JPH03113835A - 光ピックアップの対物レンズ位置検出装置 - 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、光ピックアップの対物レンズ位置検出装置に
係り、特に光ピックアップに組み込んで使用する信号処
理による対物レンズの位置センサに関するものである。

〔従来の技術〕

光ピックアップは、光ディスクの情報トラックから情報
を光学的に読み取るために、対物レンズの焦点を光ディ
スクシこ合わせるようにしなければならない。このため
に対物レンズをフォーカス方向（光軸方向）と光ディス
クのトラックに追従させるためにトラッキング方向く光
軸と直交方向）に移動させる光スポツト走査装置を設け
である。

この場合、光ピックアップは光デイスク半径方向に異な
るトラック間を高速移動してアクセスし、情報トラック
から情報の検索を行うことが要求される。そしてこの時
トラッキングサーボを切って光ピックアップを高速移動
させるため、対物レンズがトラック方向に振動してしま
い所要のトラック近傍に到達しても対物レンズが振動し
、トラッキングサーボの再引き込みを行う際、トラッキ
ングサーボが不安定となってしまう。

こうした不要な対物レンズの振動を抑制するための手段
として、対物レンズのトラッキング方向の移動量を検出
してサーボをかける手段がこれまでにも各種提案されて
いる。このうち実開昭６２−１１２３０号公報には対物
レンズの移動量を検出するための位置センサが記載され
ている。第７図は、前記従来例を含めた位置センサの概
要図である。Ａは平面図であり、Ｂは対物レンズと遮光
板２３の側面図であり、Ｃは受光部２１の正面図である
。

発光素子２０と２分割の受光素子２１との間には対物レ
ンズ２２と一体動するようにされた遮光板２３を介在さ
せ遮光板２３の動きに応じて２分割の受光素子２１上に
遮光板２３の影を形成するようにしである。

これは対物レンズ２２がトラックの中央に位置している
場合、つまり遮光板２３が２分割の受光素子（フォトダ
イオード）２１の中央に影を形成している場合は、両受
光素子２１の出力電圧は等しくなり差動アンプ２４の出
力はゼロとなる。対物レンズ２２がトラッキング方向に
移動し遮光板２３の影の位置が受光素子２１のいずれか
側へずれると、両受光素子２１の出力に偏差が生じ、対
物レンズ２２のトラッキング方向への移動量に比例した
出力が差動アンプに生じる。これをトラッキング方向移
動信号として対物レンズの振動を抑える等の制御に利用
するのである。なお、２５は電源である。

こうしたセンサーは、トラッキング制御ループにおいて
アクチエエータのダンピング調整や光ディスクの偏芯検
出などにおいても応用することにより、光ピックアップ
の各種サーボ系の安定化を図ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような光学的手段を用いたトラッキング方向の位置
センサは、信号処理が容易であるため光ピックアップの
対物レンズ移動量の検出に適用されることが多い。しか
しながら、この種の移動量検出装置は対物レンズと一体
動する別部品のトラッキング方向の動きを介して検出し
ているので、次のような不具合がある。

つまり、対物レンズの動きと遮光板等の動きがトラッキ
ング方向のみの場合においては、１対１で対応している
ため問題は生じないが、トラッキング方向以外の動きが
加わった場合は、１対１の対応がつかなくなり正確な検
出ができなくなるのである。例えば、第８図に示すよう
な対物レンズ２２を保持するホルダ２６がピックアップ
本体の固定部２８に、支持部材２７を介して駆動可能に
支持されている対物レンズ駆動装置においては、トラッ
キング制御やフォーカシング制御を行う場合、駆動部の
駆動力が作用する中心点と重心位置が正確に一致せず、
両者の距離に応じた回転トルクがトラッキング方向とフ
ォーカシング方向の双方に直交する方向の軸線回りに生
じる。すると第９図に示すように対物レンズ２２が回動
してしまうのである。

Ａ図、Ｂ図は、相互に反対方向に回動している状態を示
しているが、Ｘで表示される分が従来の位置センサで検
出できない対物レンズ２２のトラッキング方向の移動量
である。

従来の位置センサでは、対物レンズと遮光板等は所定の
距離を隔てて設けであるため、上記のような回動が生じ
てしまうと対物レンズのトラッキング方向の動きと遮光
板等のトラッキング方向の動きが一致しなくなり、対物
レンズの位置検出が正確に行えずひいては対物レンズの
各種制御に不具合が生じるのである。

また、特開昭６２−１４５５３４号公報には対物レンズ
のフォーカス方向、トラッキング方向の位置信号を得る
光ヘッドについて提案されている。この光ヘッドにおい
ても、駆動部が作用する中心点と重心位置がずれを生じ
るため対物レンズの回動によるトラッキング方向の移動
量（第９図におけるＸ分）が検出できないため、対物レ
ンズの位置検出が正確に行えないのである。

本発明は、上記不具合を解決すべく提案されるもので、
対物レンズ駆動装置にトラッキング方向、フォーカシン
グ方向双方に直交する方向の軸線回りの回動が生じても
、対物レンズのトラッキング方向位置検出を適正に行う
ことのできる光ピックアップの対物レンズ位置検出装置
を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および作用〕本発明は、上
記目的を達成するために対物レンズの位置を検出するた
めの光源および該光源からの光束を受光する受光手段を
有する光ピックアップの対物レンズ位置検出装置におい
て、対物レンズのトラッキング方向の移動量を検出する
手段、および対物レンズのトラッキング方向とフォーカ
シング方向との双方と直交する方向の軸線回りの回転量
を検出する手段、および両検出手段による移動量を加減
算する手段を設けたものである。

このように対物レンズの回動をも検出するようにし、さ
らに対物レンズのトラッキング方向の移動量に回動によ
るトラッキング方向の変位分を加算あるいは減算するよ
うにしたので、精度の良いトラッキング方向位置検出が
可能となる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の第１実施例を示したもので発光素子
１と、発光素子１からの光束を受光するように４個のフ
ォトダイオードＰＤＩ、Ｐ口２、ＰＯ２、ＰＯ２を有す
る受光素子２を発光素子１の光軸と受光素子２の２本の
分割線の交点とが交わるように設けている。対物レンズ
３はレンズホルダ４に固定してあり、レンズホルダ４は
光ピックアップの固定部６に支持部材７を介してトラッ
キング方向、フォーカシング方向に移動可能に支持され
ている。

一方、発光素子１と受光素子２との間にはレンズホルダ
４と一体動するように固定しである遮光具５が介在して
いる。

第２図は、対物レンズの移動量を検出するための回路を
示したもので、受光素子２にはＰＤＩ〜ＰＤ４からの信
号を入力し加算する加算器８．９．１０．１１を接続し
、加算器には入力した信号を比較し出力する差動アンプ
１２．１３を接続し、差動アンプ１３にはゲイン補正ア
ンプ１５を接続し、差動アンプ１２、ゲイン補正アンプ
１５には加算器１４を接続している。加算器８はＰＤＩ
とＰＯ２の和信号を、加算器９はＰＯ２とＰＯ２の和信
号を、加算器１０はＰＤＩとＰＯ２の和信号を、加算器
１１はＰＯ２とＰＯ２の和信号を出力する。差動′アン
プ１２は加算器日の出力と加算器９の出力の偏差を、差
動アンプ１３は加算器１゜の出力と加算器１１の出力の
偏差を出力する。ゲイン補正アンプ１５は差動アンプ１
３の出力をある倍率に変換して出力する。加算器１４は
、差動アンプ１２の出力とゲイン補正アンプ１５の出力
の和信号を出力する。

第３図Ａ、Ｂ、Ｃは、受光素子２と遮光具５の影の形成
状態を示したものである。発光素子１、受光素子２、遮
光具５は対物レンズ３が中立位置にある時、加算器１４
の出力がゼロとなるように相互のトラッキング方向の位
置合わせがなされている。

このように構成している本実施例により、対物レンズ３
の位置検出をするには次のようにして行う。先ず対物レ
ンズ３が中立位置にある場合は、第３図Ａに示すように
発光素子１からの光束は遮光具５により遮られ、ＰＤＩ
〜ＰＤ４の全体に均等に影を形成するので各ＰＤからの
出力は等しく、加算器１４の出力はゼロとなる。

次に対物レンズ３がトラッキング方向に変位すると、第
３図Ｂに示すように遮光具５は対物レンズ３の変位とと
もに一体動するので、受光素子２に形成される影は変位
する。この状態においては、ＰＤＩとＰＯ２からの出力
が等しく増加し、ＰＯ２とＰＯ２からの出力が等しく減
少し、その結果加算器１２の出力として（ＰＤＩ　十Ｐ
Ｄ４　）と（ＰＯＺ十ＰＤ３）の偏差が生じる。ただし
ＰＤＩとＰＯ２の出力、ＰＩ）２とＰＯ２の出力の変化
は等しいため差動アンプ１３の出力はゼロのままである
。したがって、加算器１４の出力により対物レンズ３の
位置検出が可能となる。

次に対物レンズ３にトラッキング方向とフォーカシング
方向の双方に直交する方向の軸線回りの回転運動が生じ
た場合は、ＰＤＩとＰＯ２の出力が等しく増加し、ＰＯ
２とＰＯ２の出力が等しく減少するので差動アンプ１２
の出力はほぼゼロである。しかし、差動アンプ１３は（
ＰＤＩ　＋ＰＤ３　）と（２口２＋ＰＤ４）の偏差を出
力するので、対物レンズ３の回動量が検出される。

なお、ゲイン補正アンプ１５は対物レンズ３の回動量を
、対物レンズ焦点位置のトラッキング方向への移動量に
換算するためのものである。そして、加算器１４は差動
アンプ１３の出力をゲイン補正したものを出力する。そ
こで、対物レンズ３と遮光具５の配設位置関係に基づき
、ゲイン補正アンプＩ５の定数を決めれば回動により生
じる対物レンズ３のトラッキング方向の変位を出力でき
ることとなる。

次に対物レンズ３がトラッキング方向に変位した状態で
回動が生じた場合には、第３図Ｂ、Ｃが加わった状態と
なるわけであるが、遮光具５の変位と回転動の検出をす
ることにより対物レンズ３の位置検出が可能となる。

以上のごとく、本実施例によれば４分割の受光素子２お
よび対物レンズ３と一体動する遮光具５により、対物レ
ンズ３のトラッキング方向の移動量のみならずトラッキ
ング方向とフォーカシング方向に直交する方向の軸線回
りの回動量を検出することにより、対物レンズ３のトラ
ッキング方向の精度良い位置検出を行うことができるこ
ととなる。また、以上の説明では差動アンプ１２とゲイ
ン補正アンプ１５の出力を加算器１４により加算して対
物レンズ３の位置検出を行っているが、差動アンプ１３
の入力を逆に接続した場合には加算器Ｉ４の代わりに差
動アンプを用いて減算処理を行なう方法でもよいことは
もちろんである。

第４図は、本発明の第２実施例を示したもので第１実施
例と対応する個所には同一符号を付している。本実施例
では遮光具５の代わりに、２個所に同一のレンズ効果を
有する部分１７．１８を形成した光通過具１６を対物レ
ンズ３と一体動するようにレンズホルダ４に設けている
。なお、この光通過具１６はモールド等により形成すれ
ばよい。

その他の構成については、第１実施例と同様である。本
実施例ではこのように構成しているので、発光素子１か
らの光束は第５図に示すように光通過具１６のレンズ部
分１６．１７を通過することにより、集光されて受光素
子２に到達するので光束の利」効率がよく発光素子１の
光量を抑えて使用することができる。したがって、発光
素子１の寿命を長くすることができる。

このように構成しているので、対物レンズ３の位置検出
を行うには第６図に示すような受光素子２上の影の変化
を、第１実施例におけると同様な回路により処理して行
う。光通過具１６を通過した光束は、２個のレンズ部分
１６．１７により集光された後に４分割の受光素子２に
到達するのであるが、対物レンズ３が中立状態にある場
合は第６図Ａに示すように２個の光スポットは各ＰＤの
上に等しく形成され、ＰＤＩ、ＰＯ２、ＰＯ２、ＰＩ）
４の出力は等しく、加算器１４の出力はゼロとなる。

次に第６図Ｂに示すように、対物レンズ３がトラ・７キ
ング方向に変位した場合は受光素子２上の光スポットも
トラッキング方向に変位する。この場合は、ＰＤＩ、Ｐ
Ｏ２の出力は等しく減少し、ＰＯ２、ＰＯ２の出力は等
しく増加する。したがって、加算器１４の出力に偏差が
生じることとなる。

次に第６図Ｃに示すように、対物レンズ３にトラッキン
グ方向とフォーカシング方向の双方に直交する方向の軸
線回りに回動が生じた場合は、ＰＤＩとＰＯ２の出力が
等しく減少し、ＰＯ２とＰＯ２の出力は等しく増加する
。したがって、一方の差動アンプ１２の出力はゼロであ
るが他方の差動アンプ１３は偏差を出力するので対物レ
ンズ３の回動が検出されることとなる。なお、対物レン
ズ３がトラッキング方向に変位した状態で回動を生じた
場合は、光通過具１６の変位と回転動の検出をすること
により対物レンズの位置検出ができる。以上のごとくし
て、対物レンズ３のトラッキング方向の精度良い位置検
出が可能となるのである。

本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく、幾
多の変更、変形が可能となるのである。

例えば、第１実施例における遮光具は中央部に開口を形
成したもので、光束がこの開口を通過して受光素子に到
達するようにしたものであってもよい。また、この場合
の開口は必ずしも一つに限定されるものではない。次に
第２実施例における光通過具はレンズ部分は１個の円柱
レンズであってもよく、また複数個のホログラムレンズ
であってもよい。

〔発明の効果〕 以上のごとく、本発明によれば対物レンズのトラッキン
グ方向の移動量を検出するようにしているとともに、対
物レンズのトラッキング方向とフォーカシング方向の双
方に直交する方向の軸線回りの回動量を検出し、両者を
加算もしくは減算するようにしているので、前記軸線回
りの回動が生じても対物レンズのトラッキング方向の位
置検出を精度良く行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す概要斜視図、 第２図は、同検出回路図、 第３図は、受光素子上の影の形成状態を示す説明図、 第４図は、本発明の第２実施例を示す概要斜視図、 第５図は、同光束の通過状態を示す側面図、第６図は、
受光素子上の光スポットの形成状態を示す説明図、 第７図〜第９図は、従来例を示す図である。 ｌ・・・発光素子 ２・・・受光素子 ３・・・対物レンズ ５・・・遮光具 第を図 第２図 第３図 第４図 第５図 ７ 第６図 第８図 第７図 手 続 補 正 土 日 平成元年１２月 ３ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対物レンズの位置を検出するための光源および該光
   源からの光束を受光する受光手段を有する光ピックアッ
   プの対物レンズ位置検出装置において、 対物レンズのトラッキング方向の移動量を 検出する手段、および対物レンズのトラッキング方向と
   フォーカシング方向との双方と直交する方向の軸線回り
   の回転量を検出する手段、および両検出手段による移動
   量を加減算する手段を設けたことを特徴とする光ピック
   アップの対物レンズ位置検出装置。