JPH09179050A - ガルバノミラーおよびこれを用いた光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のガルバノミラーは、温度変化や経年変化
によるトラッキングオフセットを生じやすい構造であっ
た。 【解決手段】本発明では、レーザ光を反射するプリズム
ミラー23を略ハ字状をなす板バネ24で弾性支持してい
る。また、プリズムミラー23にはコイル25a,25b が固定
され、所定の磁気ギャップを挟んで永久磁石29a,29b が
対向しており、ローレンツ力によりプリズムミラー23が
駆動される。この時、プリズムミラー23は対物レンズの
光軸回りに回転する。そのため、板バネ24に熱膨張など
の理由によって伸びが生じたとしても、この伸びはプリ
ズムミラー23の反射面と平行な面内での移動が起こすだ
けであり、反射光の傾きや、平行移動を伴わないため、
温度変化や経年変化によりトラッキングオフセットが生
じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を所定の
方向に反射するためのガルバノミラーを搭載し、対物レ
ンズへの入射光の向きを変化させながら光ディスクへの
情報の記録再生を行う光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、コンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）やレーザディスク（ＬＤ）に代表されるように、レ
ーザ光を用いて情報の再生を行う光ディスク装置が広く
普及している。また最近では、光ディスク装置はコンピ
ュータの記憶装置として利用されるようになっている。

【０００３】また、併せてデータの高速記録再生が可能
となるように、光学系を搭載する光学ヘッドの高速移動
が要求されるようになった。このような光学ヘッドの高
速移動の要求に対し、光学ヘッドの質量をできるだけ小
さくして素早いシークを実現する方式が提案されてい
る。このような方式として、半導体レーザ（光源）やフ
ォトディテクタ（検出器）などを光学ヘッドに搭載せ
ず、光ディスクに焦点を形成する対物レンズのみを光学
ヘッドに搭載して移動させる分離光学方式が採用されて
いる。

【０００４】以下、分離光学方式を採用した従来の光デ
ィスク装置の一例を図８を参照して説明する。半導体レ
ーザ111 やフォトディテクタ112 などの固定光学系113
は、図示しないベースなどに固定されている。半導体レ
ーザ111 から照射されたレーザ光L は、同じく固定配置
されたガルバノミラー114 を介して光学ヘッド115 内に
搭載された対物レンズ116 に与えられている。対物レン
ズ116 は光ディスクD 上のピットに焦点を形成し、その
反射光を再び逆の経路でフォトディテクタ112 に導く。
光学ヘッド115 は図示しない駆動手段によってトラッキ
ング方向Ｘおよびフォーカシング方向Ｙにそれぞれ駆動
される。

【０００５】このような方式によれば、光学ヘッド115
をトラッキング方向Ｘへ駆動する際に発生する微小な光
路の傾き（対物レンズ116 へのレーザ光の入射角度の変
化）を、固定配置されたガルバノミラー114 の揺動角度
の制御によって補正することができる。そのため対物レ
ンズ116 自体を傾ける手段などを光学ヘッド115 に搭載
する必要がなくなり、光学ヘッド115 全体の質量を低減
することができ、素早いシークを実現している。

【０００６】このようにして利用される従来のガルバノ
ミラー114 は、具体的には図９乃至図11に示す構造とな
っている。ここで、図９はガルバノミラー114 の平面
図、図10は図９中のＡ−Ａ線断面図、図11は図９中のＢ
−Ｂ線断面図である。

【０００７】ガルバノミラー114 は、レーザ光を反射す
るための反射ミラー117 と、この反射ミラー117 を固定
した揺動体118 と、この揺動体118 を固定部119 に対し
て支持する２枚の支持体120a,120b とを備えている。固
定部119 は、ヨーク121 と磁石122 とから構成されてお
り、揺動体118 の側面に固定されたコイル123 に対して
磁界を作用させることにより、反射ミラー117 を支持体
120a,120b の軸回りに揺動させることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガルバ
ノミラー114 の反射ミラー117 表面は、温度変化や経年
変化によって徐々に傾いてしまう危険性がある。このよ
うな傾きが発生すると、ガルバノミラー114 からの反射
光を正確に対物レンズ116 へ導くことが困難となってし
まうため、トラッキングオフセットの要因となり、正確
なトラッキング動作を阻害してしまう危険性がある。ま
た、この傾きの影響は、ガルバノミラー114 から対物レ
ンズ116 までの距離に応じて変化するため、ガルバノミ
ラー114 の揺動角度の補正を光学ヘッド115 の現在位置
によってさらに補正するといった複雑な制御が必要とな
ってしまう。

【０００９】そこで本発明は、温度変化や経年変化によ
るトラッキングオフセットの低減を可能としたガルバノ
ミラー、およびこのガルバノミラーを搭載した光ディス
ク装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、反射ミラーと、前記反射ミラーの反射
面に対して所定角度をなす軸回りに前記反射ミラーを回
転可能に支持する支持手段と、前記反射ミラーを前記軸
周りに駆動する駆動手段と、を有するガルバノミラーと
した。

【００１１】また、レーザ光を発生する光源と、前記光
源からのレーザ光を反射するガルバノミラーと、前記ガ
ルバノミラーにより反射したレーザ光を受け、光ディス
クに焦点を形成する対物レンズと、前記対物レンズを前
記光ディスクの径方向に駆動する手段と、前記光ディス
クからの反射光を処理して前記駆動手段への駆動信号お
よび前記光ディスクからの再生信号を生成する信号処理
手段と、を有する光ディスク装置において、前記ガルバ
ノミラーを、反射ミラーと、前記反射ミラーの反射面に
対して所定角度をなす軸回りに前記反射ミラーを回転可
能に支持する支持手段と、前記反射ミラーを前記軸周り
に駆動する駆動手段と、から構成される光ディスク装置
とした。

【００１２】なお、上記の各発明において、前記支持手
段は板バネから構成することができる。また、前記支持
手段は樹脂材料から構成することができる。また、前記
支持手段はハ字状をなすように構成することができる。
さらに、前記支持手段は前記反射ミラーの反射面に対し
て略45°の角度に設定されていることが好ましい。

【００１３】以上のような本発明によれば、反射ミラー
がその反射面に対して所定角度をもった軸回りに回転可
能に弾性支持されている。そのため、支持部材に熱膨張
などの理由によって伸びが生じたとしても、この伸びは
光ビームの入射方向と平行な方向もしくは光ビームの反
射方向と平行な方向への移動を生起するだけであり、反
射光の傾きを伴わない。そのため、温度変化や経年変化
によりトラッキングオフセットが生じない安定した装置
が提供される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。まず、図１および図２を用いて本発明
のガルバノミラーを搭載した光ディスク装置について説
明する。ここで、図１は光ディスク装置の内部構造を示
す断面図、図２は光学ヘッドを含む駆動系の斜視図であ
る。

【００１５】情報の記録再生に供されるディスク1 （光
ディスク，光磁気ディスクなど）は、図示しないベース
に固定されたスピンドルモータ2 に対してマグネットチ
ャック等のチャッキング手段により保持されており、記
録再生時にはこのスピンドルモータ2 によって安定に回
転駆動される。

【００１６】ディスク1 に照射するためのレーザ光を生
成する半導体レーザ3 は、フォトディテクタ4 ，コリメ
ートレンズ5 ，集光レンズ6 ，偏向プリズム7 などと共
に光学ユニット8 を構成しており、この光学ユニット8
はベース上に固定されている。

【００１７】半導体レーザ3 より発せられたレーザ光
は、コリメートレンズ5 を通過して偏向プリズム7 で45
°方向に向きを変え、光学ユニット8 から出力される。
このレーザ光は、光学ヘッド20内に固定された反射ミラ
ー22（後述する）で90°方向に、そしてガルバノミラー
9 （後述する）の反射ミラー面で再び90゜方向に向きを
変え、光学ヘッド20の上部に配置された対物レンズ10に
導かれる。そして、この対物レンズ10よりディスク1 の
記録トラック上にレーザ光を集光させ焦点を形成する。

【００１８】またディスク1 からの反射光は、対物レン
ズ10に戻り、ガルバノミラー9 および反射ミラー22を経
由し、偏向プリズム7 を透過してフォトディテクタ4 に
戻される。フォトディテクタ4 に取り込まれた反射光か
ら、記録情報信号，フォーカスオフセット信号，トラッ
クオフセット信号等が生成される。そして、フォーカス
オフセット信号を用いることにより対物レンズ10のフォ
ーカス方向の位置ズレが検出され、この位置ズレを補正
するようにフォーカスコイル11に電流を流す制御動作を
行う。また、トラックオフセット信号を用いることによ
り対物レンズ10のトラック方向の位置ズレが検出され、
この位置ズレを補正するようにリニアモータコイル12と
ガルバノミラー9 に電圧を加えて制御動作を行う。

【００１９】対物レンズ10は、フォーカスコイル11が巻
装された対物レンズホルダ13に保持されている。また平
行板バネ14の一端が対物レンズホルダ13に固定され、平
行板バネ14の他端は光学ヘッド20に固定されることによ
り、対物レンズ10はその光軸方向に移動可能に支持され
ている。そして、対物レンズホルダ13を包囲するように
光学ヘッド20上に立設されたフォーカス磁気回路21と、
対物レンズホルダ13に巻装固定されたフォーカスコイル
11に流れる電流との間に電磁作用が作用し、対物レンズ
10にフォーカス駆動力を発生させる。

【００２０】リニアモータコイル12は筒状に形成されて
おり、光学ヘッド20の両側面に各１個が固定されてい
る。また、一方のリニアモータコイル12の両端と、他方
のリニアモータコイル12の一端には、計３個の滑り軸受
15が形成されており、ディスク1 の径方向に延設された
２本のガイドシャフト16とそれぞれ係合している。これ
により光学ヘッド20はディスク1 の半径方向に移動でき
るように支持されている。

【００２１】ガイドシャフト16は磁性体で形成されてお
り、磁気回路のヨークとしての役割も果たしている。そ
して、ガイドシャフト16の両端にはコ字形のバックヨー
ク17が固定されている。また磁気ギャップを挟んでリニ
アモータコイル12と対向する位置にはラジアル磁石18が
配置され、バックヨーク17に固定されている。これらガ
イドシャフト16，バックヨーク17，ラジアル磁石18がラ
ジアル磁気回路19を形成しており、リニアモータコイル
12に磁界を作用させ、リニアモータコイル12に流れる電
流との電磁作用により、光学ヘッド20にディスク1 の半
径方向への駆動力を発生させている。

【００２２】続いて図３および図４を参照して本発明に
係るガルバノミラー9 の具体的な構造を説明する。図３
はガルバノミラーを示す斜視図、図４はその断面図であ
る。図中に矢印で示しているのが、レーザ光が対物レン
ズ10に至る経路を示したものである。すなわち、光学ユ
ニット8 から出射されたレーザ光は反射ミラー22で90°
方向に向きを変え、プリズムミラー（反射ミラー）23の
反射面により再び90°方向に向きを変える。図３におい
てレーザ光は、直交３軸方向に移動方向を変化させなが
ら進行する。

【００２３】プリズムミラー23の一側面には略ハ字状を
なす板バネ（支持手段）24が接着固定されている。板バ
ネ24は、ここでは互いに45゜方向に拡がる形状（90°の
角度を有する）に対称形状に設定されているが、それ以
外の角度に設定することも可能である。このプリズムミ
ラー23から側板27b に向かう方向は、ちょうどスピンド
ルモータ2 側（すなわちディスク1 側）に相当する。板
バネ24はここでは１枚の鋼材から製作されているが、複
数枚の鋼材から製作することも可能である。また、板バ
ネ24の端部は、磁性体からなるガルバノミラーベース26
を折り曲げてなる側板2 7bに接着あるいは溶接などの手
段により固定されている。同様に、前記反射ミラー22の
裏面は側板27a に保持固定されている。なお、プリズム
ミラー23の下面に対応するガルバノミラーベース26は、
軽量化のためにくり抜かれている。

【００２４】そして、板バネ24のハ字状の部分が弾性変
形することにより、プリズムミラー23は対物レンズ10の
光軸方向回りに回転（揺動）運動を行うことができる。
一方、プリズムミラー23の両側面には、略円形に巻装さ
れた一対のコイル25a,25b が接着固定されている。（コ
イル25b については板バネ24を介してプリズムミラー23
に固定されている。）また、このコイル25a,25b と所定
長の磁気ギャップを介して対向する位置には、永久磁石
29a,2 9bが配置されている。永久磁石29a,29b は、コイ
ル25a,25b のコイル有効領域（コイル巻線が対物レンズ
10の光軸方向に延びる領域）に対向するように、対物レ
ンズ10の光軸方向を軸としてそれぞれ２分割され、プリ
ズムミラー23と対面する方向に着磁されている。なお、
永久磁石29a は側板27b に、永久磁石29b は側板27c に
それぞれ接着固定されている。

【００２５】そして、永久磁石29a,29b が生成する磁場
と、コイル25a,25b に流れる電流との相互作用によって
ローレンツ力が発生する。このローレンツ力によって、
プリズムミラー23は対物レンズ10の光軸回りに回転する
べく、２個のコイル２５ａ，２５ｂに互いに逆向きの駆
動力を与える。

【００２６】そして、このプリズムミラー２３の回転運
動を発生させることにより、反射ミラー22からプリズム
ミラー23に入射するレーザ光の入射角度を、キャリッジ
20の移動方向に対して微小に変化させることができるよ
うになる。すなわち、対物レンズ10によりディスク1 上
に集光されるスポット位置を、トラッキング方向すなわ
ちキャリッジ20の移動方向に対してわずかに変位させる
ことができる。

【００２７】以上のように構成された本発明によれば、
プリズムミラー23がその反射面に対して所定角度をもっ
た軸回りに回転可能に弾性支持されている。そのため、
板バネ24に熱膨張などの理由によって伸びが生じたとし
ても、この伸びは光ビームの入射方向と平行な方向もし
くは光ビームの反射方向と平行な方向への移動を生起す
るだけであり、反射光の傾きを伴わない。そのため、温
度変化や経年変化によりトラッキングオフセットが生じ
ない。

【００２８】また、ハ字状の板バネ24がキャリッジ22の
移動方向に対して線対称な関係に配置されているため、
キャリッジ22の高速移動に伴う慣性力によりプリズムミ
ラー23の反射面が傾くことがない。そのため、リニアモ
ータの制御とガルバノミラーの制御動作とが互いに干渉
することがなく、安定なトラッキング動作を実現するこ
とができる。

【００２９】なお、板バネ24は反射ミラー22面に対して
略45°の角度に設定されていることが好ましい。続い
て、図５を参照して本発明の第２実施例を説明する。な
お、以下の各実施例においては、第１実施例と同一構成
要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【００３０】本実施例が第１実施例と異なる点は、板バ
ネの構造にある。すなわち本実施例の板バネ24は、その
両端部（プリズムミラー23および側板27b との接続部位
付近）にスリット28が設けられている。なお、ここでは
スリット28は計８本が形成されているが、その本数およ
び形状を図示した形態に限定する必要はない。

【００３１】このように板バネ24にスリット28を設ける
ことにより、板バネ24の弾性変形の際にスリット28部分
に応力が集中する。そのため、プリズムミラー23の瞬間
回転中心の移動を少なくすることができ、さらに安定し
たトラッキング制御が可能となる。

【００３２】続いて、図６を参照して本発明の第３実施
例を説明する。本実施例が第１実施例と異なる点は、永
久磁石およびコイルの取り付け位置にある。すなわち、
本実施例では永久磁石29a,29b はプリズムミラー23に直
接接着されており、所定長の磁気ギャップを介して対向
する位置にコイル25a,25b が配置され、側板27b,27c に
固定されている。

【００３３】このように構成された本実施例によれば、
永久磁石29a,29b とプリズムミラー23との直接接合であ
るため、コイル25a,25b とプリズムミラー23との接合の
場合と比較して高い平面度での接合が可能となる。その
ため、比較的薄い接着層での接合が可能となり高い接合
強度を得ることができる。これによって、高域まで共振
のない良好な振動特性を得ることができ、高精度な制御
動作が可能となる。

【００３４】また、プリズムミラー23にコイル25a,25b
を接合しないため、コイル25a,25bへの電力供給に起因
する熱の発生によりプリズムミラー23が歪んでしまう心
配もない。また、コイル25a,25b に電力を供給するため
のフレキシブルプリント基板（図示せず）などがプリズ
ムミラー23と接続されないため、フレキシブルプリント
基板などの熱的影響や引張り力の悪影響がプリズムミラ
ー23に働くことがない。

【００３５】また、本実施例では、永久磁石29a,29b は
コイル25a,25b のコイル有効領域に対向するように、対
物レンズ10の光軸方向を軸としてそれぞれ２分割され、
分割された一対の磁石が互いに逆向きに着磁されてい
る。つまり、プリズムミラー23を挟んで対向する永久磁
石29a,29b は、対物レンズ10の光軸方向を軸として対称
な関係となるように着磁されている。そのため、フォー
カスコイル11による磁界の変化の影響が互いに相殺さ
れ、フォーカス駆動力との干渉が抑制され、安定したト
ラッキング制御およびフォーカス制御が可能となる。

【００３６】続いて、図７を参照して本発明の第４実施
例を説明する。本実施例は第３実施例をさらに改良し、
板バネの代わりにヒンジ30を用いている点が特徴であ
る。ここで、ヒンジ30は樹脂材料からなり、永久磁石29
a との接続部分および側板27bとの接続部分が薄肉に形
成されている。

【００３７】このような構成を採用した本実施例によれ
ば、支持手段である板バネをヒンジ30等に置き換えても
同様の機能を発揮させることができることが理解でき
る。また、樹脂の非導電性により、コイル25a,25b で生
成される磁界によりヒンジ30の周辺で渦電流が発生して
しまうことによる駆動力の低下を防止することができ、
高精度の制御動作が可能となる。また、コイル25a,25b
と永久磁石29a,29b との間に樹脂が介在することになる
ため、一種のストッパ（緩衝材）としての役割を果たす
ことになり、装置全体の信頼性が大きく向上する。

【００３８】なお、本発明は上述した各実施例および変
形例に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。
例えば、光学ユニット8 が光学ヘッド20に搭載される、
いわゆる「固定光学系」方式の光ディスク装置でも同様
な効果が得られることは言うまでもない。

【００３９】また、例えば図１においてフォトディテク
タ4 は光学ユニット8 内に設けているが、光学ヘッド20
内に設けることもできる。すなわち、ガルバノミラー9
のプリズムミラー23の代わりにハーフミラーを用い、こ
のハーフミラーの下部にフォトディテクタ4 を配置する
ような構成を採用することも可能である。したがって、
対物レンズ10からの反射光が一部透過し、光学ヘッド20
内に固定されたフォトディテクタ4 に到達して検出が行
われることになる。ハーフミラーを利用すれば、通常の
ミラーを用いた場合に生じる屈折の悪影響を受けること
がなくなり、フォトディテクタへ上への透過光の到達位
置をほぼ同一位置に設定することができる。したがっ
て、検出精度の安定性を期待することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、温
度変化や経年変化によるトラッキングオフセットの低減
を可能としたガルバノミラー、およびこのガルバノミラ
ーを搭載した光ディスク装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ディスク装置の内部構造を示す
断面図。

【図２】光学ヘッドを含む駆動系の斜視図。

【図３】本発明に係るガルバノミラーを示す斜視図。

【図４】ガルバノミラーの断面図。

【図５】本発明の第２実施例に係るガルバノミラーの斜
視図。

【図６】本発明の第３実施例に係るガルバノミラーの斜
視図。

【図７】本発明の第４実施例に係るガルバノミラーの斜
視図。

【図８】従来の光ディスク装置の一例を示す構成図。

【図９】従来のガルバノミラーを示す平面図。

【図１０】図９中のＡ−Ａ線断面図。

【図１１】図９中のＢ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

１…ディスク ２…スピンドルモータ ３…半導体レーザ ４…フォトディテクタ ５…コリメートレンズ ６…集光レンズ ７…偏向プリズム ８…光学ユニット ９…ガルバノミラー 10…対物レンズ 11…フォーカスコイル 12…リニアモータコイル 13…対物レンズホルダ 14…平行板バネ 15…滑り軸受 16…ガイドシャフト 17…バックヨーク 18…ラジアル磁石 19…ラジアル磁気回路 20…光学ヘッド 21…フォーカス磁気回路 22…反射ミラー 23…プリズムミラー（反射ミラー） 24…板バネ（支持手段） 25a,25b …コイル 26…ガルバノミラーベース 27a,27b,27c …側板 28…スリット 29a,29b …永久磁石 30…ヒンジ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反射ミラーと、 前記反射ミラーの反射面に対して所定角度をなす軸回り
   に前記反射ミラーを回転可能に支持する支持手段と、 前記反射ミラーを前記軸周りに駆動する駆動手段と、を
   有することを特徴とするガルバノミラー。
2. 【請求項２】前記支持手段は板バネから構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のガルバノミラー。
3. 【請求項３】前記支持手段は樹脂材料からなることを特
   徴とする請求項１記載のガルバノミラー。
4. 【請求項４】前記支持手段はハ字状をなすように構成さ
   れていることを特徴とする請求項２または３記載のガル
   バノミラー。
5. 【請求項５】前記支持手段は前記反射ミラーの反射面に
   対して略45°の角度に設定されていることを特徴とする
   請求項１記載のガルバノミラー。
6. 【請求項６】レーザ光を発生する光源と、 前記光源からのレーザ光を反射するガルバノミラーと、 前記ガルバノミラーにより反射したレーザ光を受け、光
   ディスクに焦点を形成する対物レンズと、 前記対物レンズを前記光ディスクの径方向に駆動する手
   段と、 前記光ディスクからの反射光を処理して前記駆動手段へ
   の駆動信号および前記光ディスクからの再生信号を生成
   する信号処理手段と、を有する光ディスク装置におい
   て、前記ガルバノミラーは、反射ミラーと、 前記反射ミラーの反射面に対して所定角度をなす軸回り
   に前記反射ミラーを回転可能に支持する支持手段と、 前記反射ミラーを前記軸周りに駆動する駆動手段と、を
   有することを特徴とする光ディスク装置。
7. 【請求項７】前記支持手段は板バネから構成されている
   ことを特徴とする請求項６記載の光ディスク装置。
8. 【請求項８】前記支持手段は樹脂材料からなることを特
   徴とする請求項６記載の光ディスク装置。
9. 【請求項９】前記支持手段はハ字状をなすように構成さ
   れていることを特徴とする請求項７または８記載の光デ
   ィスク装置。
10. 【請求項１０】前記支持手段は前記反射ミラーの反射面
    に対して略45°の角度に設定されていることを特徴とす
    る請求項９記載の光ディスク装置。