(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターンテーブル部に位置決め支持されて回転する光ディスクの記録トラックの情報を光ピックアップで読み出して再生する光ディスク再生装置において、
ターンテーブル部の３以上の複数箇所に光ディスクを任意の半径方向に移動可能とするセンタリング爪とこの各センタリング爪を独自に駆動させる爪アクチュエータを配備し、
ターンテーブル部に設けた回転角検出部材から、該回転角検出部材の特定の１箇所だけに設けられた測定基準部を回転基準として、ターンテーブル部の周方向の位置を検出する回転角検出回路の回転角検出信号と、
ターンテーブル部と一体的に回転する光ディスクの記録トラックに追従してトラッキング動作する光ピックアップのレンズ位置検出信号に基づいて、
光ディスクの回転中心と記録トラック中心の偏心量を演算して爪アクチュエータを制御する偏心吸収機構制御回路を具備し、該偏心量に基づいて各センタリング爪を駆動させてターンテーブル部に対して光ディスクをその回転中心と記録トラック中心が一致するように移動させることを特徴とする光ディスク再生装置。
【請求項２】
前記回転角検出部材は、反射部と非反射部が同心円状に交互に等間隔に配置され、該反射部の一つは前記測定基準部であり、他の反射部とは周方向に異なった長さで形成された反射板で構成されることを特徴とする請求項１記載の光ディスク再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気ディスクを含む光ディスクをターンテーブルで高速回転させて、光ディスクの記録トラックに記録された情報を光ピックアップで読み出す光ディスク再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータのメモリ等に使用される光ディスクの再生装置として、図５に示すものが一般的である。図５の光ディスク再生装置は、光ディスク１を定位置に位置決めして回転させるターンテーブル部１１’を有する回転駆動部１０と、回転する光ディスク１の半径方向に移動して光ディスク１の記録トラックから情報を読み出す光ピックアップ３０を具える。
【０００３】
回転駆動部１０は、光ディスク１を位置決めして支持するターンテーブル部１１’と、これを回転させるスピンドルモータ１２と、ターンテーブル部１１’に光ディスク１を押圧して支持するクランパ１７を備える。ターンテーブル部１１’は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すようにスピンドルモータ１２のモータ軸１３にターンテーブル１４’、ＴＴセンター１５、キャップ１６を同軸に取付けて構成され、ターンテーブル１４’とＴＴセンター１５の間に付勢バネ１８が設置される。ＴＴセンター１５の円錐状のテーパガイド面１９に光ディスク１の中央の位置決め穴２が係合することで、ターンテーブル１４’に光ディスク１が自動調芯されて載置される。
【０００４】
光ピックアップ３０は、光ディスク１にレーザ光を照射する対物レンズ３１と、対物レンズ３１のレーザ光が光ディスク１の記録トラックに焦点を結ぶように対物レンズ３１を駆動制御するレンズアクチュエータ３２と、光ディスク１からのレーザ反射光を受光する光検出部３３を有し、この光ピックアップ３０が送り機構（図示せず）に支持されて光ディスク１の半径方向に移動する。また、光ピックアップ３０には信号検出回路５１、光ピックアップ制御回路５２が設置され、回転駆動部１０には信号検出回路５１で制御されるスピンドルモータ制御回路５３が設置される。
【０００５】
図５装置のターンテーブル部１１’とクランパ１７の間に光ディスク１が自動ローディング装置（図示せず）でローディングされると、ターンテーブル部１１’が上昇して、ＴＴセンター１５のテーパガイド面１９が光ディスク１の位置決め穴２に係合する。位置決め穴２の直径はテーパガイド面１９の上端の最小径と下端の最大径の間にあって、テーパガイド面１９のいずれかの高さ位置に位置決め穴２が隙間無く係合して、光ディスク１の自動調芯が行われる。この状態で光ディスク１が付勢バネ１８を圧縮しＴＴセンター１５を押し下げてターンテーブル１４’上に載置される。最後にクランパ１７が下降してターンテーブル１４’上の光ディスク１を押圧し、ターンテーブル１４’に光ディスク１を固定化する。この状態で光ディスク１はＴＴセンター１５を介してモータ軸１３と略同心に固定されて、再生のための回転を開始する。
【０００６】
光ディスク１が回転を開始すると、光ピックアップ３０を光ディスク１の半径方向に移動させるトラッキングサーボ機構（図示せず）が作動し、光ピックアップ制御回路５２が働いて、光ピックアップ３０からレーザ光が光ディスク１の記憶トラック上で焦点を結ぶように対物レンズ３１がレンズアクチュエータ３２で制御される。対物レンズ３１が回転する光ディスク１の記録トラックに追随駆動して、記録トラックから情報が読み出されて再生が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の光ディスク再生装置においては、光ディスク１をターンテーブル１４’にＴＴセンター１５を使って機械的に位置決めし、ターンテーブル１４’の回転中心であるモータ軸１３の中心と光ディスク１の中心を略同心に位置合わせすることで、再生精度や再生速度を高めるようにしている。しかし、実際においては図７に示す光ディスク１のように、その位置決め穴２の中心Ｐ１  と光ディスク１に同心円状に形成された記録トラック３の中心Ｐ２  の間には規格によって認められた偏心量ａが存在すると共に、ＴＴセンター１５とモータ軸１３の間に生じる微少間隙による芯ズレや、ＴＴセンター１５のテーパガイド面１９の加工精度も光ディスク１の位置決め精度に影響を及ぼす。即ち、従来の光ディスク１の再生時の位置決め機構においては、光ディスク１を回転させるモータ軸１３の回転中心と光ディスク１の位置決め穴２の中心Ｐ１  を一致させることができても、モータ軸１３の回転中心と光ディスク１の記録トラック３の中心Ｐ２  との間で直接芯出しをすることができず、次の問題▲１▼〜▲３▼があった。
【０００８】
問題▲１▼、光ディスク１自体に記録トラック３の偏心量ａが残るので、特に光ディスク１の再生回転数を規格の１０倍、１２倍と上げていく傾向のある近年の再生装置においては、レンズアクチュエータ３２の駆動能力が記録トラック３の偏心による半径方向の揺動に追い付けずに情報の読み出しができなくなることがある。
【０００９】
問題▲２▼、光ディスク１の高速回転化によりレンズアクチュエータ３２の単位時間当りの運動量が増加して、ディスク偏心量が従来と同じであれば消費電力が回転数比の自乗で増加して、低消費電力化が難しい。
【００１０】
問題▲３▼、上記の問題▲２▼の結果、レンズアクチュエータ３２の過熱による周囲温度の上昇、情報読み取り性能の低下が発生し、悪くするとレンズアクチュエータ３２が発煙し焼損する危険性がある。
【００１１】
従って、本発明の目的とするところは、光ディスクの記録トラック中心を基準に光ディスクを回転させて、規格の１０倍を超える回転数で再生しても支障がでない自動調芯機能を持った光ディスク再生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的を達成する技術手段は、ターンテーブル部に位置決め支持されて回転する光ディスクの記録トラックの情報を光ピックアップで読み出して再生する光ディスク再生装置において、ターンテーブル部の３以上の複数箇所に光ディスクを任意の半径方向に移動可能とするセンタリング爪とこの各センタリング爪を独自に駆動させる爪アクチュエータを配備し、ターンテーブル部に設けた回転角検出部材から、該回転角検出部材の特定の１箇所だけに設けられた測定基準部を回転基準として、ターンテーブル部の周方向の位置を検出する回転角検出回路の回転角検出信号と、ターンテーブル部と一体的に回転する光ディスクの記録トラックに追従してトラッキング動作する光ピックアップのレンズ位置検出信号に基づいて、光ディスクの回転中心と記録トラック中心の偏心量を演算して爪アクチュエータを制御する偏心吸収機構制御回路を具備し、該偏心量に基づいて各センタリング爪を駆動させてターンテーブル部に対して光ディスクをその回転中心と記録トラック中心が一致するように移動させるようにして、光ディスクを自動調芯することにある。
【００１３】
また、本発明においては、前記回転角検出部材は、反射部と非反射部が同心円状に交互に等間隔に配置され、該反射部の一つは他の反射部とは周方向に異なった長さで形成された反射板で構成されることを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、ターンテーブル部に設置される複数のセンタリング爪は、光ディスクの中央の位置決め穴の内周に沿う１２０゜間隔の３箇所以上に設置されるもので、各々を独自に光ディスクの半径方向に移動させて位置決め穴を押すことで、光ディスクが任意の半径方向に移動して、光ディスクの回転中心と記録トラック中心が略一致する。複数の各センタリング爪を駆動させる爪アクチュエータは、ターンテーブル部に内蔵できる小型高性能な圧電素子が望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。尚、図５乃至図７を含む全図を通じて同一、又は、相当部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００１６】
図１の光ディスク再生装置の従来装置と相違するところは、回転駆動部１０のターンテーブル部１１の３以上の複数箇所にセンタリング爪２１と、この各センタリング爪２１を光ディスク１の半径方向に独自に前後駆動させる爪アクチュエータ２２を設け、光ピックアップ３０にレンズ位置センサ３５を設け、回転駆動部１０と光ピックアップ３０の制御回路側にターンテーブル部１１の回転位置を逐一検出する光センサ２５と回転角検出回路５４、及び、レンズ位置センサ３５と回転角検出回路５４からの出力信号で光ディスク１を自動調芯する偏心吸収機構制御回路５５を追加設置したことである。
【００１７】
ターンテーブル部１１は、光ディスク１を載置して回転させる円筒状ターンテーブル１４の中の例えば図２（Ａ）に示すように１２０゜間隔の３箇所にセンタリング爪２１を有する。各センタリング爪２１の先端は、ターンテーブル１４に載置される光ディスク１の位置決め穴２の内周に沿うもので、光ディスク１がローディングされる前の初期状態における各センタリング爪２１の先端の外接円の直径は、位置決め穴２の内径より少し小さく、かつ、外接円の中心がモータ軸１３の中心と一致するように設定される。各センタリング爪２１は、各々の爪アクチュエータ２２でもって光ディスク１の半径方向に独自に往復移動可能に配置される。爪アクチュエータ２２は、例えば小型高性能な圧電素子で、ターンテーブル部１１に内蔵される。
【００１８】
光ディスク１の再生時のターンテーブル部１１の回転位置が、例えばターンテーブル１４の下面に固定した図３（Ａ）に示すような反射板２３と光センサ２５を利用して行われる。反射板２３には光センサ２５からの光を反射する反射部ｍと反射しない黒色部ｎが同心円状に交互に等間隔に設けられ、反射部ｍの１箇所だけが他の反射部ｍより長い特定の測定基準部ｍ０  とされる。この測定基準部ｍ０  は、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように３つのセンタリング爪２１の内の１つの動作線上に設置される。従って、ターンテーブル１４と一体に反射板２３が回転すると、光センサ２５が図５（Ｂ）に示すようなパルス信号を発生し、このパルス幅を検知すればターンテーブル１４の回転位置、再生時の光ディスク１の回転角が検出される。
【００１９】
また、光ピックアップ３０のレンズ位置センサ３５は、光再生時における対物レンズ３１のトラッキング方向の振幅を検出し、これを電圧に変換したレンズ位置信号を偏心吸収機構制御回路５５に出力する。これと同期して回転角検出回路５４からターンテーブル１４の回転位置検出信号が偏心吸収機構制御回路５５に入力される。偏心吸収機構制御回路５５は２つの入力信号を演算処理して、図４に示すステップＳ１  〜Ｓ１０で再生時の光ディスク１の回転中心と記録トラック中心の偏心量ａが許容値ｃ以下になるように各爪アクチュエータ２２に駆動制御信号を出力する。
【００２０】
即ち、図１の光ディスク再生装置は、図４のフローチャートに基づく次の動作を行う。
【００２１】
光ディスク１のターンテーブル部１１へのローディングが完了［ステップＳ１  ］した時点で、光ディスク１がターンテーブル１４上に予備的に位置決めされて載置される。ローディング完了の信号でディスク回転が開始され、光ピックアップ制御回路５２が作動して対物レンズ３１が回転する光ディスク１の記録トラックに追随動作を行う［ステップＳ２  ］。
【００２２】
続いて光ディスク１の回転角検出が行われ［ステップＳ３  ］、光ディスク１における記録トラックの偏心量計測［ステップＳ４  ］と最大偏心量検出［ステップＳ５  ］が順に行われる。ターンテーブル１４が１回転したときの反射板２３の測定基準部ｍ０  の位置を光センサ２５の信号で計測することで光ディスク１の回転角が検出される。一方、光ディスク１の記録トラックの偏心量ａは、対物レンズ３１のトラッキング方向の振幅として現われ、この振幅量（偏心量）はレンズ位置センサ３５により電圧に変換されて偏心吸収機構制御回路５５に出力される。図２（Ｂ）に示すように光ディスク１の記録トラックの偏心量ａの最大値は、レンズ位置センサ３５の出力電圧のピークＴＯピーク値の半分で出力される。従って、光ディスク１回転時の回転角検出回路５４の出力信号とレンズ位置センサ３５の出力信号を同時に観測すれば、図２（Ｂ）に示す偏心量最大位置の測定基準部ｍ０  からの角度ｂが決定される。
【００２３】
ステップＳ５  で求められた偏心最大量が図２（Ｃ）に示す規定の基準値ｃとステップＳ６  で比較され、基準値ｃ以下であればステップＳ７  に移行して調芯動作終了となり、通常のイニシャライズ動作に移行する。ステップＳ６  で偏心最大量が基準値ｃを超えると判定されると、ステップＳ８  〜Ｓ１０に移行して偏心補正動作が行われる。
【００２４】
まず、ステップＳ８  で上記角度ｂから最大偏心方向が検出される。次に、３つのセンタリング爪２１に対する外接円の中心が求められたディスク偏心の最大方向に対して１８０゜位相差を持ち、かつ、偏心量ａと同じ量だけ移動するように３つのセンタリング爪２１の移動量がステップＳ９  で演算される。この演算結果に基づいて各爪アクチュエータ２２が駆動して３つのセンタリング爪２１が各々の量だけ移動して、光ディスク１をターンテーブル１４上で移動させる。この爪アクチュエータ駆動のステップＳ１０で、ターンテーブル１４上の光ディスク１の記録トラック中心とターンテーブル中心であるモータ軸１３の中心が略一致して、偏心量ａが打ち消される。
【００２５】
尚、光ディスク１の位置決め穴２の内径のバラツキにより、上記１度の補正では偏心量が基準値ｃ以下にならないことも考えられるので、ステップＳ１０からステップＳ３  に戻って再度の偏心量測定を行って上記偏心補正動作を繰り返し行う。
【００２６】
以上の偏心補正動作によって光ディスク１の回転中心と記録トラック中心が略一致して、光ディスク１の位置決め穴中心と記録トラック中心の偏心が打ち消された形で光ディスク１が回転して記録トラックの情報が光ピックアップ３０で読み取られる。従って、光ピックアップ３０の対物レンズ３１が記録トラックを追随するときのトラッキング方向の振幅量が抑制されて、高精度で高速度の再生が行われる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、回転する光ディスクの回転中心に対する記録トラックの中心の偏心量を実測し、この実測値に基づいてターンテーブル上で光ディスクを移動させて、光ディスクの回転中心と記録トラック中心が一致するように偏心補正を行うので、光ディスク自体での偏心や、ターンテーブル側の機械加工精度に起因する偏心までが補正されて、高精度な自動調芯機能付き光ディスク再生装置が提供できる。
【００２８】
また、上記補正の結果、光ピックアップにおいては対物レンズのトラッキング方向の振幅量が抑制されて、レンズアクチュエータの駆動能力に余裕ができ、光ディスク再生回転数を規格１０倍、１２倍と上げることが可能となる。また、レンズアクチュエータの運動量が減少して、光ディスク再生装置の低消費電力化を図ることや、光ピックアップ全体の発熱量を減らして、情報読み取り能力を向上させることが容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光ディスク再生装置のブロック図である。
【図２】図２（Ａ）は図１装置におけるセンタリング爪の平面図、図２（Ｂ）はセンタリング爪の補正動作前の平面図と動作波形図、図２（Ｃ）はセンタリング爪の補正動作後の平面図と動作波形図である。
【図３】図３（Ａ）は図１装置におけるターンテーブルの回転角を検出するための反射板の下面図、図３（Ｂ）は回転角検出用光センサの出力信号波形図である。
【図４】図１装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】従来の光ディスク再生装置のブロック図である。
【図６】図６（Ａ）は図５装置におけるターンテーブル部の平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】光ディスクの平面図である。
【符号の説明】
１  光ディスク
３  記録トラック
１１  ターンテーブル部
２１  センタリング爪
２２  爪アクチュエータ
３０  光ピックアップ
３１  対物レンズ
３５  レンズ位置センサ
５４  回転角検出回路
５５  偏心吸収機構制御回路
【図１】
0003584653.tif 000002
【図２】
0003584653.tif 000003
【図３】
0003584653.tif 000004
【図４】
0003584653.tif 000005
【図５】
0003584653.tif 000006
【図６】
0003584653.tif 000007
【図７】
0003584653.tif 000008