JPH09282686A

JPH09282686A - 光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH09282686A
Application number: JP8814296A
Authority: JP
Inventors: Hirotake Andou; 浩武安藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】フォーカス引き込み時などにトラッキングア
クチュエータにバネ力を打ち消すための電流を供給する
必要があり、消費電力が増大する。【解決手段】光源の光ビームを収束する対物レンズ１
Ａを保持すると共に、光ディスク１００のトラッキング
方向の少なくとも一方に配置された複合板バネ機構で支
持され、ディスク１００の全域にわたってトラッキング
を行うアクチュエータ１を備え、アクチュエータ１でト
ラッキングをかけながら情報を記録し、あるいは記録情
報を再生する光学的情報記録再生装置であって、アクチ
ュエータ１を機械的中立位置に位置させるように制御す
るための手段を有し、アクチュエータ１を機械的中立位
置に位置させた状態で、フォーカスの引き込みを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクなどの
記録媒体に光学的に情報を記録し、あるいは再生する光
学的情報記録再生装置に関し、特にフォーカス引き込み
時のアクチュエータの制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、このような光学的情報記録再生
装置においては、記録媒体に光スポットを照射して情報
を記録、再生する際に、光スポットが記録媒体の情報ト
ラックから逸脱しないように、光スポットが記録媒体の
情報面上に合焦するようにトラッキング制御と、フォー
カス制御を行っている。トラッキング制御は記録媒体の
反射光から得られたトラッキングエラー信号を用いて光
ビームを媒体面に収束するための対物レンズをトラッキ
ング方向に移動させることで制御し、フォーカス制御に
おいては同様に記録媒体の反射光から得られたフォーカ
スエラー信号をもとに対物レンズをフォーカス方向に移
動させることで制御している。また、一般には、光スポ
ットのトラッキング方向の移動においては、対物レンズ
のみを数１００μｍの範囲で移動させてトラッキング制
御を行うトラッキングアクチュエータと、対物レンズを
含む光学ヘッドを数１０ｍｍの範囲で移動させて光スポ
ットを目的のトラックにアクセスするコースアクチュエ
ータの２つを持つという、いわゆる２段アクチュエータ
構成が採られている。

【０００３】そこで、本願出願人は、先に１つのアクチ
ュエータでトラッキングアクチュエータとコースアクチ
ュエータの２つの機能を持つ対物レンズ駆動装置を特開
平５−２９８７２４号公報で公開している。この対物レ
ンズ駆動装置によれば、アクチュエータの小型化、軽量
化及び低コスト化が図れるばかりでなく、高速アクセス
も可能である。

【０００４】また、一般にフォーカスを引き込む場合
は、ディスクの内周、もしくは外周の所定位置で、光ビ
ームを記録媒体上に収束する対物レンズをサーチ動作に
よって光軸方向に上下動させ、このとき合焦ポイントを
検出し、合焦ポイントを検出した時点でフォーカスサー
ボをオンすることで、フォーカスの引き込みを行ってい
る。そして、フォーカスの引き込み後においては、各種
サーボパラメータの測定や自動調整を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】先に説明した対物レン
ズ駆動装置（アクチュエータ）においては、バネ支持に
よって対物レンズをディスクの全域に亘って移動させる
構造であるため、対物レンズの位置によってバネ力が変
化し、ディスクの最内周及び最外周でバネ力は最大にな
る。一方、フォーカスの引き込みや自動調整は比較的時
間がかかり、特にフォーカスの引き込みは安定して引き
込むために、対物レンズをフォーカス方向にゆっくりと
移動させなければならず、通常１秒程度の時間を要して
しまう。しかるに、前述のような対物レンズ駆動装置を
用いた場合、ディスクの最内周、最外周でフォーカスの
引き込みと自動調整を行うと、トラッキングアクチュエ
ータにバネ力を打ち消すための電流を比較的長い時間供
給する必要があるため、消費電力が増大するという問題
があった。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
み、バネ力を打ち消す電流を供給する必要がなく、消費
電力を大幅に低減することを可能とした光学的情報記録
再生装置を提供することを目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光源の
光ビームを収束する対物レンズを保持すると共に、記録
媒体のトラッキング方向の少なくとも一方に配置された
複合板バネ機構で支持され、記録媒体の全域にわたって
トラッキングを行うアクチュエータを備え、前記アクチ
ュエータでトラッキングをかけながら情報を記録し、あ
るいは記録情報を再生する光学的情報記録再生装置であ
って、前記アクチュエータを機械的中立位置に位置させ
るように制御するための手段を有し、前記制御手段で前
記アクチュエータを機械的中立位置に位置させた状態で
フォーカスの引き込みを行うことを特徴とする光学的情
報記録再生装置によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の光学
的情報記録再生装置の第１の実施形態を示したブロック
図である。図１において、１００は情報記録媒体である
ところの光ディスク（以下、単にディスクという）であ
る。ディスク１００はスピンドルモータ１０１の駆動に
より所定の速度で回転する。ディスク１００の下面に
は、対物レンズ１Ａを保持し、ディスク１００の全域に
亘って対物レンズ１Ａで収束された光スポットを移動さ
せる対物レンズ駆動装置（アクチュエータ）１が設けら
れている。この対物レンズ駆動装置１は先に説明した特
開平５−２９８７２４号公報に開示されたもので、１つ
のアクチュエータで光スポットのトラッキング制御を行
えるばかりでなく、ディスク１００の全域に亘って対物
レンズ１Ａを所望のトラックに移動させることができ
る。アクチュエータ１の構造については後述する。

【０００９】固定光学ヘッド１０２は機体に固定され、
内部に光源である半導体レーザ（図示せず）やディスク
１００からの反射光を検出する光センサ（図示せず）な
どが設けられた光学ヘッドである。固定光学ヘッド１０
２からの光ビームは図２に示すようにアクチュエータ１
に入射し、その内部の跳ね上げミラー１Ｂで上方に反射
される。そして、対物レンズ１Ａで収束してディスク１
００上に照射される。誤差信号生成回路１０３は固定光
学ヘッド１０２内の光センサの受光信号をもとにフォー
カス誤差信号とトラッキング誤差信号を生成する回路で
ある。フォーカス誤差信号は、その誤差信号を正規化す
る正規化回路及びフォーカスサーボを安定化する位相補
償回路を含むフォーカス制御回路１０４を経由してフォ
ーカスアクチュエータドライバー１０５に供給される。
そして、ドライバー１０５でフォーカス誤差信号に応じ
てアクチュエータ１内のフォーカスアクチュエータコイ
ル１４を駆動することで、光スポットが回転しているデ
ィスク１００の情報面に合焦するようにフォーカス制御
を行う。

【００１０】誤差信号生成回路１０３で生成されたトラ
ッキング誤差信号は、同様に正規化回路と位相補償回路
を含むトラッキング制御回路１０６を経由してトラッキ
ングアクチュエータドライバー１０７に供給される。ド
ライバー１０７においてもトラッキング誤差信号に応じ
てアクチュエータ１内のトラッキングアクチュエータコ
イル１３を駆動することで、光スポットが回転している
ディスク１００の情報トラックに追従して走査するよう
にトラッキング制御を行う。スイッチ１０８はＣＰＵ１
０９の制御に基づいて切り換えられるスイッチであり、
フォーカス引き込み時はａ側に、通常の動作時はｂ側に
接続される。

【００１１】また、本実施形態では、アクチュエータ１
を機械的中立位置に制御する中立位置制御ループが設け
られている。機械的中立位置は、アクチュエータ１のト
ラッキング方向における可動範囲の中心の位置であり、
アクチュエータ１が機械的中立位置に位置しているとき
はトラッキングアクチュエータにバネ力を打ち消すため
の余分な電流を供給する必要はないので、消費電流を最
小限にすることができる。中立位置制御ループについて
説明すると、まず、位置センサ１１６はアクチュエータ
１のトラッキング方向の位置を検出するためのセンサで
ある。

【００１２】位置センサ１１６としては、例えば図３
（ａ）に示すようなセンサが用いられる。図３（ａ）の
位置センサは、中立位置近傍のごく狭い範囲でアクチュ
エータ１の位置を検出するセンサであり、アクチュエー
タ１とともに移動する遮蔽部材１２０、遮蔽部材１２０
を挟んでその両側に固定された発光ダイオードなどの光
源１２１、光源１２１の光を受光するセンサ１２２から
なっている。アクチュエータ１がトラッキング方向に移
動すると、センサ１２２の受光量が変化するのでセンサ
１２２の出力信号からアクチュエータ１の位置を検出す
ることができる。また、図３（ｂ）に示すように、ディ
スク１００の全域に亘ってアクチュエータ１の位置を検
出する位置センサを用いてもよい。この場合は、アクチ
ュエータ１に光源１２１が取り付けられ、トラック全範
囲にわたるセンサ１２３で光源１２１の光を受光するこ
とで位置を検出するものである。

【００１３】位置センサ１１６の出力信号は中立位置信
号生成回路１１０で電圧信号に変換され、位相補償回路
を含む中立位置制御回路１１１へ出力される。そして、
中立位置制御回路１１１では、位置信号に応じた制御信
号をスイッチ１０８を介してドライバー１０７に出力
し、ドライバー１０７でアクチュエータ１内のトラッキ
ングアクチュエータを制御信号に応じて駆動すること
で、アクチュエータ１は機械的中立位置に位置するよう
に制御される。１３はトラッキングアクチュエータのコ
イルを示している。このようにしてアクチュエータが機
械的中立位置に位置するように制御を行う。

【００１４】記録再生回路１１２は、ＣＰＵ１０９の制
御に基づいてディスク１００にデータを記録、再生する
回路である。記録再生回路１１２内には、ＣＰＵ１０９
からの記録データを変調する変調回路、変調データに応
じて固定光学ヘッド１０２内の半導体レーザを駆動する
レーザ駆動回路が設けられ、これらの記録動作によって
ＣＰＵ１０９からの記録データをディスク１００に記録
する。また、記録再生回路１１２には、固定光学ヘッド
１０２内の光センサで得られた再生信号を処理して再生
データを作成する再生回路が設けられ、再生回路の再生
動作によってディスク１００の記録データの再生を行
う。ＣＰＵ１０９はこのような記録再生回路１１２の制
御のほかに、スピンドルモータ１０１の制御、アクチュ
エータ１を目的のトラックにアクセスする制御、フォー
カスサーボやトラッキングサーボの起動、サーボパラメ
ータの測定や自動調整などの制御を行い、各部を統括的
に制御することによってディスク１００へのデータの記
録、再生を行う。

【００１５】次に、本実施形態で用いる対物レンズ駆動
装置（アクチュエータ１）の構造を図４及び図５に基づ
いて説明する。これは、前述のように特開平５−２９８
７２４号公報に記載されているので簡単に説明する。図
において、１は対物レンズ１Ａと、固定光学系１０２か
らもたらされたレーザビームを対物レンズ１Ａに差し向
け、また、反射光を戻すミラー１Ｂとを有するアクチュ
エータである。アクチュエータ１の左右にはトラッキン
グ用のコイル１３，１３が装着してあり、コイル１３，
１３はトラッキング方向（シーク方向）に平行に延びる
内ヨーク１０，１０を囲繞している。また、コイル１
３，１３の側面上にはフォーカシング用のコイル１４，
１４が装着してある。内ヨーク１０，１０に対しては、
これと平行な外ヨーク１２，１２がその両端で連結して
あり、内ヨークに対面して外ヨーク１２，１２にはマグ
ネット１１，１１が装着してあって、コイル１３，１３
に対して直交する磁束が働くように、所要の磁気回路を
構成している。

【００１６】アクチュエータ１は、長方形支持部材２お
よび３を装着しており、バネ部材の一側端は、それぞれ
複合平行板バネ機構４，４で支持されている。複合平行
板バネ機構のそれぞれは、外ヨーク１２の背面に固定さ
れる固定ベース部材４Ａと、固定ベース部材４Ａの両端
（トラッキング方向についての両端）に一端を固定する
とともに、トラッキング方向と直交する方向に延びる第
１の平行板バネ４Ｂ，４Ｂと、平行板バネ４Ｂ，４Ｂの
他端を固定した可動枠部材４Ｃと、可動枠部材４Ｃの両
端上下に基端を固定するとともにその先端をバネ部材２
および３に連結しており、かつ、平行板バネ４Ｂと平行
に延びる上下二対の第２の平行板バネ４Ｄ，４Ｄとより
構成されている。この場合、各対の平行板バネ４Ｄ，４
Ｄの両端は、折り曲げ加工によって一体的に形成された
ヒンジ部４Ｅを介して互いに連続しており、ヒンジ部は
平行板バネ４Ｂと４Ｄとの間のクリアランスの範囲で、
若干の弾性的な撓みにより、上下のヒンジ動作を行うこ
とができる。

【００１７】そして、図からも明らかなように、コイル
１３，１３に印加される直流電流と磁気回路の磁束との
働きで、所要の駆動力を発生し、内ヨーク１０，１０に
沿ってアクチュエータ１が移動する時、平行板バネ４Ｂ
及び４Ｄが撓んでアクチュエータ１を支持した状態で、
トラッキング方向への移動を許容している。この場合ア
クチュエータ１がトラッキング方向に移動するとき、複
合平行板バネ機構４の各平行板バネ４Ｂ，４Ｄが側方に
撓むが、平行板バネ４Ｂの基端が固定ベース４Ａに固定
しているので、可動枠部材４Ｃ側の端部は円弧状の運動
軌跡を描き、一方、バネ部材２，３に連結される板バネ
４Ｄの端部は可動枠部材４Ｃ側とは反対向きの円弧状の
運動軌跡を描くから、その合成運動は、円弧状の運動軌
跡を相殺するように補正され、アクチュエータ１は正し
い直線軌跡で移動できる。その結果、レーザビームの光
軸が対物レンズの中心から外れることがなく、光強度が
低下するおそれもなく、安定した情報の読取り、書き込
みが実現できる。

【００１８】ここで、アクチュエータ１が機械的中立位
置に位置する場合、平行板バネ４Ｂと４Ｄのバネ力はつ
り合う状態にある。つまり、平行板バネ４Ｂ，４Ｄは撓
んでおらず、この状態ではアクチュエータ１はトラッキ
ング方向の可動範囲の中心に位置している。また、コイ
ル１４，１４に対する直流電流の印加および磁気回路の
磁束との働きで、垂直方向への力が発生し、ヒンジ部４
Ｅ，４Ｆを撓ませながら、対物レンズ１Ａを上下し、フ
ォーカシング制御が実現される。

【００１９】次に、本実施形態の具体的な動作について
説明する。まず、装置を立ち上げる場合、ＣＰＵ１０９
はフォーカスサーボをオンし、ディスク１００の所定位
置でフォーカスを引き込む制御を行う。この場合、ＣＰ
Ｕ１０９はスイッチ１０８をａ側に接続してアクチュエ
ータ１の中立位置制御ループをオンする。トラッキング
サーボはオフである。従って、この状態では、前述のよ
うに中立位置制御ループの働きによってアクチュエータ
１は機械的中立位置に位置するように制御されるため、
トラッキングアクチュエータには中立位置を維持するだ
けの最小の電流が流れているのみである。ＣＰＵ１０９
はこのようにアクチュエータ１を機械的中立位置に制御
した状態で、図示しないフォーカス引き込み装置を制御
してフォーカスの引き込みを行う。フォーカスの引き込
みを完了すると、ＣＰＵ１０９は依然として中立位置制
御ループはオン、トラッキングサーボはオフのままで、
サーボパラメータの測定や自動調整を行う。

【００２０】サーボパラメータの測定としては、例え
ば、トラッキング誤差信号の振幅の測定を行う。また、
トラッキング誤差信号の正負の振幅からトラッキングオ
フセットの調整を行う。このようにしてサーボパラメー
タの測定や自動調整を終了すると、ＣＰＵ１０９はスイ
ッチ１０８をｂ側に接続してトラッキングサーボをオン
し、装置は記録、再生が可能な状態となる。以上のよう
に本実施形態では、アクチュエータ１を機械的中立位置
に制御した状態でフォーカスの引き込みやサーボパラメ
ータの測定あるいは自動調整を行うので、トラッキング
アクチュエータに必要最小限の電流を供給するだけで済
み、消費電力を大幅に低減することができる。また、フ
ォーカスの引き込み動作中は、アクチュエータ１の中立
位置制御が働いているので、装置の姿勢によらず、安定
したフォーカスの引き込みが可能である。

【００２１】なお、アクチュエータ１の位置を検出する
位置センサとして図３（ｂ）のようなディスクの全域の
範囲で位置を検出するものを用いれば、アクチュエータ
１の中立位置制御だけでなく、シーク制御の際の位置検
出などにも使用することが可能である。また、中立位置
制御ループとして、ディスク全域の動作範囲を持つよう
なものを用いるようにすれば、装置の姿勢によってトラ
ッキングアクチュエータに流れる電流が最小となる位
置、つまりバネ力と姿勢による重力が等しくなる位置が
変化した場合でも、電流が最小となる位置で中立位置制
御を行えるので、その位置でフォーカスの引き込みなど
を行うことができる。

【００２２】図６は本発明の第２の実施形態の要部の構
成を示した図である。図６では図１と同一部分は同一符
号を付している。本実施形態では、フォーカスの引き込
み時にトラッキングアクチュエータを駆動するドライバ
ー１０７をオフさせることによってアクチュエータ１を
機械的中立位置に制御している。即ち、ドライバー１０
７はＣＰＵ１０９の制御によってオン、オフするように
なっていて、フォーカスを引き込む場合は、ＣＰＵ１０
９はドライバー１０７にオフ信号を出力してトラッキン
グアクチュエータコイル１３に駆動電流を供給しない状
態にしておく。このとき、アクチュエータ１はバネ力と
装置の姿勢による重量が釣り合う位置、即ち機械的中立
位置に位置している。この状態で、ＣＰＵ１０９は図示
しないフォーカス引き込み装置を制御し、フォーカスの
引き込みを行う。

【００２３】また、トラッキング誤差信号の測定やトラ
ッキングオフセットの調整などサーボパラメータの測定
や自動調整を行う。次に、ＣＰＵ１０９はドライバー１
０７にオン信号を出力してドライバー１０７を起動し、
またトラッキングサーボループスイッチ１１３をオンさ
せることによってトラッキングサーボを起動する。この
とき、始めてトラッキングアクチュエータコイル１３に
電流が供給される。このようにして一連のフォーカスの
引き込みなどの立ち上げ処理が終了する。

【００２４】本実施形態では、トラッキングアクチュエ
ータを駆動するドライバー１０７をオフし、この状態で
フォーカスの引き込み、サーボパラメータの測定や自動
調整を行うようにしたので、トラッキングアクチュエー
タに駆動電流を全く供給する必要がなく、フォーカス引
き込み時におけるアクチュエータの消費電力を大幅に低
減することができる。また、ドライバー１０７をオフさ
せることによってアクチュエータ１を機械的中立位置に
位置させるので、図１の実施形態のような位置センサや
中立位置制御回路などが不要であり、図１の実施形態に
比べて構成を大幅に簡単化することができる。なお、ド
ライバー１０７をオン、オフする方法としては、一般に
ドライバーＩＣに設けられているミュート端子に制御信
号を入力してもよいし、スイッチを用いてトラッキング
アクチュエータへの接続をオン、オフしてもよい。

【００２５】図７は本発明の第３の実施形態の要部構成
を示した図である。図７においても図１と同一部分は同
一符号を付している。本実施形態は、トラッキングアク
チュエータの電流を検出する電流検出回路１１４を設
け、トラッキングアクチュエータコイル１３の電流が０
になるように制御するという例である。具体的に説明す
ると、フォーカスを引き込む場合、ＣＰＵ１０９はスイ
ッチ１１５をｂ側に接続しておく。この場合、電流検出
回路１１４からドライバー１０７、トラッキングアクチ
ュエータコイル１３に至る電流制御ループがオンしてお
り、トラッキングアクチュエータの電流が０になるよう
に制御が働いている。このとき、アクチュエータ１は機
械的中立位置に位置している。この状態で、ＣＰＵ１０
９はフォーカスの引き込みを行い、その後、サーボパラ
メータの測定や自動調整を行う。次に、ＣＰＵ１０９は
スイッチ１１５をａ側に接続してトラッキングサーボを
オンし、このとき始めてトラッキングアクチュエータに
電流が供給される。

【００２６】本実施形態においても、フォーカスの引き
込み及びサーボパラメータの測定や自動調整の間は、ト
ラッキングアクチュエータの電流が０になるように制御
するので、第１、第２の実施形態と同様に消費電力を低
減することができる。また、トラッキングアクチュエー
タの電流を検出して常に電流が０になるように制御する
ので、ドライバー１０７の出力にオフセットなどがあっ
た場合も、トラッキングアクチュエータの電流を０にす
ることができ、第２の実施形態よりも確実に電流を０に
することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
クチュエータを機械的中立位置に位置させた状態でフォ
ーカスの引き込みなどを行うようにしたので、アクチュ
エータにバネ力を打ち消すための電流を供給する必要が
なくなり、消費電力を大幅に低減できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学的情報記録再生装置の第１の
実施形態を示したブロック図である。

【図２】図１の実施形態のディスクにアクチュエータか
ら光ビームが照射される様子を示した図である。

【図３】図１の実施形態に用いられる位置センサの具体
例を示した図である。

【図４】図１の実施形態に用いられる対物レンズ駆動装
置を示した斜視図である。

【図５】同対物レンズ駆動装置の平面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態を示した図である。

【図７】本発明の第３の実施形態を示した図である。

【符号の説明】

１アクチュエータ１Ａ対物レンズ１３トラッキングアクチュエータコイル１４フォーカスアクチュエータコイル１００光ディスク１０２固定光学ヘッド１０３誤差信号生成回路１０４フォーカス制御回路１０６トラッキング制御回路１０７ドライバー１０８スイッチ１０９ＣＰＵ１１１中立位置制御回路１１６位置センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源の光ビームを収束する対物レンズを
保持すると共に、記録媒体のトラッキング方向の少なく
とも一方に配置された複合板バネ機構で支持され、記録
媒体の全域にわたってトラッキングを行うアクチュエー
タを備え、前記アクチュエータでトラッキングをかけな
がら情報を記録し、あるいは記録情報を再生する光学的
情報記録再生装置であって、前記アクチュエータを機械
的中立位置に位置させるように制御するための手段を有
し、前記制御手段で前記アクチュエータを機械的中立位
置に位置させた状態でフォーカスの引き込みを行うこと
を特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】請求項１に記載の光学的情報記録再生装
置において、更に、前記アクチュエータを機械的中立位
置に位置させた状態で、サーボパラメータの測定及び自
動調整を行うことを特徴とする光学的情報記録再生装
置。
【請求項３】請求項１に記載の光学的情報記録再生装
置において、前記制御手段は、前記アクチュエータのト
ラッキング方向の位置を検出する位置センサの出力に基
づいて前記アクチュエータが機械的中立位置に位置する
ように制御する位置制御ループからなることを特徴とす
る光学的情報記録再生装置。
【請求項４】請求項１に記載の光学的情報記録再生装
置において、前記制御手段は、前記アクチュエータのト
ラッキングアクチュエータコイルへの駆動電流をオフす
ることによって、前記アクチュエータを機械的中立位置
に位置させることを特徴とする光学的情報記録再生装
置。
【請求項５】請求項４に記載の光学的情報記録再生装
置において、前記制御手段は、前記アクチュエータのト
ラッキングアクチュエータコイルの電流を検出して該電
流が０になるように制御する電流制御ループからなるこ
とを特徴とする光学的情報記録再生装置。