光拾取裝置、光拾取控制裝置及光拾取控制方法

2023-06-13 02:33:56

專利名稱：光拾取裝置、光拾取控制裝置及光拾取控制方法
技術領域：
本發明涉及光拾取裝置、光拾取控制裝置及光拾取控制方法。
背景技術：
用於光碟裝置中的光拾取裝置，在光學基座上具有發出雷射束的發光元 件；將雷射束聚焦並照射到光碟上的物鏡；以及對光碟的反射光受光的受光元 件。光學基座由步進電動機驅動的進給絲槓等決定光碟徑向上的位置。由於光 盤上的光道是微小地彎曲的，所以根據受光元件的輸出算出與光道的偏差，使 物鏡在光學基座上移動，進行使光束的照射位置與光道一致的跟蹤(tracking)動 作。
當用進給絲槓使光學基座移動時，會使光學基座振動，有時會使光束的照 射位置偏離目的光道(跟蹤誤差)。因此，專利文獻l中所述的光碟控制裝置中， 存儲在用步進電動機驅動進給絲槓時，預測會加在光學基座的振動波形，在施 加振動時，通過或增大跟蹤的伺服控制的增益，或修正伺服的目標值，來控制 光學基座振動的影響。
這裡，為了通過調整跟蹤控制的增益等減少光學基座振動的影響，有必要 使跟蹤控制的響應比進給絲槓產生的振動周期足夠快。另外，為了存儲進給絲 槓產生的振動波形修正跟蹤的控制輸出，由於有複雜的運算，所以需要高速的 處理裝置。
另外，有時還在光拾取裝置的光學基座設有致動器，致動器不僅用於跟蹤， 還用於驅動修正像差的透鏡。這時，修正像差的致動器的驅動的反作用力使光 學基座移動，有時會引起跟蹤誤差。
設置在這種光學基座的驅動裝置是與物鏡的控制速度大致相同的高速致 動器，增益調整時不夠用，讀取存儲器中存儲的波形處理也過於費時，有時無 法充分發揮功能。專利文獻1:日本專利特開平9-180203號公報

發明內容
鑑於上述問題，本發明的課題在於提供與物鏡設置於同一光學基座的驅動 裝置的驅動力不會對物鏡的控制帶來不良影響的光拾取裝置。
為解決上述問題，本發明的光拾取裝置具有將雷射聚焦於光碟的物鏡； 使所述物鏡在光學基座上移動的第一驅動機構；使與所述物鏡不同的可動構件 在所述光學基座上移動的第二驅動機構；輸出使所述第一驅動機構動作的第一 驅動信號的第一控制單元；及輸出使所述第二驅動機構動作的第二驅動信號的 第二控制單元，利用所述第二驅動信號修正所述第一驅動信號，並輸入第一驅 動信號到所述第一驅動機構。
根據此結構，通過用第二驅動信號修正第一驅動信號，考慮因可動構件的 反作用力引起的光學基座的運動，可以在第一驅動機構產生驅動力，並可減少 因第二驅動機構引起的可動構件的驅動對物鏡定位造成的影響。
另外，本發明的光拾取裝置中，所述修正也可以加上從所述第二驅動信號 導出的值。
根據此結構，在驅動物鏡時，利用i^第二驅動信號導出的值，能使產生可 以抵消因可動構件的反作用力引起的光學基座的加速度的額外的驅動力，能減 少可動構件對物鏡定位的影響。
另外，本發明的光拾取裝置中，從所述第二驅動信號導出的值也可以是所 述第二驅動信號的微分值。
根據此結構，由於驅動可動構件時的反作用力引起的光學基座的加速度近 似於第二驅動機構的驅動信號的微分值，所以通過將該微分值與第一驅動信號 相加，能對物鏡施加抵消光學基座的移動量的驅動力，並能減少因第二驅動機 構動作的影響引起的物鏡定位精度的誤差。另外，根據此結構，由於只將第一 驅動信號與第二驅動信號的微分值相加，所以結構簡單，運算的負擔小，響應 性高。
另外，本發明的光拾取裝置中，所述可動構件也可以與所述物鏡的移動方 向大致平行地移動。根據此結構，由於可動構件的反作用力的作用方向與第一驅動機構的驅動 方向一致，所以能有效地消除可動構件的反作用。
另外，本發明的光拾取裝置中，所述可動構件也可以是像差修正透鏡或擴
展器透鏡。
另外，本發明的光拾取裝置對於所述第二驅動機構是起動時的轉矩較大的 摩擦驅動致動器時特別有效。
另外，本發明的光拾取控制裝置是控制使雷射聚焦於光碟的物鏡在光學基 座上移動的第一驅動機構、並控制使與所述物鏡不同的可動構件在光學基座上 移動的第二驅動機構的光拾取控制裝置，具有輸出使所述第一驅動機構動作的 第一驅動信號的第一控制單元；以及輸出使所述第二驅動機構動作的第二驅動 信號的第二控制單元，利用所述第二驅動信號修正所述第一驅動信號，並輸入 第一驅動信號到所述第一驅動機構。
另外，本發明的光拾取控制方法是控制使雷射聚焦於光碟的物鏡在光學基 座上移動的第一驅動機構、和控制使與所述物鏡不同的可動構件在光學基座上 移動的第二驅動機構的光拾取控制方法，生成使所述第一驅動機構動作的第一
驅動信號，生成使所述第二驅動機構動作的第二驅動信號，將從所述第二驅動 信號導出的值與所述第一驅動信號相加，並輸入到所述第一驅動機構。


圖1是具有本發明第一實施方式的光拾取裝置的光碟裝置的概略結構圖。
圖2是示出圖1的光拾取裝置中驅動信號與驅動力的關係圖。
圖3是具有本發明第二實施方式的光拾取裝置的光碟裝置的概略結構圖。
標號說明
1、 1'光拾取裝置2、 2'光碟裝置3光碟6光學基座 8擴展器驅動裝置(第二驅動機構)9像差修正透鏡(可動構件) 11物鏡
14聚焦致動器(第二實施方式中的第一驅動機構) 15跟蹤致動器(第一實施方式中的第一驅動機構) 23前置放大器(狀態檢測單元)24、 24'光拾取控制裝置
25擴展器控制器(第二控制單元)
26聚焦控制器(第二實施方式中的第一控制單元)
27跟蹤控制器(第一實施方式中的第一控制單元)
28微分器
EDS擴展器驅動信號(第二驅動信號) FDS聚焦驅動信號(第二實施方式中的第一驅動信號) TDS跟蹤驅動信號(第一實施方式中的第一驅動信號) FES聚焦誤差信號(第二實施方式中的檢測信號) TES跟蹤誤差信號(第一實施方式中的誤差信號)
具體實施例方式
下面參照

本發明的實施方式。
圖1示出具有本發明的第一實施方式的光拾取裝置1的光碟裝置2的結構。 光碟裝置2由將雷射照射光碟3並讀取反射光的光拾取裝置1、使光拾取裝置 1在光碟的徑向定位的進給絲槓機構即拾取驅動裝置4、及使光碟3轉動的主 軸電動機5構成。
光拾取裝置1在一個光學基座6上設置發出雷射的發光元件7;被擴展
器致動器(第二驅動機構)8在光碟3的徑向驅動的像差修正透鏡(可動構件)9;
使雷射轉向以垂直入射光碟3的反射鏡10;使雷射聚焦(對焦)到光碟上的物鏡 11;接收來自光碟3的反射光的半透明反射鏡12;以及對接收的反射光受光並 轉換成電信號的受光元件13。物鏡11被保持在光學基座6上，可通過聚焦致 動器14在光軸方向移動，且可通過跟蹤致動器(第一驅動機構)15在光碟3的
徑向移動。
擴展器驅動裝置8由固定於光學基座6上的錘16; —端固定於錘上的機 電轉換元件17;固定於機電轉換元件另一端的驅動摩擦構件18;與摩擦驅動
構件18摩擦卡合以保持像差修正透鏡9的卡合構件19。是利用機電轉換元件 17的伸縮使卡合構件19相對於驅動摩擦構件18滑動移動的摩擦驅動致動器。
光拾取裝置1具有驅動擴展器驅動裝置8的擴展器驅動器20;驅動聚焦致動器14的聚焦驅動器21;驅動跟蹤致動器15的跟蹤驅動器22。另外，光 拾取裝置1具有算出並輸出下述信號的前置放大器(狀態檢測單元)23，該信號 包括根據受光元件13的輸出再現光碟3的存儲數據的再現信號RES;表示光 軸方向的焦點偏移的聚焦誤差信號FES;表示雷射對光碟3的光道的徑向偏移 的跟蹤誤差信號(檢測信號)TES。而且，光拾取裝置1具備輸入向擴展器驅動 器20、聚焦驅動器21和跟蹤驅動器22發出的驅動力信號的光拾取控制裝置 24。
光拾取控制裝置24具有根據像差校正透鏡9的移動方向將具有正負電 壓的擴展器驅動信號(第二驅動信號)EDS輸入到擴展器驅動器20的擴展器控 制器(第二驅動單元)25;根據前置放大器23的聚焦誤差信號FES，對聚焦驅動 器21輸出與應對物鏡ll(例如利用PID控制)在光軸方向上施加的驅動力成比 例的電壓信號即聚焦驅動信號FDS的聚焦控制器26;根據前置放大器23的跟 蹤誤差信號TES，對跟蹤驅動器22輸出與應對物鏡11在徑向上施加的驅動力 成比例的電壓信號即跟蹤驅動信號(第一驅動信號)TDS的跟蹤控制器(第一控 制單元)27。
擴展器控制器25輸出的擴展器驅動信號EDS指示使像差校正透鏡9停止 或在光碟3的徑向上任意一方移動。而且，擴展器控制器20根據擴展器驅動 信號EDS，通過使施加在擴展器驅動裝置8的機電轉換元件17的驅動電壓的 佔空比變化，使像差校正透鏡9在指示的方向移動。
光拾取控制裝置1利用微分器28將擴展器控制器25輸出的擴展器驅動信 號EDS進行微分，並施加在跟蹤控制器27的跟蹤驅動信號TDS，輸入至跟蹤 驅動器22。
聚焦驅動器21和跟蹤驅動器22分別輸出電壓信號，產生與輸入到聚焦致 動器14和跟蹤致動器15的電壓信號成比例的驅動力。即是說，跟蹤致動器15 除了產生與跟蹤驅動信號TDS成比例的驅動力外，還產生與擴展器驅動信號 EDS的微分值成比例的驅動力。
圖2示出本實施方式中的像差校正透鏡9的驅動與因其反作用力引起的光 學基座6的移動之間的關係。如圖所示，擴展器驅動信號EDS被輸出時，實 際的像差校正透鏡9的移動速度因其慣性而上升較慢。這時，光學基座6受到的反作用力的大小與像差校正透鏡9的實際移動速度的微分值(加速度)成正 比，其方向與像差校正透鏡9的加速方向相反。
另外，微分器28的輸出，不論是用電容器電路構成微分器28，或是用微 機計算求出，如圖所示，是對擴展器驅動信號EDS的不完全微分。
如圖所示，作用於光學基座6的擴展器驅動裝置8的反作用力，與擴展器 驅動信號EDS的微分值正負大致相反。即是說，因擴展器驅動裝置8的反作 用力引起的光學基座6的加速度，與跟蹤致動器15利用擴展器驅動信號EDS 的微分值額外加給物鏡11的加速度，起到互相抵消的作用。這樣一來，跟蹤 致動器15通過抵消因像差校正透鏡9的移動引起的光學基座6的加速度，根 據前置放大器23檢測出的跟蹤的偏移量恰當地移動物鏡15，從而完成更正確 的跟蹤。
接著，圖3示出具有本發明的第二實施方式的光拾取裝置r的光碟裝置
2'。本實施方式的說明中，對與第一實施方式相同的結構要素標註相同的符 號，並省略其說明。
本實施方式的光拾取裝置r ，由於擴展器驅動裝置8與聚焦致動器(本實
施方式中的第二驅動機構)14的驅動方向相同地，在垂直於光碟3的方向上驅 動像差校正透鏡9，所以光學基座6在垂直於光碟3的方向上受到擴展器驅動 裝置8的反作用力。因此，光拾取裝置r的光拾取控制裝置24'用微分器28 對擴展器控制器25的擴展器驅動信號EDS微分的值加到從聚焦控制器26輸 出的聚焦驅動信號(本實施方式中的第二驅動信號)FDS上。
另外，本實施方式中，由於擴展器驅動裝置8驅動像差校正透鏡9時的順 方向與聚焦驅動器21驅動聚焦致動器14時的順方向是相反的方向，所以擴展 器驅動信號EDS的微分值被反向相加到聚焦驅動信號FDS上。
本發明中的特徵在於將第二驅動信號(擴展器驅動信號EDS)的微分值相加 到第一驅動信號(聚焦驅動信號FDS或跟蹤驅動信號TDS)上，但如第二實施方 式所示，所謂"相加"也包含反向相加(相減)。另外，本發明中，"微分值" 不只是數學上單純的微分，而且也包含放大(增益)，為了在第一驅動機構中能 恰好抵消因擴展器驅動引起的光學基座6的加速度，當然可調節微分器28的 增益。本發明特別如擴展器驅動裝置8那樣，通過使用於採用起動時的轉矩變大 的摩擦驅動致動器的光拾取裝置中，可減少物鏡11的位置控制的誤差。作為 其他的摩擦驅動致動器，例如有衍架致動器等。
權利要求
1. 一種光拾取裝置，其特徵在於，具有將雷射聚焦於光碟的物鏡；使所述物鏡在光學基座上移動的第一驅動機構；使與所述物鏡不同的可動構件在所述光學基座上移動的第二驅動機構；輸出使所述第一驅動機構動作的第一驅動信號的第一控制單元；以及輸出使所述第二驅動機構動作的第二驅動信號的第二控制單元，利用所述第二驅動信號修正所述第一驅動信號，並輸入到所述第一驅動機構。
2. 如權利要求1所述的光拾取裝置，其特徵在於，所述修正是將加上從所 述第二驅動信號導出的值輸入到所述第一驅動機構。
3. 如權利要求2所述的光拾取裝置，其特徵在於，從所述第二驅動信號導 出的值是所述第二驅動信號的微分值。
4. 如權利要求1至3中任意一項所述的光拾取裝置，其特徵在於，所述可 動構件在與所述物鏡的移動方向大致平行的方向上移動。
5. 如權利要求1至4中任意一項所述的光拾取裝置，其特徵在於，所述可 動構件是像差修正透鏡。
6. 如權利要求1至4中任意一項所述的光拾取裝置，其特徵在於，所述可 動構件是擴展器透鏡。
7. 如權利要求1至6中任意一項所述的光拾取裝置，其特徵在於，所述第 二驅動機構是摩擦驅動致動器。
8. —種光拾取控制裝置，控制使雷射聚焦於光碟的物鏡在光學基座上移動 的第一驅動機構，並控制使與所述物鏡不同的可動構件在光學基座上移動的第 二驅動機構，該光拾取控制裝置的特徵在於，具有輸出使所述第一驅動機構動作的第一驅動信號的第一控制單元、以及 輸出使所述第二驅動機構動作的第二驅動信號的第二控制單元， 利用所述第二驅動信號修正所述第一驅動信號，並輸入到所述第一驅動機構。
9. 如權利要求8所述的光拾取控制裝置，其特徵在於，所述修正是將加上 從所述第二驅動信號導出的值輸入到所述第一驅動機構。
10. 如權利要求9所述的光拾取控制裝置，其特徵在於，從所述第二驅動信號導出的值是所述第二驅動信號的微分值。
11. 如權利要求8至10中任意一項所述的光拾取控制裝置，其特徵在於， 所述第一驅動信號是所述物鏡的跟蹤驅動信號。
12. 如權利要求8至IO中任意一項所述的光拾取控制裝置，其特徵在於， 所述第一驅動信號是所述物鏡的聚焦驅動信號。
13. 如權利要求8至12中任意一項所述的光拾取控制裝置，其特徵在於， 所述可動構件在與所述物鏡的移動方向大致平行的方向上移動。
14. 一種光拾取控制方法，是控制使雷射聚焦於光碟的物鏡在光學基座上 移動的第一驅動機構、以及使與所述物鏡不同的可動構件在光學基座上移動的第二驅動機構的光拾 取控制方法，其特徵在於，生成使所述第一驅動機構動作的第一驅動信號， 生成使所述第二驅動機構動作的第二驅動信號，將從所述第二驅動信號導出的值加到所述第一驅動信號，並輸入到所述第一驅動機構。
15. 如權利要求14所述的光拾取控制方法，其特徵在於，從所述第二驅動 信號導出的值是所述第二驅動信號的微分值。
16. 如權利要求14或15所述的光拾取控制方法，其特徵在於，所述可動 構件在與所述物鏡的移動方向大致平行的方向上移動。
全文摘要
本發明提供設置於與物鏡同一光學基座上的驅動裝置的驅動力不對物鏡的控制造成不良影響的光拾取裝置。光學檢測裝置(1)具有將雷射聚焦於光碟(3)的物鏡(11)；使物鏡(11)在光學基座(6)上移動的第一驅動機構(15)；使與物鏡(11)不同的可動構件(9)在光學基座(6)上移動的第二驅動機構(8)；輸出使第一驅動機構(15)動作的第一驅動信號TDS的第一控制單元(27)；以及輸出使第二驅動機構(8)動作的第二驅動信號EDS的第二控制單元(25)，將第二驅動信號EDS的微分值加到第一驅動信號TDS上並輸入到第一驅動機構(15)。
文檔編號G11B7/135GK101473376SQ200780023310
公開日2009年7月1日 申請日期2007年8月30日 優先權日2006年9月20日
發明者幹野隆之 申請人:柯尼卡美能達精密光學株式會社