JPH05250700A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスク用の光ピックアップにおいて固定
光学部に搭載した光偏向ミラーによるラジアル信号オフ
セットの発生を低減する。 【構成】 光軸にほぼ４５°傾けて設置したラジアルア
クチュエータ用の光偏向ミラー１４を２つ以上の板バネ
１５、１５やワイヤーなどの弾性体で支持し、その弾性
体の延長線上の交点１６が可動光学部２０の可動範囲の
中間付近にくるような角度に互いに傾斜して装備する。
ディスク３１からの反射光軸のシフトが小さくなり、ラ
ジアル信号オフセットの発生が大幅に低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置に関し、
より詳しくは光源から出射した光ビームを所望のトラッ
クへ集光させるために光偏向を行う光ディスク装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高密度で多大の情報を記録することがで
きる光ディスクは、近年多くの分野に於て利用が進めら
れている。光ディスクはまた、非接触、媒体交換が可能
という優れた特徴を有する光情報記録媒体であり、特に
光ディスクファイルやコンピュタの外部記憶媒体として
注目されている。

【０００３】このような光ディスクは、例えば半導体レ
ーザを用いた光ピックアップによって情報を記録又は再
生し、媒体によっては記録された情報が消去され、又は
書き換えられる。この種の光ピックアップでは、高速ア
クセス化が極めて重要な要素とされている。しかし、光
ピックアップは磁気記録に用いられる磁気ヘッド等に比
べて大型になり、かつ重量が大きくなるため高速アクセ
スには不向きであると言われてきた。

【０００４】この点を解決するために、光射出部及び光
検出部を有する固定光学体と、光偏向部及び対物レンズ
を有する移動光学体とを相対向し分離して配置した、分
離型の光ピックアップ装置が提案されている。

【０００５】図４は従来の光ディスク装置の光学系の構
成を示す。図４において光源１１１から出射したレーザ
光はコリメータレンズ１１２によって平行ビームとな
り、その平行ビームはビームスプリッタ１１３を通った
後、光偏向ミラー１２１で曲げられて対物レンズ１２２
に入射し、ディスク１３１のトラックに集光される。

【０００６】ディスク１３１で反射されたビームは再び
対物レンズ１２２を透過し、光偏向ミラー１２１で反射
された後、ビームスプリッタ１１３でトラックずれを検
出する二分割ディテクター１１５の方へ反射される。二
分割ディテクタ１１５はフォトダイオード１１５ａ及び
フォトダイオード１１５ｂによって構成され、それら２
つのダイオードの差動出力によりトラッキングエラー信
号（プッシュプル信号）が得られる。

【０００７】図５は従来の光ディスク装置の全体構成を
示す。この光ディスク装置は図４と全く同じもので、各
構成要素について同じ番号を付しておりその機能も同じ
である。この光ディスク装置はディスク１３１の周縁の
外側に設置された固定光学部１１０と、その固定光学部
１１０に対向して装備されディスク１３１の下面に沿っ
てラジアル方向に往復移動する可動光学部１２０とを有
する。固定光学部１１０は、ディスク１３１を回転させ
るためのスピンドルモータ１３２とともにベース１３０
に取付られており、ベース１３０の上を可動光学部１２
０が往復移動する。

【０００８】固定光学部１１０は半導体レーザ等レーザ
光を出射する光源１１１と、そのレーザ光を平行光にす
るコリメータレンズ１１２と、磁気回路１１７が搭載さ
れている。

【０００９】可動光学部１２０は固定光学部１１０に対
向して装備されており、ディスク１３１のトラックに直
角方向に往復移動する。可動光学部１２０には光偏向ミ
ラー１２１、対物レンズ１２２、および対物レンズ１２
２をフォーカス方向に駆動するフォーカスアクチュエー
タ１２３、リニアモータコイル１２７が搭載されてい
る。

【００１０】可動光学部１２０では、光偏向ミラー１２
１によりビームをラジアル方向に振ることにより、光ビ
ームスポットをディスク１３１の偏心に追従させる。ま
た、可動光学部１２０は磁気回路１１７とリニアモータ
コイル１２７とによって構成されるリニアモータによっ
て、ディスク１３１を任意の半径位置にアクセスさせる
ことができる。

【００１１】図５に示した光ディスク装置では、ビーム
を所望のトラックに追従させるために平行ビームをラジ
アル方向に振る。光偏向ミラー１２１は可動光学部１２
０に搭載されているが、この光偏向ミラー１２１の駆動
装置が必要であるため可動光学部１２０の軽量化、薄型
化が困難である。

【００１２】図６は光ディスク装置の別の従来例を示す
もので、上記の問題を解決するためのものである。この
光ディスク装置では固定光学部１１０に４５°ミラー１
１３及び光偏向ミラー１１４が搭載されており、その他
は図５に示した光ディスク装置と同じである。

【００１３】図５及び図６に示した従来例においては、
いずれも光偏向ミラー１１４によって平行ビームをラジ
アル方向に振るため、対物レンズ１２２の入射ビームと
ディスク１３１からの反射ビームとの間に光軸ずれが生
じる。この状態では真のトラッキングエラー信号にオフ
セットが発生し、正常なトラッキング制御ができなくな
る。

【００１４】図７はこの光偏向ミラー１１４によって生
じるトラッキングエラー信号のオフセットを示す。以下
図７について詳しく説明する。入射光軸0-1に対してデ
ィスク１３１への集光位置１３１ａを集光位置１３１ｂ
にトラッキング制御する場合、ディスク１３１からの反
射光軸は、0-2にシフトすることになる。この場合反射
光軸0ー2は、図４に示したビームスプリッタ１１３で反
射された後フォトダイオード115a、115bへ入射するが、
反射光軸0-1が入射した場合に比べてフォトダイオード1
15a、115bの出力に差が生じる。この状態では真のトラ
ックエラー信号にオフセットが生じる。従って、トラッ
キングサーボが正常に差動した場合でも、トラッキング
エラー信号にオフセットがあるため、常にトラックの中
心からはずれた位置に光ビームの中心があることにな
る。

【００１５】図８はビームシフトを除去するための方式
で、従来から提案されているものを示す。図において１
１７は対物レンズ１２２の後側焦点、１１８は後側焦点
面、１１９は偏向ミラー１１４の回転中心である。

【００１６】この方式は光偏向ミラー１１４の回転中心
１１９を対物レンズ１２２の後側焦点面１１８に置いた
ものである。光偏向ミラー１１４が回転しても対物レン
ズ１２２への入射光軸0-1は常に対物レンズ１２２の後
側焦点１１７を通ることになる。従って、ディスク１３
１からの反射光軸0ー2は本来の入射光軸0ー1とずれない。
図９はこの方式をさらに詳しく説明したものである。
図９において偏向ミラー１１４は、その回転中心１１９
を中心にして若干の角度傾動する。偏向ミラー１１４へ
の入射光軸１２６は、偏向ミラー１１４の入射位置１１
４ａで反射し、対物レンズ１２２の後側焦点１２４を通
過し、対物レンズ１２２の中心を通る。この方式で後側
焦点１２４と偏向ミラー１１４のビームの入射位置１１
４ａとの距離をＬ、入射位置１１４ａと偏向ミラー１１
４の回転中心１１９との距離をＫとする。

【００１７】偏向ミラー１１４が回転中心１１９を中心
にして偏向角θだけ回転すると、偏向ミラー１１４への
ビームの入射位置１１４ａは入射位置１１４ｂに移動
し、反射ビーム１２７は反射ビーム１２７’に変わる。
この時反射ビーム１２７’が対物レンズ１２２の後側焦
点１２４を通るためには、偏向角θが小さい範囲（ｔａ
ｎθ≒θ）においては、幾何学的形状より Ｋ・θ×√２＝Ｌ・２θ……………………………………………（１） という関係が成り立つ。これは偏向角θに関係なく ｋ＝√２Ｌ……………………………………………………………（２） となる。つまり偏向ミラー１１４がほぼ光軸に対して４
５゜に設置されている場合、後側焦点１２４と入射位置
１１４ａと入射位置１１４ｂで作る三角形は垂直二等辺
三角形となり、先に述べたように偏向ミラー１１４の回
転中心１１９は対物レンズ１２２の後側焦点面（後側焦
点１２４が位置する光軸に垂直な面）に位置することに
なる。

【００１８】つまりこの方式によりトラッキング制御さ
れた場合、光軸ずれによって発生するトラッキング信号
のオフセットは非常に少なくなる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】図８に示した方式は、
実用上、光偏向ミラー１２１が図５のように可動光学部
１２０に搭載された場合に適用可能である。この構造を
実現するには光偏向ミラー１２１とその駆動装置で構成
するトラッキングアクチュエータが大きく、かつ重くな
る。従って、可動光学部１２０のアクセスが遅くなると
いう欠点がある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク装置
は、光源からの光を平行光にして出射する光偏向ミラー
を有する固定光学部と、該平行光を該ディスクのトラッ
クに集光する対物レンズを有し該ディスクのラジアル方
向に移動する可動光学部と、を具備した光ディスク装置
であって、該光源から出射した光ビームを該ディスクに
集光し光スポットを形成する対物レンズ及び該対物レン
ズをディスク面に垂直方向に駆動するフォーカスアクチ
ェータを有する光学系と、該光スポットの焦点づれ及び
トラッキングづれを該ディスクからの反射光で検出する
誤差検出系と、該ディスクに記録された信号を該ディス
クからの反射光で光学的に読み取る記録検出系と、該デ
ィスクのラジアル方向に光ビームが偏向される光偏向ミ
ラーを光軸に対して略４５゜傾けて設置し、略ハ字型に
互いに傾斜しその延長線上の交点が該可動光学部の移動
範囲の中間付近になる弾性体で該光偏向ミラーを支持し
た光偏向系と、を具備したものであり、そのことにより
上記目的が達成される。

【００２１】

【作用】本発明の光ディスク装置では、光軸にほぼ４５
°傾けて設置されたラジアルアクチュエータ用の光偏向
ミラーは、略ハ字型に互いに傾斜する弾性体で支持され
る。この弾性体は延長線上の交点が可動光学部の可動範
囲の中間付近にくるように装備される。これにより、光
偏向ミラーでの反射ビームは対物レンズの後側焦点付近
を通るため、ディスクからの反射光軸のシフトが小さく
なる。従って、ラジアル信号オフセットの発生が大幅に
低減でき、固定光学部に搭載した光偏向ミラーによるラ
ジアル信号オフセットの発生が低減される。

【００２２】また、光ビームのトラッキングアクチュエ
ータが固定光学部に搭載できるために、可動光学部が非
常に薄く軽量になり高速アクセスが可能となる。このた
め、トラッキングアクチュエータである光偏向ミラーの
構造を大きくすることなく、ビームシフトによるトラッ
キング信号のオフセットが低減される。

【００２３】

【実施例】図１は本発明光ディスク装置の実施例を示
す。この光ディスク装置はディスク３１の周縁の外側に
設置された固定光学部１０と、その固定光学部１０に対
向して装備されディスク３１の下面に沿ってラジアル方
向に往復移動する可動光学部２０とを有する。 固定光
学部１０は、ディスク３１を回転させるためのスピンド
ルモータ３２とともにベース３０に取付られており、ベ
ース３０の上を可動光学部２０が往復移動する。

【００２４】固定光学部１０は半導体レーザ等のレーザ
光を出射する光源１１と、そのレーザ光を平行光にする
コリメータレンズ１２と、その平行光の向きをディスク
にほぼ垂直方向に反射する４５°ミラー１３と、その光
を再び可動光学部の移動方向と平行な方向に反射する光
偏向ミラー１４とが搭載されている。光偏向ミラー１４
は少なくとも２本以上の支持バネ１５、１５によって光
軸に対してほぼ４５°傾斜して支持されている。

【００２５】可動光学部２０は入射された平行光を垂直
光に再び変換する４５°ミラー２１と、その垂直光を収
束してディスク３１のトラックに集光する対物レンズ２
２と、その対物レンズ２２をフォーカス方向である上下
に駆動するフォカスアクチェータ２３とが搭載されてい
る。

【００２６】図１において、Ｌ₁は対物レンズ２２の後
側焦点２２ａから、４５°ミラー２１の反射面の入射位
置２１ａまでの距離である。Ｌ₂は４５°ミラー２１の
反射面の入射位置２１ａから、４５°ミラー２１の反射
面の入射位置２１ａがディスク３１の最外周側に移動し
た点Ｂまでの距離である。Ｌ₃は前記の点Ｂから、光偏
向ミラー１４の入射位置１４ａまでの距離である。

【００２７】光偏向ミラー１４はディスク３１の面に対
してほぼ４５°紙面に対して垂直に設置されている。光
偏向ミラー１４はホルダー１４ｂを介して、２枚のハの
字型に互いに傾斜して装備された板バネ１５、１５によ
って支持されている。

【００２８】図１に示すように略ハの字型に取り付けた
２枚の板バネ１５、１５は、距離Ｌだけ延ばした延長線
上の交点１６で交わる。光偏向ミラー１４はほぼこの交
点１６を中心に回転する構造になっている。従来技術の
図７で述べたように入射ビームと反射ビームの光軸シフ
トをなくするには、光偏向ミラー１４へのビームの入射
位置と対物レンズ２２の後側焦点２２ａとの距離Ｌと偏
向ミラー１４へのビームの入射位置１４ａと偏向ミラー
１４の回転中心との距離Ｌとの間には下の式（３）を満
たす必要がある。

【００２９】 Ｋ＝√２Ｌ……………………………………………………………（３） 図１に示す本発明の実施例では、可動光学部２０がディ
スク３１のラジアル方向に動くためＬ₂の距離が変化す
る。

【００３０】他方、偏向ミラー１４へのビームの入射位
置１４ａから、対物レンズ２２の後側焦点２２ａまでの
距離Ｌは、下の式（４）で表される。

【００３１】 Ｌ＝Ｌ₁＋Ｌ₂＋Ｌ₃……………………………………………………（４） 上記のように、Ｌ₂の距離は変化するから、入射ビーム
と反射ビームの光軸シフトをなくすために必要な距離Ｌ
も変化する。このように固定光学部１０に光偏向ミラー
１４を搭載した場合に、光偏向ミラー１４の回転中心１
６は、ほぼ対物レンズ２０の中心が内周から外周へ移動
する範囲の中間付近になるようにすれば光軸シフトは最
も少なくなる。

【００３２】第１の実施例において、光偏向ミラー１４
は簡単な２枚の板バネ１５、１５によって支持される構
造とした。ここで、支持する弾性体は板バネ１５、１５
に限らずワイヤーのような形状でも同様の機能を果たす
ことができる。光の入射面方向において弾性体の延長線
上の交点１６が、可動光学部２０がディスクの内周と外
周を移動する範囲の中間付近になるように取り付けられ
ていればよい。

【００３３】図２、図３は本発明光ディスク装置の弾性
体の他の実施例を示す。光偏向ミラー１４は図２に示す
ように、板バネ１５、１５の延長線上の交点１６が板バ
ネ１５、１５と反対側になるように支持されてもよい。
また、光偏向ミラー１４は図３に示すように、互いに傾
斜する２本以上の板バネ１５、１５及び１５、１５によ
り支持されても同様の働きをする。

【００３４】

【発明の効果】本発明の光ディスク装置では、弾性体は
延長線上の交点が可動光学部の可動範囲の中間付近にく
るように装備されるから、光偏向ミラーでの反射ビーム
は対物レンズの後側焦点付近を通る。これにより、ディ
スクからの反射光軸のシフトが小さくなる。従って、ラ
ジアル信号オフセットの発生が大幅に低減でき、固定光
学部に搭載した光偏向ミラーによるラジアル信号オフセ
ットの発生が低減される。

【００３５】また、光ビームのトラッキングアクチュエ
ータが固定光学部に搭載できるために、可動光学部が非
常に薄く軽量になり高速アクセスが可能となる。トラッ
キングアクチュエータである光偏向ミラーの構造を大き
くすることなく、ビームシフトによるトラッキング信号
のオフセットを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光ディスク装置の第１実施例を示す構成
図。

【図２】本発明光ディスク装置に用いる弾性体の別の実
施例を示す概略図。

【図３】本発明光ディスク装置に用いる弾性体の別の実
施例を示す概略図。

【図４】従来の光ディスク装置の光学系を示す構成図。

【図５】従来の光ディスク装置を示す構成図。

【図６】従来の光ディスク装置を示す別の構成図。

【図７】光偏向ミラーを用いた場合に生じるトラッキン
グ信号オフセットの光学系説明図。

【図８】光偏向ミラーを用いた場合に生じるトラッキン
グ信号オフセットを除去するための光学系説明図。

【図９】光偏向ミラーを用いた場合に生じるトラッキン
グ信号オフセットを除去するための光学系説明図。

【符号の説明】

１０ 固定光学部 １１ 光源 （半導体レーザー） １２ コリメータレンズ １３ ビームスプリッタ １４ 光偏向ミラー １５ 弾性体（板バネ） １６ 交点（板バネの延長線上の） ２０ 可動光学部 ２１ 偏向ミラー ２２ 対物レンズ ２２ａ 対物レンズの後側焦点 ２３ フォカスアクチェータ ３０ ベース ３１ ディスク

フロントページの続き (72)発明者 倉田 幸夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を平行光にして出射する光
   偏向ミラーを有する固定光学部と、該平行光を該ディス
   クのトラックに集光する対物レンズを有し該ディスクの
   ラジアル方向に移動する可動光学部と、を具備した光デ
   ィスク装置であって、 該光源から出射した光ビームを該ディスクに集光し光ス
   ポットを形成する対物レンズ及び該対物レンズをディス
   ク面に垂直方向に駆動するフォーカスアクチェータを有
   する光学系と、 該光スポットの焦点づれ及びトラッキングづれを該ディ
   スクからの反射光で検出する誤差検出系と、 該ディスクに記録された信号を該ディスクからの反射光
   で光学的に読み取る記録検出系と、 該ディスクのラジアル方向に光ビームが偏向される光偏
   向ミラーを光軸に対して略４５゜傾けて設置し、略ハ字
   型に互いに傾斜しその延長線上の交点が該可動光学部の
   移動範囲の中間付近になる弾性体で該光偏向ミラーを支
   持した光偏向系と、を具備した光ディスク装置。