JP3771083B2 - 光ディスクドライブ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚さの異なるＣＤ（Ｃompact Ｄisk）やＤＶＤ（Ｄigital Ｖideo 又はＶersatile Ｄisk）等の光ディスクに共用される光ディスクドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、高密度な光ディスクとしてＤＶＤが知られている。このＤＶＤは従来のＣＤに対して約７倍の記録密度を有する。ここに、ＤＶＤとＣＤとの相違点の一つに、厚さ（基板厚さ）があり、通常、ＣＤの厚さは１．２ｍｍ、ＤＶＤの厚さは０．６ｍｍとされている。記録密度を高くするためには光スポットを小さくする必要があるが、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることにより、光スポットの小径化が可能である。もっとも、開口数（ＮＡ）を大きくすると、光軸と光ディスクとの傾斜角（チルト）変動による球面収差の発生が顕著となり、光スポットが劣化する。その対策として、ディスク基板を薄くしている。
【０００３】
図９を参照して光ディスクと対物レンズとの関係を説明する。図９(ａ)はＤＶＤ１０１と対物レンズ１０２との関係を示し、図９(ｂ)はＣＤ１０３と対物レンズ１０２との関係を示している。図９(ａ)においては、光束はアパーチャ１０４により絞られてから対物レンズ１０２に入射し、ＤＶＤ１０１の透明基板１０５を透過し、その記録面１０６にＤＶＤ用光スポット１０７を形成し、情報の記録、再生又は消去動作が行われる。ＤＶＤ用光スポット１０７の開口数（ＮＡ）は、アパーチャ１０４と対物レンズ１０２の開口数（ＮＡ）とにより決まる。ここに、ＤＶＤ１０１は厚さ０．６ｍｍの２枚の透明基板１０５を貼り合わせることによりＣＤ１０３と同じ厚さの１．２ｍｍとされている。一方、図９(ｂ)においては、光束は対物レンズ１０２に入射し、ＣＤ１０３の透明基板１０８を透過し、そのその記録面１０９にＣＤ用光スポット１１０を形成し、情報の再生動作が行われる。
【０００４】
ここに、対物レンズ１０２とディスク１０１，１０３との間の間隔を一般に、“作動距離”と称し、図９(ａ)ではＬｄ，図９(ｂ)ではＬｃが相当する。開口数（ＮＡ）、ディスク基板厚さが異なるため、ＤＶＤとＣＤとで作動距離Ｌｄ，Ｌｃが異なり、Ｌｄ＞Ｌｃなる関係にある。
【０００５】
ところで、対物レンズ１０２はアクチュエータ（図示せず）に搭載される。このアクチュエータは、対物レンズ１０２の光軸方向（フォーカシング方向）と光軸直交方向（トラッキング方向）とに対物レンズ１０２を変位駆動することにより、光スポット１０７，１１０の焦点合わせ（フォーカシング）とトラッキングとを行う。アクチュエータによる対物レンズ１０２の光軸方向移動可能範囲（フォーカシングストローク）は、ディスク１０１，１０３の面振れ量や、ディスク１０１，１０３を回転駆動するスピンドルモータの振れ量などから決められるが、一般に、±０．８ｍｍ〜±０．７ｍｍ程度とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＶＤ１０１のみ、或いは、ＣＤ１０３のみを対象とする専用機に比べ、ＤＶＤ１０１とＣＤ１０３との両方のディスクを対象とする兼用機の場合、前述したようなＤＶＤとＣＤとで作動距離Ｌｄ，Ｌｃが異なる点が問題となる。つまり、図１０に示すように、作動距離Ｌｄ，Ｌｃの差ΔＬ＝Ｌｄ−Ｌｃの分だけ、フォーカシングストロークを長くする必要がある。
【０００７】
フォーカシングストロークが長くなると、以下のような問題がある。第１に、アクチュエータが厚くなり、ドライブ装置の薄型化が困難となる。一般に、アクチュエータは対物レンズをばね部材により弾性的に支持するが、長いストロークに渡ってそのばね特性（ばね定数）を変化させないためには、ばねの長さを長くしなければならない。このため、アクチュエータが大きくなってしまう。また、一般に、アクチュエータは、永久磁石と駆動コイルとからなるリニアモータにより対物レンズを駆動するが、永久磁石端部の磁束の低下から、ストロークの終端部で推力特性が低下する（図１０参照）。ストロークを長くすると、この推力特性の低下が顕著となり、非線形な特性となってしまい、制御上、好ましくない。
【０００８】
ちなみに、国際公開ＷＯ９７／５００８６号公報によれば、このような記録密度の異なる（従って、厚さの異なる）ディスクに対する兼用機として、光ピックアップ装置を傾斜させるチルト補正機構と、光ピックアップ装置と光ディスクとの角度位置関係を検出するチルトセンサとを備え、ディスク種類判別手段により対象光ディスクが記録密度の高いディスクと判別した場合には、チルト補正機構により光ピックアップ装置の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正を行うようにし、記録密度の低いディスクと判別した場合にはチルト補正を行わず、チルト可動部（即ち、光ピックアップ装置搭載部分）を固定したままとしている。同公報例による場合、前述したようなＤＶＤとＣＤとで作動距離Ｌｄ，Ｌｃが異なる点に起因する上述の問題は解決されていない。
【０００９】
本発明の目的は、厚さの異なる種類の光ディスクに対して同一の対物レンズを共用して情報の再生、記録又は消去動作を行う光ディスクドライブ装置に関して、対物レンズを搭載したアクチュエータのフォーカシングストロークを対象ディスクの違いにより増やす必要がなく、ドライブ装置の薄型化、小型化、さらには、制御の安定を図れる光ディスクドライブ装置を提供することである。より具体的には、厚さの異なる光ディスク毎に対物レンズの作動距離が変化してもその変化分をアクチュエータのフォーカシングストロークに加算することなしに済ませることができる光ディスクドライブ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、厚さの異なる種類の光ディスクに対して同一の対物レンズを共用して情報の再生、記録又は消去動作を行う光ディスクドライブ装置において、前記光ディスクの記録面に光を照射する前記対物レンズを有する光ピックアップ装置と、この光ピックアップ装置を、前記光ディスクの内周近くを支持部として、前記光ディスクの外周側が前記光ディスクとの距離を可変できるように回動させるチルト補正機構と、前記光ピックアップ装置と前記光ディスクとの角度位置関係を検出するチルトセンサとを備え、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルトセンサの出力に基づき前記光ピックアップ装置の光軸と前記光ディスクの記録面とが垂直となるように前記チルト補正機構を駆動し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には、厚さの薄い光ディスクと厚さの厚い光ディスクとの作動距離の差をΔＬ、前記チルト補正機構の回動中心と前記光ピックアップ装置の前記対物レンズとの間の距離をＢとする場合において、前記チルト補正機構の駆動量を tan -1 （ΔＬ／Ｂ）として、前記光ディスクの記録面と前記光ピックアップ装置との距離を設定するために前記チルト補正機構を駆動する。
請求項２記載の発明は、厚さの異なる種類の光ディスクに対して同一の対物レンズを共用して情報の再生、記録又は消去動作を行う光ディスクドライブ装置において、前記対物レンズを保持するレンズボビンを光軸方向に変位自在に支持する支持機構と固定部に固定された永久磁石と前記レンズボビンの一部に設けられて前記永久磁石に対向する駆動コイルとを含み、前記対物レンズを光軸方向に駆動制御するアクチュエータを備えて、前記光ディスクの記録面に光を照射する前記対物レンズを有する光ピックアップ装置と、この光ピックアップ装置を、前記光ディスクの内周近くを支持部として、前記光ディスクの外周側が前記光ディスクとの距離を可変できるように回動させるチルト補正機構と、前記光ピックアップ装置と前記光ディスクとの角度位置関係を検出するチルトセンサとを備え、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルトセンサの出力に基づき前記光ピックアップ装置の光軸と前記光ディスクの記録面とが垂直となるように前記チルト補正機構を駆動し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には、前記駆動コイルに対する駆動電流の直流成分をＡ、前記チルト補正機構の回動中心と前記光ピックアップ装置の前記対物レンズとの間の距離をＢとする場合において、前記チルト補正機構の駆動量を tan -1 （Ａ／Ｂ）として、前記光ディスクの記録面と前記光ピックアップ装置との距離を設定するために前記チルト補正機構を駆動する。
【００１１】
従って、本来は光ピックアップ装置の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正するためのチルト補正機構を利用して、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には光ピックアップ装置を光ディスクの記録面に近づけるようにその高さ制御を行わせることで、光ディスクの厚さに違いによる対物レンズの作動距離の変化分を、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークに含める必要がなくなる。よって、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応した対物レンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図れる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光ディスクドライブ装置において、前記チルトセンサと前記チルト補正機構とによるチルト制御系と、前記駆動コイルに対する駆動電流の直流成分と前記チルト補正機構とによるピックアップ高さ制御系とを選択自在に有し、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルト制御系を選択し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記ピックアップ高さ制御系を選択する。
【００１３】
従って、厚さの異なる光ディスクに対して対物レンズの作動距離が変化することにより、アクチュエータの光軸方向の駆動コイルの駆動電流にバイアスがかかることがない。よって、アクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応したレンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図れる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光ディスクドライブ装置において、前記チルトセンサと前記チルト補正機構とによるチルト制御系と、前記駆動コイルに対する駆動電流の直流成分と前記チルト補正機構とによるピックアップ高さ制御系とを選択自在に有し、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルト制御系を選択し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記ピックアップ高さ制御系を選択するようにした。
【００１５】
従って、対象となる光ディスクに応じて制御系の元となる検出系を、チルトセンサの出力と駆動コイルに対する駆動電流の直流成分とで切換えることで、チルト制御系やピックアップ高さ制御系を閉ループ制御することが可能となり、請求項３記載の発明を容易に実現できる。
【００２１】
従って、光ディスクの最も面振れの大きい半径方向外周部で光ピックアップ装置の高さ調整が可能となり、請求項１記載の発明を容易に実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の前提となる第一の参考構成例を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本参考構成例が適用される光ディスクドライブ装置の概略構成を示す分解斜視図である。この構成は、基本的には前述した国際公開ＷＯ９７／５００８６号公報例の構成を利用したものである。まず、厚さの異なるＣＤ又はＤＶＤなる光ディスクが共通に搭載されるターンテーブル１を有するスピンドルモータ２が矩形枠状の固定シャーシ３の一部に固定されている。ターンテーブル１上に搭載された光ディスクはスピンドルモータ２により回転駆動される。
【００２５】
一方、固定シャーシ３の下部には固定シャーシ３よりも一回り小さな矩形枠状に形成されてチルト補正機構４の主体をなす回動シャーシ５が固定シャーシ３に形成された軸穴６に嵌合させた回動軸７によりチルト方向に回動変位自在に取付けられている。ここに、回動軸７は支持部となり、チルト補正機構４の回動中心として作用し、光ディスクの内周近く（即ち、ターンテーブル１寄りの位置）に設定されている。この回動シャーシ５上には光ディスクの半径方向に沿って配設させたガイドレール８に沿って半径方向（シーク方向）に移動自在なキャリッジ９が搭載され、このキャリッジ９上には対物レンズ１０を有する光ピックアップ装置１１が一体的に搭載されている。対物レンズ１０は光ディスクの記録面に対して光をスポット状に集光させて照射するもので、図３等で後述するようなアクチュエータにより光軸方向（フォーカシング方向）及び光軸直交方向（トラッキング方向）に変位自在に光ピックアップ装置１１に設けられている。ここに、キャリッジ９にはある程度の長さを有してガイドレール８に平行なラック１２が一体的に設けられており、回動シャーシ５にはラック１２に噛み合うピニオンギヤ１３、このピニオンギヤ１３上のプーリ１４に回転力を伝達するベルト１５が掛け渡されたプーリ１６、このプーリ１６軸上のギヤ１７に噛み合うギヤ（図示せず）を有するシーク用モータ１９等によるシーク駆動系が搭載されており、シーク用モータ１９の回転方向に応じてピニオンギヤ１３、ラック１２を介してキャリッジ９、従って、光ピックアップ装置１１をディスク半径方向にシーク移動させ得る構成とされている。ここに、ラック１２とシーク駆動系とがともに回動シャーシ５上に搭載されているので、後述するように回動シャーシ５が回動変位しても、ピニオンギヤ１３とラック１２との噛み合い状態に変化を生じない。
【００２６】
また、光ピックアップ装置１１の一部には光ディスクに対向するように配置されてこの光ピックアップ装置１１と搭載された光ディスクとの角度位置関係を検出する周知のチルトセンサ２０が搭載されている。
【００２７】
一方、回動軸７により回動自在な回動シャーシ５の半径方向外側辺の位置を高さ方向に可変自在に支持する駆動部２１が固定シャーシ３の半径方向外側辺に設けられている。即ち、回動シャーシ５の半径方向外側辺から外側に向けて突出させたピン２２が入り込む溝２３が形成されたプーリギヤ２４とこのプーリギヤ２４に噛み合うギヤ２５を有するチルト制御用モータ２６がブラケット２７を利用して固定シャーシ５に取付けられている。ここに、チルト制御用モータ２６によりプーリギヤ２４を回動させ、溝２３に入り込んだピン２２の高さ位置を可変させることにより、回動シャーシ５が回動軸７を中心に回動変位することとなる。回動シャーシ５が回動変位すると、回動シャーシ５に搭載された光ピックアップ装置１１も変位することとなる。
【００２８】
このような構成において、ターンテーブル１上に搭載された光ディスクがＤＶＤのように厚さの薄いディスクであって光軸の傾斜に対する変動許容量が少ない場合には、光ピックアップ装置１１に搭載されたチルトセンサ２０の信号をモニタしてチルト制御用モータ２６を適正量だけ駆動させることにより、光ピックアップ装置１１の光軸が光ディスクの記録面に対して垂直となるように回動シャーシ７を回動変位させる。即ち、本来のチルト補正動作を行わせる。この後、対物レンズ１０に対するフォーカシング動作、トラッキング動作等を行いながら、光ディスクに対する記録、再生又は消去動作が行われる。
【００２９】
一方、ターンテーブル１上に搭載された光ディスクがＣＤのように厚さの厚いディスクであって光軸の傾斜に対する変動許容量が大きい場合には、チルトセンサ２０によるモニタを行わず、チルト制御用モータ２６により回動シャーシ７をより大きく回動変位させて光ピックアップ装置１１を光ディスクの記録面に近づける。即ち、図９で説明したように、光ディスクが厚さ１．２ｍｍのＣＤの場合の作動距離のほうが厚さ０．６ｍｍのＤＶＤの場合の作動距離よりも短く、ＤＶＤの場合よりもＣＤの場合のほうが対物レンズ１０が光ディスクに近づくこととなる。そこで、ＤＶＤとＣＤとの作動距離の差の分だけ、光ピックアップ装置１１が光ディスクに近づくように回動シャーシ７を回動変位させる。図２はこの様子を誇張して模式的に示す概略側面図である。２８はＣＤなる厚さの厚い光ディスクである。この後、対物レンズ１０に対するフォーカシング動作、トラッキング動作等を行いながら、光ディスクに対する記録、再生又は消去動作が行われる。
【００３０】
従って、本参考構成例によれば、本来は光ピックアップ装置１１の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正するためのチルト補正機構４を利用して、厚さの厚い光ディスク（ＣＤ２８）に対する再生、記録又は消去動作時には光ピックアップ装置１１を光ディスクの記録面に近づけるようにその高さ制御を行わせることで、光ディスクの厚さの違いによる対物レンズ１０の作動距離の変化分を、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークに含める必要がなくなる。よって、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応した対物レンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図れる。
【００３１】
本発明の第二の参考構成例を図３ないし図５に基づいて説明する。第一の参考構成例で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（後述する各参考構成例や各実施の形態でも順次同様とする）。第一の参考構成例では、ＤＶＤとＣＤとの作動距離の差の分だけ回動シャーシ７を回動させて光ピックアップ装置１１を光軸方向に移動させるようにしたが、本参考構成例では光ピックアップ装置１１に設けられているアクチュエータのフォーカシング駆動量を把握して回動シャーシ７を光軸方向に移動させるものである。
【００３２】
まず、光ピックアップ装置１１に搭載されているアクチュエータ３１の構成の一例を図３に示す。まず、対物レンズ１０を保持したレンズボビン３２を光軸方向（フォーカシング方向）に変位自在に支持する４本のワイヤばね３３が支持機構として固定部３４から引出されている。レンズボビン３２の周りには、互いに直交する方向に駆動コイルである光軸方向駆動コイル３５とトラッキング方向駆動コイル３６とが巻回されている。そして、レンズボビン３２を挟んでヨーク３７により固定部３４に支持された永久磁石３８が互いに磁極を対向させて配設されている。ここに、永久磁石３８と駆動コイル３５，３６とにより２軸方向のリニアモータが形成されている。これにより、光軸方向駆動コイル３５とトラッキング方向駆動コイル３６とに制御電流を与えることにより、レンズボビン３２が移動して対物レンズ１０を光軸方向（フォーカシング方向＝Ｙ方向）及びトラッキング方向（Ｚ方向）に移動させることができる。
【００３３】
ここに、図４はアクチュエータ３１におけるフォーカシングモータ（光軸方向駆動コイル３５）に対する駆動電流の波形を示している。横軸は時間軸である。上述したように、アクチュエータ３１は対物レンズ１０を光軸方向に変位駆動して焦点合わせを行う。その駆動力は、永久磁石３８とヨーク３７とからなる磁気回路の空隙中に配置させた光軸方向駆動コイル３５に電流を流すことにより発生するローレンツ力である。図４に示す波形はこの光軸方向駆動コイル３５に流す電流値の時間的変化の様子を示している。光軸方向駆動コイル３５に流す電流は図示しない検出系により検出される焦点誤差信号に応じて変化する。光ディスクに対物レンズ１０が近ければマイナス側に電流を流し、光ディスクに対物レンズ１０が遠ければプラス側に電流を流す。光ディスクの持つ面振れ量は、光ディスクの回転数に応じて変化するので、光軸方向駆動コイル３５に流す電流波形は、図示の如く、光ディスクの回転周波数の周期で変動している。
【００３４】
従って、光軸方向駆動コイル３５に流す駆動電流のＤＣレベル（直流レベル）が図示の如く０よりも小さい場合にはアクチュエータ３１自身が光ディスクから遠く、対物レンズ１０を光ディスクから遠い位置で光ディスクの面振れ周波数に応じて振動させていることを意味する。逆に、光軸方向駆動コイル３５に流す駆動電流のＤＣレベルが０よりも大きい場合にはアクチュエータ３１自身が光ディスクに近く、対物レンズ１０を光ディスクに近い位置で光ディスクの面振れ周波数に応じて振動させていることを意味する。そこで、光軸方向駆動コイル３５に流す駆動電流のＤＣレベルに応じてチルト制御用モータ２６を駆動させることで回動シャーシ７を傾斜させて、光ピックアップ装置１１自身を光ディスクに対して近づけたり遠ざけたりして、そのＤＣレベルを０に保つようにする。
【００３５】
図５はこのためのピックアップ高さ制御系４０の構成例を示す。即ち、光軸方向駆動コイル３５に流れる駆動電流をＤＣレベル検出回路４１に入力させて、そのＤＣレベルを検出し、検出されたＤＣレベルをチルト制御用アンプ４２に入力させることでＤＣレベルが０となるようにチルト制御用モータ２６を駆動させる。
【００３６】
本発明の第三の参考構成例を図６に基づいて説明する。本参考構成例では、チルトセンサ２０、チルト制御用アンプ４２及びチルト制御用モータ２６によりチルト制御系４３が形成されている。ここに、チルト制御用アンプ４２前段において、チルトセンサ２０側とＤＣレベル検出回路４１側との間には周知のディスク識別手段４４により切換えられるスイッチ４５が介在され、チルト制御系４３とピックアップ高さ制御系４０とが選択自在とされている。
【００３７】
このような構成において、搭載された光ディスクがＤＶＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、チルトセンサ２０側が有効となるようにスイッチ４５が切換えられ、チルト制御系４３が選択される。これにより、チルトセンサ２０の信号をモニタしてチルト制御用アンプ４２によりチルト制御用モータ２６を駆動させることにより、光ピックアップ装置１１の光軸が光ディスクの記録面に対して垂直となるように回動シャーシ７を回動変位させる。
【００３８】
一方、搭載された光ディスクがＣＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、ＤＣレベル検出回路４１側が有効となるようにスイッチ４５が切換えられ、ピックアップ高さ制御系４０が選択される。これにより、光軸方向駆動コイル３５に流れる駆動電流をＤＣレベル検出回路４１に入力させて、そのＤＣレベルを検出し、検出されたＤＣレベルをチルト制御用アンプ４２に入力させることでＤＣレベルが０となるようにチルト制御用モータ２６を駆動させる。
【００３９】
このようにして、本参考構成例によれば、ＤＶＤ、ＣＤに応じて、容易にチルト制御用モータ２６の駆動を使い分けることができる。
【００４０】
従って、本参考構成例によれば、対象となる光ディスクに応じて制御系の元となる検出系を、チルトセンサ２０の出力と光軸方向駆動コイル３５に対する駆動電流のＤＣ成分とで切換えることで、チルト制御系４３やピックアップ高さ制御系４０を閉ループ制御することが可能となる。
【００４１】
本発明の第一の実施の形態を図７に基づいて説明する。第三の参考構成例において、アクチュエータ３１の光軸方向駆動コイル３５のＤＣレベルを入力としてチルト制御用モータ２６を閉ループ制御する場合、ＤＣレベルの時間的変動がある程度速いとチルト補正機構４の構造物の振動特性をよくする必要が出てくる。また、一般に、ＤＶＤよりもＣＤのほうが高速回転させることが多く、光ディスクの面振れの周波数がＣＤのほうが高い。つまり、ＤＶＤのときに行う光ピックアップ装置１１のチルト補正に必要な制御帯域に対して、ＣＤのときに行う光ピックアップ装置１１の高さ制御に必要な制御帯域のほうが広い。従って、ＣＤのときに行う光ピックアップ装置１１の高さ制御を開ループで行うことが望ましい。
【００４２】
そこで、本実施の形態は、ＣＤのときに光ピックアップ装置１１の高さ制御を開ループで行えるように構成したものである。本実施の形態では、演算回路４６が付加され、ＤＣレベル検出回路４１の出力とともに光ピックアップ装置１１の光ディスクに対する半径方向の位置情報４７が入力されている。
【００４３】
このような構成において、搭載された光ディスクがＤＶＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、図６の場合と同様にチルト制御系４３による制御となる。
【００４４】
一方、搭載された光ディスクがＣＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、ＤＣレベル検出回路４１側が有効となるようにスイッチ４５が切換えられ、ピックアップ高さ制御系４０が選択される。これにより、光軸方向駆動コイル３５に流れる駆動電流をＤＣレベル検出回路４１に入力させて、そのＤＣレベルを検出し、検出されたＤＣレベルを演算回路４６に入力する。さらに、光ピックアップ装置１１の位置情報４７も演算回路４６に入力する。演算回路４６では、光ピックアップ装置１１の位置情報４７からチルト補正機構４の回動中心である回動軸７から光ピックアップ装置１１の対物レンズ１０までの距離（この距離をＢとする）を算出する。同時に、ＤＣレベルを演算回路４６から得られたＤＣレベルをアクチュエータ３１のＤＣ感度で除算して対物レンズ１０のオフセット距離（この距離を、駆動電流の直流成分に相当するＡとする）を算出する。さらに、ＤＣレベルを０にするために、回動シャーシ５に必要な回動角をtan-1（Ａ／Ｂ）として算出し、チルト制御用アンプ４２に出力する。これにより、開ループ制御が可能となる。
【００４５】
本発明の第二の実施の形態を図８に基づいて説明する。本実施の形態は、第一の参考構成例の場合のように、光ピックアップ装置１１の高さ制御をＤＶＤとＣＤとの作動距離の差の分だけとする場合のより具体的な工夫例を示すものである。即ち、本実施の形態では、光ピックアップ装置１１の位置情報４７を入力として所定の演算処理を行う演算回路４８が付加され、この演算回路４８の出力とチルトセンサ２０の出力とが周知のディスク識別手段４４により切換えられるスイッチ４９により選択自在とされている。
【００４６】
このような構成において、搭載された光ディスクがＤＶＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、図６の場合と同様にチルト制御系４３による制御となる。
【００４７】
一方、搭載された光ディスクがＣＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、光ピックアップ装置１１の位置情報４７を用いて演算処理を行う演算回路４８側が有効となるようにスイッチ４９が切換えられる。演算回路４８では、光ピックアップ装置１１の位置情報４７からチルト補正機構４の回動中心である回動軸７から光ピックアップ装置１１の対物レンズ１０までの距離（この距離をＢとする）を算出する。そして、ＤＶＤの場合とＣＤの場合との作動距離の差をΔＬとした場合、この作動距離の差ΔＬの分だけ光ピックアップ装置１１を光ディスクに近づけるために、回動シャーシ５に必要な回動角をtan-1（ΔＬ／Ｂ）として算出し、チルト制御用アンプ４２に出力する。これにより、第一の実施の形態の場合に関しても開ループ制御が可能となる。
【００４８】
ところで、対象となる光ディスクがＣＤである場合、常に光ピックアップ装置１１の高さ調整を行わなくてもよい。つまり、円盤状の光ディスクが反りにより変形している場合、対物レンズ１０の光軸方向に最も遠く或いは最も近くなるのは、反り量の大きい半径方向外周側である。これは、光ディスクの半径方向内周側位置では、反り量が少なく、対物レンズ１０のアクチュエータ３１の光軸方向の駆動量が少ないことを意味する。従って、前述したように、対物レンズ１０の光軸方向の移動量（フォーカシングストローク）にＤＶＤとＣＤとの作動距離の差が加算されることが問題であるが、半径方向内周側では光ディスクの反りが少なく元々フォーカシングストロークが小さくてよいので、光ディスクの半径方向内周側位置でのみ、前述したようにチルト補正機構４を利用して光ピックアップ装置１１の高さ調整を行うようにしてもよい。
【００４９】
また、これらの実施の形態において、チルト補正機構４の回動中心である回動軸７が光ディスクの半径方向内周側の位置に設定され、回動シャーシ５が半径方向外周側ほど大きく変位するようにしているので、光ディスクの最も面振れ（反り量）の大きい半径方向外周側位置においてチルト補正機構４を用いた光ピックアップ装置１１の高さ調整量を最大にとることが可能とされている。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時にはチルトセンサの出力に基づき光ピックアップ装置の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正機構を駆動し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には光ピックアップ装置を、例えば、作動距離の差の分だけ、光ディスクの記録面に近づけるようにチルト補正機構を駆動するようにしたので、本来は光ピックアップ装置の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正するためのチルト補正機構を利用して、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には光ピックアップ装置を光ディスクの記録面に近づけるようにその高さ制御を行わせることで、光ディスクの厚さの違いによる対物レンズの作動距離の変化分を、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークに含める必要がなくなり、よって、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応した対物レンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図ることができる。また、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には、光ディスクに対する光ピックアップ装置の半径方向の位置に応じてチルト補正機構の駆動量を可変させることで、アクチュエータのフォーカシング方向の駆動電流用の制御信号を検出することなく、光ピックアップ装置の高さ補正を行うことができる。さらには、光ピックアップ装置の高さ調整量を、光ディスクの最も面振れの大きい半径方向外周部で最大とすることが可能となる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の光ディスクドライブ装置において、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時にはアクチュエータの駆動コイルへの駆動電流の直流成分が小さくなるようにチルト補正機構を駆動するようにしたので、厚さの異なる光ディスクに対して対物レンズの作動距離が変化することにより、アクチュエータの光軸方向の駆動コイルの駆動電流にバイアスがかかることがなく、よって、アクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応した対物レンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図ることができる。
【００５２】
請求項４記載の発明によれば、対象となる光ディスクに応じて制御系の元となる検出系を、チルトセンサの出力と駆動コイルに対する駆動電流の直流成分とで切換えることで、チルト制御系やピックアップ高さ制御系を閉ループ制御することが可能となり、請求項３記載の発明を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の前提となる第一の参考構成例の光ディスクドライブ装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】 光ピックアップ装置の高さ調整の様子を模式的に示す概略側面図である。
【図３】 第二の参考構成例のアクチュエータの構成例を示す斜視図である。
【図４】 光軸方向駆動コイルに対する駆動電流の時間的変化の様子を示す電流波形図である。
【図５】 そのピックアップ高さ制御系の構成例を示すブロック図である。
【図６】 第三の参考構成例を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第一の実施の形態を示すブロック図である。
【図８】 本発明の第二の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】 ＤＶＤとＣＤとの作動距離の違いを示す説明図である。
【図１０】 フォーカシングストロークの違いを示す説明図である。
【符号の説明】
４ チルト補正機構
７ 支持部
１０ 対物レンズ
１１ 光ピックアップ装置
２０ チルトセンサ
２１ 駆動部
２８ 厚さの厚い光ディスク
３１ アクチュエータ
３２ レンズボビン
３３ 支持機構
３５ 駆動コイル
３８ 永久磁石
４０ ピックアップ高さ制御系
４３ チルト制御系
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚さの異なるＣＤ（Ｃompact Ｄisk）やＤＶＤ（Ｄigital Ｖideo 又はＶersatile Ｄisk）等の光ディスクに共用される光ディスクドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、高密度な光ディスクとしてＤＶＤが知られている。このＤＶＤは従来のＣＤに対して約７倍の記録密度を有する。ここに、ＤＶＤとＣＤとの相違点の一つに、厚さ（基板厚さ）があり、通常、ＣＤの厚さは１．２ｍｍ、ＤＶＤの厚さは０．６ｍｍとされている。記録密度を高くするためには光スポットを小さくする必要があるが、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることにより、光スポットの小径化が可能である。もっとも、開口数（ＮＡ）を大きくすると、光軸と光ディスクとの傾斜角（チルト）変動による球面収差の発生が顕著となり、光スポットが劣化する。その対策として、ディスク基板を薄くしている。
【０００３】
図９を参照して光ディスクと対物レンズとの関係を説明する。図９(ａ)はＤＶＤ１０１と対物レンズ１０２との関係を示し、図９(ｂ)はＣＤ１０３と対物レンズ１０２との関係を示している。図９(ａ)においては、光束はアパーチャ１０４により絞られてから対物レンズ１０２に入射し、ＤＶＤ１０１の透明基板１０５を透過し、その記録面１０６にＤＶＤ用光スポット１０７を形成し、情報の記録、再生又は消去動作が行われる。ＤＶＤ用光スポット１０７の開口数（ＮＡ）は、アパーチャ１０４と対物レンズ１０２の開口数（ＮＡ）とにより決まる。ここに、ＤＶＤ１０１は厚さ０．６ｍｍの２枚の透明基板１０５を貼り合わせることによりＣＤ１０３と同じ厚さの１．２ｍｍとされている。一方、図９(ｂ)においては、光束は対物レンズ１０２に入射し、ＣＤ１０３の透明基板１０８を透過し、そのその記録面１０９にＣＤ用光スポット１１０を形成し、情報の再生動作が行われる。
【０００４】
ここに、対物レンズ１０２とディスク１０１，１０３との間の間隔を一般に、“作動距離”と称し、図９(ａ)ではＬｄ，図９(ｂ)ではＬｃが相当する。開口数（ＮＡ）、ディスク基板厚さが異なるため、ＤＶＤとＣＤとで作動距離Ｌｄ，Ｌｃが異なり、Ｌｄ＞Ｌｃなる関係にある。
【０００５】
ところで、対物レンズ１０２はアクチュエータ（図示せず）に搭載される。このアクチュエータは、対物レンズ１０２の光軸方向（フォーカシング方向）と光軸直交方向（トラッキング方向）とに対物レンズ１０２を変位駆動することにより、光スポット１０７，１１０の焦点合わせ（フォーカシング）とトラッキングとを行う。アクチュエータによる対物レンズ１０２の光軸方向移動可能範囲（フォーカシングストローク）は、ディスク１０１，１０３の面振れ量や、ディスク１０１，１０３を回転駆動するスピンドルモータの振れ量などから決められるが、一般に、±０．８ｍｍ〜±０．７ｍｍ程度とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＶＤ１０１のみ、或いは、ＣＤ１０３のみを対象とする専用機に比べ、ＤＶＤ１０１とＣＤ１０３との両方のディスクを対象とする兼用機の場合、前述したようなＤＶＤとＣＤとで作動距離Ｌｄ，Ｌｃが異なる点が問題となる。つまり、図１０に示すように、作動距離Ｌｄ，Ｌｃの差ΔＬ＝Ｌｄ−Ｌｃの分だけ、フォーカシングストロークを長くする必要がある。
【０００７】
フォーカシングストロークが長くなると、以下のような問題がある。第１に、アクチュエータが厚くなり、ドライブ装置の薄型化が困難となる。一般に、アクチュエータは対物レンズをばね部材により弾性的に支持するが、長いストロークに渡ってそのばね特性（ばね定数）を変化させないためには、ばねの長さを長くしなければならない。このため、アクチュエータが大きくなってしまう。また、一般に、アクチュエータは、永久磁石と駆動コイルとからなるリニアモータにより対物レンズを駆動するが、永久磁石端部の磁束の低下から、ストロークの終端部で推力特性が低下する（図１０参照）。ストロークを長くすると、この推力特性の低下が顕著となり、非線形な特性となってしまい、制御上、好ましくない。
【０００８】
ちなみに、国際公開ＷＯ９７／５００８６号公報によれば、このような記録密度の異なる（従って、厚さの異なる）ディスクに対する兼用機として、光ピックアップ装置を傾斜させるチルト補正機構と、光ピックアップ装置と光ディスクとの角度位置関係を検出するチルトセンサとを備え、ディスク種類判別手段により対象光ディスクが記録密度の高いディスクと判別した場合には、チルト補正機構により光ピックアップ装置の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正を行うようにし、記録密度の低いディスクと判別した場合にはチルト補正を行わず、チルト可動部（即ち、光ピックアップ装置搭載部分）を固定したままとしている。同公報例による場合、前述したようなＤＶＤとＣＤとで作動距離Ｌｄ，Ｌｃが異なる点に起因する上述の問題は解決されていない。
【０００９】
本発明の目的は、厚さの異なる種類の光ディスクに対して同一の対物レンズを共用して情報の再生、記録又は消去動作を行う光ディスクドライブ装置に関して、対物レンズを搭載したアクチュエータのフォーカシングストロークを対象ディスクの違いにより増やす必要がなく、ドライブ装置の薄型化、小型化、さらには、制御の安定を図れる光ディスクドライブ装置を提供することである。より具体的には、厚さの異なる光ディスク毎に対物レンズの作動距離が変化してもその変化分をアクチュエータのフォーカシングストロークに加算することなしに済ませることができる光ディスクドライブ装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、厚さの異なる種類の光ディスクに対して同一の対物レンズを共用して情報の再生、記録又は消去動作を行う光ディスクドライブ装置において、前記光ディスクの記録面に光を照射する前記対物レンズを有する光ピックアップ装置と、この光ピックアップ装置を、前記光ディスクの内周近くを支持部として、前記光ディスクの外周側が前記光ディスクとの距離を可変できるように回動させるチルト補正機構と、前記光ピックアップ装置と前記光ディスクとの角度位置関係を検出するチルトセンサとを備え、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルトセンサの出力に基づき前記光ピックアップ装置の光軸と前記光ディスクの記録面とが垂直となるように前記チルト補正機構を駆動し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には、厚さの薄い光ディスクと厚さの厚い光ディスクとの作動距離の差をΔＬ、前記チルト補正機構の回動中心と前記光ピックアップ装置の前記対物レンズとの間の距離をＢとする場合において、前記チルト補正機構の駆動量を tan -1 （ΔＬ／Ｂ）として、前記光ディスクの記録面と前記光ピックアップ装置との距離を設定するために前記チルト補正機構を駆動する。
請求項２記載の発明は、厚さの異なる種類の光ディスクに対して同一の対物レンズを共用して情報の再生、記録又は消去動作を行う光ディスクドライブ装置において、前記対物レンズを保持するレンズボビンを光軸方向に変位自在に支持する支持機構と固定部に固定された永久磁石と前記レンズボビンの一部に設けられて前記永久磁石に対向する駆動コイルとを含み、前記対物レンズを光軸方向に駆動制御するアクチュエータを備えて、前記光ディスクの記録面に光を照射する前記対物レンズを有する光ピックアップ装置と、この光ピックアップ装置を、前記光ディスクの内周近くを支持部として、前記光ディスクの外周側が前記光ディスクとの距離を可変できるように回動させるチルト補正機構と、前記光ピックアップ装置と前記光ディスクとの角度位置関係を検出するチルトセンサとを備え、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルトセンサの出力に基づき前記光ピックアップ装置の光軸と前記光ディスクの記録面とが垂直となるように前記チルト補正機構を駆動し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には、前記駆動コイルに対する駆動電流の直流成分をＡ、前記チルト補正機構の回動中心と前記光ピックアップ装置の前記対物レンズとの間の距離をＢとする場合において、前記チルト補正機構の駆動量を tan -1 （Ａ／Ｂ）として、前記光ディスクの記録面と前記光ピックアップ装置との距離を設定するために前記チルト補正機構を駆動する。
【００１１】
従って、本来は光ピックアップ装置の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正するためのチルト補正機構を利用して、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には光ピックアップ装置を光ディスクの記録面に近づけるようにその高さ制御を行わせることで、光ディスクの厚さに違いによる対物レンズの作動距離の変化分を、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークに含める必要がなくなる。よって、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応した対物レンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図れる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光ディスクドライブ装置において、前記チルトセンサと前記チルト補正機構とによるチルト制御系と、前記駆動コイルに対する駆動電流の直流成分と前記チルト補正機構とによるピックアップ高さ制御系とを選択自在に有し、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルト制御系を選択し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記ピックアップ高さ制御系を選択する。
【００１３】
従って、厚さの異なる光ディスクに対して対物レンズの作動距離が変化することにより、アクチュエータの光軸方向の駆動コイルの駆動電流にバイアスがかかることがない。よって、アクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応したレンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図れる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光ディスクドライブ装置において、前記チルトセンサと前記チルト補正機構とによるチルト制御系と、前記駆動コイルに対する駆動電流の直流成分と前記チルト補正機構とによるピックアップ高さ制御系とを選択自在に有し、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルト制御系を選択し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記ピックアップ高さ制御系を選択するようにした。
【００１５】
従って、対象となる光ディスクに応じて制御系の元となる検出系を、チルトセンサの出力と駆動コイルに対する駆動電流の直流成分とで切換えることで、チルト制御系やピックアップ高さ制御系を閉ループ制御することが可能となり、請求項３記載の発明を容易に実現できる。
【００２１】
従って、光ディスクの最も面振れの大きい半径方向外周部で光ピックアップ装置の高さ調整が可能となり、請求項１記載の発明を容易に実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の前提となる第一の参考構成例を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本参考構成例が適用される光ディスクドライブ装置の概略構成を示す分解斜視図である。この構成は、基本的には前述した国際公開ＷＯ９７／５００８６号公報例の構成を利用したものである。まず、厚さの異なるＣＤ又はＤＶＤなる光ディスクが共通に搭載されるターンテーブル１を有するスピンドルモータ２が矩形枠状の固定シャーシ３の一部に固定されている。ターンテーブル１上に搭載された光ディスクはスピンドルモータ２により回転駆動される。
【００２５】
一方、固定シャーシ３の下部には固定シャーシ３よりも一回り小さな矩形枠状に形成されてチルト補正機構４の主体をなす回動シャーシ５が固定シャーシ３に形成された軸穴６に嵌合させた回動軸７によりチルト方向に回動変位自在に取付けられている。ここに、回動軸７は支持部となり、チルト補正機構４の回動中心として作用し、光ディスクの内周近く（即ち、ターンテーブル１寄りの位置）に設定されている。この回動シャーシ５上には光ディスクの半径方向に沿って配設させたガイドレール８に沿って半径方向（シーク方向）に移動自在なキャリッジ９が搭載され、このキャリッジ９上には対物レンズ１０を有する光ピックアップ装置１１が一体的に搭載されている。対物レンズ１０は光ディスクの記録面に対して光をスポット状に集光させて照射するもので、図３等で後述するようなアクチュエータにより光軸方向（フォーカシング方向）及び光軸直交方向（トラッキング方向）に変位自在に光ピックアップ装置１１に設けられている。ここに、キャリッジ９にはある程度の長さを有してガイドレール８に平行なラック１２が一体的に設けられており、回動シャーシ５にはラック１２に噛み合うピニオンギヤ１３、このピニオンギヤ１３上のプーリ１４に回転力を伝達するベルト１５が掛け渡されたプーリ１６、このプーリ１６軸上のギヤ１７に噛み合うギヤ（図示せず）を有するシーク用モータ１９等によるシーク駆動系が搭載されており、シーク用モータ１９の回転方向に応じてピニオンギヤ１３、ラック１２を介してキャリッジ９、従って、光ピックアップ装置１１をディスク半径方向にシーク移動させ得る構成とされている。ここに、ラック１２とシーク駆動系とがともに回動シャーシ５上に搭載されているので、後述するように回動シャーシ５が回動変位しても、ピニオンギヤ１３とラック１２との噛み合い状態に変化を生じない。
【００２６】
また、光ピックアップ装置１１の一部には光ディスクに対向するように配置されてこの光ピックアップ装置１１と搭載された光ディスクとの角度位置関係を検出する周知のチルトセンサ２０が搭載されている。
【００２７】
一方、回動軸７により回動自在な回動シャーシ５の半径方向外側辺の位置を高さ方向に可変自在に支持する駆動部２１が固定シャーシ３の半径方向外側辺に設けられている。即ち、回動シャーシ５の半径方向外側辺から外側に向けて突出させたピン２２が入り込む溝２３が形成されたプーリギヤ２４とこのプーリギヤ２４に噛み合うギヤ２５を有するチルト制御用モータ２６がブラケット２７を利用して固定シャーシ５に取付けられている。ここに、チルト制御用モータ２６によりプーリギヤ２４を回動させ、溝２３に入り込んだピン２２の高さ位置を可変させることにより、回動シャーシ５が回動軸７を中心に回動変位することとなる。回動シャーシ５が回動変位すると、回動シャーシ５に搭載された光ピックアップ装置１１も変位することとなる。
【００２８】
このような構成において、ターンテーブル１上に搭載された光ディスクがＤＶＤのように厚さの薄いディスクであって光軸の傾斜に対する変動許容量が少ない場合には、光ピックアップ装置１１に搭載されたチルトセンサ２０の信号をモニタしてチルト制御用モータ２６を適正量だけ駆動させることにより、光ピックアップ装置１１の光軸が光ディスクの記録面に対して垂直となるように回動シャーシ７を回動変位させる。即ち、本来のチルト補正動作を行わせる。この後、対物レンズ１０に対するフォーカシング動作、トラッキング動作等を行いながら、光ディスクに対する記録、再生又は消去動作が行われる。
【００２９】
一方、ターンテーブル１上に搭載された光ディスクがＣＤのように厚さの厚いディスクであって光軸の傾斜に対する変動許容量が大きい場合には、チルトセンサ２０によるモニタを行わず、チルト制御用モータ２６により回動シャーシ７をより大きく回動変位させて光ピックアップ装置１１を光ディスクの記録面に近づける。即ち、図９で説明したように、光ディスクが厚さ１．２ｍｍのＣＤの場合の作動距離のほうが厚さ０．６ｍｍのＤＶＤの場合の作動距離よりも短く、ＤＶＤの場合よりもＣＤの場合のほうが対物レンズ１０が光ディスクに近づくこととなる。そこで、ＤＶＤとＣＤとの作動距離の差の分だけ、光ピックアップ装置１１が光ディスクに近づくように回動シャーシ７を回動変位させる。図２はこの様子を誇張して模式的に示す概略側面図である。２８はＣＤなる厚さの厚い光ディスクである。この後、対物レンズ１０に対するフォーカシング動作、トラッキング動作等を行いながら、光ディスクに対する記録、再生又は消去動作が行われる。
【００３０】
従って、本参考構成例によれば、本来は光ピックアップ装置１１の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正するためのチルト補正機構４を利用して、厚さの厚い光ディスク（ＣＤ２８）に対する再生、記録又は消去動作時には光ピックアップ装置１１を光ディスクの記録面に近づけるようにその高さ制御を行わせることで、光ディスクの厚さの違いによる対物レンズ１０の作動距離の変化分を、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークに含める必要がなくなる。よって、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応した対物レンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図れる。
【００３１】
本発明の第二の参考構成例を図３ないし図５に基づいて説明する。第一の参考構成例で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（後述する各参考構成例や各実施の形態でも順次同様とする）。第一の参考構成例では、ＤＶＤとＣＤとの作動距離の差の分だけ回動シャーシ７を回動させて光ピックアップ装置１１を光軸方向に移動させるようにしたが、本参考構成例では光ピックアップ装置１１に設けられているアクチュエータのフォーカシング駆動量を把握して回動シャーシ７を光軸方向に移動させるものである。
【００３２】
まず、光ピックアップ装置１１に搭載されているアクチュエータ３１の構成の一例を図３に示す。まず、対物レンズ１０を保持したレンズボビン３２を光軸方向（フォーカシング方向）に変位自在に支持する４本のワイヤばね３３が支持機構として固定部３４から引出されている。レンズボビン３２の周りには、互いに直交する方向に駆動コイルである光軸方向駆動コイル３５とトラッキング方向駆動コイル３６とが巻回されている。そして、レンズボビン３２を挟んでヨーク３７により固定部３４に支持された永久磁石３８が互いに磁極を対向させて配設されている。ここに、永久磁石３８と駆動コイル３５，３６とにより２軸方向のリニアモータが形成されている。これにより、光軸方向駆動コイル３５とトラッキング方向駆動コイル３６とに制御電流を与えることにより、レンズボビン３２が移動して対物レンズ１０を光軸方向（フォーカシング方向＝Ｙ方向）及びトラッキング方向（Ｚ方向）に移動させることができる。
【００３３】
ここに、図４はアクチュエータ３１におけるフォーカシングモータ（光軸方向駆動コイル３５）に対する駆動電流の波形を示している。横軸は時間軸である。上述したように、アクチュエータ３１は対物レンズ１０を光軸方向に変位駆動して焦点合わせを行う。その駆動力は、永久磁石３８とヨーク３７とからなる磁気回路の空隙中に配置させた光軸方向駆動コイル３５に電流を流すことにより発生するローレンツ力である。図４に示す波形はこの光軸方向駆動コイル３５に流す電流値の時間的変化の様子を示している。光軸方向駆動コイル３５に流す電流は図示しない検出系により検出される焦点誤差信号に応じて変化する。光ディスクに対物レンズ１０が近ければマイナス側に電流を流し、光ディスクに対物レンズ１０が遠ければプラス側に電流を流す。光ディスクの持つ面振れ量は、光ディスクの回転数に応じて変化するので、光軸方向駆動コイル３５に流す電流波形は、図示の如く、光ディスクの回転周波数の周期で変動している。
【００３４】
従って、光軸方向駆動コイル３５に流す駆動電流のＤＣレベル（直流レベル）が図示の如く０よりも小さい場合にはアクチュエータ３１自身が光ディスクから遠く、対物レンズ１０を光ディスクから遠い位置で光ディスクの面振れ周波数に応じて振動させていることを意味する。逆に、光軸方向駆動コイル３５に流す駆動電流のＤＣレベルが０よりも大きい場合にはアクチュエータ３１自身が光ディスクに近く、対物レンズ１０を光ディスクに近い位置で光ディスクの面振れ周波数に応じて振動させていることを意味する。そこで、光軸方向駆動コイル３５に流す駆動電流のＤＣレベルに応じてチルト制御用モータ２６を駆動させることで回動シャーシ７を傾斜させて、光ピックアップ装置１１自身を光ディスクに対して近づけたり遠ざけたりして、そのＤＣレベルを０に保つようにする。
【００３５】
図５はこのためのピックアップ高さ制御系４０の構成例を示す。即ち、光軸方向駆動コイル３５に流れる駆動電流をＤＣレベル検出回路４１に入力させて、そのＤＣレベルを検出し、検出されたＤＣレベルをチルト制御用アンプ４２に入力させることでＤＣレベルが０となるようにチルト制御用モータ２６を駆動させる。
【００３６】
本発明の第三の参考構成例を図６に基づいて説明する。本参考構成例では、チルトセンサ２０、チルト制御用アンプ４２及びチルト制御用モータ２６によりチルト制御系４３が形成されている。ここに、チルト制御用アンプ４２前段において、チルトセンサ２０側とＤＣレベル検出回路４１側との間には周知のディスク識別手段４４により切換えられるスイッチ４５が介在され、チルト制御系４３とピックアップ高さ制御系４０とが選択自在とされている。
【００３７】
このような構成において、搭載された光ディスクがＤＶＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、チルトセンサ２０側が有効となるようにスイッチ４５が切換えられ、チルト制御系４３が選択される。これにより、チルトセンサ２０の信号をモニタしてチルト制御用アンプ４２によりチルト制御用モータ２６を駆動させることにより、光ピックアップ装置１１の光軸が光ディスクの記録面に対して垂直となるように回動シャーシ７を回動変位させる。
【００３８】
一方、搭載された光ディスクがＣＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、ＤＣレベル検出回路４１側が有効となるようにスイッチ４５が切換えられ、ピックアップ高さ制御系４０が選択される。これにより、光軸方向駆動コイル３５に流れる駆動電流をＤＣレベル検出回路４１に入力させて、そのＤＣレベルを検出し、検出されたＤＣレベルをチルト制御用アンプ４２に入力させることでＤＣレベルが０となるようにチルト制御用モータ２６を駆動させる。
【００３９】
このようにして、本参考構成例によれば、ＤＶＤ、ＣＤに応じて、容易にチルト制御用モータ２６の駆動を使い分けることができる。
【００４０】
従って、本参考構成例によれば、対象となる光ディスクに応じて制御系の元となる検出系を、チルトセンサ２０の出力と光軸方向駆動コイル３５に対する駆動電流のＤＣ成分とで切換えることで、チルト制御系４３やピックアップ高さ制御系４０を閉ループ制御することが可能となる。
【００４１】
本発明の第一の実施の形態を図７に基づいて説明する。第三の参考構成例において、アクチュエータ３１の光軸方向駆動コイル３５のＤＣレベルを入力としてチルト制御用モータ２６を閉ループ制御する場合、ＤＣレベルの時間的変動がある程度速いとチルト補正機構４の構造物の振動特性をよくする必要が出てくる。また、一般に、ＤＶＤよりもＣＤのほうが高速回転させることが多く、光ディスクの面振れの周波数がＣＤのほうが高い。つまり、ＤＶＤのときに行う光ピックアップ装置１１のチルト補正に必要な制御帯域に対して、ＣＤのときに行う光ピックアップ装置１１の高さ制御に必要な制御帯域のほうが広い。従って、ＣＤのときに行う光ピックアップ装置１１の高さ制御を開ループで行うことが望ましい。
【００４２】
そこで、本実施の形態は、ＣＤのときに光ピックアップ装置１１の高さ制御を開ループで行えるように構成したものである。本実施の形態では、演算回路４６が付加され、ＤＣレベル検出回路４１の出力とともに光ピックアップ装置１１の光ディスクに対する半径方向の位置情報４７が入力されている。
【００４３】
このような構成において、搭載された光ディスクがＤＶＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、図６の場合と同様にチルト制御系４３による制御となる。
【００４４】
一方、搭載された光ディスクがＣＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、ＤＣレベル検出回路４１側が有効となるようにスイッチ４５が切換えられ、ピックアップ高さ制御系４０が選択される。これにより、光軸方向駆動コイル３５に流れる駆動電流をＤＣレベル検出回路４１に入力させて、そのＤＣレベルを検出し、検出されたＤＣレベルを演算回路４６に入力する。さらに、光ピックアップ装置１１の位置情報４７も演算回路４６に入力する。演算回路４６では、光ピックアップ装置１１の位置情報４７からチルト補正機構４の回動中心である回動軸７から光ピックアップ装置１１の対物レンズ１０までの距離（この距離をＢとする）を算出する。同時に、ＤＣレベルを演算回路４６から得られたＤＣレベルをアクチュエータ３１のＤＣ感度で除算して対物レンズ１０のオフセット距離（この距離を、駆動電流の直流成分に相当するＡとする）を算出する。さらに、ＤＣレベルを０にするために、回動シャーシ５に必要な回動角をtan-1（Ａ／Ｂ）として算出し、チルト制御用アンプ４２に出力する。これにより、開ループ制御が可能となる。
【００４５】
本発明の第二の実施の形態を図８に基づいて説明する。本実施の形態は、第一の参考構成例の場合のように、光ピックアップ装置１１の高さ制御をＤＶＤとＣＤとの作動距離の差の分だけとする場合のより具体的な工夫例を示すものである。即ち、本実施の形態では、光ピックアップ装置１１の位置情報４７を入力として所定の演算処理を行う演算回路４８が付加され、この演算回路４８の出力とチルトセンサ２０の出力とが周知のディスク識別手段４４により切換えられるスイッチ４９により選択自在とされている。
【００４６】
このような構成において、搭載された光ディスクがＤＶＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、図６の場合と同様にチルト制御系４３による制御となる。
【００４７】
一方、搭載された光ディスクがＣＤであるとディスク識別手段４４により識別された場合には、光ピックアップ装置１１の位置情報４７を用いて演算処理を行う演算回路４８側が有効となるようにスイッチ４９が切換えられる。演算回路４８では、光ピックアップ装置１１の位置情報４７からチルト補正機構４の回動中心である回動軸７から光ピックアップ装置１１の対物レンズ１０までの距離（この距離をＢとする）を算出する。そして、ＤＶＤの場合とＣＤの場合との作動距離の差をΔＬとした場合、この作動距離の差ΔＬの分だけ光ピックアップ装置１１を光ディスクに近づけるために、回動シャーシ５に必要な回動角をtan-1（ΔＬ／Ｂ）として算出し、チルト制御用アンプ４２に出力する。これにより、第一の実施の形態の場合に関しても開ループ制御が可能となる。
【００４８】
ところで、対象となる光ディスクがＣＤである場合、常に光ピックアップ装置１１の高さ調整を行わなくてもよい。つまり、円盤状の光ディスクが反りにより変形している場合、対物レンズ１０の光軸方向に最も遠く或いは最も近くなるのは、反り量の大きい半径方向外周側である。これは、光ディスクの半径方向内周側位置では、反り量が少なく、対物レンズ１０のアクチュエータ３１の光軸方向の駆動量が少ないことを意味する。従って、前述したように、対物レンズ１０の光軸方向の移動量（フォーカシングストローク）にＤＶＤとＣＤとの作動距離の差が加算されることが問題であるが、半径方向内周側では光ディスクの反りが少なく元々フォーカシングストロークが小さくてよいので、光ディスクの半径方向内周側位置でのみ、前述したようにチルト補正機構４を利用して光ピックアップ装置１１の高さ調整を行うようにしてもよい。
【００４９】
また、これらの実施の形態において、チルト補正機構４の回動中心である回動軸７が光ディスクの半径方向内周側の位置に設定され、回動シャーシ５が半径方向外周側ほど大きく変位するようにしているので、光ディスクの最も面振れ（反り量）の大きい半径方向外周側位置においてチルト補正機構４を用いた光ピックアップ装置１１の高さ調整量を最大にとることが可能とされている。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時にはチルトセンサの出力に基づき光ピックアップ装置の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正機構を駆動し、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には光ピックアップ装置を、例えば、作動距離の差の分だけ、光ディスクの記録面に近づけるようにチルト補正機構を駆動するようにしたので、本来は光ピックアップ装置の光軸と光ディスクの記録面とが垂直となるようにチルト補正するためのチルト補正機構を利用して、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には光ピックアップ装置を光ディスクの記録面に近づけるようにその高さ制御を行わせることで、光ディスクの厚さの違いによる対物レンズの作動距離の変化分を、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークに含める必要がなくなり、よって、対物レンズアクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応した対物レンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図ることができる。また、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には、光ディスクに対する光ピックアップ装置の半径方向の位置に応じてチルト補正機構の駆動量を可変させることで、アクチュエータのフォーカシング方向の駆動電流用の制御信号を検出することなく、光ピックアップ装置の高さ補正を行うことができる。さらには、光ピックアップ装置の高さ調整量を、光ディスクの最も面振れの大きい半径方向外周部で最大とすることが可能となる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の光ディスクドライブ装置において、厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時にはアクチュエータの駆動コイルへの駆動電流の直流成分が小さくなるようにチルト補正機構を駆動するようにしたので、厚さの異なる光ディスクに対して対物レンズの作動距離が変化することにより、アクチュエータの光軸方向の駆動コイルの駆動電流にバイアスがかかることがなく、よって、アクチュエータのフォーカシングストロークの中心が厚さの異なる光ディスク毎に変化することがないので、厚さの異なる種類の光ディスクに対応した対物レンズアクチュエータの薄型化、小型化及び制御の安定化を図ることができる。
【００５２】
請求項４記載の発明によれば、対象となる光ディスクに応じて制御系の元となる検出系を、チルトセンサの出力と駆動コイルに対する駆動電流の直流成分とで切換えることで、チルト制御系やピックアップ高さ制御系を閉ループ制御することが可能となり、請求項３記載の発明を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の前提となる第一の参考構成例の光ディスクドライブ装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】 光ピックアップ装置の高さ調整の様子を模式的に示す概略側面図である。
【図３】 第二の参考構成例のアクチュエータの構成例を示す斜視図である。
【図４】 光軸方向駆動コイルに対する駆動電流の時間的変化の様子を示す電流波形図である。
【図５】 そのピックアップ高さ制御系の構成例を示すブロック図である。
【図６】 第三の参考構成例を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第一の実施の形態を示すブロック図である。
【図８】 本発明の第二の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】 ＤＶＤとＣＤとの作動距離の違いを示す説明図である。
【図１０】 フォーカシングストロークの違いを示す説明図である。
【符号の説明】
４ チルト補正機構
７ 支持部
１０ 対物レンズ
１１ 光ピックアップ装置
２０ チルトセンサ
２１ 駆動部
２８ 厚さの厚い光ディスク
３１ アクチュエータ
３２ レンズボビン
３３ 支持機構
３５ 駆動コイル
３８ 永久磁石
４０ ピックアップ高さ制御系
４３ チルト制御系
Claims (3)
- 厚さの異なる種類の光ディスクに対して同一の対物レンズを共用して情報の再生、記録又は消去動作を行う光ディスクドライブ装置において、
前記光ディスクの記録面に光を照射する前記対物レンズを有する光ピックアップ装置と、
この光ピックアップ装置を、前記光ディスクの内周近くを支持部として、前記光ディスクの外周側が前記光ディスクとの距離を可変できるように回動させるチルト補正機構と、
前記光ピックアップ装置と前記光ディスクとの角度位置関係を検出するチルトセンサとを備え、
厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルトセンサの出力に基づき前記光ピックアップ装置の光軸と前記光ディスクの記録面とが垂直となるように前記チルト補正機構を駆動し、
厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には、厚さの薄い光ディスクと厚さの厚い光ディスクとの作動距離の差をΔＬ、前記チルト補正機構の回動中心と前記光ピックアップ装置の前記対物レンズとの間の距離をＢとする場合において、前記チルト補正機構の駆動量を tan -1 （ΔＬ／Ｂ）として、前記光ディスクの記録面と前記光ピックアップ装置との距離を設定するために前記チルト補正機構を駆動するようにしたことを特徴とする光ディスクドライブ装置。 - 厚さの異なる種類の光ディスクに対して同一の対物レンズを共用して情報の再生、記録又は消去動作を行う光ディスクドライブ装置において、
前記対物レンズを保持するレンズボビンを光軸方向に変位自在に支持する支持機構と固定部に固定された永久磁石と前記レンズボビンの一部に設けられて前記永久磁石に対向する駆動コイルとを含み、前記対物レンズを光軸方向に駆動制御するアクチュエータを備えて、前記光ディスクの記録面に光を照射する前記対物レンズを有する光ピックアップ装置と、
この光ピックアップ装置を、前記光ディスクの内周近くを支持部として、前記光ディスクの外周側が前記光ディスクとの距離を可変できるように回動させるチルト補正機構と、
前記光ピックアップ装置と前記光ディスクとの角度位置関係を検出するチルトセンサとを備え、
厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルトセンサの出力に基づき前記光ピックアップ装置の光軸と前記光ディスクの記録面とが垂直となるように前記チルト補正機構を駆動し、
厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には、前記駆動コイルに対する駆動電流の直流成分をＡ、前記チルト補正機構の回動中心と前記光ピックアップ装置の前記対物レンズとの間の距離をＢとする場合において、前記チルト補正機構の駆動量を tan -1 （Ａ／Ｂ）として、前記光ディスクの記録面と前記光ピックアップ装置との距離を設定するために前記チルト補正機構を駆動するようにしたことを特徴とする光ディスクドライブ装置。 - 前記チルトセンサと前記チルト補正機構とによるチルト制御系と、
前記駆動コイルに対する駆動電流の直流成分と前記チルト補正機構とによるピックアップ高さ制御系とを選択自在に有し、
厚さの薄い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記チルト制御系を選択し、
厚さの厚い光ディスクに対する再生、記録又は消去動作時には前記ピックアップ高さ制御系を選択するようにしたことを特徴とする請求項２記載の光ディスクドライブ装置。
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| JP10743399A JP3771083B2 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 光ディスクドライブ装置 |
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