JP2569656B2 - Optical disk drive - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光学式デイスクの情報記録面に集光される
光スポツトのトラツクずれおよび焦点ずれを制御するよ
うにした光学ディスク装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical disc apparatus which controls a track shift and a focus shift of a light spot focused on an information recording surface of an optical disk. .
第７図および第８図はそれぞれ従来のこの種装置の光
学系の構成図および部分側面図である。同図において、
（１）は半導体レーザ、（２）はコリメータレンズ、
（３）はセーフプリズム、（４）は反射ミラー、（５）
は対物レンズ、（６）は集光レンズ、（７）はハーフミ
ラー、（８）はウエツジプリズム、（９）はトラツクず
れおよび信号検出用光検出器、（10）はフオーカスずれ
検出用光検出器、（11）は半導体レーザから出射した光
ビーム、（12）はデイスクである。FIGS. 7 and 8 are a configuration diagram and a partial side view, respectively, of an optical system of a conventional device of this kind. In the figure,
(1) is a semiconductor laser, (2) is a collimator lens,
(3) is a safe prism, (4) is a reflection mirror, (5)
Is an objective lens, (6) is a condenser lens, (7) is a half mirror, (8) is a wedge prism, (9) is a photodetector for detecting track deviation and signal, and (10) is light for detecting focus deviation. A detector, (11) is a light beam emitted from the semiconductor laser, and (12) is a disk.
つぎに、動作について説明する。半導体レーザ（１）
から出射した光ビーム（11）は、コリメータレンズ
（２）により平行光となり反射ミラー（４）を介して対
物レンズ（５）に入射し、デイスク（12）の記録面に集
光される。デイスク（12）により反射した光ビームは逆
行し、ハーフプリズム（３）により光路が変換され、集
光レンズ（６）を介してハーフミラー（７）によりそれ
ぞれ光検出器（９），（10）に受光される。詳細は省略
するが、光検出器（９）は２分割で構成され、差動出力
によりトラツキングずれを検出し、和出力により信号検
出を行なう。また、光検出器（10）は２分割もしくは、
４分割で構成され、フオーカシングずれを検出する。Next, the operation will be described. Semiconductor laser (1)
The light beam (11) emitted from the optical disc (11) becomes parallel light by the collimator lens (2), enters the objective lens (5) via the reflection mirror (4), and is condensed on the recording surface of the disk (12). The light beam reflected by the disk (12) reverses, the optical path is changed by the half prism (3), and the light detectors (9) and (10) are respectively converted by the half mirror (7) via the condenser lens (6). Received. Although not described in detail, the photodetector (9) is composed of two parts, detects a tracking error by a differential output, and detects a signal by a sum output. Also, the photodetector (10) is divided into two or
It is composed of four divisions and detects a focusing deviation.
このような光学系において検出される光デイスク（1
2）上の光スポツトの焦点ずれやトラツクずれを補正す
る方法として、対物レンズ（５）を矢印ａで示すトラツ
キング方向と矢印ｂで示すフオーカシング方向に制御す
るものが一般的である。このような対物レンズ駆動装置
として、第９図に示すものが提案されている。すなわ
ち、固定台（28）に保持された上下２枚ずつの平行な板
ばね（27a）〜（27d）によりばね保持プレート（26）を
上下方向（矢印ｂ方向）へ移動可能に保持し、さらにば
ね保持プレート（26）とフオーカス制御用コイル（22）
を左右２枚ずつの平行な板ばね（25a）〜（25d）により
保持する。フオーカス制御用コイル（22）の外周には４
個のトラツキング制御用コイル（23a）〜（23d）が貼設
されており、さらにホルダ（21）を介して対物レンズ
（５）が固定されている。これらのコイルは固定側に設
けられたヨーク（30）と永久磁石（29a），（29b）で構
成される磁気回路中に配置され、それぞれのコイル（2
2），（23a）〜（23d）に通電することにより、対物レ
ンズ（５）を矢印ａで示すトラツキング方向と矢印ｂで
示すフオーカシング方向に制御する。The optical disk (1
2) As a method for correcting the defocus and tracking deviation of the light spot above, generally, the objective lens (5) is controlled in a tracking direction indicated by an arrow a and a focusing direction indicated by an arrow b. As such an objective lens driving device, the one shown in FIG. 9 has been proposed. That is, the spring holding plate (26) is movably held in the up and down direction (the direction of the arrow b) by two upper and lower parallel leaf springs (27a) to (27d) held by the fixed base (28), and Spring holding plate (26) and focus control coil (22)
Is held by two left and right parallel plate springs (25a) to (25d). 4 around the focus control coil (22)
The tracking control coils (23a) to (23d) are attached, and the objective lens (5) is fixed via a holder (21). These coils are arranged in a magnetic circuit composed of a yoke (30) provided on the fixed side and permanent magnets (29a) and (29b).
2) By applying power to (23a) to (23d), the objective lens (5) is controlled in the tracking direction indicated by the arrow a and the focusing direction indicated by the arrow b.
従来のこの種装置は以上のように構成されていたた
め、第８図に示す反射ミラー（４）と対物レンズ（５）
の部分のみを分離してデイスク（12）のラジアル方向に
アクセスする場合、対物レンズ駆動装置の重量が問題と
なる。また、光学系すべてを一体に構成する場合におい
ても薄形化が難しいという問題があつた。これは、対物
レンズ（５）を駆動するために永久磁石（29a），（29
b）とヨーク（30）による磁気回路を構成しなければな
らないからである。さらに詳しく述べると、第10図に示
すように、デイスク（12）の反り等による対物レンズ
（５）とデイスク（12）面の距離変化Ｈ1,H2に対応する
ため、大きな可動量を必要とするため磁気回路構成が大
形化することによる。Since this kind of conventional device is configured as described above, the reflecting mirror (4) and the objective lens (5) shown in FIG.
When only the portion is separated and the disk (12) is accessed in the radial direction, the weight of the objective lens driving device becomes a problem. Further, there is a problem that it is difficult to reduce the thickness even when all the optical systems are integrally formed. This is because the permanent magnets (29a) and (29) are used to drive the objective lens (5).
This is because a magnetic circuit must be configured by b) and the yoke (30). More specifically, as shown in FIG. 10, a large movable amount is required to cope with the distance changes H 1 and H 2 between the objective lens (5) and the disk (12) surface due to the warpage of the disk (12). This is because the magnetic circuit configuration is enlarged.
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れもので、構成の簡素化、小形、薄形化を図りながら、
光ディスクの震動に基づく光スポットの焦点ずれを高精
度に補正することができる光学ディスク装置を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and while simplifying the configuration, miniaturizing and reducing the thickness,
It is an object of the present invention to provide an optical disk device capable of correcting a defocus of a light spot due to vibration of an optical disk with high accuracy.
［問題点を解消するための手段］ 本発明に係る光学ディスク装置は、ディスクの震動に
よる光スポットの焦点ずれ情報を光学的に検出し、この
情報をもとに上記光スポットの焦点ずれを補正する光学
ディスク装置において、上記ディスク上に光スポットを
形成する対物レンズを該レンズの光軸に沿って変位させ
ることにより上記光スポットを焦点制御方向へ移動させ
る第１の位置制御装置と、光源を上記光軸に沿って変位
させることにより上記光スポットを焦点制御方向へ移動
させる第２の位置制御装置とを備え、上記第１の位置制
御装置の制御範囲を上記ディスクの大変位の振動を制御
し得る低周波領域に設定し、上記大２の位置制御装置の
制御範囲を上記ディスクの微小変位の振動を制御し得る
高周波帯域に設定し、上記第１の位置制御装置による制
御と第２の位置制御装置による制御とを協同させて焦点
ずれを補正するようにしたものである。[Means for Solving the Problems] An optical disk device according to the present invention optically detects information on the defocus of a light spot due to vibration of the disk, and corrects the defocus of the light spot based on this information. A first position control device that moves the light spot in a focus control direction by displacing an objective lens that forms a light spot on the disk along an optical axis of the lens, and a light source. A second position control device for moving the light spot in the focus control direction by displacing along the optical axis, and controlling a control range of the first position control device for large displacement vibration of the disk. And the control range of the large position control device is set to a high frequency band capable of controlling the vibration of the small displacement of the disk, and the first position control is performed. The control by the device and the control by the second position control device cooperate to correct the defocus.
［作用］ 本発明の光学ディスク装置によれば、ディスクの振動
による光スポットの焦点ずれを補正するにあたって、デ
ィスク毎に異なる高さ位置、傾き、反り等によるDC的な
大変位の補正が必要な範囲は、その範囲がディスクの大
変位の振動を制御し得る定周波帯域に設定されて、対物
レンズ自体を光軸に沿って変位させる大１の位置制御装
置に、また、ディスクの回転に伴うAC的な微小変位の補
正ですむ範囲は、その範囲がディスクの微小変位の振動
を制御し得る高周波帯域に設定されて、光源を光軸に沿
って変位させる第２の位置制御装置に各々分担させるこ
とによって、大変位から微小変位の全ての補正を対物レ
ンズの位置制御装置に依存する場合に比べて、対物レン
ズの移動のための駆動系部分の構成が簡単になる。特
に、微小変位の補正に際して、対物レンズを機械的に移
動させるとなると、駆動系部分の制御が非常に困難とな
り、コスト的にも高くなるが、光源を移動させる構成と
する場合には、光学系の倍率の２乗分移動させればよい
ために、その駆動系部分の構成が簡単でコスト的にも有
利であり、これによって、装置全体の小形、薄形化及び
軽量化が容易になる。[Operation] According to the optical disk device of the present invention, in correcting the defocus of the light spot due to the vibration of the disk, it is necessary to correct a large DC-like displacement due to a height position, a tilt, a warp, etc. which differs for each disk. The range is set to a constant frequency band in which the range can control the vibration of a large displacement of the disk, and the range is set to a large position control device for displacing the objective lens itself along the optical axis. The range in which the AC-like minute displacement can be corrected is set to a high-frequency band in which the range of the minute displacement of the disk can be controlled, and the second position control device for displacing the light source along the optical axis is shared. By doing so, the configuration of the drive system portion for moving the objective lens becomes simpler than in the case where all the corrections from the large displacement to the minute displacement depend on the position control device of the objective lens. In particular, when the objective lens is mechanically moved to correct the minute displacement, it is very difficult to control the drive system and the cost is high. Since it is sufficient to move the system by the square of the magnification, the structure of the drive system portion is simple and advantageous in terms of cost, thereby making it easy to reduce the size, thickness and weight of the entire device. .
さらに、光源はレンズやミラー等の他の光学部品と異
なり光軸を持たないため、光源の駆動制御に伴う傾き成
分誤差はレンズやミラー等の光学部品を駆動制御した場
合と異なり、光スポットの位置誤差や収差に悪影響を及
ぼすことがなく、加えて、光源は点であるため、レンズ
やミラー等の光学部品と比較して重量が非常に軽いた
め、高感度で固有周波数が高い第２の制御装置を構成し
やすいという特有の効果を有する。Furthermore, since the light source does not have an optical axis unlike other optical components such as lenses and mirrors, the inclination component error accompanying the drive control of the light source differs from the case where the optical components such as lenses and mirrors are drive-controlled. It does not adversely affect position errors and aberrations. In addition, since the light source is a point, it is very light in weight as compared with optical components such as lenses and mirrors, and thus has a high sensitivity and a high natural frequency. This has a specific effect that the control device is easy to configure.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図および第２図はそれぞれこの発明に係る光学ディス
ク装置の一例を示す光学系の構成図および対物レンズ駆
動手段の構成を示す斜視図であり、従来のものと同一部
所には、同一符号を付して説明を省略する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are a configuration diagram of an optical system showing an example of an optical disk device according to the present invention and a perspective view showing a configuration of an objective lens driving means, respectively. The description is omitted by attaching reference numerals.
同図において、（51）は対物レンズ（５）の駆動手段
としての第１の位置制御装置であり、デイスク振動のDC
成分を含めて比較的周波数の低い変位制御用として設定
されている。（52）は半導体レーザ（１）に対する位置
制御手段であり、これはデイスク振動の比較的高い周波
数の変位に対応する第２の位置制御装置として設定され
ている。In the figure, reference numeral (51) denotes a first position control device as a driving means of the objective lens (5), which is a DC control device for the disk vibration.
It is set for displacement control with a relatively low frequency including the components. (52) is a position control means for the semiconductor laser (1), which is set as a second position control device corresponding to a relatively high frequency displacement of the disk vibration.
上記第１の位置制御装置（51）は、第２図に示すよう
に互に平行に配置された１対のバイモルフ形圧電素子
（511），（512）と、両圧電素子（511），（512）の各
基端部を保持する固定ホルダ（513）と、両圧電素子（5
11），（512）の各先端同志を連結する対物レンズホル
ダ（514）とからなり、対物レンズ（５）は上記先端部
側に固定されて矢印ｂ方向へ駆動制御されるようになつ
ている。The first position control device (51) includes a pair of bimorph type piezoelectric elements (511) and (512) arranged in parallel with each other as shown in FIG. 512) and a fixed holder (513) that holds each base end, and both piezoelectric elements (5
The objective lens (5) is fixed to the distal end side and is driven and controlled in the direction of arrow b. .
上記半導体レーザ（１）の位置制御装置（52）は、た
とえば第３図に示すように積層形圧電素子（521）と、
この圧電素子（521）に装着されて半導体レーザ（１）
を保持する半導体レーザ保持プレート（522）とからな
る。The position control device (52) for the semiconductor laser (1) includes, for example, a laminated piezoelectric element (521) as shown in FIG.
A semiconductor laser (1) mounted on this piezoelectric element (521)
And a semiconductor laser holding plate (522).
つぎに、動作について説明する。デイスク（12）の面
振れや偏心は第４図に示すように周波数が高くなるにつ
れてその変位量は小さくなる傾向にある。Next, the operation will be described. As shown in FIG. 4, the amount of displacement of the surface deflection and eccentricity of the disk (12) tends to decrease as the frequency increases.
いま、デイスク（12）上の光スポツトの焦点ずれがあ
ると、第１の位置制御装置（51）により、上記対物レン
ズ（５）が焦点制御方向（矢印ｂ方向）へ駆動される。
この際、上記第１の位置制御装置（51）は、デイスク
（12）振動の比較的周波数の低い大変位部分のみに対応
して動作し、それ以上の高い周波数成分ならびにトラツ
キング制御は、半導体レーザ（１）を位置制御する第２
の位置制御装置（52）によつて行なわれる。If the light spot on the disk (12) is out of focus, the first position controller (51) drives the objective lens (5) in the focus control direction (arrow b direction).
At this time, the first position control device (51) operates only in response to a large displacement portion of the disk (12) having a relatively low frequency, and the higher frequency components and the tracking control are performed by the semiconductor laser. (1) Second position control
This is performed by the position control device (52).
ここで、上記対物レンズ（５）の駆動は、デイスク
（12）の大変位で、比較的低い周波数成分のみを制御す
ればよいので、この対物レンズ（５）の駆動手段である
第１の位置制御装置（51）は簡素な構成で、小形化が可
能となり、また、上記圧電素子の使用によって、精度の
高い制御を実現することができる。Here, since the objective lens (5) is driven by controlling only a relatively low frequency component with a large displacement of the disk (12), the first position which is a driving means of the objective lens (5) is required. The control device (51) has a simple configuration and can be miniaturized, and the use of the piezoelectric element can realize highly accurate control.
また、第２の位置制御装置（52）は変位量が小さくて
よいため、制御性能を高めることに対応が容易である。Further, since the second position control device (52) may have a small displacement amount, it is easy to cope with improving the control performance.
ところで、上記実施例では、第１の位置制御装置（5
1）が対物レンズ（５）に対して焦点方向（矢印ｂ方
向）のみに位置制御するもので説明したが、第５図に示
すように上記矢印ｂ方向へ沿つた溝（611），（612）を
有する固定ホルダ（613）の上記溝（611），（612）に
それぞれ圧電素子（614），（615）を貼設して第１の位
置制御装置（61）を構成することにより、矢印ａで示す
トラツキング方向の比較的変位量の大きい低周波成分を
制御するようにしてもよい。この場合、第２の位置制御
装置（52）によるトラツキング制御量を軽減させること
ができ、光学特性に対する影響を大幅に改善することが
できる。By the way, in the above embodiment, the first position control device (5
Although 1) described that the position of the objective lens (5) is controlled only in the focus direction (direction of arrow b), as shown in FIG. 5, the grooves (611) and (612) along the direction of arrow b are used. By attaching the piezoelectric elements (614) and (615) to the grooves (611) and (612) of the fixed holder (613) having the first position control device (61), respectively, an arrow is formed. A low frequency component having a relatively large displacement amount in the tracking direction indicated by a may be controlled. In this case, the amount of tracking control by the second position control device (52) can be reduced, and the effect on optical characteristics can be significantly improved.
また、上記実施例では、第２の位置制御装置（52）が
光源である半導体レーザ（１）の位置制御を行なう例で
説明したが、光学部品、たとえば第６図に示すようにコ
リメータレンズ（２）を位置制御するものを第２の位置
制御装置としてもよい。Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the second position control device (52) controls the position of the semiconductor laser (1) as a light source. However, as shown in FIG. 6, an optical component such as a collimator lens ( What controls the position in 2) may be used as the second position control device.
以上のように、本発明によれば、ディスクの振動によ
る光スポットの焦点ずれを補正するにあたって、対物レ
ンズ自体を変位させる第１の位置制御装置による制御
と、光源を変位させる第２の位置制御装置による制御と
を協同させるとともに、第１の位置制御装置の制御範囲
を低周波帯域に、かつ第２の位置制御装置の制御範囲を
高周波帯域に設定して焦点ずれを補正する構成としたの
で、ディスクの共振現象を低減して性能劣化を招くこと
なく、駆動系部分の構成の簡素化、小形化、薄形化及び
軽量化を図ることができる。特に、第２の位置制御装置
によって駆動するものを光軸を持たない光源とすること
により、変位に伴う傾き成分誤差が光スポットの位置誤
差や収差に悪影響を及ぼすことがなく、また、光源が軽
量な点であるため、高感度で固有振動数の高い第２の位
置制御装置を構成しやすいという特有の効果を奏する。As described above, according to the present invention, in correcting the defocus of the light spot due to the vibration of the disk, the control by the first position control device that displaces the objective lens itself and the second position control that displaces the light source The control by the device is made to cooperate, and the control range of the first position control device is set to a low frequency band, and the control range of the second position control device is set to a high frequency band. Further, the structure of the drive system can be simplified, downsized, thinned, and lightened without reducing the resonance phenomenon of the disk and deteriorating the performance. In particular, by using the light source having no optical axis to be driven by the second position control device, the tilt component error due to the displacement does not adversely affect the position error and aberration of the light spot, and Since it is lightweight, it has a unique effect that it is easy to configure the second position control device with high sensitivity and high natural frequency.
第１図はこの発明に係る光学ディスク装置の一例を示す
光学系の構成図、第２図は同装置における対物レンズ駆
動装置としての第１の位置制御装置の一例を示す斜視
図、第３図は同装置における半導体レーザ位置制御装置
の一例を示す斜視図、第４図はデイスク面振れ量と周波
数との関係を示す特性図、第５図は第１の位置制御装置
の変形構造を示す斜視図、第６図は光学部品を位置制御
する第２の位置制御装置を配置した場合の光学系の構成
図、第７図は従来の光学ディスク装置の光学系の構成
図、第８図は従来の光学系の部分側面図、第９図は従来
のものにおける対物レンズ駆動装置の構成を示す分解斜
視図、第10図はデイスクと対物レンズの位置関係の説明
図である。 （１）……光源、（２）……光学部品、（３）……ハー
フプリズム、、（５）……対物レンズ、（11）……光ビ
ーム、（12）……デイスク、（51），（61）……第１の
位置制御装置、（52），（53）……第２の位置制御装
置、（511），（512）……圧電素子。 なお、図中、同一符号は同一もしくは相当部分を示す。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system showing an example of an optical disk device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of a first position control device as an objective lens driving device in the device, and FIG. Is a perspective view showing an example of a semiconductor laser position control device in the device, FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a disk surface deflection amount and a frequency, and FIG. 5 is a perspective view showing a modified structure of the first position control device. FIG. 6, FIG. 6 is a configuration diagram of an optical system when a second position control device for controlling the position of an optical component is arranged, FIG. 7 is a configuration diagram of an optical system of a conventional optical disk device, and FIG. FIG. 9 is an exploded perspective view showing the configuration of a conventional objective lens driving device, and FIG. 10 is an explanatory view of the positional relationship between a disk and an objective lens. (1) light source, (2) optical component, (3) half prism, (5) objective lens, (11) light beam, (12) disk, (51) , (61)... First position control device, (52), (53)... Second position control device, (511), (512). In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (3)
れ情報を光学的に検出し、この情報をもとに上記光スポ
ットの焦点ずれを補正する光学ディスク装置において、 上記ディスク上に光スポットを形成する対物レンズを該
レンズの光軸に沿って変位させることにより上記光スポ
ットを焦点制御方向へ移動させる第１の位置制御装置
と、 光源を上記光軸に沿って変位させることにより上記光ス
ポットを焦点制御方向へ移動させる第２の位置制御装置
とを備え、 上記第１の位置制御装置の制御範囲を上記ディスクの大
変位の振動を制御し得る低周波帯域に設定し、上記第２
の位置制御装置の制御範囲を上記ディスクの微小変位の
振動を制御し得る高周波帯域に設定し、上記第１の位置
制御装置による制御と第２の位置制御装置による制御と
を協同させて焦点ずれを補正するようにしたことを特徴
とする光学ディスク装置。1. An optical disk device for optically detecting defocus information of a light spot due to vibration of a disk and correcting defocus of the light spot based on the information, forming a light spot on the disk. A first position control device that moves the light spot in the focus control direction by displacing the objective lens along the optical axis of the lens, and displacing the light spot by displacing the light source along the optical axis. A second position control device for moving in the focus control direction, wherein the control range of the first position control device is set to a low frequency band capable of controlling a large displacement vibration of the disk;
The control range of the position control device is set to a high frequency band in which the vibration of the minute displacement of the disk can be controlled, and the control by the first position control device and the control by the second position control device cooperate with each other. An optical disk device characterized in that the optical disk drive is corrected.
れ他端に上記対物レンズを保持する１対のバイモルフ素
子から構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光学ディスク装置。2. The first position control device according to claim 1, wherein said first position control device comprises a pair of bimorph elements having one end fixed and said other end holding said objective lens.
The optical disc device according to the item.
子により構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の光学ディスク装置。3. The optical disk device according to claim 1, wherein said second position control device is constituted by a laminated piezoelectric element.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Families Citing this family (2)
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1987
- 1987-12-17 JP JP62322142A patent/JP2569656B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01162238A (en) | 1989-06-26 |
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