JP2885338B2 - 光学式ピックアップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの信号
の再生等に使用する光学式ピックアップに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、オーディオ・ディスク、ビデオ・
ディスク、データ・ディスク等の光ディスクの信号の記
録、再生のために種々のピックアップが提案されてい
る。例えば、第７図に示すものがある。この光学式ピッ
クアップはフォーカスエラー信号を臨界角法により検出
するようにしたものである。 【０００３】光源１から出射された光線はコリメートレ
ンズ２により平行光束にされた後、偏光プリズム３に入
射させてその偏光膜４で反射させてから反射面５に至
る。そして、この反射面５で直角方向に全反射された平
行光束は１／４波長板６を経て対物レンズ７により収束
されて、光ディスク８上に約直径１μｍの光スポットと
して結像される。対物レンズ７はマグネット、ヨーク、
コイル等を備える対物レンズアクチュエータ９内に、光
軸および光軸と直交する光ディスク８の半径方向の２軸
方向に移動可能に支持され、この対物レンズアクチュエ
ータ９により前記２軸方向に駆動されて光スポットが光
ディスク８のトラックの中央にフォーカス状態で追従す
るようにフォーカスサーボおよびトラッキングサーボが
行われる。光スポットの光ディスク８での反射光は偏光
膜４までは往路と同じ光路をたどるが復路においては１
／４波長板６の作用によりその偏光方向が往路の偏光方
向に対し直交するため偏光膜４を透過する。この偏光膜
４を透過した光ディスク８からの戻り光は、臨界角プリ
ズム１０を経て光検出器１１に入射される。前記臨界角
プリズム１０は、合焦時に光ディスク８からの戻り光の
光軸に対する入射角がほぼ臨界角となるようにした光学
面を有し、この光学面で戻り光を反射させることにより
光検出器１１に入射させている。又、光検出器１１は光
ディスク８のラジアル方向およびタンジェンシャル方向
にそれぞれ２分した４つの受光領域を有し、これらの受
光領域の出力からデータ信号、フォーカスエラー信号お
よびトラッキングエラー信号を得るようになっている。 【０００４】尚、本出願人は、例えば特開昭５５−１４
６６３６号公報に前記構造に係る光学式ピックアップに
関する従来の技術を開示している。しかしながら、前記
構造に係る対物レンズアクチュエータのトラッキングサ
ーボ機構は、通常の記録再生動作時のみにしかトラッキ
ングエラー信号がフィードバックされない構成になって
いる。そのため、例えば高速アクセス時には、ピックア
ップキャリッジを動かすが、このキャリッジの加減速の
ときに該キャリッジの駆動方向に平行力が生じ、対物レ
ンズをトラッキング方向に移動可能に支持するばね等に
不要振動が発生する。この不要振動が、位置決め精度を
劣化させたり、サーボ制御を不能としたり、またアクセ
ス時間を遅らせる等の問題点を生じさせることがあっ
た。 【０００５】尚、特開昭５８−２６３３１号公報には、
対物レンズ位置を静電容量型非接触式微少変位検出プロ
ーブを用いて検出しトラッキングの追従制御を常にクロ
ーズドループ制御できるよう構成した光ヘッドに関する
従来の技術が提案されている。しかしながら、この従来
の技術では、静電容量式の検出センサを用いているた
め、出力信号を線形化するのにリニアアナライザが必要
になるとともに、センサ径が大きいため光学式ピックア
ップの小型化に適さなかった。又、外部からの電磁気的
なノイズの影響を受けるおそれがあった。 【０００６】また、例えば特開昭５７−９４９４２号公
報に開示されているような、光源からの光束を対物レン
ズの方向へ反射させるミラーをアクチュエータにて所定
角回動させることでトラッキング制御を行うタイプの光
学式ピックアップでは、高速アクセス時のミラーに発生
する不要振動を除くため、角度位置検出装置を用いて、
アクセス時のミラーの傾斜角度を補正動作させるように
なっている。かかる構成は検出部であるミラーがレンズ
が固定されたレンズ保持部材と一体となってほぼ直交す
る２方向に移動する構成になっていない。しかもミラー
は１方向にしか移動しない。 【０００７】また特開昭５５−１５３１３８号公報第
３、４図には光照射部である遮光部２６がレンズ保持部
材であるピックアップ支持板１１に配置された構成が説
明されている。この遮光部２６には記録媒体の媒体面に
垂直な方向に見たとき、直線状の境界部（公報第３図の
ピックアップ支持板１１の外形線図のうち縦方向の直線
部分を言う）が形成されており、光源２７から発した光
束がこの境界部に当たった後光検知器２８に向かうよう
に構成されている。ここで、遮光部２６は光源２７から
発する光束に明るい光領域と暗い光領域とを形成するよ
うに構成されており、光検出器２８の検出面上には直線
状の境界で仕切られる明暗が形成される。しかしなが
ら、当該公報に開示の構成は、ピックアップ支持板１１
が媒体面に垂直な方向に変位すると、遮光部２６の公報
第３図での水平方向（横方向）の位置が正確に検出でき
ない欠点がある。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、例えば、高速アクセス時などに
生じる、対物レンズのベース（静止部材）に対する変位
位置を、極めて簡単な構成で、しかも高精度で検出で
き、小型化が図れる光学式ピックアップを提供すること
を目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明の光学式ピックア
ップは、情報がトラック状に記録された記録媒体の情報
を読みとるために、レンズ保持部材に固定されたレンズ
を前記記録媒体の媒体面にほぼ垂直な方向と前記媒体面
に平行で情報トラックを横切る方向に駆動するように
し、ベースに固定された発光素子から発した光束が前記
レンズ保持部材に配置した光照射部（発光素子から発し
た光束が照射される部分を言い、光照射部の数は限定さ
れない）に当たった後、前記ベースに固定された少なく
とも２つの受光領域へ向かうようにした光学式ピックア
ップにおいて、前記光照射部は前記レンズ保持部材と一
体となってほぼ直交する２方向に移動すると共に前記媒
体面に垂直な境界で分離される明暗（「前記媒体面に垂
直な境界で分離される明暗」とは明部と暗部とが媒体面
に垂直な境界で分けられる形態を言う）が前記受光領域
に形成されるようにした前記媒体面に垂直な境界部を有
しており、前記光束が前記光照射部に当たったとき、前
記境界部を境として一方の側の光束が前記受光領域へ向
かい、前記境界部を境として他方の側の光束が前記受光
領域へ向かわないようにし（「前記受光領域へ向かわな
いようにし」には「前記受光領域へ光が積極的に向かわ
ないように意図した」の意味も含む）、前記光照射部は
２つの前記境界部を有し、前記各境界部を境とする前記
一方の側の光束がそれぞれ前記受光領域へ達するように
し、前記受光領域の出力信号を比較するようにしたこと
を特徴とするものである。 【００１０】 【実施例】以下図面を参照して本発明による実施例を具
体的に説明する。第１図乃至第５図は本発明の第一実施
例に係り、第１図は光学式ピックアップの対物レンズア
クチュエータ部分の断面図、第２図は第１図の上面図、
第３図は第１図の位置検出用部材の斜視図、第４図は対
物レンズの位置検出の原理説明図、第５図は対物レンズ
の位置に対する検出出力特性を示す図である。 【００１１】これらの図において符号２１は光学式ピッ
クアップの対物レンズアクチュエータ２１である。この
アクチュエータ２１の外枠２２は両端を開口した円筒形
状に形成されており、この外枠２２の内側のほぼ中央部
に断面形状が矩形で全体が環状に形成された永久磁石２
３が固設されている。又、前記永久磁石２３の両極側に
は、断面形状が矩形およびＬ字状で全体が環状に形成さ
れたヨーク２４ａ，２４ｂが固設されている。前記ヨー
ク２４ａ，２４ｂの間には間隙が形成されており、該ヨ
ーク２４ａ，２４ｂと永久磁石２３とにより磁気回路を
形成している。また、前記外枠２２内には、保持筒２５
が配設されている。この保持筒２５は両端を開口したほ
ぼ筒状の中筒部２５ａと、この中筒部２５ａの外側に同
芯筒状に一体形成され、一端側（上端側）を開口したコ
イル保持筒部２５ｂとから形成されている。前記コイル
保持筒部２５ｂの外周には、フォーカシング用ボイスコ
イル２６が巻装されている。 【００１２】このフォーカシング用ボイスコイル２６が
巻装されたコイル保持筒部２５ｂは、該ボイスコイル２
６を前記永久磁石２３に対峙するようその一端（上側）
開口側を前記ヨーク２４ａ，２４ｂで形成する間隙に出
入自在に嵌入されている。前記保持筒２５は、その中筒
部２５ａの上端部において、ヨーク２４ｂの上部に配設
されたスペース２７に周辺を保持された弾性材よりなる
フォーカシング用渦巻ばね２８ａにより外枠２２に取付
けられている。又、前記保持筒２５は、その中筒部２５
ａの下端側において、外枠２２の下端側に配設されたス
ペーサ２９に周辺を保持された前記同様のフォーカシン
グ用渦巻ばね２８ｂにより該外枠２２に取付けられてい
る。即ち、保持筒２５はフォーカシング用渦巻ばね２８
ａ，２８ｂによりその軸方向（光軸方向Ｆ）に変位自在
に外枠２２に支持されている。前記フォーカシング用渦
巻ばね２８ａ上方の外枠２２内側には、ヨーク保持枠３
０が装着されており、このヨーク保持枠３０に、棒状に
形成され、かつトラッキング方向Ｔに平行に配置された
一対の第１および第２固定ヨーク３１ａ，３１ｂと、こ
の第１および第２固定ヨーク３１ａ，３１ｂの両端部に
連結された一対の第１および第２永久磁石３２ａ，３２
ｂとが設けられている。前記第１および第２固定ヨーク
３１ａ，３１ｂのほぼ中央部にはトラッキング用コイル
３３ａ，３３ｂが巻装されている。前記トラッキング用
コイル３３ａ，３３ｂが巻装された第１および第２固定
ヨーク３１ａ，３１ｂの間には対物レンズ３４が配設さ
れている。この対物レンズ３４は、その光軸方向を外枠
２２の中心軸方向に向け、レンズ保持枠３５に取付けら
れている。このレンズ保持枠３５の外側には、前記トラ
ッキング用コイル３３ａ，３３ｂに対峙するよう形成さ
れた磁性部材３６が嵌着されている。前記、レンズ保持
枠３５と磁性部材３６との間には、間隙が形成されてお
り、この間隙に対物レンズ３４を光軸に対し直交するト
ラッキング方向Ｔに駆動する一対の弾性部材よりなるト
ラッキング用板ばね３７，３７の一端部が挿入し固定さ
れている。そして、前記トラッキング用板ばね３７，３
７の他端部側は保持筒２５内を挿通され、かつこの保持
筒２５の下端部内側に固定されている。即ち、前記対物
レンズ３４は保持筒２５にトラッキング用板ばね３７，
３７を介して支持され、トラッキング方向Ｔに変位自在
になっている。 【００１３】一方、前記第１（又は第２）永久磁石３２
ａに近い第１固定ヨーク３１ａの内面側には、受光素子
固定部材３８が装着されており、この固定部材３８に受
光素子３９が固着されている。この受光素子３９は、ト
ラッキング方向に２分割された受光領域３９ａ，３９ｂ
を有している。又、前記受光素子３９に対峙する第２固
定ヨーク３１ｂには、発光素子固定部材４０が装着され
ており、この固定部材４０に発光素子４１が固着されて
いる。又、前記対物レンズ３４を取付けたレンズ保持枠
３５には、位置検出用部材４２が固着されている。この
位置検出用部材４２は、板材等からなり環状の取付部４
３と、この取付部４３の一部から細長く延出されその端
部側の直角方向に曲折した検出部材とから形成されてい
る。 【００１４】そして、前記位置検出用部材４２は、その
検出部４４が前記発光素子４１と受光素子３９とを結ぶ
光軸の中心に位置するよう配置され、取付部４３をレン
ズ保持枠３５に嵌合して取付けられている。尚、前記受
光素子３９の受光領域３９ａ，３９ｂで検出される受光
量の出力差信号に比例したトラッキング電流がトラッキ
ング用コイル３３ａ，３３ｂに流れるようになってい
る。図４において、長方形の線図で描かれた検出部４４
のうち発光素子４１側の角における紙面に垂直な稜が境
界部に相当する。図３では、検出部４４の手前側に発光
素子４１が配置されているとすれば、検出部４４の手前
側の稜（検出部４４の線図のうちで手前側の２本の縦
線）に相当する。 【００１５】このような構成では、通常の記録再生時に
はフォーカスエラー信号電流をボイスコイル２６に流す
と保持筒２５に力が作用しフォーカシング用渦巻ばね２
８ａ，２８ｂのたわみ変形により、対物レンズ３４はフ
ォーカシング方向Ｆに変位する。又、トラッキングエラ
ー信号電流をトラッキング用コイル３３ａ，３３ｂに流
すと同様にトラッキング用板ばね３７，３７のたわみ変
形により、対物レンズ３４はトラッキング方向Ｔに変位
する。 【００１６】次に高速アクセス動作等のために、対物レ
ンズ３４がトラッキング方向Ｔに移動した場合には、そ
の移動とともに位置検出用部材４２が変位し、その検出
部４４が発光素子４１から出射され受光素子３９に受光
される光量分布を変化させる。対物レンズ３４が変位し
ない場合において、発光素子４１の光軸と受光素子３９
のトラッキング方向の２分割線と、検出部４４の中心を
一致させるように位置させておけば受光素子３９の２分
割した受光領域３９ａ，３９ｂの出力電圧差は０とな
る。又、対物レンズ３４が変位した場合には、検出部４
４の変位に比例した光量分布となり図５に示すように受
光素子３９の受光領域３９ａ，３９ｂの出力電圧差は対
物レンズ３４の位置の変位に比例する。この出力電圧差
に比例した電流がトラッキング用コイル３３ａ，３３ｂ
に流れるようフィードバックしてサーボ系クローズドル
ープを形成し、対物レンズ３４のトラッキング方向Ｔの
変位０の位置に保持制御される。従って、高速アクセス
時等に生じる対物レンズの不要振動を防止することがで
きる。この実施例では、対物レンズ３４とともに動く検
出部４４を発光素子４１と受光素子３９との間に配置し
ているため、その検出する出力信号を線形にすることが
でき、又、小型軽量化することができる。 【００１７】なお、前記検出部４４は前記対物レンズ３
４と共にトラッキング方向Ｔとフォーカシング方向Ｆの
２方向に移動する。その検出部４４に対して前記発光素
子４１及び受光素子３９は検出部４４の移動方向である
トラッキング方向及びフォーカシング方向とは平行方向
ではなく、直交する方向に位置している。そのため、検
出部４４が対物レンズ３４と共に移動しても検出部４４
と、発光素子４１及び受光素子３９との間隔は変化しな
い。そのため、検出部４４と、発光素子４１及び受光素
子３９との間隔を小さくすることができる。従って、光
学式ピックアップを小型にできる。また、検出部４４が
所望の検出方向ではないフォーカシング方向に移動した
場合でも受光素子３９上の光が変化しない。そのため検
出部４４がフォーカシング方向に移動したときに受光素
子３９上の光が移動する等変化して検出精度が低下する
事がない。 【００１８】図６は本発明の参考例を示す図であり、位
置検出用部材部分の斜視図である。この参考例は、位置
検出用部材５１が環状の取付部５２と、この取付部５２
の一部分から細長く水平に延出形成された検出部５３と
から形成されている。そして、前記位置検出用部材５１
は、その検出部５３が前記第一実施例と同様に固定され
た発光素子５４と受光素子５５とを結ぶ光軸の中心に位
置するよう配置されている。前記受光素子５５は、フォ
ーカシング方向Ｆに２分割された受光領域５５ａ，５５
ｂを有している。他の構成は、第一実施例と同様であ
る。 【００１９】このような構成では、対物レンズ３４がフ
ォーカシング方向Ｆに移動した場合に、第一実施例と同
様にして、該対物レンズ３４のフォーカシング方向Ｆの
位置を受光素子５５の出力電圧差として検出し、フォー
カス方向Ｆの制御ができる。尚、前記実施例において、
位置検出用部材４２，５１の検出部４４，５３は対物レ
ンズ３４とともに動く部分に固定されていればよく、一
体または別体に形成できその形状も例えば光を遮光する
遮光部でも光を透過する窓部に形成されていてもよい。 【００２０】又、発光素子４１，５４、受光素子３９，
５５は固定部材４０，３８等を用いないで直接固定ヨー
ク３１ａ，３１ｂに固定してもよく、永久磁石３２ａ
（あるいは３２ｂ）等に固定してもよい。さらに、対物
レンズアクチュエータの構造は、実施例のものに限定さ
れない。 【００２１】 【発明の効果】本発明の光学式ピックアップは、情報が
トラック状に記録された記録媒体の情報を読みとるため
に、レンズ保持部材（例えば前記実施例のレンズ保持枠
３５）に固定されたレンズ（例えば前記実施例の対物レ
ンズ３４）を前記記録媒体の媒体面にほぼ垂直な方向と
前記媒体面に平行で情報トラックを横切る方向に駆動す
るようにし、ベース（例えば前記実施例の第１および第
２固定ヨーク３１ａ，３１ｂ、第１および第２永久磁石
３２ａ，３２ｂなどのように光学式ピックアップにおい
て静止している部材はベースに該当する）に固定された
発光素子から発した光束が前記レンズ保持部材に配置し
た光照射部（例えば前記図４の構成の場合では、検出部
４４の発光素子４１に対向する面で且つ発光素子４１か
ら発する光束が当たる面）に当たった後、前記ベースに
固定された少なくとも２つの受光領域へ向かうようにし
た光学式ピックアップにおいて、前記光照射部は前記レ
ンズ保持部材と一体となってほぼ直交する２方向に移動
すると共に前記媒体面に垂直な境界（例えば、前記実施
例の図４の受光領域３９ａ，３９ｂの面に入射する光束
の暗部と明部の境界、当該境界は媒体面に垂直の関係に
なっている）で分離される明暗が前記受光領域に形成さ
れるようにした前記媒体面に垂直な境界部〔例えば、図
４の構成の場合では、長方形の線図で描かれた検出部４
４のうち発光素子４１側の２つの角における紙面に垂直
な２つの稜が境界部に相当する。図３の構成の場合で
は、検出部４４の手前側に発光素子４１が配置されてい
るとすれば、検出部４４の手前側の２つの稜（検出部４
４の線図のうちで手前側の縦の２本の直線）が境界部に
相当する〕を有しており、前記光束が前記光照射部に当
たったとき、前記境界部を境として一方の側の光束が前
記受光領域へ向かい、前記境界部を境として他方の側の
光束が前記受光領域へ向かわないようにし、前記光照射
部は２つの前記境界部を有し、前記各境界部を境とする
前記一方の側の光束がそれぞれ前記受光領域へ達するよ
うにし、前記受光領域の出力信号を比較するようにした
ことを特徴とするから、本発明は以下の効果がある。極
めて簡単な構成で対物レンズのベースに対する変位位置
を高精度で検出でき、且つ小型の光学式ピックアップを
得ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の第１実施例の断面図である。 【図２】 図１の上面図である。 【図３】 図１の位置検出用部材の斜視図である。 【図４】 対物レンズ位置検出の原理説明図である。 【図５】 対物レンズの位置に対する検出出力特性を示
す図である。 【図６】 本発明の参考例を示す図である。 【図７】 従来例の光学式ピックアップの原理説明図で
ある。 【符号の説明】 ２８ａ，２８ｂ フォーカシング用渦巻ばね ３１ａ，３１ｂ 第１および第２固定ヨーク ３２ａ，３２ｂ 第１および第２永久磁石 ３３ａ，３３ｂ トラッキング用コイル ３４ 対物レンズ ３５ レンズ保持枠 ３６ 磁性部材 ３７ トラッキング用板ばね ３９，５５ 受光素子 ４１，５４ 発光素子 ４２，５１ 位置検出用部材 ４４，５３ 検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 折田 俊一 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番地２号 オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 二宮 雅己 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番地２号 オリンパス光学工業株式会社内 合議体 審判長 川名 幹夫 審判官 武井 袈裟彦 審判官 麻野 耕一 (56)参考文献 特開 昭55−153138（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−178101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−34337（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．情報がトラック状に記録された記録媒体の情報を読
   みとるために、レンズ保持部材に固定されたレンズを前
   記記録媒体の媒体面にほぼ垂直な方向と前記媒体面に平
   行で情報トラックを横切る方向に駆動するようにし、ベ
   ースに固定された発光素子から発した光束が前記レンズ
   保持部材に配置した光照射部に当たった後、前記ベース
   に固定された少なくとも２つの受光領域へ向かうように
   した光学式ピックアップにおいて、 前記光照射部は前記レンズ保持部材と一体となってほぼ
   直交する２方向に移動すると共に前記媒体面に垂直な境
   界で分離される明暗が前記受光領域に形成されるように
   した前記媒体面に垂直な境界部を有しており、前記光束
   が前記光照射部に当たったとき、前記境界部を境として
   一方の側の光束が前記受光領域へ向かい、前記境界部を
   境として他方の側の光束が前記受光領域へ向かわないよ
   うにし、前記光照射部は２つの前記境界部を有し、前記
   各境界部を境とする前記一方の側の光束がそれぞれ前記
   受光領域へ達するようにし、前記受光領域の出力信号を
   比較するようにしたことを特徴とする光学式ピックアッ
   プ。