置に入射させ
ることができる。即ち、対物レンズ１０ａ（１０ｂ）に
入射すべきレーザー光束が周辺部材に遮られることが無
い。このように構成すれば、光ディスクに達するレーザ
ー光束の光強度の減少を防止することができるため、微
動トラッキングを常に正常に行うことができる。

【００４０】なお、上記実施形態では、可動プリズム５
０をガルバノミラー２６へのレーザー光束の入射方向と
略平行な方向（図４の上下方向）に移動させているが、
ガルバノミラー２６からのレーザー光束の出射方向と略
平行な方向（図４の左右方向）に移動させても良い。ま
た、可動プリズム５０の代わりに中継ミラー５３，５４
を移動させることも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク装置によると、対物レンズに入射すべき光束の一部が
周辺部材に遮られること（所謂ケラレ）を防止すること
ができる。そのため、光ディスクに達する光束の光強度
の減少を防止することができ、従って微動トラッキング
を常に正常に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の光ディスク装置を示す斜視図であ
る。

【図２】図１に光ディスク装置の側断面図である。

【図３】キャリッジの先端部を拡大して示す図である。

【図４】対物レンズへの光束の入射位置を一定にする原
理を示す概略図である。

【図５】対物レンズへの光束の入射位置を一定にするた
めの構成を示す概略図である。

【図６】対物レンズへの光束の入射位置を一定にするた
めの構成を示す概略図である。

【図７】対物レンズへの光束の入射位置を一定にするた
めの構成を示す概略図である。

【図８】対物レンズへの光束の入射位置を一定にするた
めの構成を示す概略図である。

【図９】従来技術の問題点を示す概略図である。

【符号の説明】

２ 光ディスク ３ａ，３ｂ キャリッジ ４ 固定光学ユニット ７ 光源モジュール １０ａ，１０ｂ 対物レンズ １１ａ，１１ｂ ＳＩＬ（ソリッドイマージョンレン
ズ） ２６ ガルバノミラー ５０ 可動プリズム ５１，５２ 偏向面 ５３，５４ 中継ミラー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源ユニットから出射された光束を、ガル
   バノミラーと偏向ミラーを介して対物レンズに入射さ
   せ、光ディスク面に集光させる光ディスク装置であっ
   て、 前記対物レンズを、前記光ディスクの記録面に沿って移
   動するキャリッジに搭載し、 前記ガルバノミラーを、そのミラー面上の所定の回転軸
   を中心として回転させて、前記対物レンズに入射する光
   束の入射角を微調整するよう構成されたものにおいて、 前記ガルバノミラーの回転角度と前記キャリッジの位置
   に応じて前記偏向ミラーを移動させることにより、前記
   ガルバノミラーからの光束が、前記ガルバノミラーの回
   転角度に関わらず、前記対物レンズの同じ位置に入射す
   るよう構成したこと、 を特徴とする光ディスク装置。
2. 【請求項２】前記偏向ミラーの移動の方向は、前記ガル
   バノミラーに入射する光束と略平行であること、を特徴
   とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 【請求項３】ガルバノミラーの回転角度をθとし、前記
   ガルバノミラーの前記回転軸から前記対物レンズまでの
   距離をＬとすると、 前記偏向ミラーの移動量Ｈが、 Ｈ＝Ｌ・ｔａｎ（２θ） であること、を特徴とする請求項１又は２に記載の光デ
   ィスク装置。
4. 【請求項４】光ディスクの両面に沿って夫々直進移動す
   る第１及び第２キャリッジを有し、光ディスクの各面に
   光束を集光させる２組の対物レンズを前記第１及び第２
   のキャリッジに搭載した光ディスク装置において、 前記光源ユニットは、光ディスク装置本体に固定され、
   前記第１及び第２のキャリッジとは独立した固定光学ユ
   ニットとして構成され、 前記偏向ミラーは、前記固定光学ユニットからの光束を
   前記第１及び第２キャリッジとのいずれか一方に導くた
   めに駆動される可動ミラーであること、 を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ディ
   スク装置。
5. 【請求項５】光源ユニットから出射された光束を、ガル
   バノミラーと偏向ミラーを介して対物レンズに入射さ
   せ、光ディスク面に集光させる光ディスク装置であっ
   て、 前記ガルバノミラーを、そのミラー面上の所定の回転軸
   を中心として回転させて、前記対物レンズに入射する光
   束の入射角を微調整するよう構成されたものにおいて、 ガルバノミラーの回転に伴う光束の対物レンズへの入射
   位置の変化を相殺するよう、前記偏向ミラーを移動させ
   るよう構成した光ディスク装置。