JP2574230B2

JP2574230B2 - 変位検出装置

Info

Publication number: JP2574230B2
Application number: JP60267865A
Authority: JP
Inventors: 恒夫高橋; 保裕田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPS62128030A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、光ビームで情報記録媒体（以下ディスクと
称す）に情報を記録、再生、または記録された情報を消
去する装置において、トラッキングアクチュエータの変
位を検出する変位検出装置に関するものである。

従来の技術第６図に従来のトラッキングアクチュエータの変位を
検出する構成例を示す。駆動信号６は駆動アンプ１によ
り所望倍増幅された後、２で電圧−電流変換され、トラ
ッキングアクチュエータ３に印加される。具体的には、
トラッキングアクチュエータの駆動コイルに２で変換さ
れた駆動電流を印加せしめ、対物レンズを載せたトラッ
キングアクチュエータ３を所望の位置７に移動せしめ
る。さて、トラッキングアクチュエータ３の変位は、以
下に示すように電気的に検出される。トラッキングアク
チュエータ３の駆動コイルに印加される駆動電流を、増
幅器４により検出、増幅する。次に、所望倍増幅された
信号は、トラッキングアクチュエータ３の周波数特性と
ほぼ同等の特性を有する電気的フィルタ５により変換さ
れ、トラッキングアクチュエータ３の変位を表わす変位
信号８となる。このように、駆動コイルに印加される電
流をモニタし、トラッキングアクチュエータ３とほぼ同
じ周波数特性を有する電気的フィルタ５により、変位を
検出する方法がある。一般的にトラッキングアクチュエ
ータは第７図の実線9,12に示すように、一次共振周波数
f₀においてＱ〔dB〕の共振峰を有する２次系の特性にな
っている。この特性は、例えば、第８図に示すような一
般的な増幅器42で構成される２次のアクティブローパス
フィルタを用いれば第７図の一点鎖線10,11に示すよう
な特性を実現することができる。以上のように、電気的
にトラッキングアクチュエータの変位を検出する方法が
ある。

一方、別に検出器を設けて、変位を検出する方法もあ
る。例えば、特開昭55−153138号公報では回動型のアク
チュエータの変位を検出する方法がいくつか提案されて
いる。第９図a,bはその一例を示す図である。第９図ａ
に示すように中央部で２つに分割された２分割光検出器
17をピックアップ支持板13（トラッキングアクチュエー
タに相応する）に取付けると共に、第９図ｂに示すよう
に光源18を前記２分割光検出器17に対向してケース19に
固定し、第９図ａのピックアップ14の動作中心15が図中
に示す動作基準線21に一致する時は、２分割検出器17の
両出力差が零になるように設定しておくと、上記支持板
13と一体になった２分割光検出器17も、ピックアップ14
の第９図ａの矢印方向22への回動に応じて、回動中心16
を中心に回動することになり、前記検出器17の各出力間
に差が生じ、ピックアップ14の回動量を検出できる。第
９図ａの矢印方向22がトラッキングの変位方向を示して
いる。その他にも、光学的に変位を検出する手段や磁気
的に変位を検出する手段も提案されているが、ここでは
割愛する。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記に示すような従来の検出手段の構
成では次に示すような問題点がある。

電気的に変位を検出する方法では、まず、第１図に、
第６図に示すトラッキングアクチュエータ３は周囲温度
の変化に伴い、第７図に示すＱ値、f₀が変化する。電気
的フィルタ５も当然、温度特性を有するが、トラッキン
グアクチュエータ３の温度特性に電気的フィルタ５の温
度特性を等しくすることは非常に難しく、そのため、周
囲温度によっては、正確な変位の検出ができなくなると
いう問題点がある。また、第２に、一つ一つのトラッキ
ングアクチュエータ３の周波数特性に電気的フィルタを
合わせる必要があるため、個々に応じて調整する必要が
ある。第３に、トラッキングアクチュエータ３の周波数
特性を忠実に実現できるアクティブフィルタを構成する
ことが非常に難しい点である。このように、電気的に変
位を検出する方法は、多くの問題点をかかえているた
め、実用的な方法とは言い難い。

一方、検出手段を用いた従来の方法においても次に示
すような問題点がある。第９図ａに示すピックアップ支
持板13（トラッキングアクチュエータに相当）は回動中
心16を中心に矢印22の方向に、ピックアップ14から発せ
られる光ビーム（図では省略）が光ディスクの所望のト
ラック（図では省略）をトレースするように回動する。
即ち、支持板13を回動することにより公知のトラッキン
グ制御を行う構成になっている。また、所望のトラック
上に常に光ビームが集束するようにピックアップ支持板
13は第９図ｂの矢印の方向に変化する。即ち、支持軸１
に対して支持板13が垂直に変化することにより公知のフ
ォーカシング制御が行なわれる。

さて、第９図ｂに示す構成では、対向方向（矢印23）
の方向に支持板が変化した場合、２分割光検出器17と光
源18との間隔も変化することになる。前記間隔が変化す
ると２分割光検出器17から得られる変位信号の出力レベ
ルが変化することになる。言い換えれば、検出感度が変
化するという問題点がある。特開昭55−153138号公報で
提案されている他の検出手段においても前記に示す検出
感度が変化するという問題点がある。

また、第９図a,bに示す検出手段は、支持板13上に２
分割光検出器17を装着するため支持板13の重量が重くな
る。また、検出器17から信号を取り出すための配線が必
要となる。一般的に可動部は出来る限り軽量にするのが
望ましく、また、可動部から余計な配線はない方が好ま
しいことは明白である。

以上のように従来提案された検出手段は、いずれも、
実用上において問題点があった。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために、本発明の変位検出装置
は、発散光を出射する発光源を可動体の側面に設けられ
た反射片に対向可能に設け、かつ発散光は反射片の幅と
同一もしくはより大きい範囲で反射片に照射され、前記
反射片と垂直あるいはねじれの位置に配置可能な少なく
とも一対の受光素子で前記発光源を挟み、フォーカシン
グ方向またはトラッキング方向のいずれか一方向の前記
可動部の駆動によってのみ前記受光素子の検出感度が変
化し、他方向の前記可動部の駆動によっては前記受光素
子の検出感度が変化しないものとし、さらに、前記受光
素子の和出力に基づいて前記発光源の発光強度を制御し
そして前記受光素子の差出力に基づいて前記可動体の変
位信号を発生するものとした。

作用本発明は上記に示した構成により、従来問題となった
トラッキングアクチュエータのフォーカス方向の変化に
よる検出感度の変動を軽減し、かつ、再帰性反射材から
なる反射片を利用することにより、広い検出可能範囲を
提供するものである。また、従来の電気的フィルタによ
る方法にくらべ正確な変位検出を提供することができる
ものである。また、受光素子の和出力に基づいて発光源
の発光強度を制御し、この受光素子の差出力に基づいて
可動体の変位信号を発生するので、発光源や受光素子に
生じるくもり等による検出感度の低下を防ぎ、常に一定
の検出感度を実現することができるものである。

実施例以下、本発明の一実施例の変位検出装置について、図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図である。回動軸29
を中心に対物レンズ31を装着した可動体であるトラッキ
ングアクチュエータ30は矢印32方向に回動するようにな
っている。トラッキングアクチュエータ30の側面にはこ
の側面とは反射率が異なる長方形の反射片33が装着さ
れ、反射片33に対向する位置には変位検出器26が設置さ
れている。第１図に示すように、変位検出器26は反射片
33との対向時に、この反射片33との対向方向から見て交
差しているものである。尚図中に示すＬは発光源、P₁,P
₂は受光素子である。このようなトラッキングアクチュ
エータ30を矢印32の方向に回動させると、反射片33もア
クチュエータ30と同様に回動し、このため受光素子P₁,P
₂の各出力に差が生ずる。この出力は、変位信号発生手
段である差動増幅器27により増幅され、前記受光素子
P₁,P₂の各出力の差動信号28を得る。この差動信号28が
即ち、回動するアクチュエータ30の変位信号である。ま
た、前記受光素子P₁,P₂の各出力は加算増幅器25により
加算され、発光強度制御手段であるパワー制御回路24で
加算信号の大小により発光源の発光パワーを制御する。
これは、反射片の反射率の低下、発光源Ｌあるいは受光
素子P₁,P₂に発生するくもり等による検出感度の低下を
防ぐものであり、常に一定の検出感度を保つものであ
る。

また、従来、問題となったトラッキングアクチュエー
タ30のフォーカス方向34への変化による検出感度の変動
は図に示すように、反射片33に当たる発光源Ｌからの発
光範囲に対して反射片33の大きさをフォーカス方向に十
分長くしておけば、発生しないことがわかる。

さて、本装置の大きな特徴は、次に示す反射片に用い
る素材にもある。本変位検出装置では、反射片に再帰性
反射材を用いている。これは一般的な反射材と異なり、
入射された光の大部分をほぼ光源の方向へ反射する性質
を有するものである。一般的な反射材との比較を第２図
を用いて説明する。第２図ａは反射材表面が鏡面のよう
な反射片を用いた場合、ｂは本発明で提案する再帰性反
射材からなる反射片を用いた場合を示す。第２図ａのよ
うに反射材表面が鏡面のような場合、反射の法則に従う
ために、わずかの角度変化θで光源Ｌの発散光が受光素
子P₂に届かなくなり、受光素子P₁に入射する光量もわず
かとなる。一方、ｂの場合、反射材表面で反射する光は
光源方向に戻ろうとする方向に進むので、ａと同様なる
角度変化θでも受光素子P₂に幾分かの光量が戻ることに
なる。即ち、これは、角度変化（回動変化）の検出範囲
がａにくらべｂの方が広いことを意味する。

第３図は両者の検出範囲の大小を調べる方法を示す
図、第４図はその結果を示す図である。図中24〜28は第
１図と同様の機能を有するものである。回動軸36は中心
に可動体であるロータ37を矢印38の方向に一定なる角速
度で回転させる。ロータ37の側面には、第２図ａに用い
た反射片35及び第２図ｂに用いた反射片39を装着させ
る。第４図は、差動増幅器27で得られた変位信号28の時
間的変化を示したものである。第４図中の40の部分は反
射片39によるもの、41の部分は反射片35によるものであ
り、各々t₁及びt₂の部分が変位検出範囲である。ロータ
37は一定なる角速度で回転していることから、第４図の
横軸ｔが変位に対応する。従って、図から明らかなよう
に、再帰性反射材による反射片で得られる変位検出範囲
t₁の方が、鏡面状になった反射片による変位検出範囲に
くらべ格段に広いことがわかる。実験的に得た結果では
約数倍の差がある。このように再帰性反射材からなる反
射片を用いることにより非常に広い検出範囲を得ること
ができる。

尚本実施例では、回転するトラッキングアクチュエー
タについての変位検出方法を説明したが、本発明では、
回動型のみならず、他のトラッキングアクチュエータに
も利用できることはいうまでもない。

また、トラッキングアクチュエータのフォーカス方向
の変位を検出する場合は第５図に示すようにトラッキン
グ方向（回動方向）に片射片を長くしておけば、フォー
カス方向へのトラッキングアクチュエータ30の駆動によ
っては受光素子の検出感度が変化し、トラッキング方向
へのトラッキングアクチュエータ30の駆動によってはこ
の感度が変化しないので、受光素子の検出感度により、
トラッキングアクチュエータ30のフォーカス方向への変
位が検出できるものとなる。

発明の効果以上の説明から明らかなように本発明の変位検出装置
は、可動体の側面に設けられた反射体に対向可能に発光
源を設け、この反射片と垂直あるいはねじれの位置に配
置可能な少なくとも一対の受光素子でこの発光源を挟
み、フォーカシング方向とトラッキング方向とのいずれ
か一方向の可動部の駆動によってのみ受光素子の検出感
度が変化し、他方向の可動部の駆動によっては受光素子
の検出感度が低下しないものとし、さらにこの受光素子
の和出力に基づいて発光源の発光強度を制御し、この受
光素子の差出力に基づいて可動体の変位信号を発生する
ものとしたので、測定方向以外の可動体の移動、反射片
の反射率の低下、受光源あるいは受光素子でのくもりの
発生による受光素子の出力レベルの低下、即ち受光素子
の検出感度の低下を防止することができ、これにより可
動部の変位測定方向の駆動によってのみ受光素子の検出
感度を変動させることができ、その結果可動部の変位検
出を正確に行えるものとなる。

また、コスト的に鑑みても、廉価な部品の利用で十分
な検出が可能であることは光ピックアップのコストダウ
ンに大きく寄与する。

さらに、可動部に反射片を装着するだけで重量の増加
はほとんどなく、また配線処理の問題もないため、アク
チュエータの動特性にほとんど影響を与えないという効
果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図a,bは本発明による変位検出装置を示すブロック
図および側面図、第２図a,bは再帰性反射片を用いた場
合の効果を示す正面図、第３図はそのブロック図、第４
図はその信号波形図、第５図a,bはフォーカス方向に変
位検出装置を応用した正面図および側面図、第６図は従
来例の変位検出装置を示すブロック図、第７図a,bはト
ラッキングアクチュエータと電気的フィルタの周波数特
性を示す特性図、第８図はその電気的フィルタの一例を
示す回路図、第９図a,bは従来の他の例の変位検出装置
を示す正面図および断側面図である。 24……パワー制御回路、25……加算増幅器、26……変位
検出器、27……差動増幅器、30……トラッキングアクチ
ュエータ、31……対物レンズ、33,35,39……反射片、37
……ロータ。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−134705（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−153138（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−178101（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−98326（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−11230（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズが設けられフォーカシング方向
あるいはトラッキング方向に駆動可能な可動部と、前記
可動部の周面に設けられ前記可動部の表面の反射率と反
射率を異にする反射片と、前記反射片に対向可能に設け
られ前記反射片に対して、前記反射片の幅と同一もしく
はより大きい範囲に照射可能で、発散光を出射する少な
くとも一つの発光源と、前記発光源を挟み、前記反射片
との対向時に前記反射片との対向方向から見て交差可能
で、前記反射片で反射された前記発光源からの光を受
け、前記フォーカシング方向または前記トラッキング方
向のいずれか一方向の前記可動部の駆動によってのみ検
出感度が変化し、他方向の前記可動部の駆動によっては
検出感度が変化しない少なくとも一対の受光素子と、前
記受光素子の和出力に基づいて前記発光源の発光強度を
制御する受光強度制御手段と、前記受光素子の差出力に
基づいて前記可動部の変位信号を発生する変位信号発生
手段とを備えた変位検出装置。
【請求項２】再帰性反射材からなる反射片を備えた特許
請求の範囲第１項記載の変位検出装置。
【請求項３】反射片に対向可能に設けられる発光源と、
前記発光源に隣接し前記反射片が前記発光源と対向する
ときに前記発光源までの距離が互いに等しい少なくとも
一対の受光素子とを備えた特許請求の範囲第１項、また
は第２項記載の変位検出装置。
【請求項４】発光源と接している少なくとも一対の受光
素子を備えた特許請求の範囲第３項記載の変位検出装
置。
【請求項５】フォーカシング方向に平行な２辺を有する
反射片を備えた特許請求の範囲第１項、第２項、または
第４項記載の変位検出装置。
【請求項６】トラッキング方向に平行な２辺を有する反
射片を備えた特許請求の範囲第１項、第２項、または第
４項記載の変位検出装置。