JP4067256B2 - 光ディスク装置のピックアップ移動機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクにレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ディスク装置のピックアップ移動機構および移動方法に関し、詳細には光ディスクと光ピックアップの光軸との垂直性を保つための制御機能、いわゆるチルトサーボ機構を有する光ディスク装置のピックアップ移動機構および移動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置においては、光ディスク（以下ディスクと称す）とそのディスクにレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ピックアップの光軸とがなす角度が垂直であることが必須条件となっている。しかしながら実際の装置では、ディスクの反りや機構部の公差累積等により前述の角度が垂直からズレてしまうので、この角度を調整または制御するための機構が考案されている。
【０００３】
ディスクと光ピックアップの光軸が成す角度を調整する装置として、特開平１０−１１６４７９号公報に示す装置が知られている。図５に基づいてその構成を説明する。
基台１上に、ディスク（図示せず）を回転支持するディスクモータ２が固定されるとともに、ディスクにレーザ光を導いて情報を記録又は再生する光ピックアップ３が一対のガイド部材４、５によりディスクの半径方向に移動可能に支持されている。光ピックアップ３を駆動するためのピックアップ駆動モータ６は基台１に固定されていて、基台１に設けられた軸受け１ａ、１ｂにより軸芯廻りに回転可能に支持されたネジ部材７に対して、歯車８、９を介して駆動力を伝達するようになっている。光ピックアップ３には、ネジ部材７に係合する傾斜部１０ａを有してネジ部材７の回転を光ピックアップ３の移動に変換する係合部材１０が固定されている。ガイド部材４、５は一端において支持部１１、１２に支持されていて、支持部１１、１２の廻りに揺動可能である。ガイド部材４、５の他端は、基台１に固定された梁部材１３の雌ネジ部に係合して自身の回転により光ピックアップ３の光軸３ａの方向に移動する調整ネジ１４，１５の先端に、付勢手段により押圧される状態において接触している。
【０００４】
以上の構成において、機構部の公差累積等により光ピックアップ３の光軸３ａのディスクに対する角度が垂直よりズレている場合には、光ピックアップ３からの信号、又は図示されていないチルト検出素子などにより検出されるので、調整ネジ１４、１５を回転させることにより、ガイド部材４、５を支持部１１、１２の廻りに光軸３ａの方向に揺動させ、ガイド部材４、５に支持された光ピックアップ３を基台１に対して傾けて光軸３ａのズレを調整している。この角度調整装置は、調整ネジ１４、１５をモータにより駆動することで、角度制御装置に展開可能である。
【０００５】
角度制御を用いた光ディスク装置として、特開平９−１９８６８７号公報に示す装置が知られている。図６に基づいてその構成を説明する。
この光ディスク装置は、図５に示したものとほぼ同様の構成を有しており、基台１上に、ディスク１６を回転支持するディスクモータ２が固定されるとともに、ディスク１６にレーザ光を導いて情報を記録又は再生する光ピックアップ３が一対のガイド部材４、５によりディスク１６の半径方向に移動可能に支持されている。
【０００６】
ただし、光ピックアップ３の上にはディスク１６と光ピックアップ３の光軸３ａとの角度を検出するためのチルト検出素子１７が設けられている。また基台１に、光ピックアップ３を駆動するためのピックアップ駆動モータ６が固定され、このピックアップ駆動モータ６の駆動軸に噛み合う駆動歯車１８、１９が回転自在に支持されている。そして、この駆動歯車１９に噛み合って駆動歯車１８、１９を介してピックアップ駆動モータ６の駆動力の伝達を受ける係合部材１０が光ピックアップ３に固定して設けられている。
【０００７】
ガイド部材４、５の一端は支持部１１、１２に支持され、ガイド部材４、５の他端は、基台１に対し垂直方向に移動可能に設けられた昇降部材２０に支持されていて、ガイド部材４、５は昇降部材２０によって支持部１１、１２の廻りに揺動可能である。昇降部材２０の垂直方向の移動は、昇降部材２０の両側面に形成されたカム従動子２０ａが、基台１に固定されたチルトモータ２１の出力軸に固定された偏芯カム２２に係合していることに基づく。
【０００８】
以上の構成において、光ピックアップ３の光軸３ａがディスク１６に対してなす角度が垂直よりズレていると、チルト検出素子１７によって検出される。そして、検出されたズレに基づいてチルトモータ２１が回転し、このチルトモータ２１に偏芯カム２２とカム従動子２０ａを介して係合する昇降部材２０が垂直方向に移動し、それによりガイド部材４、５が支持部１１、１２の廻りに光軸３ａの方向に揺動し、その結果、ガイド部材４、５に支持された光ピックアップ３が基台１に対して傾いて、光軸３ａのズレが調整される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−１１６４７９号公報に示された角度調整装置を、調整ネジをモータ駆動する角度制御装置に展開すると、以下の課題が生じる。つまり、光ピックアップ３をディスク半径方向に移動させる際に、光ピックアップ３の位置を検出しながら移動制御を行う必要があり、そのために一般に、ピックアップ駆動モータ６又はネジ部材７にホトインタラプタなどの検出手段を取り付けるか、或いはピックアップ駆動モータ６をステッパモータとしてその駆動パルスを利用して位置を検出し、検出結果に基づいて光ピックアップ３を所定の位置へ移動させているが、移動させた光ピックアップ３の光軸３ａが、情報を記録または再生しようとするディスク上の対象位置に一致しないことがある。これが一致していないと、光ピックアップ３の光学的特性が悪化したり、光ピックアップ３の再移動が必要となりアクセスタイムの増大を招く。このことを図７を用いて説明する。
【００１０】
図７は図５を用いて説明した装置の要部を視点を変えて見た図であり、図７（ａ）は光ピックアップ３の光軸３ａの方向からみた上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のネジ部材７を省略した側面図である。図７（ｂ）において、１０ａは係合部材１０上に形成された傾斜部であり、係合部材１０はこの傾斜部１０ａにおいてネジ部材７と係合している。ネジ部材７は右ネジとしているので、傾斜部１０ａは光軸３ａを基準として時計回り方向に所定角度だけ傾斜している。
【００１１】
ネジ部材７と係合部材１０との係合部を模式的に図７（ｃ）に示す。ここではディスク１６は基台１に対して平行に配置されており、したがってガイド部材４の軸芯４ａは基台１に沿う方向に配置され、光ピックアップ３は支持部１１から距離ｒ１の位置まで移動している。つまり、光ピックアップ３を支持部１１から距離ｒ１の位置まで移動させる指示に対し、ネジ部材７がその斜面７ａに係合する傾斜部１０ａを基台１に沿う方向に図示した位置まで移動させている。したがって、傾斜部１０ａが固定された光ピックアップ３の光軸３ａは基台１に対して垂直に伸びており、光軸３ａとディスク１６との交点で示されるディスク上の位置（以下ディスク半径位置という）は支持部１１から距離ｒ２（＝ｒ１）の位置にある。
【００１２】
ディスク１６が傾いている場合を図７（ｄ）に示す。ここではディスク１６は反時計回り方向に傾いており、このディスク１６の傾きに対応して、ガイド部材４の軸芯４ａは支持部１１の廻りに図示の位置まで下方に揺動している。その際、ネジ部材７またはピックアップ駆動モータから得られる位置検出信号は上述した図７（ｃ）の場合と同じなので、ネジ部材７の斜面７ａは図７（ｃ）と同様に支持部１１から距離ｒ１の位置に移動している。これに対して、ガイド部材４の軸芯４ａが揺動によって下方にシフトしているので、ネジ部材７の斜面７ａに係合する傾斜部１０ａは下方にスライドして支持部１１から距離ｒ３の位置に配置されることになり、傾斜部１０ａ，光軸３ａを配置すべき距離ｒ１の位置との間に差が生じる。また傾斜部１０ａが固定された光ピックアップ３の光軸３ａはガイド部材４の軸芯４ａと垂直をなす方向なので、光軸３ａとディスク１６との交点で示される実際のディスク半径位置は支持部１１から距離ｒ４の位置となり、距離ｒ１の位置との間の差は更に大きくなる。
【００１３】
上記したような、光軸３ａを配置すべきディスク半径位置と実際のディスク半径位置との不一致に対する対策として、上述した特開平９−１９８６８７号公報に示された装置のように、光ピックアップ３の駆動をネジ部材ではなく歯車によって行うことが考えられる。この駆動方式は図７（ｃ）、図７（ｄ）において斜面７ａとして示した面が光軸３ａに平行な場合と想定できる。しかしこの駆動方式では、図７（ｄ）で示される半径位置ｒ３は半径位置ｒ１と一致するものの、半径位置ｒ４と半径位置ｒ３は依然として相違する。また、この駆動方式はネジ部材による駆動方式と比較して、部品点数の増加や、図６に示した駆動歯車１８、１９の間で発生するバックラッシュによる光ピックアップ３の位置精度の悪化やヒステリシスの発生などの課題があり、更に一般的にイナーシャが大きいために応答周波数が低いという課題を有する。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するもので、ピックアップ駆動手段にネジ部材を使用した光ディスク装置において、ディスクと光ピックアップの光軸との垂直性を保つために光ピックアップを傾斜させた場合も、光ピックアップの光軸とディスク上の対象位置とのずれが生じにくいピックアップ移動機構を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、光ディスクにレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ピックアップを支持しディスク半径方向への移動を案内するガイド部材と、前記光ピックアップの移動を駆動するピックアップ駆動手段と、前記光ピックアップのディスク半径方向における位置を検出する位置検出手段と、前記光ディスク上の記録または再生対象位置に対して予め設定された距離だけ移動した光ピックアップの光軸のディスク半径方向への角度ズレを検出するチルト検出手段と、前記チルト検出手段の出力に従って前記ガイド部材の一端部を前記ガイド部材の長さ方向（ｙ）において前記光ディスクの回転中心軸と同位置で基台に支持しつつ他端部を光ディスク装置の基台から接近離間させることで光ディスク装置の基台の表面に直交する方向（ｚ）と前記ガイド部材の長さ方向（ｙ）とがなす平面（ｙ−ｚ）内において前記ガイド部材を前記一端部を中心として揺動させて前記ガイド部材に支持された前記光ピックアップを前記光軸の角度ズレが小さくなる方向に傾斜させるチルト駆動手段と、を備えた光ディスク装置のピックアップ移動機構において、前記ピックアップ駆動手段は、前記ガイド部材に沿って設けられ軸芯廻りに回転するネジ部材と、前記光ピックアップに設けられ前記ネジ部材に係合して前記ネジ部材の回転をディスク半径方向への前記光ピックアップの移動に変換する係合部材と、前記ネジ部材の回転を駆動する回転駆動部とを備え、前記ネジ部材のネジ溝に係合する前記係合部材の傾斜部は、光ディスクが半径Ｒの位置まで情報を記録または再生可能であり前記一端部を支持する支持部と光ディスクとの距離がＬである時に、前記一端部が右側となり且つ前記他端部が左側となる方向から前記平面（ｙ−ｚ）を見たときの前記平面（ｙ−ｚ）内における反時計廻りの方向を角度の正方向として、前記方向（ｚ）と前記傾斜部の表面との間の角度が０より大きく、かつその正接が２Ｌ／Ｒより小さくなるように設けたことを特徴とする。
【００２０】
傾斜部の角度を上記した範囲内とすることで、光ピックアップを傾斜させることに起因する光ピックアップの光軸のディスク半径方向のズレを小さくできる。ネジ部材のネジ溝は、傾斜部が係合可能なものとする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図４を用いて具体的に説明する。
図１（ａ）は光ディスク装置の主要部分の上面図、図１（ｂ）は同側面図である。この光ディスク装置は、先に図５を用いて説明した従来の光ディスク装置とほぼ同様の構成を有しており、ほぼ矩形の基台１上に、ディスク１６を支持し回転させるディスクモータ２が固定されるとともに、ディスク１６にレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ピックアップ３が設けられている。説明の便宜上、座標系ｘを基台１の表面に沿う方向であって基台１の幅方向とし、ｙを同じく長手方向とし、ｚをｘ、ｙと直交する方向と定義する。θはｙ−ｚ平面内での角度を示し反時計廻りを＋と定義する。
【００２４】
ディスク１６は“Ｒ”で示される最大半径まで情報が記録されており（または記録可能であり）、光ピックアップ３の光軸３ａに沿う方向のレーザ光により情報が再生（または記録）される。
光ピックアップ３には一側にガイド孔３ｂ、３ｃが形成され、それに背反する他側にガイド孔３ｄが形成されていて、光ピックアップ３は、ガイド孔３ｂ、３ｃに貫設されたガイド部材４と、ガイド孔３ｄに貫設されたガイド部材５とにより、ｙ方向に移動可能に支持されている。
【００２５】
ディスク１６に対向するピックアップ３の上面には、ディスク１６と光ピックアップ３の光軸３ａとのθ方向の角度を検出するためのチルト検出素子１７が固定されている。チルト検出素子１７としては例えば、赤外光をディスク１６に向けて投射する１つの発光素子と、赤外光のディスク１６からの反射光を受ける２つの受光素子とを備え、２つの受光素子に入る反射光の光量差からディスク１６と光軸３ａとの角度差を検出するものが使用される。
【００２６】
光ピックアップ３をｙ方向に駆動するためのピックアップ駆動モータ６は基台１上に固定されており、基台１に設けられた軸受け１ａ、１ｂにより軸芯廻りに回転可能に支持されたネジ部材７に動力伝達可能に接続されている。またネジ部材７のネジ溝に係合する所定の角度βを持った傾斜部１０ａが形成された係合部材１０が光ピックアップ３に固定されていて、ネジ部材７の回転が傾斜部１０ａを介して光ピックアップ３の移動に変換される。ピックアップ駆動モータ６には光ピックアップ３の位置を検出する位置検出手段２３が設けられている。位置検出手段２３としては例えば、ピックアップ駆動モータ６の回転軸に固定された光学的スリットと非回転部に固定されたホトインタラプタとにより構成され、その出力よりネジ部材７の回転量を演算することで光ピックアップ３の位置を検出する素子が使用される。
【００２７】
ガイド部材４、５は一端部において基台１に設けられた支持部１１、１２に挟持されることでｘ、ｚ方向の移動が拘束されるとともに、ガイド規制部１ｃ、１ｄによりｘ方向の動きが規制されていて、支持部１１、１２を中心としてθ方向の揺動のみ可能となっている。支持部１１、１２の位置ではガイド部材４、５とディスク１６はｚ方向に距離“Ｌ”だけ離間している。ガイド部材４、５の他端部は、基台１上に設けられた軸受け１ｅ，１ｆに支持されｚ方向にのみ可動な平板状の昇降部材２０の下方に位置しており、基台１側に設けられた付勢手段２４により＋ｚの向きに押圧されることで昇降部材２０の下面の接触凸部２０ａ、２０ｂに常に接触している。
【００２８】
昇降部材２０を駆動するためのチルトモータ２１は基台１に固定されていて、チルトモータ２１の回転軸に偏芯カム２２が固定され、昇降部材２０にカム従動子２０ｃが形成されており、これら偏芯カム２２とカム従動子２０ｃとは、上記したように昇降部材２０が＋ｚの向きに押圧されることで常に接触状態に維持されている。
【００２９】
上記構成における作用を説明する。
まず、光ピックアップ３の移動について説明する。情報を記録または再生しようとするディスク１６上の対象位置に対応する所定の半径位置、すなわちディスク中心から所定距離の位置へ光ピックアップ３を移動させる場合、図示を省略した入力手段により制御手段に駆動信号を入力することによってピックアップ駆動モータ６を駆動し、このピックアップ駆動モータ６に接続しているネジ部材７を回転させる。これにより、ネジ部材７の回転力がネジ部材７に係合している傾斜部１０ａによってｙ方向への移動力に変換され、傾斜部１０ａを備えた係合部材１０が固定された光ピックアップ３がｙ方向に移動される。この時には、位置検出手段２３からの出力によってネジ部材７の回転量が監視されていて、光ピックアップ３が前記所定の半径位置に位置したと判断される時点までネジ部材７の回転が駆動される。
【００３０】
次に光ピックアップ３の光軸３ａとディスク１６との角度制御について説明する。光ピックアップ３上に設けられたチルト検出素子１７によって常に光軸３ａとディスク１６とがなすθ方向の角度が検出されている。この角度が正規の値からズレた時、すなわち垂直からズレた時に角度制御が行われる。
ディスク１６が傘状に、すなわち上向き凸状に反っている場合、図１（ｂ）に示した光軸３ａの位置ではディスク１６は基台１に対して＋θの向きに角度を持っている。この角度がチルト検出素子１７により検出され、チルト検出素子１７からの出力に応じて図示を省略した制御手段によりチルトモータ２１が駆動される。そしてチルトモータ２１が回転するに伴って偏芯カム２２が昇降部材２０のカム従動子２０ｃを−ｚの向きに押圧し、それにより昇降部材２０が軸受け１ｅ、１ｆを中心に−θの向きに回動し、ガイド部材４、５が接触凸部２０ａ、２０ｂにより付勢手段２４の押圧力に抗して−ｚの向きに移動しようとし、その結果、ガイド部材４、５は支持部１１、１２を中心として＋θの向きに傾き、ガイド部材４、５と一体に傾く光ピックアップ３の光軸３ａとディスク１６の成す角度は垂直とされる。
【００３１】
逆に、ディスク１６が碗状に、すなわち下向き凸状に反っていて基台１に対して−θの向きに角度を持っている場合、チルトモータ２１が回転するに伴って昇降部材２０が軸受け１ｅ、１ｆを中心に＋θの向きに回動し、ガイド部材４、５が付勢手段２３の押圧力で＋ｚの向きに移動しようとし、その結果、ガイド部材４、５は支持部１１、１２を中心として−θの向きに傾き、ガイド部材４、５と一体に傾く光ピックアップ３の光軸３ａとディスク１６の成す角度は垂直とされる。
【００３２】
しかし以上の動作では、上述した特開平１０−１１６４７９号公報に示された装置と同様に、ガイド部材４、５と一体に光ピックアップ３が傾くことが原因となって、位置検出手段２３の情報に基づいて配置された光ピックアップ３の光軸３ａの位置（以下、光ピックアップ３の実際の半径位置という）と、所定の半径位置とに誤差が生じる。
【００３３】
このため、図示を省略した制御手段によりピックアップ駆動モータ６が駆動され、それによりネジ部材７が回転されてその回転力がネジ部材７に係合している傾斜部１０ａによってｙ方向への移動力に変換され、傾斜部１０ａを備えた係合部材１０が固定された光ピックアップ３がｙ方向に、上記した誤差の距離だけ移動される。
【００３４】
以下、上記した光ピックアップ３の実際の半径位置と所定の半径位置との誤差の量をΔと定義して図式から導出する。比較基準として、光ピックアップ３の駆動にネジ部材７を使用しない駆動系における光ピックアップ３の実際の半径位置と所定の半径位置との誤差を考える。これは、前述した特開平９−１９８６８７号公報に示されたような、駆動歯車を使用した駆動方式が該当する。この時の誤差を上記した装置における誤差Δと区別するためにΔ’で表す。
【００３５】
図２は誤差Δ’を導出するためのモデル図であり、図２（ａ）はディスク１６及びガイド部材４（および５）が基台１に対して平行な場合を示し、図２（ｂ）はディスク１６がθ方向に角度αだけ傾いていて、角度制御によりガイド部材４（および５）も角度αの傾きを持っている場合を示す。導出式を簡素化するために支持部１１、１２のｙ方向における位置をディスクモータ２の回転中心軸と同位置とする。４ａはガイド部材４の軸芯を示し、２ａはディスクモータ２の回転中心軸を示す。ガイド部材４の軸芯４ａと光ピックアップ３の光軸３ａとの交点をピックアップ基準点Ｐ１と定義し、光軸３ａとディスク１６との交点をスポット点Ｐ２と定義する。ディスク１６とガイド部材４の軸芯４ａとの距離はＬである。
【００３６】
図２（ａ）では距離ｒ１で示される半径位置にピックアップ基準点Ｐ１があり、光ピックアップ３からｚ軸に平行に光軸３ａが伸び、距離ｒ２で示される半径位置にスポット点Ｐ２が位置する。この場合ｒ１とｒ２は等しく、誤差Δ’は発生しない。以下、距離ｒｎで示される半径位置を半径位置ｒｎとも表わす。
次に、図２（ａ）の状態からディスク２が角度αだけ傾いた図２（ｂ）の状態を考える。光ピックアップ３は位置検出手段２３からの情報に基づいて配置されるので、ピックアップ基準点Ｐ１は図２（ａ）の状態と同様に、距離ｒ１で示される半径位置になる。しかし、ガイド部材４（軸芯４ａ）とそれに支持された光ピックアップ３とが角度αだけ傾いているため、光軸３ａもｚ軸に対してθ方向に角度αの傾きを持ち、その結果スポット点Ｐ２は距離ｒ４の半径位置になる。このｒ４とｒ１との差が誤差Δ’となる。ディスク１６とガイド部材４の軸芯４ａとの距離Ｌ１は以下の数式(1) で表わされ、誤差Δ’は数式(2) で表される。
【００３７】
【数１】
【００３８】
【数２】
ここで、ディスク１６が一般的な１２ｃｍディスクである時のディスク１６の傾きαの大きさを考えるに、αの発生する要因はディスク１６単体の反り、ディスクモータ２の傾き、機構部品の公差累積による傾きが挙げられるが、その総和は１度より小さいと想定できる。αが小さい場合には以下の数式(3) の近似が成立するので、数式(3) を数式(2) へ代入することにより、誤差Δ’を数式(4) で表すことができる。この誤差Δ’は具体的な数値を代入すると例えばＬ＝１０ｍｍ、α＝０．５度で８７μｍとなる。
【００３９】
【数３】
【００４０】
【数４】
次に、誤差Δの導出を図３により説明する。図３は誤差Δを導出するためのモデル図であり、図３（ａ）はディスク１６及びガイド部材４（および５）が基台１に対して平行な場合を示し、図３（ｂ）はディスク１６がθ方向に角度αで傾いていて、角度制御によりガイド部材４（および５）も角度αの傾きを持った場合を示す。図中の１０ｂは係合部材１０に形成された傾斜部１０ａに平行でピックアップ基準点１ｅを通る仮想傾斜部を示しており、ｚ軸に対しθ方向に角度βの傾きを持っている。光ピックアップ３を位置検出手段２３からの情報に基づいて所定の半径位置ｒ１に移動させるという事は、ネジ部材７を回転させることで、仮想傾斜部１０ｂを（ａ）に示す位置へ移動させることと等しいと考えられる。
【００４１】
図３（ａ）の状態では、図２（ａ）と同じく、距離ｒ１で示される半径位置にピックアップ基準点Ｐ１があり、光ピックアップ３からｚ軸に平行に光軸３ａが伸び、距離ｒ２で示される半径位置にスポット点Ｐ２が位置する。すなわち、所定の半径位置ｒ１とスポット点２ａが位置する半径位置ｒ２は等しく、誤差Δは発生しない。
【００４２】
図３（ａ）の状態からディスク１６が角度αだけ傾いた図３（ｂ）の状態を考える。光ピックアップ３は位置検出手段２３からの情報に基づいて配置されるため、仮想傾斜部１０ｂは図３（ａ）の場合と同様に距離ｒ１で示される位置になる。しかし、ピックアップ基準点は図３（ａ）における（Ｐ１）の位置から図示した位置へシフトしてしまう。これは実際の装置で考えると、光ピックアップ３が半径位置ｒ１に配置されても、ガイド部材４の揺動に従ってネジ部材７のネジ溝に沿ってｙ方向に動くことを示している。
【００４３】
図３（ｂ）におけるピックアップ基準点Ｐ１の半径位置ｒ３を求める。ピックアップ基準点Ｐ１はガイド部材４の軸芯４ａと仮想傾斜部１０ｂとの交点で表される。支持部１１を原点Ｏとした時、ガイド部材４の軸芯４ａは数式(3) の近似を行うことで以下の数式(5) として表わされ、仮想傾斜部１０ｂは数式(6) で表すことができる。この２式でｚを等しくした時、求められるｙ、ｚがピックアップ基準点Ｐ１の座標を示し、そのときのｙが半径位置ｒ３となる。従って、数式(5) と数式(6) より数式(7) が求められる。
【００４４】
【数５】
【００４５】
【数６】
【００４６】
【数７】
さらに、図３（ｂ）におけるピックアップ基準点Ｐ１とスポット点Ｐ２との位置関係は図２（ｂ）における位置関係と等しい。従って、スポット点Ｐ２における半径位置ｒ４と半径位置ｒ３との差は図２（ｂ）を参照しながら求めた誤差Δ’と等しく、ｒ４−ｒ３は数式(4) より以下の数式(8) として求められる。さらに誤差Δはｒ４−ｒ１で定義されるので、数式(7) と数式(8) とを誤差Δの定義式に代入して整理すると、誤差Δは数式(9) で表される。さらに、ディスクの傾きαが小さく、係合部材１０の傾斜部１０ａの角度βが極端に大きくない場合、例えば、α＜１度、β＜４５度であれば数式(10)が成立するので、数式(9) は数式(11)で近似できる。
【００４７】
【数８】
【００４８】
【数９】
【００４９】
【数１０】
【００５０】
【数１１】
この数式(11)を図４を用いて説明する。図４はディスク１６の傾きαがある一定値（＞０）の時の所定の半径位置ｒ１と誤差Δとの相関を示す図表である。半径位置ｒ１の取り得る範囲はディスク１６において情報が記録されている範囲、または記録可能な範囲であり、図中のｒ０（最小半径）とＲ（最大半径）の間となる。また、図中（β＝０）で示している線は、比較基準として先に導出したネジ部材を使用しない場合の誤差Δであり、ｒ１に依らず一定値Δ’である。
【００５１】
図４に示されるように傾斜部１０ａの角度βがある範囲では、ネジ部材７を使用しない場合の誤差Δ’より誤差Δの絶対値が常に小さくなる。より具体的には、βが０より大きく、β０より小さい範囲である。β０は半径位置ｒ１が最大半径Ｒの時に、誤差Δが−Δ’と等しい場合のβと定義され、数式(11)から以下の数式(12)で示す値として導出される。
【００５２】
【数１２】
従って、ネジ部材７に係合する傾斜部１０ａの傾きβを適切な範囲に選択することで、具体的には図１（ｂ）に示した＋θの向きに、０より大きく、かつ数式(12)で示されるβ０より小さい範囲に選択することで、ネジ部材７を使用しない駆動方式より誤差Δを小さくすることが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光ディスク装置のピックアップ移動機構によれば、光ディスクと光ピックアップの光軸とが垂直をなすように光ピックアップを傾斜させるチルト駆動手段を設け、ピックアップ駆動手段として、ガイド部材に沿ってネジ部材を設け、ネジ部材に係合する係合部材を光ピックアップに設け、ネジ部材の回転を駆動する回転駆動部を設けることによって、ネジ部材の回転をディスク半径方向への光ピックアップの移動に変換できる。その際に、光ディスクが半径Ｒの位置まで情報を記録または再生可能であり前記一端部を支持する支持部と光ディスクとの距離がＬである時に、ネジ部材のネジ溝に係合する係合部材の傾斜部を、前記一端部が右側となり且つ前記他端部が左側となる方向からｙ−ｚ平面を見たときのｙ−ｚ平面内における反時計廻りの方向を角度の正方向として、ｚ軸と前記傾斜部の表面との間の角度が０より大きく、かつその正接が２Ｌ／Ｒより小さくなるように設けることにより、光ピックアップの光軸のディスク半径方向のずれを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における光ディスク装置のピックアップ移動機構の主要部を示す構成図
【図２】光ピックアップの位置誤差の比較基準値Δ’を導出するための模式図
【図３】ネジ駆動方式の光ピックアップの位置誤差Δを導出するための模式図
【図４】同位置誤差Δの傾向を示す相関図
【図５】従来の光ディスク装置の要部構成を示す斜視図
【図６】従来の他の光ディスク装置の要部構成を示す上面図
【図７】図５に示した光ディスク装置における光ピックアップの位置誤差を説明する模式図
【符号の説明】
１ 基台
２ ディスクモータ
３ 光ピックアップ
3a 光軸
４，５ ガイド部材
６ ピックアップ駆動モータ
７ ネジ部材
10 係合部材
10a 傾斜部
11，12 支持部
16 光ディスク
17 チルト検出素子
20 昇降部材
21 チルトモータ
20c カム従動子
22 偏芯カム
23 位置検出手段
24 付勢手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクにレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ディスク装置のピックアップ移動機構および移動方法に関し、詳細には光ディスクと光ピックアップの光軸との垂直性を保つための制御機能、いわゆるチルトサーボ機構を有する光ディスク装置のピックアップ移動機構および移動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置においては、光ディスク（以下ディスクと称す）とそのディスクにレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ピックアップの光軸とがなす角度が垂直であることが必須条件となっている。しかしながら実際の装置では、ディスクの反りや機構部の公差累積等により前述の角度が垂直からズレてしまうので、この角度を調整または制御するための機構が考案されている。
【０００３】
ディスクと光ピックアップの光軸が成す角度を調整する装置として、特開平１０−１１６４７９号公報に示す装置が知られている。図５に基づいてその構成を説明する。
基台１上に、ディスク（図示せず）を回転支持するディスクモータ２が固定されるとともに、ディスクにレーザ光を導いて情報を記録又は再生する光ピックアップ３が一対のガイド部材４、５によりディスクの半径方向に移動可能に支持されている。光ピックアップ３を駆動するためのピックアップ駆動モータ６は基台１に固定されていて、基台１に設けられた軸受け１ａ、１ｂにより軸芯廻りに回転可能に支持されたネジ部材７に対して、歯車８、９を介して駆動力を伝達するようになっている。光ピックアップ３には、ネジ部材７に係合する傾斜部１０ａを有してネジ部材７の回転を光ピックアップ３の移動に変換する係合部材１０が固定されている。ガイド部材４、５は一端において支持部１１、１２に支持されていて、支持部１１、１２の廻りに揺動可能である。ガイド部材４、５の他端は、基台１に固定された梁部材１３の雌ネジ部に係合して自身の回転により光ピックアップ３の光軸３ａの方向に移動する調整ネジ１４，１５の先端に、付勢手段により押圧される状態において接触している。
【０００４】
以上の構成において、機構部の公差累積等により光ピックアップ３の光軸３ａのディスクに対する角度が垂直よりズレている場合には、光ピックアップ３からの信号、又は図示されていないチルト検出素子などにより検出されるので、調整ネジ１４、１５を回転させることにより、ガイド部材４、５を支持部１１、１２の廻りに光軸３ａの方向に揺動させ、ガイド部材４、５に支持された光ピックアップ３を基台１に対して傾けて光軸３ａのズレを調整している。この角度調整装置は、調整ネジ１４、１５をモータにより駆動することで、角度制御装置に展開可能である。
【０００５】
角度制御を用いた光ディスク装置として、特開平９−１９８６８７号公報に示す装置が知られている。図６に基づいてその構成を説明する。
この光ディスク装置は、図５に示したものとほぼ同様の構成を有しており、基台１上に、ディスク１６を回転支持するディスクモータ２が固定されるとともに、ディスク１６にレーザ光を導いて情報を記録又は再生する光ピックアップ３が一対のガイド部材４、５によりディスク１６の半径方向に移動可能に支持されている。
【０００６】
ただし、光ピックアップ３の上にはディスク１６と光ピックアップ３の光軸３ａとの角度を検出するためのチルト検出素子１７が設けられている。また基台１に、光ピックアップ３を駆動するためのピックアップ駆動モータ６が固定され、このピックアップ駆動モータ６の駆動軸に噛み合う駆動歯車１８、１９が回転自在に支持されている。そして、この駆動歯車１９に噛み合って駆動歯車１８、１９を介してピックアップ駆動モータ６の駆動力の伝達を受ける係合部材１０が光ピックアップ３に固定して設けられている。
【０００７】
ガイド部材４、５の一端は支持部１１、１２に支持され、ガイド部材４、５の他端は、基台１に対し垂直方向に移動可能に設けられた昇降部材２０に支持されていて、ガイド部材４、５は昇降部材２０によって支持部１１、１２の廻りに揺動可能である。昇降部材２０の垂直方向の移動は、昇降部材２０の両側面に形成されたカム従動子２０ａが、基台１に固定されたチルトモータ２１の出力軸に固定された偏芯カム２２に係合していることに基づく。
【０００８】
以上の構成において、光ピックアップ３の光軸３ａがディスク１６に対してなす角度が垂直よりズレていると、チルト検出素子１７によって検出される。そして、検出されたズレに基づいてチルトモータ２１が回転し、このチルトモータ２１に偏芯カム２２とカム従動子２０ａを介して係合する昇降部材２０が垂直方向に移動し、それによりガイド部材４、５が支持部１１、１２の廻りに光軸３ａの方向に揺動し、その結果、ガイド部材４、５に支持された光ピックアップ３が基台１に対して傾いて、光軸３ａのズレが調整される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−１１６４７９号公報に示された角度調整装置を、調整ネジをモータ駆動する角度制御装置に展開すると、以下の課題が生じる。つまり、光ピックアップ３をディスク半径方向に移動させる際に、光ピックアップ３の位置を検出しながら移動制御を行う必要があり、そのために一般に、ピックアップ駆動モータ６又はネジ部材７にホトインタラプタなどの検出手段を取り付けるか、或いはピックアップ駆動モータ６をステッパモータとしてその駆動パルスを利用して位置を検出し、検出結果に基づいて光ピックアップ３を所定の位置へ移動させているが、移動させた光ピックアップ３の光軸３ａが、情報を記録または再生しようとするディスク上の対象位置に一致しないことがある。これが一致していないと、光ピックアップ３の光学的特性が悪化したり、光ピックアップ３の再移動が必要となりアクセスタイムの増大を招く。このことを図７を用いて説明する。
【００１０】
図７は図５を用いて説明した装置の要部を視点を変えて見た図であり、図７（ａ）は光ピックアップ３の光軸３ａの方向からみた上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のネジ部材７を省略した側面図である。図７（ｂ）において、１０ａは係合部材１０上に形成された傾斜部であり、係合部材１０はこの傾斜部１０ａにおいてネジ部材７と係合している。ネジ部材７は右ネジとしているので、傾斜部１０ａは光軸３ａを基準として時計回り方向に所定角度だけ傾斜している。
【００１１】
ネジ部材７と係合部材１０との係合部を模式的に図７（ｃ）に示す。ここではディスク１６は基台１に対して平行に配置されており、したがってガイド部材４の軸芯４ａは基台１に沿う方向に配置され、光ピックアップ３は支持部１１から距離ｒ１の位置まで移動している。つまり、光ピックアップ３を支持部１１から距離ｒ１の位置まで移動させる指示に対し、ネジ部材７がその斜面７ａに係合する傾斜部１０ａを基台１に沿う方向に図示した位置まで移動させている。したがって、傾斜部１０ａが固定された光ピックアップ３の光軸３ａは基台１に対して垂直に伸びており、光軸３ａとディスク１６との交点で示されるディスク上の位置（以下ディスク半径位置という）は支持部１１から距離ｒ２（＝ｒ１）の位置にある。
【００１２】
ディスク１６が傾いている場合を図７（ｄ）に示す。ここではディスク１６は反時計回り方向に傾いており、このディスク１６の傾きに対応して、ガイド部材４の軸芯４ａは支持部１１の廻りに図示の位置まで下方に揺動している。その際、ネジ部材７またはピックアップ駆動モータから得られる位置検出信号は上述した図７（ｃ）の場合と同じなので、ネジ部材７の斜面７ａは図７（ｃ）と同様に支持部１１から距離ｒ１の位置に移動している。これに対して、ガイド部材４の軸芯４ａが揺動によって下方にシフトしているので、ネジ部材７の斜面７ａに係合する傾斜部１０ａは下方にスライドして支持部１１から距離ｒ３の位置に配置されることになり、傾斜部１０ａ，光軸３ａを配置すべき距離ｒ１の位置との間に差が生じる。また傾斜部１０ａが固定された光ピックアップ３の光軸３ａはガイド部材４の軸芯４ａと垂直をなす方向なので、光軸３ａとディスク１６との交点で示される実際のディスク半径位置は支持部１１から距離ｒ４の位置となり、距離ｒ１の位置との間の差は更に大きくなる。
【００１３】
上記したような、光軸３ａを配置すべきディスク半径位置と実際のディスク半径位置との不一致に対する対策として、上述した特開平９−１９８６８７号公報に示された装置のように、光ピックアップ３の駆動をネジ部材ではなく歯車によって行うことが考えられる。この駆動方式は図７（ｃ）、図７（ｄ）において斜面７ａとして示した面が光軸３ａに平行な場合と想定できる。しかしこの駆動方式では、図７（ｄ）で示される半径位置ｒ３は半径位置ｒ１と一致するものの、半径位置ｒ４と半径位置ｒ３は依然として相違する。また、この駆動方式はネジ部材による駆動方式と比較して、部品点数の増加や、図６に示した駆動歯車１８、１９の間で発生するバックラッシュによる光ピックアップ３の位置精度の悪化やヒステリシスの発生などの課題があり、更に一般的にイナーシャが大きいために応答周波数が低いという課題を有する。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するもので、ピックアップ駆動手段にネジ部材を使用した光ディスク装置において、ディスクと光ピックアップの光軸との垂直性を保つために光ピックアップを傾斜させた場合も、光ピックアップの光軸とディスク上の対象位置とのずれが生じにくいピックアップ移動機構を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、光ディスクにレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ピックアップを支持しディスク半径方向への移動を案内するガイド部材と、前記光ピックアップの移動を駆動するピックアップ駆動手段と、前記光ピックアップのディスク半径方向における位置を検出する位置検出手段と、前記光ディスク上の記録または再生対象位置に対して予め設定された距離だけ移動した光ピックアップの光軸のディスク半径方向への角度ズレを検出するチルト検出手段と、前記チルト検出手段の出力に従って前記ガイド部材の一端部を前記ガイド部材の長さ方向（ｙ）において前記光ディスクの回転中心軸と同位置で基台に支持しつつ他端部を光ディスク装置の基台から接近離間させることで光ディスク装置の基台の表面に直交する方向（ｚ）と前記ガイド部材の長さ方向（ｙ）とがなす平面（ｙ−ｚ）内において前記ガイド部材を前記一端部を中心として揺動させて前記ガイド部材に支持された前記光ピックアップを前記光軸の角度ズレが小さくなる方向に傾斜させるチルト駆動手段と、を備えた光ディスク装置のピックアップ移動機構において、前記ピックアップ駆動手段は、前記ガイド部材に沿って設けられ軸芯廻りに回転するネジ部材と、前記光ピックアップに設けられ前記ネジ部材に係合して前記ネジ部材の回転をディスク半径方向への前記光ピックアップの移動に変換する係合部材と、前記ネジ部材の回転を駆動する回転駆動部とを備え、前記ネジ部材のネジ溝に係合する前記係合部材の傾斜部は、光ディスクが半径Ｒの位置まで情報を記録または再生可能であり前記一端部を支持する支持部と光ディスクとの距離がＬである時に、前記一端部が右側となり且つ前記他端部が左側となる方向から前記平面（ｙ−ｚ）を見たときの前記平面（ｙ−ｚ）内における反時計廻りの方向を角度の正方向として、前記方向（ｚ）と前記傾斜部の表面との間の角度が０より大きく、かつその正接が２Ｌ／Ｒより小さくなるように設けたことを特徴とする。
【００２０】
傾斜部の角度を上記した範囲内とすることで、光ピックアップを傾斜させることに起因する光ピックアップの光軸のディスク半径方向のズレを小さくできる。ネジ部材のネジ溝は、傾斜部が係合可能なものとする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図４を用いて具体的に説明する。
図１（ａ）は光ディスク装置の主要部分の上面図、図１（ｂ）は同側面図である。この光ディスク装置は、先に図５を用いて説明した従来の光ディスク装置とほぼ同様の構成を有しており、ほぼ矩形の基台１上に、ディスク１６を支持し回転させるディスクモータ２が固定されるとともに、ディスク１６にレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ピックアップ３が設けられている。説明の便宜上、座標系ｘを基台１の表面に沿う方向であって基台１の幅方向とし、ｙを同じく長手方向とし、ｚをｘ、ｙと直交する方向と定義する。θはｙ−ｚ平面内での角度を示し反時計廻りを＋と定義する。
【００２４】
ディスク１６は“Ｒ”で示される最大半径まで情報が記録されており（または記録可能であり）、光ピックアップ３の光軸３ａに沿う方向のレーザ光により情報が再生（または記録）される。
光ピックアップ３には一側にガイド孔３ｂ、３ｃが形成され、それに背反する他側にガイド孔３ｄが形成されていて、光ピックアップ３は、ガイド孔３ｂ、３ｃに貫設されたガイド部材４と、ガイド孔３ｄに貫設されたガイド部材５とにより、ｙ方向に移動可能に支持されている。
【００２５】
ディスク１６に対向するピックアップ３の上面には、ディスク１６と光ピックアップ３の光軸３ａとのθ方向の角度を検出するためのチルト検出素子１７が固定されている。チルト検出素子１７としては例えば、赤外光をディスク１６に向けて投射する１つの発光素子と、赤外光のディスク１６からの反射光を受ける２つの受光素子とを備え、２つの受光素子に入る反射光の光量差からディスク１６と光軸３ａとの角度差を検出するものが使用される。
【００２６】
光ピックアップ３をｙ方向に駆動するためのピックアップ駆動モータ６は基台１上に固定されており、基台１に設けられた軸受け１ａ、１ｂにより軸芯廻りに回転可能に支持されたネジ部材７に動力伝達可能に接続されている。またネジ部材７のネジ溝に係合する所定の角度βを持った傾斜部１０ａが形成された係合部材１０が光ピックアップ３に固定されていて、ネジ部材７の回転が傾斜部１０ａを介して光ピックアップ３の移動に変換される。ピックアップ駆動モータ６には光ピックアップ３の位置を検出する位置検出手段２３が設けられている。位置検出手段２３としては例えば、ピックアップ駆動モータ６の回転軸に固定された光学的スリットと非回転部に固定されたホトインタラプタとにより構成され、その出力よりネジ部材７の回転量を演算することで光ピックアップ３の位置を検出する素子が使用される。
【００２７】
ガイド部材４、５は一端部において基台１に設けられた支持部１１、１２に挟持されることでｘ、ｚ方向の移動が拘束されるとともに、ガイド規制部１ｃ、１ｄによりｘ方向の動きが規制されていて、支持部１１、１２を中心としてθ方向の揺動のみ可能となっている。支持部１１、１２の位置ではガイド部材４、５とディスク１６はｚ方向に距離“Ｌ”だけ離間している。ガイド部材４、５の他端部は、基台１上に設けられた軸受け１ｅ，１ｆに支持されｚ方向にのみ可動な平板状の昇降部材２０の下方に位置しており、基台１側に設けられた付勢手段２４により＋ｚの向きに押圧されることで昇降部材２０の下面の接触凸部２０ａ、２０ｂに常に接触している。
【００２８】
昇降部材２０を駆動するためのチルトモータ２１は基台１に固定されていて、チルトモータ２１の回転軸に偏芯カム２２が固定され、昇降部材２０にカム従動子２０ｃが形成されており、これら偏芯カム２２とカム従動子２０ｃとは、上記したように昇降部材２０が＋ｚの向きに押圧されることで常に接触状態に維持されている。
【００２９】
上記構成における作用を説明する。
まず、光ピックアップ３の移動について説明する。情報を記録または再生しようとするディスク１６上の対象位置に対応する所定の半径位置、すなわちディスク中心から所定距離の位置へ光ピックアップ３を移動させる場合、図示を省略した入力手段により制御手段に駆動信号を入力することによってピックアップ駆動モータ６を駆動し、このピックアップ駆動モータ６に接続しているネジ部材７を回転させる。これにより、ネジ部材７の回転力がネジ部材７に係合している傾斜部１０ａによってｙ方向への移動力に変換され、傾斜部１０ａを備えた係合部材１０が固定された光ピックアップ３がｙ方向に移動される。この時には、位置検出手段２３からの出力によってネジ部材７の回転量が監視されていて、光ピックアップ３が前記所定の半径位置に位置したと判断される時点までネジ部材７の回転が駆動される。
【００３０】
次に光ピックアップ３の光軸３ａとディスク１６との角度制御について説明する。光ピックアップ３上に設けられたチルト検出素子１７によって常に光軸３ａとディスク１６とがなすθ方向の角度が検出されている。この角度が正規の値からズレた時、すなわち垂直からズレた時に角度制御が行われる。
ディスク１６が傘状に、すなわち上向き凸状に反っている場合、図１（ｂ）に示した光軸３ａの位置ではディスク１６は基台１に対して＋θの向きに角度を持っている。この角度がチルト検出素子１７により検出され、チルト検出素子１７からの出力に応じて図示を省略した制御手段によりチルトモータ２１が駆動される。そしてチルトモータ２１が回転するに伴って偏芯カム２２が昇降部材２０のカム従動子２０ｃを−ｚの向きに押圧し、それにより昇降部材２０が軸受け１ｅ、１ｆを中心に−θの向きに回動し、ガイド部材４、５が接触凸部２０ａ、２０ｂにより付勢手段２４の押圧力に抗して−ｚの向きに移動しようとし、その結果、ガイド部材４、５は支持部１１、１２を中心として＋θの向きに傾き、ガイド部材４、５と一体に傾く光ピックアップ３の光軸３ａとディスク１６の成す角度は垂直とされる。
【００３１】
逆に、ディスク１６が碗状に、すなわち下向き凸状に反っていて基台１に対して−θの向きに角度を持っている場合、チルトモータ２１が回転するに伴って昇降部材２０が軸受け１ｅ、１ｆを中心に＋θの向きに回動し、ガイド部材４、５が付勢手段２３の押圧力で＋ｚの向きに移動しようとし、その結果、ガイド部材４、５は支持部１１、１２を中心として−θの向きに傾き、ガイド部材４、５と一体に傾く光ピックアップ３の光軸３ａとディスク１６の成す角度は垂直とされる。
【００３２】
しかし以上の動作では、上述した特開平１０−１１６４７９号公報に示された装置と同様に、ガイド部材４、５と一体に光ピックアップ３が傾くことが原因となって、位置検出手段２３の情報に基づいて配置された光ピックアップ３の光軸３ａの位置（以下、光ピックアップ３の実際の半径位置という）と、所定の半径位置とに誤差が生じる。
【００３３】
このため、図示を省略した制御手段によりピックアップ駆動モータ６が駆動され、それによりネジ部材７が回転されてその回転力がネジ部材７に係合している傾斜部１０ａによってｙ方向への移動力に変換され、傾斜部１０ａを備えた係合部材１０が固定された光ピックアップ３がｙ方向に、上記した誤差の距離だけ移動される。
【００３４】
以下、上記した光ピックアップ３の実際の半径位置と所定の半径位置との誤差の量をΔと定義して図式から導出する。比較基準として、光ピックアップ３の駆動にネジ部材７を使用しない駆動系における光ピックアップ３の実際の半径位置と所定の半径位置との誤差を考える。これは、前述した特開平９−１９８６８７号公報に示されたような、駆動歯車を使用した駆動方式が該当する。この時の誤差を上記した装置における誤差Δと区別するためにΔ’で表す。
【００３５】
図２は誤差Δ’を導出するためのモデル図であり、図２（ａ）はディスク１６及びガイド部材４（および５）が基台１に対して平行な場合を示し、図２（ｂ）はディスク１６がθ方向に角度αだけ傾いていて、角度制御によりガイド部材４（および５）も角度αの傾きを持っている場合を示す。導出式を簡素化するために支持部１１、１２のｙ方向における位置をディスクモータ２の回転中心軸と同位置とする。４ａはガイド部材４の軸芯を示し、２ａはディスクモータ２の回転中心軸を示す。ガイド部材４の軸芯４ａと光ピックアップ３の光軸３ａとの交点をピックアップ基準点Ｐ１と定義し、光軸３ａとディスク１６との交点をスポット点Ｐ２と定義する。ディスク１６とガイド部材４の軸芯４ａとの距離はＬである。
【００３６】
図２（ａ）では距離ｒ１で示される半径位置にピックアップ基準点Ｐ１があり、光ピックアップ３からｚ軸に平行に光軸３ａが伸び、距離ｒ２で示される半径位置にスポット点Ｐ２が位置する。この場合ｒ１とｒ２は等しく、誤差Δ’は発生しない。以下、距離ｒｎで示される半径位置を半径位置ｒｎとも表わす。
次に、図２（ａ）の状態からディスク２が角度αだけ傾いた図２（ｂ）の状態を考える。光ピックアップ３は位置検出手段２３からの情報に基づいて配置されるので、ピックアップ基準点Ｐ１は図２（ａ）の状態と同様に、距離ｒ１で示される半径位置になる。しかし、ガイド部材４（軸芯４ａ）とそれに支持された光ピックアップ３とが角度αだけ傾いているため、光軸３ａもｚ軸に対してθ方向に角度αの傾きを持ち、その結果スポット点Ｐ２は距離ｒ４の半径位置になる。このｒ４とｒ１との差が誤差Δ’となる。ディスク１６とガイド部材４の軸芯４ａとの距離Ｌ１は以下の数式(1) で表わされ、誤差Δ’は数式(2) で表される。
【００３７】
【数１】
【数２】
【００３９】
【数３】
【数４】
【００４１】
図３（ａ）の状態では、図２（ａ）と同じく、距離ｒ１で示される半径位置にピックアップ基準点Ｐ１があり、光ピックアップ３からｚ軸に平行に光軸３ａが伸び、距離ｒ２で示される半径位置にスポット点Ｐ２が位置する。すなわち、所定の半径位置ｒ１とスポット点２ａが位置する半径位置ｒ２は等しく、誤差Δは発生しない。
【００４２】
図３（ａ）の状態からディスク１６が角度αだけ傾いた図３（ｂ）の状態を考える。光ピックアップ３は位置検出手段２３からの情報に基づいて配置されるため、仮想傾斜部１０ｂは図３（ａ）の場合と同様に距離ｒ１で示される位置になる。しかし、ピックアップ基準点は図３（ａ）における（Ｐ１）の位置から図示した位置へシフトしてしまう。これは実際の装置で考えると、光ピックアップ３が半径位置ｒ１に配置されても、ガイド部材４の揺動に従ってネジ部材７のネジ溝に沿ってｙ方向に動くことを示している。
【００４３】
図３（ｂ）におけるピックアップ基準点Ｐ１の半径位置ｒ３を求める。ピックアップ基準点Ｐ１はガイド部材４の軸芯４ａと仮想傾斜部１０ｂとの交点で表される。支持部１１を原点Ｏとした時、ガイド部材４の軸芯４ａは数式(3) の近似を行うことで以下の数式(5) として表わされ、仮想傾斜部１０ｂは数式(6) で表すことができる。この２式でｚを等しくした時、求められるｙ、ｚがピックアップ基準点Ｐ１の座標を示し、そのときのｙが半径位置ｒ３となる。従って、数式(5) と数式(6) より数式(7) が求められる。
【００４４】
【数５】
【数６】
【数７】
【００４７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】
【００５１】
図４に示されるように傾斜部１０ａの角度βがある範囲では、ネジ部材７を使用しない場合の誤差Δ’より誤差Δの絶対値が常に小さくなる。より具体的には、βが０より大きく、β０より小さい範囲である。β０は半径位置ｒ１が最大半径Ｒの時に、誤差Δが−Δ’と等しい場合のβと定義され、数式(11)から以下の数式(12)で示す値として導出される。
【００５２】
【数１２】
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光ディスク装置のピックアップ移動機構によれば、光ディスクと光ピックアップの光軸とが垂直をなすように光ピックアップを傾斜させるチルト駆動手段を設け、ピックアップ駆動手段として、ガイド部材に沿ってネジ部材を設け、ネジ部材に係合する係合部材を光ピックアップに設け、ネジ部材の回転を駆動する回転駆動部を設けることによって、ネジ部材の回転をディスク半径方向への光ピックアップの移動に変換できる。その際に、光ディスクが半径Ｒの位置まで情報を記録または再生可能であり前記一端部を支持する支持部と光ディスクとの距離がＬである時に、ネジ部材のネジ溝に係合する係合部材の傾斜部を、前記一端部が右側となり且つ前記他端部が左側となる方向からｙ−ｚ平面を見たときのｙ−ｚ平面内における反時計廻りの方向を角度の正方向として、ｚ軸と前記傾斜部の表面との間の角度が０より大きく、かつその正接が２Ｌ／Ｒより小さくなるように設けることにより、光ピックアップの光軸のディスク半径方向のずれを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における光ディスク装置のピックアップ移動機構の主要部を示す構成図
【図２】光ピックアップの位置誤差の比較基準値Δ’を導出するための模式図
【図３】ネジ駆動方式の光ピックアップの位置誤差Δを導出するための模式図
【図４】同位置誤差Δの傾向を示す相関図
【図５】従来の光ディスク装置の要部構成を示す斜視図
【図６】従来の他の光ディスク装置の要部構成を示す上面図
【図７】図５に示した光ディスク装置における光ピックアップの位置誤差を説明する模式図
【符号の説明】
１ 基台
２ ディスクモータ
３ 光ピックアップ
3a 光軸
４，５ ガイド部材
６ ピックアップ駆動モータ
７ ネジ部材
10 係合部材
10a 傾斜部
11，12 支持部
16 光ディスク
17 チルト検出素子
20 昇降部材
21 チルトモータ
20c カム従動子
22 偏芯カム
23 位置検出手段
24 付勢手段
Claims (1)
- 光ディスクにレーザ光を導いて情報を記録または再生する光ピックアップを支持しディスク半径方向への移動を案内するガイド部材と、
前記光ピックアップの移動を駆動するピックアップ駆動手段と、
前記光ピックアップのディスク半径方向における位置を検出する位置検出手段と、
前記光ディスク上の記録または再生対象位置に対して予め設定された距離だけ移動した光ピックアップの光軸のディスク半径方向への角度ズレを検出するチルト検出手段と、
前記チルト検出手段の出力に従って前記ガイド部材の一端部を前記ガイド部材の長さ方向（ｙ）において前記光ディスクの回転中心軸と同位置で基台に支持しつつ他端部を光ディスク装置の基台から接近離間させることで光ディスク装置の基台の表面に直交する方向（ｚ）と方向（ｙ）とがなす平面（ｙ−ｚ）内において前記ガイド部材を前記一端部を中心として揺動させて前記ガイド部材に支持された前記光ピックアップを前記光軸の角度ズレが小さくなる方向に傾斜させるチルト駆動手段と、
を備えた光ディスク装置のピックアップ移動機構において、
前記ピックアップ駆動手段は、
前記ガイド部材に沿って設けられ軸芯廻りに回転するネジ部材と、
前記光ピックアップに設けられ前記ネジ部材に係合して前記ネジ部材の回転をディスク半径方向への前記光ピックアップの移動に変換する係合部材と、
前記ネジ部材の回転を駆動する回転駆動部と
を備え、
前記ネジ部材のネジ溝に係合する前記係合部材の傾斜部は、
光ディスクが半径Ｒの位置まで情報を記録または再生可能であり前記一端部を支持する支持部と光ディスクとの距離がＬである時に、
前記一端部が右側となり且つ前記他端部が左側となる方向から前記平面（ｙ−ｚ）を見たときの前記平面（ｙ−ｚ）内における反時計廻りの方向を角度の正方向として、前記方向（ｚ）と前記傾斜部の表面との間の角度が０より大きく、かつその正接が２Ｌ／Ｒより小さくなるように設けた
こと
を特徴とする光ディスク装置のピックアップ移動機構。
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