JPH0237529A - レンズ位置検出器 - 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光学記録媒体に照射し、光学的に情
報を記録再生する光情報処理装置に関し、特に光情報処
理装置の集光レンズ付きアクチュエータのレンズ位置検
出器に関するものである。

〔従来の技術と解決すべき課題〕

光ビームを用いた光情報処理装置、例えば光デイスク装
置において、情報の記録された目標トラックに光スポッ
トを位置決めするには、まず光学ヘッド自身を目標トラ
ック付近へ粗な位置決めをする。次に光デイスク上にあ
らかじめ付加された案内溝からの誤差信号を用いて光ス
ポットを光ディスクの半径方向に駆動して案内溝を追跡
する。

この案内溝を追跡する方法には集光レンズを駆動する方
法、可動ミラーを用いる方法がある。

以下、集光レンズを用いた光デイスク装置を例に従来技
術の問題点を述べる。

集光レンズを２軸に駆動するアクチュエータを用いる場
合、長い距離のトラック間移動では、光学ヘッド自身に
大きな加減速を受けることになるため、光学ヘッド内の
２軸のアクチュエータがバネ等によりヘッドベースに支
持されているときには、集光レンズ位置が大きく変位す
る。特に減速時、すなわち、光学ヘッドが粗位置決めさ
れた後に発生する集光レンズの減衰振動によって、光ス
ポットも同様にトラッキング方向に減衰振動をする。こ
のように減衰振動が発生すると、その減衰振動がある程
度おさまってからでないと光スポットの精密位置決めが
行えず、光スポットの目標トラックへの位置決めが遅く
なる。さらに、この加減速によって集光レンズ位置が大
きく変位すると、集光レンズの収差やけられ等の光学特
性に悪影響を及ぼし、焦点制御がはずれる可能性がある
。

そこで、これらの欠点を取り除くためアクチュエータの
変位検出の必要性があるが、従来では第６図（特願昭筒
６１−００２４４１号明細書；レンズアクチュエータ）
に示すように、アーム３０にフォーカス支持バネ°３１
を介して連結された、集光レンズ３２を保持する可動部
３３の一部を反射対象物として、可動部３３のフォーカ
ス方向（矢印３４）に対してはほぼ一定で、トラッキン
グ方向（矢印３５）に対しては互いに逆極性で出力が変
化するように、２個の反射型近接センサ３６．３７を設
置し、各々の出力を差動増幅器３８で差動増幅すること
によりレンズ位置誤差信号を検出していた。なお、第６
図において（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

しかしながら、この装置の反射型近接センサは、発光ダ
イオードと光検出器を一体型にしたものが２組構成にな
っているため左右の信号のバランスをとるのが難しいこ
と、検出感度が低いこと、位置に対する線形領域が余り
大きくとれないことなどの欠点がある。また、フォーカ
ス方向も同時にレンズ位置を検出する場合にはさらに２
組の反射型近接センサを必要とするなど構成が複雑にな
り小型化は難しい。

本発明の目的は、前述の如き欠点を改善して集光レンズ
付きのアクチュエータの位置誤差の検出特性を著しく向
上させ、構成が容易で安定な位置検出を行えるレンズ位
置検出器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、光ビームを光学記録媒体に照射し光学的に情
報を記録再生する装置のアクチュエータを用いた光学ヘ
ッドのレンズ位置検出器において、光学ヘッドの情報の
記録再生に寄与しない余剰光を利用した光源と、 この光源の光軸上に配置された、集光レンズを保持する
アクチュエータに取り付けられた反射型回折格子と、 この反射型回折格子により反射した回折光を検出する分
割型光検出器と、 この分割型光検出器の出力を差動増幅する差動増幅器と
を備え、 前記アクチュエータの移動に対応した２軸方向の位置誤
差信号を前記差動増幅器から得ることを特徴としている
。

〔作用〕

本発明では、光ヘッドのレーザから発し媒体面上に照射
する光ビームのうちの情報の記録再生に寄与しない余剰
光を光源とし、この光源から発した光束を面内方向に曲
率を持つ反射型回折格子に照射し、そのＯ次回折光と±
１次回折光を分割型の光検出器で受光することにより、
集光レンズの位置誤差信号を高精度、高感度に検出する
ことが可能となり、この位置誤差信号を用いて従来から
知られている２段サーボシステムの使用によりアクセス
タイムを大きく短縮することが可能となる。

また、この位置誤差信号はトラック方向とフォーカス方
向の２方向を同時に測定できるため、サーボ追従時にデ
ィスク自体の持つ機械的特性、すなわち面振れ量や、偏
芯量を容易にしかも精度よく検出することが可能となり
、ディスク基板の評価検討にも寄与できることになる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明のレンズ位置検出装置の一実施例であり
、第１図（ａ）は側面図を、第１図（ｂ）は平面図を示
している。

本実施例は、光ビームを光学記録媒体に照射し光学的に
情報を記録再生する装置のアクチエエータを用いた光学
ヘッドのレンズ位置検出器であり、光源と、光源の光軸
上に光源側から順に配置された、アクチュエータ可動部
２に取り付けられた反射型回折格子７と、反射したＯ次
回折光と±１次回折光を検出する分割型光検出器８と、
この分割型光検出器の出力を差動増幅する差動増幅器９
とを備え、前記アクチュエータの移動に対応した位置誤
差信号を差動増幅器９から得るようにしている。

光源としては光ヘッドの集光レンズ１の前段にビームス
プリッタ３を配置し、レーザ（図示せず）から発したレ
ーザ光４の透過光５、すなわち情報の記録再生に寄与し
ない余剰光を利用し、この透過光側に、４５°傾けてア
クチュエータの可動方向を検出する方向に反射型回折格
子７を設置する。

この回折格子に入射した平行光は回折され、その反射回
折光であるＯ次回折光と±１次回折光を分割型光検出器
８によって受光し、差動増幅器９でそれぞれ差動検出す
ることで、アクチュエータ可動部２の位置誤差信号を検
出する構成となっている。

なお第１図（ａ）において、６は光ディスク、１０は可
動部２のフォーカス方向の移動方向を示し、第１図（ｂ
）において、１１は可動部２のトラッキング方向の移動
方向を示している。

第２図には、反射型回折格子７の一構成例を示す。この
回折格子は例えばガラスや透明なプラスチックを基板材
料にし、反射率の高い反射膜を塗布した反射型の位相回
折格子と呼ばれるもので、第２図（ａ）は反射膜側から
見た平面図であり、第２図（ｂ）は第２図（ａ）でのＡ
−Ｂ軸での断面図である。回折格子は、格子間隔をｄ、
光の波長をλ、ｎを整数とすればｄ＝ｓ　ｉｎθ＝ｎλ
の関係の成り立つθ方向で回折強度が最大となる。

例えばこの回折格子は第２図に示すような曲率を持ち１
ｍｍ当り１２００本程度０回折溝１２を持つもので構成
される。この回折格子７を用いて可動部２の位置検出を
行うときには、光ディスク６のトラッキング方向に第２
図（ａ）のＣ−Ｄ軸が平行になるように回折格子７を可
動部２に接合させる。

第３図は回折格子７を用いた位置検出の原理を説明する
ための図である。第３図（ａ）では、可動部２に接合さ
れた反射型回折格子７が矢印１３で示すフォーカス方向
に変位したときのレーザ光４のＯ次回折光１４の移動の
様子を示したものである。

同様に第３図（ｂ）では、可動部２に接合された回折格
子が矢印１６で示す光ディスクのトラック方向に変位し
たときの±１次回折光１７．１８の移動の様子を示した
ものである。すなわち、第３図（ａ）において回折格子
７が上方に移動するとＯ次回折光１４は矢印１５の方向
において左側に移動し、回折格子７が下方に移動すると
０次回折光１４は矢印１５の方向において右側に移動す
る。また第３図（ｂ）において、回折格子７が矢印１６
で示す方向に移動すると、＋１次回折光１７は矢印１９
の方向に移動し、−１次回折光１８は矢印２０の方向に
移動する。また、回折格子７が逆方向に移動すると、±
１次回折光１７、１８はそれぞれ上述の方向とは逆の方
向に移動する。

したがって、以上のように移動変化するＯ次回折光およ
び±１次回折光の位置を検出すれば可動部２の位置検出
が可能となる。

第４図には分割型光検出器８の一構成例を示す。

この分割光検出器は、光検出部３１．　Ｓ２．　Ｓ３．
　Ｓ４゜Ｓｓ、Ｓｂを有しており、光検出部Ｓ、と８２
は分割線２１で分割されており、光検出部Ｓ、と８４は
分割線２２で分割されており、光検出器Ｓ、と３６は分
割線２３で分割されている。

光検出部Ｓ＋、Ｓｚは＋１次回折光１７を検出し、光検
出部Ｓｊ、Ｓ、は一１次回折光１８を検出し、光検出部
Ｓｓ、ＳｂはＯ次回折光１４を検出する。

光検出部Ｓ５．３６は第３図（ａ）に対応して可動部２
のフォーカス方向に対する位置信号を出力する。また、
光検出部Ｓ＋、ＳｔまたはＳ３．Ｓ４は第３図（ｂ）に
対応して可動部２のトラッキング方向に対する位置信号
を出力する。

これらの位置信号はそれぞれ差動増幅器９によって差動
増幅され、５ｓＳａによってフォーカス方向の位置誤差
信号を検出でき、（Ｓ、　ｓｚ）または（Ｓ３　　Ｓ４
）によってトラッキング方向位置誤差信号を検出できる
。このとき、±１次回折光１７、１８が光検出器からは
ずれないように光検出部の寸法を決定しておく必要があ
る。また、このとき（Ｓ＋＋３４）−（Ｓｚ＋Ｓ＋）の
演算によってもトラッキング方向の位置誤差信号を検出
することができる。このときには、熱的な変動や経時変
化に対しても上記の差動検出に比べ安定な検出ができる
ことになる。

第５図には例えばトラッキング方向の可動部２のレンズ
位置誤差信号を示す。横軸は可動部２のトラッキング方
向の位置（相対レンズ位置）、縦軸は位置誤差信号を示
す。この図で分かるように、回折格子７の曲率をＣＩ、
Ｃ２，Ｃ３と変化させることで位置誤差信号の検出感度
は変化する。したがって、実際のレンズ位置検出器を搭
載したアクチュエータの回折格子では、２段す−ボ信号
として位置誤差信号が十分に得られる感度構成にするた
め回折格子の曲率が決められる。

以上の実施例では、曲率を持つ回折格子に平行光束を入
射させる構成にしたが、集光光束を入射させる構成にし
ても同様な位置誤差信号を得ることができる。また、回
折格子自体にフレネルレンズの作用を持たせた構成にし
てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のレンズ位置検出器は、回折
格子および光検出器といった非常に簡単な部材で安価に
構成できる。また、光ヘッドのレーザ光のうち情報の記
録再生に寄与しない余剰光を光源としているため、従来
のようにＬＥＤなど別の光源系を必要とせず、かつ光パ
ワー、光のコヒーレンス性など質、量ともに良好な光源
を使用できるため、高精度で高感度な２方向の位置誤差
信号を検出できる利点を有する。

この位置誤差信号を用いて従来から知られている２段サ
ーボシステムの使用により、光ヘッドのアクセスタイム
を大きく短縮することが可能となる。

また、このレーザ位置検出器はトラック方向とフォーカ
ス方向の２方向の位置誤差を同時に測定できるため、サ
ーボ追従時にディスク自体の持つ機械的特性、すなわち
面振れ量や、偏芯量を容易にしかも精度よく検出するこ
とが可能となり、ディスク基板の評価検討にも寄与でき
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレンズ位置検出器の一実施例を示す図
、 第２図は本発明に係る回折格子の一構成例を示す図、 第３図は曲率を持つ回折格子を用いた位置検出の原理を
説明するための図、 第４図は本発明に係る分割型光検出器の一構成例を示す
図、 第５図はレンズ位置誤差信号を説明するための図、 第６図は従来型の１軸のレンズ位置検出器を示す図であ
る。 １・・・・・集光レンズ ２・・・・・可動部 ３・・・・・ビームスプリンタ レーザ光 透過光 光ディスク 反射型回折格子 分割型光検出器 差動増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを光学記録媒体に照射し光学的に情報を
   記録再生する装置のアクチュエータを用いた光学ヘッド
   のレンズ位置検出器において、光学ヘッドの情報の記録
   再生に寄与しない余剰光を利用した光源と、 この光源の光軸上に配置された、集光レンズを保持する
   アクチュエータに取り付けられた反射型回折格子と、 この反射型回折格子により反射した回折光を検出する分
   割型光検出器と、 この分割型光検出器の出力を差動増幅する差動増幅器と
   を備え、 前記アクチュエータの移動に対応した２軸方向の位置誤
   差信号を前記差動増幅器から得ることを特徴とするレン
   ズ位置検出器。