JPH02172024A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ビームを用いて光記録媒体に記録あるいは
再生を行なう光学的情報記録再生装置などに主として用
いられる光ヘッドに関する。

（従来の技術） 光学的情報記録再生装置においては、光学ヘッド内の対
物レンズによりレーザ光を集束させて情報トラック上に
微小スポットを形成し、該スポットにて情報トラックを
走査することが行なわれている。

そして、記録・再生を正確に行なうためには該微小スポ
ットを常に十分な合焦情態にて情報トラックに正確に追
従させる必要がある。このため、光学的情報記録再生装
置においては記録媒体への合焦（フォーカシング）状態
と情報トラックに対する追従（トラッキング）状態とを
常時検出し、これらが適正範囲から逸脱しそうになった
場合に、対物レンズを含む移動光学部材を移動制御して
適正なフォーカシング状態、およびトラッキング状態を
維持している。このような７オーカシング制御およびト
ラッキング制御を行なうために、該対物レンズに対して
は直接または間接的にフォー力／ング制御用コイルおよ
びトラッキング制御用コイルが設けられ、フォーカシン
グ状態およびトラッキング状態についての検出信号に基
いて各コイルへの通電量が制御される。

しかし、以上のような制御は７オーカシング状態が所定
範囲内にある時（例えば対物レンズと記録媒体とが所定
値±１μｍの範囲内にある時）にのみ十分良好なのであ
って、フォーカシング制ａをはずしてランダムアクセス
した場合、あるいは記録媒体に付されたキズのためにフ
ォーカシング制御により対物レンズがステップ的に所定
範囲外へと移動した場合には、再び速かに所望のフォー
カシング制御およびトラッキング制御の状態へ復帰する
ことが困難となる。そこで、光学ヘッドの固定側に対し
て対物レンズを含む移動光学部材の位置を検出して、速
かに所定位置（制御基点）へ対物レンズを戻す制御が必
要となる。

このように対物し／；ｆ″の位置を検出するに際して、
測定誤差のない検出装置が既に提唱されている（特願昭
６２−１６６９８５号）。ここでは位置検出用の偏平光
源と、トラックの走査方向に対して直交する２つの方向
について同時検出する、細分割センサのような２方向同
時検出手段とが用いられている。上記偏平光源および２
方向同時検出手段の一方が移動光学部材に、他方が光ヘ
ッドの固定側に設けられ、対物レンズが固定側に対して
移動した結果、所定位置（制御基点）に対して相対的に
どのような２方向の移動ｆを持つかを検出している。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述の検出装置では移動光学部材に対して、光
源あるいはセンサを設けるために、′ば源を接続する′
＃！源供給ラインあるいは信号伝達ラインを用意しなけ
ればならないから、必然的に移動光学部材の重量が増大
し、それだけ、対物レンズの移動応答周波数特性も悪化
する。また、高周波を用いて移動光学部材の移動を行う
場合、′ａ気配線が複雑とな９、また高周波振動による
半田接合部の剥離など、機能不良が発生し易くなるなど
の欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、上記事情にもとづいてなされたもので、移動
光学部材に対してはミラーあるいはスリットなどの標点
を配置するだけにして、光源および検出手段を光学ヘッ
ドの固定側に設けることにより、移動光学部材の２方向
移動を同時に１つの検出手段で検出できる構成であると
共に、移動光学部材の＠量軽減を図り、対物レンズの移
動応答周波数特性を改善し、また、上記検出手段のため
の電気配線構造を移動光学部材から除去し、通電不良な
どの原因を除いた光学ヘッドさ提供することを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） このため、本発明では、光学系に、対物レンズを含む移
動光学部材を有し、該移動光学部材を移動制御してオー
トトラッキングおよびオートフォーカシングを行うと共
に、上記移動光学部材の移動量をトラックの走査方向に
対して直交する２つの方向について同時検出する２方向
同時検出手段を具備する光学ヘッドにおいて、上記２方
向同時検出手段は移動光学部材と一体的に移動する保持
部材に光反射または透過形の標点を設け、固定位置に上
記標点を照明する光ビーム照明手段および標点からの反
射光または透過光を受光する光センサを具備している。

（作用） したがって、移動光学部材には標点のみが設けられ、光
源、光センサは光学ヘッドの固定位置に設けられるので
、移動光学部材の重量が巖減でき、対物レンズの移動応
答周波数特性が改善されると共に、この検出手段におけ
る電気配線構造を移動光学部材から除去しているから、
高周波振動にともなう通電不良の原因が除かれる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。第１図において、符号２７は光源としての半導体
レーザであり、２８はコリメータレンズであり、２９は
光ビーム整形プリズムであり、３０は光束分割のための
回折格子であり、２゜は第１のビームスプリッタであり
、２５は反射プリズムであり、２６は対物レンズであり
、２１は非点収差集光レンズ系であり、２２〜２４は第
１の光検出器である。

しかして、半導体レーデ２７から発せられた光ビームは
発散光束でコリメータレンズ２８に入射され、該レンズ
により平行光束とされる。該平行光束は光ビーム整形プ
リズム２９により所定の光強度分布に整形され次上で、
回折格子３０に入射され、該回折格子３０により有効な
３つの光ビーム（０次回折光および±１次回折光）に分
割される。これら３つの光ビームは次いで、第１のビー
ムスプリッタ２０に入射して、光ビームの一部を第２の
スプリッタＧ１の方向に分岐し、他の部分乞透過直進さ
せ、更に反射プリズム２５により反射させて対物レンズ
２６へ入射する。上記対物し／ズ２６を通過した光ビー
ムは対物レンズ２６の働きで集束され、光カード（記録
媒体）１上に３つの微小光ビームスボッ）Ｓ＋（＋１次
回折光に対応する）、Ｓ２　（０次回折光に対応する）
、およびＳ、（−１次回折光に対応する）を形成する。

上記光ビームスポットＳｌ、Ｓ３は隣接するトラッキン
グトラック３上に位置し、光ビームスポットＳ、は該ト
ラッキングトラック間の情報トラックＴにおいて情報信
号に応じた情報ピッ）Ｐを形成あるいは記録された情報
ピッ）Ｐを読取りのために走査する。そして、光カード
上に形成されている光ビームスポットからの反射光は第
１図に示すように対物レンズ２６を通ってほぼ平行光束
とされ、反射プリズム２５で反射され、第、１のビーム
スプリッタ２０に戻る。ここでは、上記反射光束は反射
されて集光レンズ系２１により集光され、第１の検出器
２２，２３．２４に入射される。上記検出器２２．２４
は±１次回折光に対応する光ビームスポットを検出して
トラッキング制（財）に供せられ、上記検出器２３は０
次回折光に対応する光ビームスポットを検出して記録情
報の読取９およびフォーカシング制御に供せられる。こ
の場合、上記検出器２３は４分割光検出器である（第２
図参照）。

情報トラックＴの走査のために、ここに示す光学的情報
記録再生装置では、光カード１は光カード駆動機構（図
示せず）によって、Ｒ方向に往復移動され、光学ヘッド
２００に対しての相対的移動（Ｘ方向）を達成する。ま
た、検出器２２．２３゜２４の検出結果に基いて、電磁
気駆動手段（図示せス）が動いて、オートフォーカス、
オートトラッキングサーフＩｅが実行され、対物レンズ
２６をＡＦ方向（２方向）およびＡＴ力方向Ｙ方向）へ
と移動する。

また、先述のようにビームスプリッタ２０で第２のビー
ムスシリツタＧ１に向は分岐された光ヒームは、上記ビ
ームスプリッタＧ１における分割面Ｇｌａで結像レンズ
Ｇ２の方向と、上記ビームスｆ　１７クタＧ１の一部で
構成される全反射ミラーＧｌｂの方向とく分割される。

なおここで、結像レンズＧ２の方向に分割され次光ビー
ムは、上記結像レンズＧ２で情報トラック選択時の光学
ヘッド２００の移動量を検出するリニヤＣＣＤ　２０２
の受光ニレメン）　２０２ａに結像されるが、本発明の
主旨から外れるので、詳細な説明は省略する。

そして、全反射ミラーＧｌｂで反射される光ビームｔは
、対物レンズ２６に対して一体的に（あるいは対物レン
ズ２６と一体的に移動する移動光学部材に）設けられた
反射プリズムＧ３に向けられる。この光ビームｔの方向
は対物レンズ２６の移動方向Ｙと平行である。また、上
記反射プリズムＧ３はその斜面Ｇ３ｂが光ビームｔの進
行方向に対して４５°傾斜した状態に配置されており、
斜面Ｇ３ａの略中夫に四辺形の反射ミラーＧＭを構成し
ていて、この反射ミラー０Ｍ以外は光透過性になってい
る。この反射ミラーＧＭは本発明でいう“標点”である
。なおこの場合、上記光ビームｔの光束径はＸおよび２
方向に関して、上記標点よりも大きく設定されていて、
対物レンズ２６がＸおよび２方向に移動しても、その光
束径内に上記標点が存在できるようになっている。この
ために、上記反射ミラーＧＭに対して４５°で対向した
（Ｘ方向に向けられた）光センサ２０１には常に反射ミ
ラーＧＭの形状に対応した形状の光ビームスポットが投
影されて像２０１ａを形成することになる。

上記光センｆ２０１は四分割センサであり、２つの方向
（Ｙおよび２）を同時に検出できる検出手段の基本部分
を構成する。このような構成は第３図および第４図に具
体的に表示されている。上記光センサ２０１は上下、左
右に分割線２０１ｂ。

２０１ｃで分割した四個の領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを具備し
ており、上記反射ミラーＧＭからの投影像２０１ｍはこ
の全ての領域に亘って投影される。上記光セ／す２０１
の各領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄにおける投影像２０１ａの投影
面積によって、各領域Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄからの出力は異なる。今、上記反射ミラーＧ
Ｍの形状を正方形とし、その中心が光センナ２０１の両
分割線２０１ｂ、２０１ａの交点にあって、その位置が
対物レンズ２６の所定位置（制量基点）であるとすれば
、第５図に示されるように、対物レンズ２６の移動量Ｘ
μｍと光セン？２０１の出力ΔＶが直線的（−次間数的
）な関係となる。

このため、電気的な演算処理が仕易くなる。しかし、そ
の点を除けば、投影像２０１ａは他の形状、例えば多角
形１円形でもよい。

第４図に示されるように、領域Ａ−Ｄの出力はそれぞれ
（Ａ＋Ｂ　）　、　（Ｃ＋Ｄ　）および（Ａ＋Ｃ）、（
Ｂ＋Ｄ）の四種類の組合わせで、２つの差動アンプＥｌ
、１２に入力させれば、差動アンプＥ１には（Ａ＋Ｂ）
、（Ｃ＋Ｄ）の出力が入力され、差動アンプＥｌ内で（
Ａ＋Ｂ　）　−（Ｃ＋Ｄ　）の演算が行なわれる。

この結果、対物レンズ２６の駆動回路Ｅ３にはＡＦ’方
向への誤差電圧として出力される。また、差動アンｆＥ
２には（Ａ＋Ｃ）、（Ｂ＋Ｄ）の出力が入力され、差動
アンプＥ２内で（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算が行なわ
れ、その結果、対物レンズ２６の駆動回路Ｅ３にはＡＴ
力方向の誤差電圧として出力される。

ＡＰ方向、ＡＴ力方向れぞれの検出信号は対物レンズ２
６の移動量に応じた誤差電圧として出力されるために、
上記■動回路Ｅ３で誤差電圧に応じた・セルス幅のｒゾ
タル信号に変換し、これをＭＰＵ　Ｅ　４へ入力する。

ＭＰＵ　Ｅ　４では入力された。４ルス幅をＭＰＵ内の
基準クロックパルスと比較して、何・２ルス分に対応す
るか演算して、その結果で対物レンズ２６のＹ、Ｚ方向
の移動ｉｔを決定する。

ここで、基準クロックツ９ルスの１７ぐルス分が対物レ
ンズ２６の移動量として何μｍに相当するかは予め定め
られているのは、第５図からも明らかなように当然のこ
とである。

なお、第５図に示す誤差電圧ΔＶと対物レンズ２６の移
動量Ｘμｍとの関係は直線的なので、係数を予め定めて
置けばＭＰＵ　Ｅ　４で簡単に演算によって求められる
が、投影像が円形などの場合には、Ｘμｍに対応したΔ
Ｖの値を予めＭＰＵ　Ｅ　４のメモリに記憶させて置い
て、これを検出値でアドレスさせるようにする必要があ
る。

このように、対物レンズ２６の移動量が上述の四分割セ
ンサのような光センチを用いることで２方向同時に検出
できることになる。

第６図は本発明の第２の実施例を示しており、ここでは
、反射プリズムＧ３の斜面に設けられ九反射面ＧＭが第
１の実施例と相違しており、投影像２０１ａが円形とな
るように楕円形状をしている。

また、反射面ＧＭを照明する光ビームＬは、第１の実施
例の光源とは別の第２の光源２１０から得るようになっ
ており、コリメータレンズＧ１０を介して平行光束とな
っている。なお、光センナ２０１は第１の実施例と同様
である。

第７図は本発明の第３の実施例であって、対物レンズ２
６と一体的に移動する遮光板２０３の一部に開口部２０
４を設け、この開口部２０４を十分に照明する大きさの
光束で光ビームｔが照射される。また、この開口部２０
４に対峙して、四分割センナ２０１が配置されていて、
第１の実施例と同様に、上記開口部２０４の投影像が光
センサ２０１に投影される構成である。

これら、第２および第３の実施例も、第１の実施例と同
じ機能を発揮できることはあえて説明するまでもない。

（発明の効果） 本発明は以上詳述したようになり、対物レンズを含む移
動光学部材には標点のみを設け、固定側に光源および光
センサを設ける構成にしたので。

対物レンズの２方向を同時に検出する２方向同時検出手
段として、上記移動光学部材に重量的な負担をかけるこ
となく、その軽減ができ、また、移動部材に光源あるい
はセンナを設けて、これへの電気配線構造を持たせる必
要がないので、電気配線構造が簡単となり、また高周波
振動などによる通′亀不良などの事故原因を除くことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図検出器の構成図、第３図（３−１）ないしく３−５）
は第２の検出手段の機能を説明するための構成図、第４
図は第２の検出手段の回路構成図、第５図は検出方法の
説明のためのグラフ、第６図および第７図（、）　、　
（１，）はそれぞれ別の実施例の斜視図、縦断面図、お
よび平面図である。 ２００・・・光ヘッド、Ｇｌ・・・第２のビームスプリ
ッタ、Ｇ３・・・反射プリズム、ＧＭ・・・反射ミラー
（標点）、２０１・・・四分割センナ（光センサ）、ｔ
・・・照明光ビーム、２１０・・・光センサ、Ｇ１０・
・・コリメータレンズ、２０４・・・開口部 代理人　弁理士　山　下　穣　平 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光学系に、対物レンズを含む移動光学部材を有し、該
   移動光学部材を移動制御してオートトラッキングおよび
   オートフォーカシングを行うと共に、上記移動制御によ
   る移動光学部材の移動量をトラックの走査方向に対して
   直交する２つの方向について同時検出する２方向同時検
   出手段を具備する光学ヘッドにおいて、上記２方向同時
   検出手段は、移動光学部材と一体的に移動する保持部材
   に光反射または透過形の標点を設け、固定位置に上記標
   点を照明する光ビーム照明手段および標点からの反射光
   または透過光を受光する光センサを具備していることを
   特徴とする光学ヘッド。