JPS61276136A - デイスク傾き補正方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作用 実施例 本発明の詳細な説明　（第１図） 本発明一実施例の説明（第２図、第３図）本発明−変形
例の説明（第４図〜第６図）本発明の詳細な説明（第７
図） 従来例の説明　　　　（第８図、第９図）発明の効果 〔概　要〕 光ディスク面に対物レンズを平行に駆動制御する第１の
アクチュエータと、ガルバノミラ−を回転させて光ビー
ムの光軸を偏向制御する第２のアクチュエータと、光デ
ィスクの傾きの検出手段とを組合せて用い、ミラーで偏
向制御された光ビームの光軸が、光ディスクの傾きによ
って対物レンズの後側焦点の移動位置を常に通過するよ
うに前記対物レンズとガルバノミラ−とを連動して制御
し、光ディスクの傾きによるビームシフトの除去と光点
の収差発生防止を、良好な追従性をもって行うことを可
能とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ディスク装置の光学ヘッドにおけるフォー
カシング及びトラッキングの光点制御のために使用され
るアクチュエータの制御方式に係り、特に、光ディスク
の傾きによって生じるビームシフトの除去とともに光点
の収差発生防止を、精度良く、且つ、良好な追従特性で
行うことができるディスク傾き補正方式に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク装置の光学ヘッドの制御に際し、記録媒体を
照射する光ビームの往路と復路とが異なる〔ビームシフ
トと呼ばれる〕ことに起因して、サーボ信号中にオフセ
ットが発生し、フォーカシング及びトラッキング制御の
精度が低下するという問題がある。この問題を解消する
ため、かねてより種々の方式が提案されている。

第８図は従来の光学ヘッドの制御方式の第１例を示す図
で、１は記録媒体（光ディスク）、２は対物レンズ、３
はフォーカシングのための磁気回路、６及び６°は光ビ
ームの光軸、１０は対物レンズ２の後側焦点、１２は後
側焦点面内に選ばれた点で、ミラー１３の回転中心、１
４は磁気回路である。

また矢印りはミラー１３の回転方向、矢印Ｅは光ディス
ク１の内周側、矢印Ｆはフォーカシング方向を示す。

本図に示す制御方式においては、ビームシフトを除去す
る目的で、ミラー１３の回転中心１２を対物レンズ２の
後側焦点面（光ディスク１の面に平行な面）に置き、光
軸が常に後側焦点を通過するように制御するものである
。なお、本図に示した制御方式においては、磁気回路３
を含むアクチュエータは、光ディスク１の面に垂直な方
向Ｆにフォーカシング制御をするのみで、平行方向の制
御は行わない。

かかる制御をすると、トラッキング制御された光ビーム
の光軸６°は後側焦点１０を通過することとなり、入射
光の光軸６と一致するため、ビームシフトが除去される
。

しかし同図に示す従来の制御方式では、ミラー１３、磁
気回路１４を含むアクチュエータが大きくなり、重いた
め、制御速度の追従性が悪く、且つ、レンズ収差の観点
から追従範囲が狭く、また精度が悪いという問題点があ
る。

第９図に示す第２の従来例は、これらの問題点を解消す
るために、本願の発明者らが特願昭６０−１８０２４に
おいて提案した方式である。

本方式においては、磁気回路３は、対物レンズ２の位置
制御を行う第１のアクチュエータ３００の一部を構成し
ており、ミラー２１．磁気回路２２は、光軸６０の光ビ
ーム偏向を制御する。

光軸６０を持つ光ビームは、光ディスク１のトラックに
光ビーム焦点７０を結ばせる。

第１のアクチュエータ３００は、対物レンズ２を光ディ
スクに平行な方向Ｔ、垂直な方向Ｆに位置制御する。

第２のアクチュエータ２００を構成するミラー２１の回
転中心７２は１．焦点７０と、対物レンズ２を介して対
向する焦点Ｐｏを含む焦点面７１からはずれた位置に設
定される。設定位置として好ましいのは、ミラー２１の
中心位置である。

第１のアクチュエータ３００と、第２のアクチュエータ
２００は連動して、光軸が常に対物レンズ後側焦点（Ｐ
ｏ＋Ｐ１）を通過するように制御を行う。

即ち、トラッキング制御のために対物レンズ２がり、か
らＬ２へ移動した場合、焦点は７０°に移動するが、こ
の時光軸が後側焦点Ｐ１を通過するように第１のアクチ
ュエータ３００と第２のアクチュエータ２００の移動量
、偏向量を連動して制御するものである。

いま、対物レンズ２の中心と焦点ｐｏとの距離をｆ、焦
点Ｐｏとミラー２１の反射点までの距離をｌとする。

この時のミラー２１の回転角とレンズの移動量はトラッ
クの偏心εだけ追従しようとするとき、ミラー２１の回
転角をθとすると、対物レンズ２の移動量はｊ！　ｔａ
ｎθとなるから、 ε＝（Ｊ＋ｆ）ｔａｎθ θ−ｔａｎ　−’　　（ＩＩ／　（ｊ！＋ｆ）　）従っ
て、ミラーの回転角は ｊａｎ”　　Ｃ８／　（Ｊ！　＋　ｆ）　）対物レンズ
の移動量は εｆｆｉ／（ｆ＋ｆ） となるよう制御する。

上述のような制御を行うことにより、光ビームは常に対
物レンズの後側焦点を通過することとなり、光ビームは
常に同じ光路を戻って行くこととなるから、ビームシフ
トの除去が行われる。

しかも、ミラー２１の回転中心７２を後側焦点面に接地
する必要がないことから、ミラー２１を小型。

軽量化でき、応答特性も向上する。

また制御要因としてレンズ収差の問題があり、通常、ミ
ラー２１で光ビームを偏向するとき、その偏向角θを大
きくするとレンズ収差が発生する。

この限界を前記第１と本例で同一とすると、偏心追従性
の限界値は、第１の従来例と比べ本例は大幅に向上する
。

更にフォーカシング制御に伴う焦点の移動による影響に
ついても、本例は前記第１の従来例より大幅に小さくな
っている。

以上のように本願発明者らが提案した前記第２の従来例
に示す方式により、通常のビームシフトは極めて効果的
に除去され、しかもこの方式によれば、光学ヘッドが小
型、軽量化されるという利点を有する。

上記従来のフォーカシング及びトラック制御方式は、い
ずれも入射光軸が後側焦点を通り、光ディスク面に垂直
に入射することにより、反射光軸も後側焦点を通ること
となり、入射光軸と反射光軸とが一致するものである。

しかしながら一般に光ディスクは完全な平面ではなく、
周縁部に行くに従って面だれが生じる等の原因により、
光ディスク面の傾きがあり、光ビームは光ディスク面に
垂直に入射するとは限らない。

従来の光学ヘッドのトラッキング制御方式は、上記光デ
ィスク面の傾きを補正することができず、従って光ディ
スクの面に傾きがある場合には再びビームシフトが発生
し、フォーカシング及びトラック制御に様々な悪影響が
発生する。

更に、光ディスクが傾くことでディスク上の光スポット
に収差が発生する。このため記録、再生位置からずれて
しまい、光点制御特性（主にトラッキング方向）が劣化
し、これも記録、再生特性を劣化させる。

この限界は傾き角で０．５〜１．０　’である。最近こ
れを補正する目的で、光学ヘッド全体をディスク傾きに
追従して回転させる方式が考案されている。しかしこの
方式は光学ヘッド全体を動かすものであって、光学ヘッ
ドの重量が大きいことから高速の応答特性を実現するこ
とができず、高速のランダムアクセスに対応することは
不可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は高速ランダムアクセスにも対応できる応答性の
速いディスクの傾き補正方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の構成を模式的に示す原理図である。

同図において、１及び１゛は光ディスク、２は対物レン
ズ、３は磁気回路、２１．２１’　はミラー、２２は磁
気回路である。

磁気回路３は対物レンズ２の位置制御を行う第１のアク
チュエータ３００の一部を構成しており、ミラー２１．
磁気回路２２からなる第２のアクチュエータ２００は、
光軸６０の光ビームを偏向制御する。

上記第１及び第２のアクチュエータは連動して、光軸６
０を持つ光ビームが常に第２の焦点、即ち後側焦点を通
過するよう制御する。

光ディスク１に傾きがない場合には、光軸６０を持つ光
ビームは、光ディスク１面で反射した後、再び光軸６０
に沿って逆進する。しかし同図１”のように光ディスク
が傾いていると、光ビームは光軸６０゛に沿って逆進す
ることとなる。

この場合後側焦点は、対物レンズ２の中心から光ディス
ク１′面に垂直におろした垂線上のＰ。

点に移動する。

そこで本発明では光ディスクの傾き角θを検出するため
の傾き検出手段１００を設け、この検出手段１００によ
り光ディスク１′の傾き角θを検出する。この検出信号
に基づいて第１のアクチュエータ３００及び第２のアク
チュエータ２００を駆動し、光軸６０を持つ光ビームが
後側焦点の移動位置Ｐ゛を通過するよう制御する。

〔作　用〕

上述のような制御を行うことにより、第２のアクチュエ
ータ２００で偏向された光ビームは、光軸６１に沿って
進み、光ディスク１°面に垂直に入射するので、反射光
は再び光軸６１に沿って逆進し、ミラー２１°で反射し
たのち、光軸６０に沿って戻って行く。

このように、光ビームは常に対物レンズ２の後側焦点を
通過し、光ビームは往路、復路とも同じ光路をたどるこ
ととなるから、光ディスクが傾いている場合にも、ビー
ムシフトが的確に除去される０本方式は、光学ヘッド全
体を制御することにより補正動作を行うため、本発明者
らが先に提案したオフセット補正方式の特徴である良好
な応答性が失われない。

（実施例〕 第２図は本発明の一実施例、第３図はその駆動　、系を
示す図である。

第２図において、１，１”、２．　３．２１．２１’、
２２は前記第１図の同一符号と同一部位を示す。２３は
ビームスプリフタ、２４はコリメートレンズ、２５は光
ディスク１．ｌｏへ入射する光ビームの光源、２６は４
分割フォトダイオードである。

光源２５から出射された光ビームは、コリメートレンズ
２４で収束され、ビームスプリンタ２３を通ってミラー
２１により偏向され、光ディスク１面に達する。

光ディスク１の面で反射された光ビームは、対物レンズ
２．ミラー２１を介してビームスプリッタ２３で一部反
射され、４分割フォトダイオード２６に入射する。

なお、対物レンズ２を制御する駆動力は、磁気回路３に
よって図示のＴ、Ｆの方向に、二次元に与えられる。

光源２７と光のディテクタ２８はミラー２１の位置検出
系を構成し、その検出出力Ｐ１はミラー２１の位置を示
す信号として第３図の端子ＴＰ１に入力される。またデ
ィテクタ２９の検出出力Ｐ２は、対物レンズ２の移動量
を示す信号であって、第３図の端子ＴＰ２に入力される
。

以上は前述の第２の従来例と同様であり、本実施例では
更に、光源１０１．フォトダイオード１０２．１０３か
らなる傾き検出手段を設けた。

光源１０１からの出射光は光ディスク１°の面で反射し
、反射光はフォトダイオード１０２．１０３に入射する
。２つのフォトダイオード１０２．１０３の入射光量は
、光ディスクの傾きがない場合〔第２図の１〕には等し
く、傾いている場合〔同図の１°〕には、傾きに応じて
変化するので、フォトダイオード１０２．１０３の出力
の差を検知することにより、光ディスク１゛の傾き角θ
を知ることができる。

即ち、差動アンプ１０４の出力Ｐ３は上述の光ディスク
１゛の傾き角θに対応し、第３図の端子ＴＰ３に入力さ
れる。

さて、４分割フォトダイオード２６に光ビームが入射し
た後、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの各フォトダイオードに対する照
射光量に基づいて、第３図に示す駆動系により制御され
る。

同図において、３１はフォーカシング制御を行うための
駆動回路、３２は磁気回路３のフォーカシング制御のた
めのフォーカスコイル、３３はミラーを駆動するための
ミラー駆動回路、３４は磁気回路２２のミラーコイル、
３９はレンズ移動コイル、４１は差動アンプ、４２はレ
ンズ駆動回路である。

端子Ｔ１にはフォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄに照射さ
れる光量の（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）で表されるフォーカ
スエラー信号が、端子Ｔ２には、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ
）で表されるトラックエラー信号が入力される。

フォーカスエラー信号は駆動回路３１を介して対物レン
ズ２を動かし、トラックエラー信号は駆動回路３３を介
してミラー２１を動かす、これと同時にディテクタ２８
からのミラー２１の位置検出信号と、ディテクタ２９か
らの対物レンズ２の移動量を示す信号Ｐ２とを差動アン
プ４１で比較し、レンズ駆動回路４２を介してレンズ移
動コイル３９により、対物レンズ２を光ディスク１の半
径方向に移動させるという連動制御が常時行われている
。

ここで光ディスクの傾きがあると、傾き検出手段１００
の２つのフォトダイオード１０２．１０３のいずれか一
方の受光量が他方より大きくなる。その差は差動アンプ
１０４の出力Ｐ３として第３図の端子ＴＰ３に送出され
る。この差信号は第３図に示す如く、ミラー２１の位置
信号と対物レンズの移動量を示す信号との比較値にオフ
セントとして足し込まれる。

このように本実施例では、ビームシフトを除去するため
の第１及び第２のアクチュエータの連動動作の駆動制御
系に、光ディスクの傾き補正量がオフセント値として与
えられる。これにより、光ディスクの傾きを補正した状
態で対物レンズ２とミラー２１の連動制御が行われる。

このようにして本実施例では、光ディスクが傾いている
場合においても、光ディスクへ入射する光ビームは見掛
は上の後側焦点Ｐ°を通る光軸６１に沿って進行し、光
デ′イスク１”面に垂直に入射する。従って反射光束は
入射光束と同じ径路を戻ることとなり、後側焦点Ｐ°を
通ってミラー２１゛に至り、ここで偏向されたのち、も
との光軸６０に沿って戻って行（。

以上の如く本実施例では光ディスクが面だれ等により傾
いている場合にも、ビームシフ・トが除去されるので、
良好な精度でフォーカシング及びトラッキング制御を実
行できる。

しかも本実施例の制御は、小型、軽量化された対物レン
ズ２及びミラー２１を駆動することによって行われ、し
かも本実施例では上記対物レンズ２及びミラー２１の重
量は増加しないので、応答特性を低下させることがなく
、高速のランダムアクセスに対応し得る。

なお、光ディスク１の傾き量は、中心からの距離に依存
し、同一円周上では略同−である。従って傾き検出は、
光ビームの照射位置と略同一円周上において行うことが
必要である。

次に本発明の一変形例及び他の変形例を、それぞれ第４
図〜第６図、第７図により説明する。これら２つの変形
例は、いずれもディスクの傾き検出のための専用センサ
を必要としない例で３、トラッキング制御及びフォーカ
シング制御のためのセンサである受光素子２６のトラッ
クずれ信号を用いて傾、き補正を行う例である。

光ディスク１面が傾いているとビームシフトが生じ、ト
ラックずれ信号のオフセントが発生する。

これはトラックずれ信号を検出するための受光素子２６
上で反射光が移動することに起因する。

このオフセット量は、ディスク傾き量に対応するもので
あるから、ディスク傾き信号として使用することができ
、トラックずれ信号の平均値をとることにより得られる
ものである。しかしながらこのオフセット量は、トラッ
キング制御が作動状態では検出することができない。即
ち、サーボループの中にこのオフセットは取り込まれて
しまい、トラックずれ信号にはそのサーボの残差分しか
現れないためである。

そこで−変形例では第４図（ａ）に示す如く、光学ヘッ
ドの粗アクセス時に、トラッキング制御を停止状Ｌｉ（
ＯＦＦ）とすることにより、トラックずれ信号Ｓを出力
させ、第４図中）に示す如くその平均値Ａを求める。

第５図は上記平均値の検出回路例を示す図で、出力され
たトラックずれ信号Ｓを、＋側及び−側ピークホールド
回路５１．５２で各々のピーク値を検出し、比較器５３
でこの両者の和を求め、更にアナログ・ディジタル（Ａ
／Ｄ）変換器５４を介してディジタル値に変換すること
により、平均値Ａをディジタル値として検出することが
できる。

光学ヘッドが目的位置に到達し、トラッキング制御を再
開する直前の上記平均値Ａの値〔第４図（ｂ）に示すｋ
〕を記憶し、この値をアクセスしようとするトラック位
置における傾き信号として用いる。

第６図は本変形例に用いたシステム構成の要部を示すブ
ロック図であって、前記第３図に示したものと基本原理
は変わらない。

端子Ｔ１には受光素子２６の各要素ディテクタＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄに照射される光量の、（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ
）で表されるフォーカス誤差信号が、端子Ｔ２には、（
Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）で表されるトラックずれ信号Ｓが
入力される。

粗アクセス時には、本回路によるトラッキング制御を停
止し、上記のトラック信号Ｓを平均値検出回路５５に入
力し、平均値ＡをＡ／Ｄ変換器５４でディジタル値に変
換して出力する。そして光学ヘッドが目的位置に到達し
、トラッキング制御を再、開する直前の値を、ＲＡＭの
ようなメモリ５７に格納する。

次いでトラッキング制御を作動させると、フォーカス誤
差信号は駆動回路３１を介して対物レンズ２を動かし、
トラックずれ信号は駆動回路３３を介してミラー２１を
動かす。これと同時にディテクタ２８からのミラー２１
の位置検出信号Ｐ１と、ディテクタ２９からの対物レン
ズ２の移動量を示す信号Ｐ２とを作動アンプ４１で比較
し、更にＤ／Ａ変換器５６でアナログ信号に変換された
傾き信号ｋをオフセットとして足し込む。このようにし
て得られた制御信号に基づいてレンズ駆動回路４２によ
りレンズ移動コイル３９を駆動する。

以上のようなサーボループにより、対物レンズ２及びガ
ルバノミラ−２１が連動制御されるので、光ディスク面
が傾いている場合にも、対物レンズ２に向かう入射光ビ
ームは、後側焦点の移動位置Ｐ°を通過し、傾きのある
光ディスク面１°に対して垂直に入射する。

従って前記一実施例と同じ（、本変形例においてもビー
ムシフトが除去されるとともに、光ディスク面上の光点
に収差の発生が防止される。

第７図に示す他の変形例は、前記−変形例が粗アクセス
を行う度に目的位置における傾き量の検出を行うのに対
し、光ディスク装置のイニシャルシーク時にトラッキン
グ制御を停止状態としておいて光学ヘッドを半径方向に
移動させ、半径方向の位置対応にトラックずれ信号の平
均値を検出し。

記憶しておき、これをアクセスするトラック位置に応じ
て読み出し、傾き信号として使用するものである。

前述した如くトラッキング制御をＯＦＦとしておいて、
光学ヘッドを光ディスク１の最外周のトラック位置から
最内周のトラック位置までの間を移動させることにより
、第７図に示すように各位置におけるトラックずれ信号
Ｓを、受光素子２６から出力させることができる。従っ
て前記−変形例で使用した第６図の回路を用い、上記ト
ラックずれ信号Ｓを平均値検出回路５５に入力して、半
径方向各位置における傾き量ｋをもとめ、これを半径方
向の位置対応にメモリ５７に格納する。

実際にトラックをアクセスするに際しては、上述のよう
にして検知した傾き量を、アクセスしようとするトラッ
クの位置に対応して読み出し、使用する。制御方法は前
記−実施例及び−変形例と同様である。

以上説明した本発明に係る光ディスクの傾き量を加味し
て、対物レンズ及びミラーの駆動制御を行う方式は、光
ビームが常に後側焦点を通るよう第１及び第２のアクチ
ュエータを連動制御する方式において、極めて有効とな
るものである。

例えば前述の第１の従来例の、ミラーの回転中心を後側
焦点面に配置し、ミラーを回転させることによって、光
ビームが後側焦点を通るよう制御する方式では、ディス
クの傾き量を補正量とじて用いて光ビームが後側焦点の
移動位置を通過するよう制御するためには、ミラーの回
転中心を移動させねばならず、このためには、ミラー及
びその駆動系全体を光ディスクの半径方向に移動させる
動作が必要である。このような大きな重量の移動を必要
とする制御では高速応答は期待できない。

更に本発明の一変形例及び他の変形例によれば、ディス
ク傾き量を検出するための専用のセンサを設ける必要が
ないという、格別の効果を存する。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、光ディスクが傾いて
も、ビームシフトが除去され、光点に収差が発生しない
。また、光点制御の信頼性、記録。

再生、消去特性の信頼性が向上し、しかも追従性。

応答特性が良好で、高速のランダムアクセスに対応でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を模式的に示す図、第２図は本発
明の一実施例の構成を示す図、第３図は上記一実施例の
制御系の構成を示す要部ブロック図、 第４図は本発明の一変形例の原理説明図、第５図は上記
−変形例の傾き検出方式を示す要部ブロック図、 第６図は上記−変形例に使用したシステムの構成を示す
要部ブロック図、 第７図は他の実施例の原理説明図、 第８図は第１の従来例を示す図、 第９図は第２の従来例を示す図である。 図において、１．１′は光ディスク、２は対物レンズ、
３．２２は磁気回路、２１．２１’　はミラー、５５は
平均値検出回路、１００は傾き検出手段、２００゜３０
０は第２及び第１のアクチュエータ、Ｓはトラックずれ
信号、Ａはトラックずれ信号の平均値、ｋはディスク傾
き量を示す。 Ｐ；オハ！唐。 Ｐ′：１シ９＠　ｔ／ｒ：’！、Ｅ、うｆＬｌ；Ｖ−兆
明の講ぺ°を揉代的 １；木７（！Ｉ 第　１　図 不兆明電詰例司説明図 第　２図 羊発明釘詰ｇか説明２ ｇ３　　図 ２ト夾明−嗅１〉９ＪのにヒＪｆ直ｔθ月回１１４ｍ Ｎｉ−査ｐプａ・ソ７Ｃη イ嘴ン呵−変Ｗ＋刀シ２テムＨし灸図 第６図 序蚕咽ｆむ変形別陳理説朔図 第７図 従来λぽっ説咽出 １１８　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ディスク面のトラックに光ビームの焦点を結ばせる対
   物レンズ（２）と、該対物レンズ（２）を前記光ディス
   ク面に平行な方向に駆動制御する第１のアクチュエータ
   （３００）と、前記光ビームを偏向制御する第２のアク
   チュエータ（２００）を具備し、前記トラックの所定位
   置に前記光ビームの第１の焦点（７０、７０′７０″）
   を結ばせるとともに光ビームの光軸が前記対物レンズを
   挟んで対向する第２の焦点（Ｐ）を通過するように前記
   第１のアクチュエータ（３００）と第２のアクチュエー
   タ（２００）を連動して制御する光学ヘッドのトラッキ
   ング制御方式において、 前記光ディスク（１、１′）の傾きを検出する手段（１
   ００）を設け、該傾き検出手段（１００）の検出出力を
   用いて、前記光ディスク（１、１′）の傾きにより前記
   第２の焦点（Ｐ）の移動位置（Ｐ′）を前記光ビームが
   通過するように前記第１のアクチュエータ（３００）及
   び第２のアクチュエータ（２００）を制御することを特
   徴とするディスク傾き補正方式。