JPH11213439A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単でかつ小形の構造でフォーカス制御をおこ
なうことができる光ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】光路のうち非平行光の部分に回転自在かつ
平行移動自在に支持されたミラー３２を配置し、このミ
ラー３２を平行移動させる移動コイル３４を備えてお
り、この移動コイル３４にフォーカス制御電流を供給し
てこのミラー３２を略平行に移動させて光路の長さを変
えることによりフォーカス制御をなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置、たとえ
ば光磁気ディスクドライブ、追記形ディスクドライブ、
相変化形ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光
カード等の光記録媒体等に対して情報を記録および／ま
たは再生する情報記録再生装置や、光スキャナー等の光
ピックアップ装置に関する。さらに特定すれば、本発明
は簡単な構造でかつ応答特性の良いフォーカス制御装置
を備えた光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような光ピックアップ装置では、
光記録媒体上に光学系で集光された光スポットを正確に
位置させるためのトラッキング制御をおこなう必要があ
り、また必要に応じて光記録媒体上に光スポットを正確
に集光させるためのフォーカス制御をおこなう必要があ
る。

【０００３】上記のトラッキング制御は、光学系が設け
られたキヤリッジ等を機械的に移動させる機械的なトラ
ッキング制御や、ガルバノミラー等、回転するミラーに
より光ビームの角度を偏向させて光スポットの位置を制
御する光学的なトラッキング制御があり、これらを併用
するものも多い。また、上記のフォーカス制御は、たと
えば光学系のコンバージョンレンズ等を移動させてフォ
ーカス制御をおこなうものが多い。

【０００４】ところで、上記のようなフォーカス制御で
は、比較的大形で質量の大きいコンバージョンレンズ等
を移動させるため、そのレンズ支持案内機構や駆動機構
が大形となり、また応答速度が低くなる等の不具合があ
り、必ずしも満足すべきものではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、構造が簡単でかつ小形に形成
できるとともに、応答特性の良いフォーカス制御をおこ
なうことができる光ピックアップ装置を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、光ピックアップ装置の光学系の光路のうち非平行光
の部分に配置された少なくとも平行移動自在に支持され
た反射要素を備え、また、上記の反射要素を駆動する駆
動機構を備えていることを特徴とするものである。

【０００７】したがって、上記の駆動機構により上記の
反射要素を略平行に移動させることにより、この非平行
光の光路の長さを変えるてフォーカス制御をなすことが
でき、構造が簡単で小形化が容易である。また、一般に
反射要素はその質量が小さくできるので、その応答速度
が速くなり、フォーカス制御の応答性が向上する。

【０００８】また、請求項２に記載の本発明は、前記の
反射要素は平行移動および回動自在に支持されており、
この反射要素は平行移動とともに回動し、フォーカス制
御のための平行移動に伴うトラッキングの誤差をその回
動により補正するものである。したがって、このような
フォーカス制御に伴うトラッキング誤差を自動的に補正
することができ、この他にトラッキング誤差を補正する
光学素子等を設ける必要がなく、構造が簡単でかつ小形
化が容易である。

【０００９】また、請求項３に記載の本発明は、前記の
駆動機構は、磁石と、上記の反射要素を平行移動させる
移動コイルとを備えているものである。したがって、従
来のガルバノミラー等に汎用されているムービングコイ
ルまたはムービングマグネット形の駆動機構と同様の構
造であり、既存の機構に小改造を加えるだけで容易かつ
低コストで実施することができる。またこの移動コイル
に供給する電流を制御することによりこの反射要素の移
動を制御でき、制御回路等の構成も簡単でかつ既存のも
のと同様の制御回路を使用することができる。

【００１０】また、請求項４に記載の本発明は、前記の
反射要素は、微トラッキング作動を行うガルバノミラー
のミラーであることを特徴とするものである。したがっ
て、このガルバノミラーに微トラッキング制御とフォー
カス制御の両方の機能を兼用させることができ、構造が
簡単となるとともにこの光ピックアップ装置をより小形
化することができる。

【００１１】また、請求項５に記載の本発明は、前記の
ガルバノミラーは固定部材と、可動部材とを備えてお
り、この可動部材は上記の固定部材に対して回転自在お
よび平行移動自在に支持されており、またこの可動部材
の前面にはミラーが取付けられており、またこの可動部
材の両側の側方に配置された一対の永久磁石が固定部材
側に取付けられており、また上記の可動部材にはこの可
動部材およびミラーを回転させる回転コイルが取付けら
れており、また上記の可動部材の両側には上記の一対の
永久磁石にそれぞれ対向しこの可動部材およびミラーを
平行移動させる一対の移動コイルが取付けられているこ
とを特徴とするものである。

【００１２】したがって、トラッキング制御等に使用さ
れる従来のガルバノミラーに移動コイルを追加するだけ
で実施が可能であり、構造が簡単であるとともに、製造
コストを大幅に低減することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
形態を説明する。図１ないし図６には本発明の第１の実
施形態を示し、この実施形態のものは、光磁気ディスク
を記録媒体とする情報記録再生装置の光ピックアップ装
置のガルバノミラーに本発明を適用した場合のものであ
る。

【００１４】まず、図１を参照してこの光ピックアップ
装置の光学素子の概略的な配置を説明する。図中の１は
光磁気ディスクであって、この光磁気デイスク１の記録
面に沿ってアーム状のキヤリッジ２が設けられている。
このキヤリッジ１内には、後述する光学系が設けられ、
この光学系により光磁気ディスク１の記録面上に光スポ
ットＰを結び、情報の書き込みおよび読み出しを行う。

【００１５】上記のキヤリッジ２は、回転軸３を中心と
して図示しない駆動機構により回動され、その先端部を
機械的に移動させて粗アクセスを行う。また、上記の光
学系には、後述するガルバノミラー２０が設けられ、上
記の光スポットＰを光学的に移動させて微トラッキング
を行う。また、このガルバノミラー２０には後述する本
発明のフォーカス制御機構が組み込まれている。

【００１６】上記のキヤリッジ２は、具体的な構造は図
示していないが、たとえばマグネシウム合金のダイキャ
ストまたはプラスチックのモールド成型により形成した
もので、その内部に上述の光学系が内蔵されている。な
お、このキヤリッジ２は、上記のようなマグネシウム合
金のダイキャスト以外にも、アルミニウム合金のダイキ
ャスト、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、液晶プ
ラスチック（ＬＣＰ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）
等のプラスチックの成形でもよい。

【００１７】この光学系は、光源であるレーザダイオー
ド１１を備え、ここから出射した光はビームスプリッタ
１２の表面で一部の光が反射され、この反射光はコリメ
ートレンズ１３に入射して平行光となる。そして、この
平行光はリレーレンズ１４で集光される。また、この光
学系には、後述するガルバノミラー２０が設けられ、上
記のリレーレンズ１４で集光された光はその焦点位置の
少し手前でこのガルバノミラー２０のミラー２１で反射
され、コンバージョンレンズ１５により再び平行光とさ
れる。この平行光は上記のキヤリッジ２のアーム部分内
をその長手方向に沿って進み、このアーム部分の先端部
に設けられた固定ミラー１６で反射される。この反射光
は対物レンズ１７に入射し、前述の光磁気ディスク１の
記録面上に前記の光スポットＰを結ぶ。

【００１８】また、光磁気デイスク１の記録面からの反
射の戻り光の一部は、前記のビームスプリッタ１２を透
過し、フォトディテクター１８に入射する。そして、こ
のフォトディテクター１８からの出力により、情報再生
信号、フオーカシングエラー信号、トラッキングエラー
信号等の信号が得られる。そして、たとえば上記のフオ
ーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号等は、
この光ピックアップ装置の制御回路（図示せず）に送ら
れ、この制御回路からの制御信号により上記のガルバノ
ミラー２０のミラー２１がそのミラー回転軸まわりに回
転し、これにより前記の光スポットＰの位置を光学的に
トラッキング方向に移動させて前述の微トラッキングを
行う。また、この制御回路からの制御信号により、上記
のリレーレンズ１４が図示しない駆動機構によりその光
軸方向に駆動され、前記の光磁気ディスク１上の光スポ
ットＰの焦点制御を行う。

【００１９】なお、この実施形態のものは、上記のレー
ザダイオード１１から上記の固定ミラー１６、およびフ
ォトディテクター１８に至る光路は、いずれも上記のキ
ヤリッジ２の回転面と平行な面内に配置されている。

【００２０】次に、この実施形態の光ピックアップ装置
に使用される上記のガルバノミラー２０の主要部の構成
について説明する。図２はこの実施形態のガルバノミラ
ーを前方側から見た正面図。図３は図２の３−３線に沿
う一部を破断した側面図、図４は図２の４−４線に沿う
断面図である。

【００２１】図中の２１は固定部材あって、この固定部
材２１は合成樹脂材料で形成されている。この固定部材
２１は、片持梁状をなし、上下両端部に一体のアーム部
２３が形成されている。また、これらのアーム部２３の
中央部には、後述するバネを取付けるための取付部２４
が形成されている。また、図中の２２は可動部材であっ
て、この可動部材２２は合成樹脂材料で形成されてい
る。この可動部材２２は、たとえば矩形のブロック状を
なし、その上下両端部にはバネを取付けるための取付部
２５が形成されている。

【００２２】そして、この可動部材２２は、一対のバネ
２６により上記の固定部材２１に対して鉛直の軸すなわ
ち図示のＺ軸に平行な軸まわりに回転自在および前後方
向すなわち図示のＹ方向に略平行移動自在に支持されて
いる。上記のバネ２６は、ベリリウム銅合金等のバネ材
の薄板材からなり、この実施形態の場合には全体として
細幅の帯状をなしているとともに、取付部２４側の端部
には変形を容易にするため二股に分岐したＹ形部２６ａ
が形成されている。そして、これらのバネ２６は鉛直方
向に沿って配置され、それらら上下両端部は固定部材２
１の取付部２４および可動部材２２の取付部に２５にそ
れぞれ取付けられている。そして、これらのバネ２６が
ねじれ変形することにより、図３に示すようにこの可動
部材２２がこれらのバネ２６の中心軸線を通る回転中心
軸まわりに回転自在に支持されている。また、これらの
バネ２６のＹ形部２６ａが主として変形することによ
り、これらのバネ２６が伸張し、この可動部材２２は固
定部材２１に対してミラー３２の反射面と垂直な前後方
向すなわちＹ方向に略平行に移動自在に支持されてい
る。

【００２３】また、上記の可動部材２２の前面には、矩
形状のミラー３２が取付けられている。このガルバノミ
ラー２０は、上記のミラー３２が光ピックアップ装置の
光学系の光ビームに対して略４５°の角度をなすように
配置され、このミラー３２により光ビームを反射し、ま
たこの可動部材２２およびミラー３２が上記のようにＺ
軸に平行な軸まわりに回動することにより、光ビームを
偏向し、光学的な微トラッキングをなすように構成され
ている。

【００２４】そして、上記の可動部材２２の両側の側方
には、それぞれ固定側の永久磁石３１が設けられてお
り、これらの永久磁石３１は前記の固定部材２１側に取
付けられている。なお、これらの永久磁石３１の極性
は、上記の可動部材２２に対して互いに反対となるよう
に配置されている。

【００２５】また、上記の可動部材２２には、可動側の
コイルとして、回転コイル３３および一対の移動コイル
３４が設けられている。上記の回転コイル３３は、上記
のミラー３２の周囲を囲むように配置された略矩形のリ
ング状のコイルであり、そのコイル軸線は上記のミラー
３２の反射面に対して垂直に配置されている。また、上
記の一対の移動コイル３４は、可動部材２２の両側の側
方に上記の永久磁石３１に対向してそれぞれ配置されて
おり、略矩形のリング状をなしている。なお、上記の回
転コイル３３および移動コイル３４には、図示しない給
電経路を介して、図示しない制御回路から微トラッキン
グ用の制御電流、およびフォーカス制御用の制御電流が
給電されるように構成されている。

【００２６】そして、上記のガルバノミラー２０のミラ
ー３２は、図６に示すように、光ピックアップ装置の光
学系の光路のうち、非平行光の部分、たとえばリレーレ
ンズ１４とコンバージョンレンズ１５との間に配置され
ており、リレーレンズ１４からの光に対して前述のよう
に略４５°の角度で配置されて光を略９０°の角度で反
射するとともに、このミラー３２が回転することにより
反射光を偏向し、前述のような光学的な微トラッキング
をおこなうように構成されている。

【００２７】次に、上記のガルバノミラー２０の作用を
図５および図６を参照して説明する。図５はこのガルバ
ノミラー２０の永久磁石３１、ミラー３２、回転コイル
３３、移動コイル３４等を模式的に示す図である。ま
た、図６は、光ピックアップ装置の光学系の一部とこの
ミラー３２との関係を示す図で、この図６中で前記の図
１に対応する部分は同じ符号を付してある。なお、図６
中では前述の固定ミラー１６は省略してある。

【００２８】まず、前記の制御回路からのトラッキング
制御電流が回転コイル３３に供給されることにより、図
５の矢印に示すようにこの回転コイル３３の両側には互
いに反対方向の電磁力が発生し、これによりこのミラー
３２はその回転軸線まわりに回転し、反射光の偏向をな
し、前述のように光学的なトラッキング制御をおこな
う。なお、この構造および作用は、従来公知のガルバノ
ミラーと同様のものである。

【００２９】また、これとともに、前記の制御回路から
移動コイル３４にフォーカス制御電流がそれぞれ供給さ
れる。これらの移動コイル３４には図５の矢印に示すよ
うに同じ方向の電磁力が発生するように、それぞれフォ
ーカス制御電流が供給される。したがって、このミラー
３２はその反射面と略垂直に移動し、図５のＡに示すよ
うに移動する。したがって、このミラー３２による反射
光は図５のＬＡで示す位置まで変位し、リレーレンズ１
４とコンバージョンレンズ１５との間の光路長がＤだけ
変化する。つまり、光学的にはイメージングレンズ１４
がリレーレンズ１５に近付いた状態となる。そして、こ
の光は非平行光であるから、この光路長の変化によりコ
ンバージョンレンズ１５から出射する光は発散方向に変
化し、この対物レンズ１７による焦点位置が光軸方向で
対物レンズ１７から遠ざかる方向に変位する。

【００３０】したがって、たとえば図６の２点鎖線で示
すような位置にミラー３２が位置し、光スポットＰすな
わち焦点が２点鎖線で示すような位置にずれている場合
に、上記のようにこのミラー３２を図６の実線の位置ま
で平行に移動させることにより、光スポットＰを実線で
示すように光記録媒体１の記録面上に正確に位置させ、
フォーカス制御を行うことができる。

【００３１】また、ミラー３２を図６の逆方向に平行移
動させた場合には、コンバージョンレンズ１５から出射
する光は収束方向に変化し、対物レンズ１７による焦点
位置を光軸方向で対物レンズ１７に近付く方向に変位さ
せることができる。

【００３２】なお、この場合に、図５に示すように、ミ
ラー３２での反射光ＬＡがＤだけ変位することにより、
上記の光スポットＰの位置も変位し、トラッキングに誤
差が生じる。このような誤差を解消するためには、図５
にＢで示すように、このミラー３２を平行に移動させる
とともに、所定の角度だけ傾けることにより、反射光が
ＬＢのように偏向され、これによって上記のようなトラ
ッキングの誤差を相殺することができる。

【００３３】上記のようなミラー３２の傾きによるトラ
ッキングの誤差の補正は、移動コイル３４にフォーカス
制御電流を供給してミラー３２を平行移動させると同時
に、回転コイル３３にトラッキング誤差補正電流を供給
してこのミラー３２を平行移動とともに所定角度だけ回
転させ、このミラー３２を上記のＢに示すように傾動さ
せることにより達成できる。なお、このようなトラッキ
ング誤差の補正は、左右の移動コイル３４に供給するフ
ォーカス制御電流に所定の差を与えることによりミラー
３２を傾動させることによっても達成できる。また、あ
らかじめこれらの左右の移動コイル３４の巻数に差を与
えておく等、左右の移動コイル３４の特性に差を与えて
おいても良い。

【００３４】この第１の実施形態のものは、トラッキン
グ制御をおこなうガルバノミラーに移動コイル３４を追
加し、そのミラー３２を平行移動させることによりフォ
ーカス制御の作用を兼用させたものである。したがっ
て、構造が簡単で小形化が容易であるとともに、従来の
既存のガルバノミラーに小規模な改造を加えるだけで容
易に実施でき、製造コストを低減することもできる。

【００３５】なお、本発明は上記の第１の実施形態には
限定されない。上記の第１の実施形態では、ミラーを回
転してトラッキング制御をおこなうガルバノミラーに、
ミラーを平行移動させてフォーカス制御する機能を兼用
させたが、これには限定されず、ミラー等の反射要素を
移動させてフォーカス制御する専用の光学素子を構成し
ても良い。たとえば、上記のように、トラッキング制御
をなすガルバノミラーを兼用しない光学素子を構成する
場合には、図７に示す第２の実施形態のように構成する
ことができる。

【００３６】この第２の実施形態は、このミラー３２か
ら側方に離れた所定の位置にある回転中心Ｒを中心とし
てミラー３２が回転するような支持機構（図示せず）を
備えており、また前記の第１の実施形態のような回転コ
イルは省略されている。この実施形態のものは、移動コ
イル３４によりミラー３２が平行移動される場合に、こ
のミラー３２が回転中心Ｒを中心として回動し、前記の
図５にＢに示すような所定の角度だけ傾動し、このミラ
ー３２の平行移動に伴うトラッキング誤差を補正する。
この回転中心Ｒの位置は、光学系その他の特性に対応し
て、このミラー３２の平行移動量と傾動角度とが所定の
関係となるように設定される。

【００３７】さらに、本発明は上記の各実施形態にも限
定されない。たとえば、トラッキング制御をなすガルバ
ノミラー等の光学素子を別に設けた場合には、上記の第
２の実施形態のようにミラーを傾動させる必要は必ずし
もなく、単にミラーを略平行に移動させ、この平行移動
に伴うトラッキング誤差は別に設けたガルバノミラー等
により補正しても良い。また、上記の反射要素として
は、ミラーに限らず、プリズム等の反射要素でも良い。
また、上記の実施形態では、可動部材側にコイルを設け
たが、これとは逆に可動部材側に永久磁石、固定部材側
にコイルを設けてもよい。

【００３８】また、略平行移動させるミラーは、非平行
光束中にあれば良く、たとえば前述のレーザダイオード
１１とコリメータレンズ１３との間の光路中に配置して
も良い。

【００３９】また、前記の実施形態のようないわゆるス
イングアーム形のアクセス機構に限らず、たとえばリニ
ア形の駆動機構でも良い。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く本発明は、非平行光の部分に
配置された反射要素を駆動機構により略平行に移動させ
てこの非平行光の部分の光路の長さを変えることにより
フォーカス制御をなすことができ、構造が簡単で小形化
が容易である。また、一般に反射要素はその質量が小さ
くできるので、応答速度が速くなり、フォーカス制御の
応答性が向上する等、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の光ピックアップ装置
の概略的な斜視図。

【図２】第１の実施形態のガルバノミラーの要部を前方
から見た正面図。

【図３】図２の３−３線に沿う一部を断面で示す側面
図。

【図４】図２の４−４線に沿う断面図。

【図５】ミラーの作用を示す概略図。

【図６】光学系の一部とミラーの作用を示す概略図。

【図７】第２の実施形態の概略図。

【符号の説明】

２ キヤリッジ ２０ ガルバノミラー ２１ 固定部材 ２２ 可動部材 ２６ バネ ３１ 永久磁石 ３２ ミラー ３３ 回転コイル ３４ 移動コイル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ピックアップ装置の光学系の光路のう
   ち非平行光の部分に配置された少なくとも略平行移動自
   在に支持された反射要素を備え、 また、上記の反射要素を駆動する駆動機構を備えている
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記の反射要素は平行移動および回動自
   在に支持されており、この反射要素は平行移動とともに
   回動し、フォーカス制御のための平行移動に伴うトラッ
   キングの誤差をその回動により補正することを特徴とす
   る請求項１の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記の駆動機構は、磁石と、上記の反射
   要素を平行移動させる移動コイルとを備えているもので
   あることを特徴とする請求項１の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記の反射要素は、微トラッキング作動
   を行うガルバノミラーのミラーであることを特徴とする
   請求項１の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記のガルバノミラーは固定部材と、可
   動部材とを備えており、この可動部材は上記の固定部材
   に対して回転自在および平行移動自在に支持されてお
   り、またこの可動部材の前面にはミラーが取付けられて
   おり、またこの可動部材の両側の側方に配置された一対
   の永久磁石が固定部材側に取付けられており、また上記
   の可動部材にはこの可動部材およびミラーを回転させる
   回転コイルが取付けられており、また上記の可動部材の
   両側には上記の一対の永久磁石にそれぞれ対向しこの可
   動部材およびミラーを平行移動させる一対の移動コイル
   が取付けられていることを特徴とする請求項４の光ピッ
   クアップ装置。