JP3287668B2 - 光ピックアップ装置の初期合焦位置設定装置 - Google Patents
光ピックアップ装置の初期合焦位置設定装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ピックアップ装置の
初期合焦位置設定装置に関する。
初期合焦位置設定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】まず、従来における光ピックアップ装置
の構成を図5に基づいて説明する。レーザ光源としての
半導体レーザ1から出射したビームは、コリメートレン
ズ2により平行化ビームとなり、ビームスプリッタ3に
より反射されて対物レンズ4に入射して集光されること
により、光スポットの状態で光ディスク5(光情報記録
媒体)のディスク面(媒体面)上に照射され、これによ
り情報の記録等が行われる。また、そのディスク面によ
り反射された反射ビームは入射光路を逆進し、ビームス
プリッタ3を透過して検出レンズ6に入射して集光ビー
ムとなり、ナイフエッジプリズム7によって透過光Tと
反射光Kとに分離される。透過光Tはフォーカス受光素
子8に検出され、これによりフォーカスエラー信号Fo
が検出され、一方、反射光Kはトラック受光素子9に検
出され、これによりトラックエラー信号Trが検出され
る。この場合、光ディスク5は、そのディスク面に形成
された図示しないグルーブ(トラック溝)に直交するグ
ルーブ直交方向Xへスライドするステージ10に固定さ
れ、さらに、ピエゾ電歪素子11によってグルーブ直交
方向Xに一定周波数で振動しており、これによりディス
ク面の位置調整がなされている。
の構成を図5に基づいて説明する。レーザ光源としての
半導体レーザ1から出射したビームは、コリメートレン
ズ2により平行化ビームとなり、ビームスプリッタ3に
より反射されて対物レンズ4に入射して集光されること
により、光スポットの状態で光ディスク5(光情報記録
媒体)のディスク面(媒体面)上に照射され、これによ
り情報の記録等が行われる。また、そのディスク面によ
り反射された反射ビームは入射光路を逆進し、ビームス
プリッタ3を透過して検出レンズ6に入射して集光ビー
ムとなり、ナイフエッジプリズム7によって透過光Tと
反射光Kとに分離される。透過光Tはフォーカス受光素
子8に検出され、これによりフォーカスエラー信号Fo
が検出され、一方、反射光Kはトラック受光素子9に検
出され、これによりトラックエラー信号Trが検出され
る。この場合、光ディスク5は、そのディスク面に形成
された図示しないグルーブ(トラック溝)に直交するグ
ルーブ直交方向Xへスライドするステージ10に固定さ
れ、さらに、ピエゾ電歪素子11によってグルーブ直交
方向Xに一定周波数で振動しており、これによりディス
ク面の位置調整がなされている。
【0003】このような光ピックアップ装置において、
焦点位置制御はサブミクロンの精度が必要であり、ま
た、フォーカス受光素子8の初期位置の設定にはそのサ
ブミクロン以上の精度が要求され、初期位置の設定は従
来から組付け時の重要な課題となっている。その組付け
時の初期調整方法としては、一般に、以下のような手順
〜となる。
焦点位置制御はサブミクロンの精度が必要であり、ま
た、フォーカス受光素子8の初期位置の設定にはそのサ
ブミクロン以上の精度が要求され、初期位置の設定は従
来から組付け時の重要な課題となっている。その組付け
時の初期調整方法としては、一般に、以下のような手順
〜となる。
【0004】光ディスク5のフォーカス位置をラフに
合わせる。
合わせる。
【0005】トラックエラー信号Trのピーク〜ピー
ク(以下、p−pと呼ぶ)値の中心値が0となるよう
に、トラック受光素子9の位置を調整して固定する。
ク(以下、p−pと呼ぶ)値の中心値が0となるよう
に、トラック受光素子9の位置を調整して固定する。
【0006】光ディスク5のフォーカスを、トラック
受光素子9から得られるトラックエラー信号Trのp−
p値が最大となるように微調整して固定する。 フォーカスエラー信号Foの値が0となるように、フ
ォーカス受光素子8の位置を微調整して固定する。
受光素子9から得られるトラックエラー信号Trのp−
p値が最大となるように微調整して固定する。 フォーカスエラー信号Foの値が0となるように、フ
ォーカス受光素子8の位置を微調整して固定する。
【0007】この場合、、がフォーカス受光素子8
の初期位置設定の調整方法に関する作業内容であるが、
このような焦点位置制御に関してさらに具体的に述べた
ものとして、例えば、以下に挙げるような調整方法があ
る。まず、第一の具体例として、特公昭62−4325
2号公報に「光学的記録の焦点制御初期設定方法」とし
て開示されているものがある。これは、図6に示すよう
に、ディスク面の内周又は外周に間隔Lをもって形成さ
れた数本のトラック12中においてビーム13を蛇行さ
せて走査することにより、その出力値たるトラックエラ
ー信号Trの変化を観察する。図7はそのトラックエラ
ー信号Trの変化の様子を示すものである。この場合、
ビーム13がディスク面で合焦位置(図6(b)の実線
のビーム)にある時には、図7(a)に示すようにトラ
ックエラー信号Trのp−p値の変化は大きいが、ビー
ム13がディスク面で焦点ズレを起こして非合焦位置
(図6(b)の破線のビーム)にある時には図7(b)
に示すようにトラックエラー信号Trのp−p値の変化
は小さくなる。従って、ここでは、ビーム13がトラッ
ク12を横断する際に生じるトラックエラー信号Trの
p−p値を検出し、そのp−p値が最大となるように、
フォーカス受光素子(図5のフォーカス受光素子8に対
応する)の初期位置設定の焦点制御を行っている。
の初期位置設定の調整方法に関する作業内容であるが、
このような焦点位置制御に関してさらに具体的に述べた
ものとして、例えば、以下に挙げるような調整方法があ
る。まず、第一の具体例として、特公昭62−4325
2号公報に「光学的記録の焦点制御初期設定方法」とし
て開示されているものがある。これは、図6に示すよう
に、ディスク面の内周又は外周に間隔Lをもって形成さ
れた数本のトラック12中においてビーム13を蛇行さ
せて走査することにより、その出力値たるトラックエラ
ー信号Trの変化を観察する。図7はそのトラックエラ
ー信号Trの変化の様子を示すものである。この場合、
ビーム13がディスク面で合焦位置(図6(b)の実線
のビーム)にある時には、図7(a)に示すようにトラ
ックエラー信号Trのp−p値の変化は大きいが、ビー
ム13がディスク面で焦点ズレを起こして非合焦位置
(図6(b)の破線のビーム)にある時には図7(b)
に示すようにトラックエラー信号Trのp−p値の変化
は小さくなる。従って、ここでは、ビーム13がトラッ
ク12を横断する際に生じるトラックエラー信号Trの
p−p値を検出し、そのp−p値が最大となるように、
フォーカス受光素子(図5のフォーカス受光素子8に対
応する)の初期位置設定の焦点制御を行っている。
【0008】また、第二の具体例として、特開平1−9
6831号公報に「光ピックアップ装置」として本出願
人により出願され開示されているものがある。これは、
図8に示すように光ディスク14の表面に高さHの段差
15を形成しておき、この段差15にビーム16を照射
して焦点制御を行う。すなわち、図9(b)は高さ1/
2Hの所にビーム16の焦点Saが一致している場合で
あり、図9(a)(c)は焦点Sb,Scの位置が対物
レンズ光軸方向Yにズレた場合の様子を示す。この時、
図9(b)の状態では、光ディスク14をX方向に移動
させると、トラックエラー信号Trは図10(b)のよ
うにピーク値が一定となり、これに対応してフォーカス
エラー信号Foは図11(b)のようにα=β(上下正
負の量)となる。しかし、図9(a)(c)のように焦
点ズレが起こると、トラックエラー信号Trは図10
(a)(c)のようにピーク値が大小に変化し、これに
対応してフォーカスエラー信号Foは図11(a)
(c)のようにα<β,α>βとなる。従って、ここで
は、トラックエラー信号Trのp−p値が常に一定にな
るように、すなわち、フォーカスエラー信号Foの値が
α−β=0となるように、フォーカス受光素子(図5の
フォーカス受光素子8に対応する)の初期位置設定の焦
点制御を行っている。
6831号公報に「光ピックアップ装置」として本出願
人により出願され開示されているものがある。これは、
図8に示すように光ディスク14の表面に高さHの段差
15を形成しておき、この段差15にビーム16を照射
して焦点制御を行う。すなわち、図9(b)は高さ1/
2Hの所にビーム16の焦点Saが一致している場合で
あり、図9(a)(c)は焦点Sb,Scの位置が対物
レンズ光軸方向Yにズレた場合の様子を示す。この時、
図9(b)の状態では、光ディスク14をX方向に移動
させると、トラックエラー信号Trは図10(b)のよ
うにピーク値が一定となり、これに対応してフォーカス
エラー信号Foは図11(b)のようにα=β(上下正
負の量)となる。しかし、図9(a)(c)のように焦
点ズレが起こると、トラックエラー信号Trは図10
(a)(c)のようにピーク値が大小に変化し、これに
対応してフォーカスエラー信号Foは図11(a)
(c)のようにα<β,α>βとなる。従って、ここで
は、トラックエラー信号Trのp−p値が常に一定にな
るように、すなわち、フォーカスエラー信号Foの値が
α−β=0となるように、フォーカス受光素子(図5の
フォーカス受光素子8に対応する)の初期位置設定の焦
点制御を行っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】第一の具体例で述べた
ようなフォーカス受光素子の初期位置設定の焦点制御方
法では、図7の波形からわかるように、p−p値を含む
トラックエラー信号Trの波形はフォーカス受光素子の
位置制御に対して2次曲線的な関係にあり、これにより
最大値(極大値)付近の1点から精度良く最大値を求め
るのは難しい。また、図6に示すようにビーム13を蛇
行させながらピーク値を検出しているが、位置調整の方
向に関する情報が得られないため、試行錯誤の調整とな
り時間がかかる。
ようなフォーカス受光素子の初期位置設定の焦点制御方
法では、図7の波形からわかるように、p−p値を含む
トラックエラー信号Trの波形はフォーカス受光素子の
位置制御に対して2次曲線的な関係にあり、これにより
最大値(極大値)付近の1点から精度良く最大値を求め
るのは難しい。また、図6に示すようにビーム13を蛇
行させながらピーク値を検出しているが、位置調整の方
向に関する情報が得られないため、試行錯誤の調整とな
り時間がかかる。
【0010】第二の具体例では、ディスク面に段差15
を形成して焦点制御を行う方法では、段差15には数μ
m程度の精度が要求され、その段差15の付いた面を精
度良く作製するのは困難である。また、トラックエラー
信号Trのp−p値を全て等しくする方法では、第一の
具体例と同様に検出精度に問題が生じる。
を形成して焦点制御を行う方法では、段差15には数μ
m程度の精度が要求され、その段差15の付いた面を精
度良く作製するのは困難である。また、トラックエラー
信号Trのp−p値を全て等しくする方法では、第一の
具体例と同様に検出精度に問題が生じる。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、レーザ光源から出射されたビームを対物レンズによ
り集光してグルーブの形成された光情報記録媒体の媒体
面上に照射することにより少なくとも情報の記録を行う
と共に、その光情報記録媒体からの反射ビームをトラッ
クエラー信号検出光学系及びフォーカスエラー信号検出
光学系内にそれぞれ導くことによってトラックエラー信
号やフォーカスエラー信号の検出を行う光ピックアップ
装置を対象として、前記フォーカスエラー信号検出光学
系のフォーカス受光素子の初期位置設定の焦点位置制御
を行う初期合焦位置設定装置において、前記焦点位置制
御を行う際には対物レンズ光軸に対して光情報記録媒体
の媒体面を垂直に保ちながらかつその光情報記録媒体を
グルーブ直交方向成分と光軸方向成分との両方向成分を
もつ非垂直方向へ振動させる媒体面振動駆動制御手段を
設け、その光情報記録媒体の振動途中でトラッキングを
停止したままの状態で前記トラックエラー信号検出光学
系で発生するトラックエラー信号のピーク/ピーク曲線
の最大極大値の位置を検出するトラックエラー信号最大
極大値検出手段を設け、前記光情報記録媒体の振動途中
でフォーカシングを停止したままの状態で前記フォーカ
スエラー信号検出光学系からフォーカスエラー信号を取
込みその信号値が0となる位置を検出するフォーカスエ
ラー信号ゼロ値検出手段を設け、トラックエラー信号の
ピーク/ピーク曲線の最大極大値の位置に対応するフォ
ーカス方向位置からフォーカスエラー信号の値が0とな
る位置までの距離を算出するフォーカスオフセット算出
手段を設けた。なお、ピーク/ピーク曲線とは、極大値
及び極小値をプロットした値から求められる最適近似曲
線のことをいう。
は、レーザ光源から出射されたビームを対物レンズによ
り集光してグルーブの形成された光情報記録媒体の媒体
面上に照射することにより少なくとも情報の記録を行う
と共に、その光情報記録媒体からの反射ビームをトラッ
クエラー信号検出光学系及びフォーカスエラー信号検出
光学系内にそれぞれ導くことによってトラックエラー信
号やフォーカスエラー信号の検出を行う光ピックアップ
装置を対象として、前記フォーカスエラー信号検出光学
系のフォーカス受光素子の初期位置設定の焦点位置制御
を行う初期合焦位置設定装置において、前記焦点位置制
御を行う際には対物レンズ光軸に対して光情報記録媒体
の媒体面を垂直に保ちながらかつその光情報記録媒体を
グルーブ直交方向成分と光軸方向成分との両方向成分を
もつ非垂直方向へ振動させる媒体面振動駆動制御手段を
設け、その光情報記録媒体の振動途中でトラッキングを
停止したままの状態で前記トラックエラー信号検出光学
系で発生するトラックエラー信号のピーク/ピーク曲線
の最大極大値の位置を検出するトラックエラー信号最大
極大値検出手段を設け、前記光情報記録媒体の振動途中
でフォーカシングを停止したままの状態で前記フォーカ
スエラー信号検出光学系からフォーカスエラー信号を取
込みその信号値が0となる位置を検出するフォーカスエ
ラー信号ゼロ値検出手段を設け、トラックエラー信号の
ピーク/ピーク曲線の最大極大値の位置に対応するフォ
ーカス方向位置からフォーカスエラー信号の値が0とな
る位置までの距離を算出するフォーカスオフセット算出
手段を設けた。なお、ピーク/ピーク曲線とは、極大値
及び極小値をプロットした値から求められる最適近似曲
線のことをいう。
【0012】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、媒体面振動駆動制御手段を、ピエゾ電歪
素子と、1軸ステージとより構成した。
発明において、媒体面振動駆動制御手段を、ピエゾ電歪
素子と、1軸ステージとより構成した。
【0013】請求項3記載の発明では、請求項1記載の
発明において、媒体面振動駆動制御手段を、1軸アクチ
ュエータにより構成した。
発明において、媒体面振動駆動制御手段を、1軸アクチ
ュエータにより構成した。
【0014】請求項4記載の発明では、請求項1記載の
発明において、トラックエラー信号最大極大値検出手段
は、トラックエラー信号の極大・極小の各ピーク値のデ
ータを用いた最適近似曲線から最大極大値の位置を求め
た。
発明において、トラックエラー信号最大極大値検出手段
は、トラックエラー信号の極大・極小の各ピーク値のデ
ータを用いた最適近似曲線から最大極大値の位置を求め
た。
【0015】請求項5記載の発明では、請求項1記載の
発明において、フォーカスエラー信号ゼロ値検出手段
は、トラックエラー信号と同時に検出される各フォーカ
ス値のデータを用いた最適近似曲線からフォーカスエラ
ー信号の値が0となる位置を求めた。
発明において、フォーカスエラー信号ゼロ値検出手段
は、トラックエラー信号と同時に検出される各フォーカ
ス値のデータを用いた最適近似曲線からフォーカスエラ
ー信号の値が0となる位置を求めた。
【0016】請求項6記載の発明では、請求項1記載の
発明において、媒体面振動駆動制御手段は、光情報記録
媒体の媒体面を対物レンズ光軸に対して光軸方向とグル
ーブ直交方向との2方向に同時に振動させる2軸アクチ
ュエータにより構成した。
発明において、媒体面振動駆動制御手段は、光情報記録
媒体の媒体面を対物レンズ光軸に対して光軸方向とグル
ーブ直交方向との2方向に同時に振動させる2軸アクチ
ュエータにより構成した。
【0017】
【作用】請求項1記載の発明においては、光情報記録媒
体の媒体面にグルーブ直交方向と光軸方向たるフォーカ
ス方向との両方向を含む合成振動が同時に同期して発生
するため、トラックエラー信号のピーク/ピーク曲線か
らの最大極大値とフォーカスエラー信号からのゼロクロ
ス点とを同時に検出することができ、これによりフォー
カスオフセット量を高速にかつ高精度に算出することが
可能となる。また、傾き角によりトラックエラー信号か
ら媒体面のフォーカス位置の計算を行えるため、フォー
カスオフセット量を常に正確に求めることが可能とな
る。
体の媒体面にグルーブ直交方向と光軸方向たるフォーカ
ス方向との両方向を含む合成振動が同時に同期して発生
するため、トラックエラー信号のピーク/ピーク曲線か
らの最大極大値とフォーカスエラー信号からのゼロクロ
ス点とを同時に検出することができ、これによりフォー
カスオフセット量を高速にかつ高精度に算出することが
可能となる。また、傾き角によりトラックエラー信号か
ら媒体面のフォーカス位置の計算を行えるため、フォー
カスオフセット量を常に正確に求めることが可能とな
る。
【0018】請求項2記載の発明においては、1軸ステ
ージを用いることにより、移動に際してのガタを少なく
させることが可能となる。
ージを用いることにより、移動に際してのガタを少なく
させることが可能となる。
【0019】請求項3記載の発明においては、1軸アク
チュエータを用いることにより、一段と軽量化させ、よ
り高速に振動させることが可能となる。
チュエータを用いることにより、一段と軽量化させ、よ
り高速に振動させることが可能となる。
【0020】請求項4記載の発明においては、最適近似
曲線から、最大極大値の位置を正確に求めることが可能
となる。
曲線から、最大極大値の位置を正確に求めることが可能
となる。
【0021】請求項5記載の発明においては、最適近似
曲線から、0クロスの位置をより正確に求めることが可
能となる。
曲線から、0クロスの位置をより正確に求めることが可
能となる。
【0022】請求項6記載の発明においては、2軸アク
チュエータを用いたことにより、光軸方向とグルーブ直
交方向との2方向のストローク及び周波数などを光ピッ
クアップ部の動作に合わせて容易に変更することが可能
となり、また、アクチュエータによる小型な構成である
ため高速振動が可能となる。
チュエータを用いたことにより、光軸方向とグルーブ直
交方向との2方向のストローク及び周波数などを光ピッ
クアップ部の動作に合わせて容易に変更することが可能
となり、また、アクチュエータによる小型な構成である
ため高速振動が可能となる。
【0023】
【実施例】本発明の一実施例を図1〜図4に基づいて説
明する。なお、従来技術で述べた光ピックアップ装置
(図5参照)と同一部分についての説明は省略し、その
同一部分については同一符号を用いる。
明する。なお、従来技術で述べた光ピックアップ装置
(図5参照)と同一部分についての説明は省略し、その
同一部分については同一符号を用いる。
【0024】まず、本装置の全体構成を図1に基づいて
説明する。ピエゾ電歪素子11を備えたステージ10
(1軸ステージ)と光ディスク5との間には、クサビ状
スペーサ17が介在しており、これによりディスク面5
aに対してステージ10はθだけ傾いた状態で取付けら
れていることになる。ピエゾ電歪素子11はピエゾドラ
イバ18にて駆動制御される。この場合、前記クサビ状
スペーサ17と、前記ステージ10と、前記ピエゾ電歪
素子11と、前記ピエゾドライバ18とは、媒体面振動
駆動制御手段19を構成している。この媒体面振動駆動
制御手段19は、対物レンズ光軸Loに対して光ディス
ク5のディスク面5aを垂直に保ちながらかつその光デ
ィスク5をグルーブ直交方向Xの成分と光軸方向Yの成
分との両方向成分をもつ非垂直方向Zへ振動させる。図
2は、ピエゾ電歪素子11を備えたステージ10の外観
構成を示すものである。
説明する。ピエゾ電歪素子11を備えたステージ10
(1軸ステージ)と光ディスク5との間には、クサビ状
スペーサ17が介在しており、これによりディスク面5
aに対してステージ10はθだけ傾いた状態で取付けら
れていることになる。ピエゾ電歪素子11はピエゾドラ
イバ18にて駆動制御される。この場合、前記クサビ状
スペーサ17と、前記ステージ10と、前記ピエゾ電歪
素子11と、前記ピエゾドライバ18とは、媒体面振動
駆動制御手段19を構成している。この媒体面振動駆動
制御手段19は、対物レンズ光軸Loに対して光ディス
ク5のディスク面5aを垂直に保ちながらかつその光デ
ィスク5をグルーブ直交方向Xの成分と光軸方向Yの成
分との両方向成分をもつ非垂直方向Zへ振動させる。図
2は、ピエゾ電歪素子11を備えたステージ10の外観
構成を示すものである。
【0025】前記ピエゾドライバ18は、トラックエラ
ー信号最大極大値検出手段としてのトラックエラー信号
マトリクス回路20と、フォーカスエラー信号ゼロ値検
出手段としてのフォーカスエラー信号マトリクス回路2
1とに接続されている。前記トラックエラー信号マトリ
クス回路20は、減算器22と、加算器23と、除算器
24と、A/D変換回路25とから構成されている。減
算器22と加算器23とは、トラック受光素子9の受光
面A,Bにそれぞれ接続されている。このトラックエラ
ー信号マトリクス回路20は、光ディスク5の振動途中
でトラックエラー信号検出光学系30で発生するトラッ
クエラー信号Trを検出する。一方、前記フォーカスエ
ラー信号マトリクス回路21は、減算器26と、加算器
27と、除算器28と、A/D変換回路29とから構成
されている。減算器26と加算器27とは、フォーカス
受光素子8の受光面C,Dにそれぞれ接続されている。
このフォーカスエラー信号マトリクス回路21は、フォ
ーカスエラー信号検出光学系31からフォーカスエラー
信号Foを検出する。
ー信号最大極大値検出手段としてのトラックエラー信号
マトリクス回路20と、フォーカスエラー信号ゼロ値検
出手段としてのフォーカスエラー信号マトリクス回路2
1とに接続されている。前記トラックエラー信号マトリ
クス回路20は、減算器22と、加算器23と、除算器
24と、A/D変換回路25とから構成されている。減
算器22と加算器23とは、トラック受光素子9の受光
面A,Bにそれぞれ接続されている。このトラックエラ
ー信号マトリクス回路20は、光ディスク5の振動途中
でトラックエラー信号検出光学系30で発生するトラッ
クエラー信号Trを検出する。一方、前記フォーカスエ
ラー信号マトリクス回路21は、減算器26と、加算器
27と、除算器28と、A/D変換回路29とから構成
されている。減算器26と加算器27とは、フォーカス
受光素子8の受光面C,Dにそれぞれ接続されている。
このフォーカスエラー信号マトリクス回路21は、フォ
ーカスエラー信号検出光学系31からフォーカスエラー
信号Foを検出する。
【0026】前記トラックエラー信号マトリクス回路2
0のA/D変換回路25と、前記フォーカスエラー信号
マトリクス回路21のA/D変換回路29とは、フォー
カスオフセット算出手段としてのパソコン32に接続さ
れている。このパソコン32は、トラックエラー信号T
rのピーク/ピーク曲線の最大極大値の位置からフォー
カスエラー信号Foの値が0となる位置までの距離を算
出する。
0のA/D変換回路25と、前記フォーカスエラー信号
マトリクス回路21のA/D変換回路29とは、フォー
カスオフセット算出手段としてのパソコン32に接続さ
れている。このパソコン32は、トラックエラー信号T
rのピーク/ピーク曲線の最大極大値の位置からフォー
カスエラー信号Foの値が0となる位置までの距離を算
出する。
【0027】このような構成において、本装置を用い
て、フォーカス受光素子8の初期位置設定の焦点位置制
御の方法を図3に基づいて説明する。以下、フォーカス
受光素子8の初期調整手順〜を順次述べていく。
て、フォーカス受光素子8の初期位置設定の焦点位置制
御の方法を図3に基づいて説明する。以下、フォーカス
受光素子8の初期調整手順〜を順次述べていく。
【0028】光ディスク5のフォーカス位置をラフに
合わせる。 トラックエラー信号Trのp−p値の中心値が0とな
るように、トラック受光素子9の位置を調整して固定す
る(なお、ここまでは従来と同じである)。 図3(a)〜(e)における動作を以下順次説明す
る。
合わせる。 トラックエラー信号Trのp−p値の中心値が0とな
るように、トラック受光素子9の位置を調整して固定す
る(なお、ここまでは従来と同じである)。 図3(a)〜(e)における動作を以下順次説明す
る。
【0029】今、ステージ10がZ方向へAsinωt
で振動している時(a)、光ディスク5は、グルーブ直
交方向XにBsinωt(B=Acosθ)の振動と、
フォーカス方向(光軸方向)YにCsinωt(C=A
sinθ)の振動とを合成した合成振動をしているとみ
なすことができる。この時、2分割受光面A,Bをもつ
トラック受光素子9に検出されトラックエラー信号マト
リクス回路20で得られたトラックエラー信号Tr{=
(A−B)/(A+B)}は、(b)に示すように合焦
位置Sでp−p値が最大となる。
で振動している時(a)、光ディスク5は、グルーブ直
交方向XにBsinωt(B=Acosθ)の振動と、
フォーカス方向(光軸方向)YにCsinωt(C=A
sinθ)の振動とを合成した合成振動をしているとみ
なすことができる。この時、2分割受光面A,Bをもつ
トラック受光素子9に検出されトラックエラー信号マト
リクス回路20で得られたトラックエラー信号Tr{=
(A−B)/(A+B)}は、(b)に示すように合焦
位置Sでp−p値が最大となる。
【0030】また、ステージ10の往(復)時におい
て、トラックエラー信号Trを求める際に、2分割受光
面C,Dをもつフォーカス受光素子8に検出されフォー
カスエラー信号マトリクス回路21でフォーカスエラー
信号Fo{=(C−D)/(C+D)}を同時に求め
る。そして、これらトラックエラー信号Trとフォーカ
スエラー信号Foとをパソコン32に送って同時に記憶
する。なお、前記のようにトラックエラー信号Tr、フ
ォーカスエラー信号Foを検出する際は、フォーカシン
グ、トラッキングといった対物レンズ4の追従動作は行
わない。また、ステージ10の振動は、光ディスク5の
グルーブ直交方向には光スポットが複数本のトラックを
横切る程度となり、光ディスク5のフォーカス方向には
焦点深度から逸脱する程度となるような振幅にする。
て、トラックエラー信号Trを求める際に、2分割受光
面C,Dをもつフォーカス受光素子8に検出されフォー
カスエラー信号マトリクス回路21でフォーカスエラー
信号Fo{=(C−D)/(C+D)}を同時に求め
る。そして、これらトラックエラー信号Trとフォーカ
スエラー信号Foとをパソコン32に送って同時に記憶
する。なお、前記のようにトラックエラー信号Tr、フ
ォーカスエラー信号Foを検出する際は、フォーカシン
グ、トラッキングといった対物レンズ4の追従動作は行
わない。また、ステージ10の振動は、光ディスク5の
グルーブ直交方向には光スポットが複数本のトラックを
横切る程度となり、光ディスク5のフォーカス方向には
焦点深度から逸脱する程度となるような振幅にする。
【0031】そのパソコン32では、以下の処理を行
う。トラックエラー信号Trについて、(c)に示すよ
うに極大値aiと極小値bi(i=1〜n)を検出し、
その後、ai−biを各i点について計算し、Trp-p
信号として(d)に示すようにプロットする。このプロ
ットしたデータ値から最適近似曲線T(ピーク/ピーク
曲線)を計算により求め、この最適近似曲線Tについて
Trp-p 信号が最大となるTmax (最大極大値と呼ぶこ
とにする)を探す。この場合、トラックピッチ(グルー
ブに対応する)をPtとすると、i番目のデータの位置
は、i×Ptとなる。なお、横軸は(c)の時間軸
(t)から(d)のグルーブ直交方向位置軸(X)へと
変換される。
う。トラックエラー信号Trについて、(c)に示すよ
うに極大値aiと極小値bi(i=1〜n)を検出し、
その後、ai−biを各i点について計算し、Trp-p
信号として(d)に示すようにプロットする。このプロ
ットしたデータ値から最適近似曲線T(ピーク/ピーク
曲線)を計算により求め、この最適近似曲線Tについて
Trp-p 信号が最大となるTmax (最大極大値と呼ぶこ
とにする)を探す。この場合、トラックピッチ(グルー
ブに対応する)をPtとすると、i番目のデータの位置
は、i×Ptとなる。なお、横軸は(c)の時間軸
(t)から(d)のグルーブ直交方向位置軸(X)へと
変換される。
【0032】一方、そのようにトラックエラー信号Tr
をもとに最適近似曲線Tを求めると同時に、フォーカス
エラー信号Foについても同様にして最適近似曲線F
(ピーク/ピーク曲線)を計算により求め、0クロス点
Fcを探す。なお、(e)の光軸方向位置(Y)は、
(d)のグルーブ直交方向位置にtanθを掛けること
により得ることができる。そして、(d)のTmax から
(e)のFcまでの距離を求めることによって、フォー
カスオフセットΔfを求めることができる。
をもとに最適近似曲線Tを求めると同時に、フォーカス
エラー信号Foについても同様にして最適近似曲線F
(ピーク/ピーク曲線)を計算により求め、0クロス点
Fcを探す。なお、(e)の光軸方向位置(Y)は、
(d)のグルーブ直交方向位置にtanθを掛けること
により得ることができる。そして、(d)のTmax から
(e)のFcまでの距離を求めることによって、フォー
カスオフセットΔfを求めることができる。
【0033】最後に、フォーカスオフセットΔfが0
となるように、フォーカス受光素子8の位置を微調整し
て固定する。このようにしてフォーカス受光素子8の初
期位置設定の焦点位置制御を行うことができる。
となるように、フォーカス受光素子8の位置を微調整し
て固定する。このようにしてフォーカス受光素子8の初
期位置設定の焦点位置制御を行うことができる。
【0034】上述したように、ディスク面5aにグルー
ブ直交方向X(トラッキング方向)と光軸方向Y(フォ
ーカス方向)との両方向を含む合成振動を同時に同期し
て発生させ、トラックエラー信号Trの最適近似曲線T
から得られたTmax 値とフォーカスエラー信号Foから
得られた0クロス点Fcとを同時に検出することによっ
て、フォーカスオフセットΔfを高速にかつ高精度に算
出することができ、これにより、フォーカス受光素子8
の初期位置設定を高精度にかつ短時間に処理することが
できる。また、傾き角θによりトラックエラー信号Tr
からディスク面5aのフォーカス位置の計算を行えるた
め、フォーカスオフセットΔfを常に正確に求めること
ができる。また、本実施例では、ステージ10を1軸ス
テージとしたことにより、移動に際してのガタを少なく
させ高精度な検出を行うことができる。また、最適近似
曲線Tから最大極大値Tmax の位置を正確に求められ、
最適近似曲線Fから0クロス点Fcの位置をより正確に
求められることから、正確なフォーカスオフセットΔf
の算出を行うことができる。
ブ直交方向X(トラッキング方向)と光軸方向Y(フォ
ーカス方向)との両方向を含む合成振動を同時に同期し
て発生させ、トラックエラー信号Trの最適近似曲線T
から得られたTmax 値とフォーカスエラー信号Foから
得られた0クロス点Fcとを同時に検出することによっ
て、フォーカスオフセットΔfを高速にかつ高精度に算
出することができ、これにより、フォーカス受光素子8
の初期位置設定を高精度にかつ短時間に処理することが
できる。また、傾き角θによりトラックエラー信号Tr
からディスク面5aのフォーカス位置の計算を行えるた
め、フォーカスオフセットΔfを常に正確に求めること
ができる。また、本実施例では、ステージ10を1軸ス
テージとしたことにより、移動に際してのガタを少なく
させ高精度な検出を行うことができる。また、最適近似
曲線Tから最大極大値Tmax の位置を正確に求められ、
最適近似曲線Fから0クロス点Fcの位置をより正確に
求められることから、正確なフォーカスオフセットΔf
の算出を行うことができる。
【0035】また、図2のピエゾ電歪素子11を備えた
ステージ10の代わりに、1軸アクチュエータ(図示せ
ず)を用いてもよい。さらに、図4に示すように、2軸
アクチュエータ33を設置することにより、傾斜形状の
クサビ状スペーサ17を設けることなく、光ディスク5
にZ方向への振動を与えることができる。この場合、フ
ォーカスオフセットΔfの量を正確に求めるために、ア
クチュエータのフォーカス方向Yについて予めコイル電
流と変位との関係を測定しておく。このように2軸アク
チュエータ33を設けることにより、高速駆動が可能と
なり、2方向のストローク、周波数などを容易に変更す
ることができる。
ステージ10の代わりに、1軸アクチュエータ(図示せ
ず)を用いてもよい。さらに、図4に示すように、2軸
アクチュエータ33を設置することにより、傾斜形状の
クサビ状スペーサ17を設けることなく、光ディスク5
にZ方向への振動を与えることができる。この場合、フ
ォーカスオフセットΔfの量を正確に求めるために、ア
クチュエータのフォーカス方向Yについて予めコイル電
流と変位との関係を測定しておく。このように2軸アク
チュエータ33を設けることにより、高速駆動が可能と
なり、2方向のストローク、周波数などを容易に変更す
ることができる。
【0036】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、レーザ光源から
出射されたビームを対物レンズにより集光してグルーブ
の形成された光情報記録媒体の媒体面上に照射すること
により少なくとも情報の記録を行うと共に、その光情報
記録媒体からの反射ビームをトラックエラー信号検出光
学系及びフォーカスエラー信号検出光学系内にそれぞれ
導くことによってトラックエラー信号やフォーカスエラ
ー信号の検出を行う光ピックアップ装置を対象として、
前記フォーカスエラー信号検出光学系のフォーカス受光
素子の初期位置設定の焦点位置制御を行う初期合焦位置
設定装置において、前記焦点位置制御を行う際には対物
レンズ光軸に対して光情報記録媒体の媒体面を垂直に保
ちながらかつその光情報記録媒体をグルーブ直交方向成
分と光軸方向成分との両方向成分をもつ非垂直方向へ振
動させる媒体面振動駆動制御手段を設け、その光情報記
録媒体の振動途中で前記トラックエラー信号検出光学系
で発生するトラックエラー信号のピーク/ピーク曲線の
最大極大値の位置を検出するトラックエラー信号最大極
大値検出手段を設け、そのトラックエラー信号から最大
極大値の位置が検出されると同時に前記フォーカスエラ
ー信号検出光学系からフォーカスエラー信号を取込みそ
の信号値が0となる位置を検出するフォーカスエラー信
号ゼロ値検出手段を設け、トラックエラー信号のピーク
/ピーク曲線の最大極大値の位置からフォーカスエラー
信号の値が0となる位置までの距離を算出するフォーカ
スオフセット算出手段を設けたので、光情報記録媒体の
媒体面にグルーブ直交方向と光軸方向たるフォーカス方
向との両方向を含む合成振動が同時に同期して発生さ
せ、トラックエラー信号のピーク/ピーク曲線からの最
大極大値とフォーカスエラー信号からのゼロクロス点と
を同時に検出することによって、フォーカスオフセット
量を高速にかつ高精度に算出することができ、これによ
り、フォーカス受光素子の初期位置の設定を短時間にし
かも高精度に行うことが可能となる。また、媒体面駆動
制御手段は1軸方向の変位でよいため、ガタの少ない、
縦横方向が完全に同期した振動を実現することができる
ものである。さらに、傾き角によりトラックエラー信号
から媒体面のフォーカス位置の計算を行えるため、フォ
ーカスオフセット量を常に正確に求めることができるも
のである。
出射されたビームを対物レンズにより集光してグルーブ
の形成された光情報記録媒体の媒体面上に照射すること
により少なくとも情報の記録を行うと共に、その光情報
記録媒体からの反射ビームをトラックエラー信号検出光
学系及びフォーカスエラー信号検出光学系内にそれぞれ
導くことによってトラックエラー信号やフォーカスエラ
ー信号の検出を行う光ピックアップ装置を対象として、
前記フォーカスエラー信号検出光学系のフォーカス受光
素子の初期位置設定の焦点位置制御を行う初期合焦位置
設定装置において、前記焦点位置制御を行う際には対物
レンズ光軸に対して光情報記録媒体の媒体面を垂直に保
ちながらかつその光情報記録媒体をグルーブ直交方向成
分と光軸方向成分との両方向成分をもつ非垂直方向へ振
動させる媒体面振動駆動制御手段を設け、その光情報記
録媒体の振動途中で前記トラックエラー信号検出光学系
で発生するトラックエラー信号のピーク/ピーク曲線の
最大極大値の位置を検出するトラックエラー信号最大極
大値検出手段を設け、そのトラックエラー信号から最大
極大値の位置が検出されると同時に前記フォーカスエラ
ー信号検出光学系からフォーカスエラー信号を取込みそ
の信号値が0となる位置を検出するフォーカスエラー信
号ゼロ値検出手段を設け、トラックエラー信号のピーク
/ピーク曲線の最大極大値の位置からフォーカスエラー
信号の値が0となる位置までの距離を算出するフォーカ
スオフセット算出手段を設けたので、光情報記録媒体の
媒体面にグルーブ直交方向と光軸方向たるフォーカス方
向との両方向を含む合成振動が同時に同期して発生さ
せ、トラックエラー信号のピーク/ピーク曲線からの最
大極大値とフォーカスエラー信号からのゼロクロス点と
を同時に検出することによって、フォーカスオフセット
量を高速にかつ高精度に算出することができ、これによ
り、フォーカス受光素子の初期位置の設定を短時間にし
かも高精度に行うことが可能となる。また、媒体面駆動
制御手段は1軸方向の変位でよいため、ガタの少ない、
縦横方向が完全に同期した振動を実現することができる
ものである。さらに、傾き角によりトラックエラー信号
から媒体面のフォーカス位置の計算を行えるため、フォ
ーカスオフセット量を常に正確に求めることができるも
のである。
【0037】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、媒体面振動駆動制御手段を、ピエゾ電歪素
子と、1軸ステージとより構成したので、移動に際して
のガタを少なくさせることができ、これにより高精度な
信号処理を行うことができるものである。
明において、媒体面振動駆動制御手段を、ピエゾ電歪素
子と、1軸ステージとより構成したので、移動に際して
のガタを少なくさせることができ、これにより高精度な
信号処理を行うことができるものである。
【0038】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、媒体面振動駆動制御手段を、1軸アクチュ
エータにより構成したので、一段と軽量化を図り、より
高速に振動させることができるものである。
明において、媒体面振動駆動制御手段を、1軸アクチュ
エータにより構成したので、一段と軽量化を図り、より
高速に振動させることができるものである。
【0039】請求項4記載の発明は、請求項1記載の発
明において、トラックエラー信号最大極大値検出手段
は、トラックエラー信号の極大・極小の各ピーク値のデ
ータを用いた最適近似曲線から最大極大値の位置を求め
るようにしたので、最大極大値の位置を正確に求めるこ
とができるものである。
明において、トラックエラー信号最大極大値検出手段
は、トラックエラー信号の極大・極小の各ピーク値のデ
ータを用いた最適近似曲線から最大極大値の位置を求め
るようにしたので、最大極大値の位置を正確に求めるこ
とができるものである。
【0040】請求項5記載の発明は、請求項1記載の発
明において、フォーカスエラー信号ゼロ値検出手段は、
トラックエラー信号と同時に検出される各フォーカス値
のデータを用いた最適近似曲線からフォーカスエラー信
号の値が0となる位置を求めたので、0クロスの位置を
より正確に求めることができるものである。
明において、フォーカスエラー信号ゼロ値検出手段は、
トラックエラー信号と同時に検出される各フォーカス値
のデータを用いた最適近似曲線からフォーカスエラー信
号の値が0となる位置を求めたので、0クロスの位置を
より正確に求めることができるものである。
【0041】請求項6記載の発明は、請求項1記載の発
明において、媒体面振動駆動制御手段は、光情報記録媒
体の媒体面を対物レンズ光軸に対して光軸方向とグルー
ブ直交方向との2方向に同時に振動させる2軸アクチュ
エータにより構成したので、光軸方向とグルーブ直交方
向との2方向のストローク及び周波数などを光ピックア
ップ部の動作に合わせて容易に変更することができ、ま
た、小型化した構成なため高速振動が行えるものであ
る。
明において、媒体面振動駆動制御手段は、光情報記録媒
体の媒体面を対物レンズ光軸に対して光軸方向とグルー
ブ直交方向との2方向に同時に振動させる2軸アクチュ
エータにより構成したので、光軸方向とグルーブ直交方
向との2方向のストローク及び周波数などを光ピックア
ップ部の動作に合わせて容易に変更することができ、ま
た、小型化した構成なため高速振動が行えるものであ
る。
【図1】本発明の一実施例である光ピックアップ装置の
初期合焦位置設定装置の全体構成を示す構成図である。
初期合焦位置設定装置の全体構成を示す構成図である。
【図2】1軸ステージの構成を示す斜視図である。
【図3】初期合焦位置設定の調整手順を示す波形図であ
る。
る。
【図4】2軸アクチュエータの構成を示す正面図であ
る。
る。
【図5】従来の光ピックアップ装置の光学系を示す構成
図である。
図である。
【図6】第一の具体例を示す模式図である。
【図7】トラックエラー信号の様子を示す波形図であ
る。
る。
【図8】第二の具体例を示す段差部の側面図である。
【図9】段差部にビームを照射した状態を示す動作説明
図である。
図である。
【図10】図9に対応するトラックエラー信号の波形図
である。
である。
【図11】図9,10に対応するフォーカスエラー信号
のパルス波形図である。
のパルス波形図である。
1 レーザ光源 4 対物レンズ 5 光情報記録媒体 5a 媒体面 10 1軸ステージ 11 ピエゾ電歪素子 19 媒体面振動駆動制御手段 20 トラックエラー信号最大極大値検出手段 21 フォーカスエラー信号ゼロ値検出手段 30 トラックエラー信号検出光学系 31 フォーカスエラー信号検出光学系 32 フォーカスオフセット算出手段 X グルーブ直交方向 Y 光軸方向 Z 非垂直方向 Lo 対物レンズ光軸 Tr トラックエラー信号 Fo フォーカスエラー信号 T,F 最適近似曲線 Tmax 最大極大値
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/08 G11B 7/085 G11B 7/09 G11B 7/095
Claims (6)
- 【請求項1】 レーザ光源から出射されたビームを対物
レンズにより集光してグルーブの形成された光情報記録
媒体の媒体面上に照射することにより少なくとも情報の
記録を行うと共に、その光情報記録媒体からの反射ビー
ムをトラックエラー信号検出光学系及びフォーカスエラ
ー信号検出光学系内にそれぞれ導くことによってトラッ
クエラー信号やフォーカスエラー信号の検出を行う光ピ
ックアップ装置を対象として、前記フォーカスエラー信
号検出光学系のフォーカス受光素子の初期位置設定の焦
点位置制御を行う初期合焦位置設定装置において、前記
焦点位置制御を行う際には対物レンズ光軸に対して光情
報記録媒体の媒体面を垂直に保ちながらかつその光情報
記録媒体をグルーブ直交方向成分と光軸方向成分との両
方向成分をもつ非垂直方向へ振動させる媒体面振動駆動
制御手段を設け、その光情報記録媒体の振動途中でトラ
ッキングを停止したままの状態で前記トラックエラー信
号検出光学系で発生するトラックエラー信号のピーク/
ピーク曲線の最大極大値の位置を検出するトラックエラ
ー信号最大極大値検出手段を設け、前記光情報記録媒体
の振動途中でフォーカシングを停止したままの状態で前
記フォーカスエラー信号検出光学系からフォーカスエラ
ー信号を取込みその信号値が0となる位置を検出するフ
ォーカスエラー信号ゼロ値検出手段を設け、トラックエ
ラー信号のピーク/ピーク曲線の最大極大値の位置に対
応するフォーカス方向位置からフォーカスエラー信号の
値が0となる位置までの距離を算出するフォーカスオフ
セット算出手段を設けたことを特徴とする光ピックアッ
プ装置の初期合焦位置設定装置。 - 【請求項2】 媒体面振動駆動制御手段は、ピエゾ電歪
素子と、1軸ステージとからなることを特徴とする請求
項1記載の光ピックアップ装置の初期合焦位置設定装
置。 - 【請求項3】 媒体面振動駆動制御手段は、1軸アクチ
ュエータからなることを特徴とする請求項1記載の光ピ
ックアップ装置の初期合焦位置設定装置。 - 【請求項4】 トラックエラー信号最大極大値検出手段
は、トラックエラー信号の極大・極小の各ピーク値のデ
ータを用いた最適近似曲線から最大極大値の位置を求め
ることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置
の初期合焦 位置設定装置。 - 【請求項5】 フォーカスエラー信号ゼロ値検出手段
は、トラックエラー信号と同時に検出される各フォーカ
ス値のデータを用いた最適近似曲線からフォーカスエラ
ー信号の値が0となる位置を求めることを特徴とする請
求項1記載の光ピックアップ装置の初期合焦位置設定装
置。 - 【請求項6】 媒体面振動駆動制御手段は、光情報記録
媒体の媒体面を、対物レンズ光軸に対して光軸方向とグ
ルーブ直交方向との2方向に同時に振動させる2軸アク
チュエータからなることを特徴とする請求項1記載の光
ピックアップ装置の初期合焦位置設定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25389893A JP3287668B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 光ピックアップ装置の初期合焦位置設定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25389893A JP3287668B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 光ピックアップ装置の初期合焦位置設定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07110945A JPH07110945A (ja) | 1995-04-25 |
JP3287668B2 true JP3287668B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=17257625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25389893A Expired - Fee Related JP3287668B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 光ピックアップ装置の初期合焦位置設定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3287668B2 (ja) |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP25389893A patent/JP3287668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07110945A (ja) | 1995-04-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |