JPH03152732A - 位置検出装置およびそれを用いた回転形光学ヘッド - 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】 ［発明の０的］ （産業上の利用分野） 本発明は、移動体の位置を検出する一位置検出装置およ
びそれを用いた回転形光学ヘッドに関する。

（従来の技術） 光ディスク（光磁気ディスクも含む）を用いて情報の記
録／再生を行なう光デイスク装置においては、記録／再
生のための光ビームを対物レンズを介して光デイスク上
の所望のトラックに集束させて照射し、また光ディスク
からの反射光を対物レンズを介して検出する光学ヘッド
が備えられる。

光学ヘッドの一つとして、回転形光学ヘッドが知られて
いる。これは回転動作によって所望のトラックにアクセ
スする方式の光学ヘッドであり、磁気回路を用いて対物
レンズを保持するレンズホルダをディスクのラジアル方
向およびフォーカス方向（対物レンズの光軸方向）へ移
動させることができるように構成されている。

このような回転形光学ヘッドにおいては、アクセス時に
対物レンズのレンズホルダが搭載された回転ドラムの回
転位置、すなわち先ディスクのラジアル方向における対
物レンズの位置を検出する必要がある。対物レンズの位
置検出を行なう場合、従来の位置検出装置では回転ドラ
ムに一つのシャッタ部材を設け、固定部に設けられた２
個のフォトインクラブタなどの検出素子によりシャッタ
部材を検出して、対物レンズが回転体の回転範囲の端（
すなわち光ディスクの最内周または最外周）にあるかど
うかを検出していた。

しかしながら、従来の位置検出装置では対物レンズが最
内周にある時にシャッタ部材を検出する検出素子と、対
物レンズが最外周にある時にシャッタ部材を検出する検
出素子とを回転ドラムの周囲に設ける必要がある。この
場合、２個の検出素子の間隔が広くなるため、検出素子
の設置スペースを確保しようとすると、光学ヘッドが大
形になってしまうという問題がある。

また、従来の位置検出装置では対物レンズが光ディスク
の最内周および最外周にあることは検出できるが、それ
らの近傍にあるかどうかの検出はできない。従って、対
物レンズをホームポジションである最内周（または最外
周）に正確に位置決めすることが難しい。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の回転形光学ヘッドなどに用いら
れる位置検出装置では、２個の検出素子の間隔を大きく
する必要があるため、その設置スペースを確保するため
に光学ヘッドなどの装置の大形化を招き、また移動体の
位置が移動範囲の端の近傍にあるかどうかを検出できな
いために、移動体を移動範囲の端に正確に位置決めする
ことが難しいという問題があった。

本発明は検出素子の間隔を狭めて設置スペースを小さく
でき、また移動体の位置が移動範囲の端の近傍にあるか
どうかの検出もできる位置検出装置を提供することを目
的とする。

また、本発明はこの位置検出装置を利用して、光ディス
クのラジアル方向における対物レンズの位置を、最内周
または最外周の近傍にあるかどうかを含めて検出でき、
最内周または最外周への位置決めを正確に行なうための
情報が容易に得られる回転形光学ヘッドを提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の位置検出装置は移動
体にその移動体の移動方向に沿って所定間隔で設けられ
た少なくとも第１および第２のシャッタ部材と、移動体
の移動範囲の近傍に前記移動方向に沿って所定間隔で設
けられ、シャッタ部材を検出する少なくとも第１および
第２の検出素子と、これら第１および第２の検出素子の
出力信号から移動体の位置を求める手段とを有する。

そして、条件として移動体の移動方向における第１およ
び第２の検出素子の検出中心点の間隔が、移動体の移動
方向における第１および第２のシャッタ部材の幅より狭
く設定され、第１のシャッタ部材は移動体が前記移動範
囲の第１の端に位置した状態で第１および第２の検出素
子によって同時に検出される位置に配置され、第２のシ
ャッタ部材は移動体が移動範囲の第２の端に位置した状
態で第２の検出素子のみによって検出される位置に配置
される。

また、本発明の回転形光学ヘッドは、回転体に該回転体
の回転方向に沿って所定間隔で設けられた少なくとも第
１および第２のシャッタ部材と、回転体の近傍に回転方
向に沿って所定間隔で設けられ、シャッタ部材を検出す
る少なくとも第１および第２の検出素子と、これら第１
および第２の検出素子の出力信号から対物レンズの位置
を求める手段とを有する。

この場合、条件として回転体の回転方向における第１お
よび第２の検出素子の検出中心点の間隔が、該回転方向
における第１および第２のシャッタ部材の幅より狭く設
定され、第１のシャッタ部材は回転体が回転範囲の第１
の端（例えば光ディスクの最内周）に位置した状態で第
１および第２の検出素子によって同時に検出される位置
に配置され、第２のシャッタ部材は回転体が回転範囲の
第２の端（例えば光ディスクの最外周）に位置した状態
で第２の検出素子のみによって検出される位置に配置さ
れる。

（作用） 上述のように、本発明ではシャッタ部材を２個設けたこ
とにより、２個の検出素子の間隔を狭くできるので、検
出素子の設置スペースが減少し、装置が小形化される。

また、移動体（回転体）が移動範囲（回転範囲）の第１
の端にあるときは一方のシャッタ部材が第１および第２
の検出素子によって検出されるが、その近傍、すなわち
第１の端より第２の端の側に少しずれた位置では第１の
検出素子のみによって検出される。従って、例えば第１
および第２の検出素子の出力信号の差を検出し、その差
が最小となるように回転体を回転させれば、対物レンズ
を第１の端に正しく位置決めすることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る回転形光学ヘッドの斜
視図、第２図は分解斜視図、第３図は平面図である。

対物レンズ１０１はレンズホルダ（レンズ保持部材）１
０２に保持され、レンズホルダ１０２は一対の板ばね１
０３の一端に矢印Ｚ方向、すなわち対物レンズ１０１の
光軸方向（フォーカス方向ともいう）に平行移動可能に
支持されている。板ばね１０３の他端は、板ばね固定部
材１０４を介して回転ドラム（回転体）１０５に支持さ
れている。回転ドラム１０５は軸受１０６を介して軸１
０７に回転自在に支持され、軸１０７の基端部は固定ベ
ース１０８に圧入または接着により固定されている。な
お、レンズホルダ１０２は回転ドラム１０５の回転中心
である軸１０７よりずれた位置に配置される。

レンズホルダ１０２には、フォーカスコイル１０９が巻
装されている。このフォーカスコイル１０９の外側に位
置して、回転ドラム１０５上にフォーカス磁気回路１１
０が設けられている。フォーカス磁気回路１１０は、リ
ング状磁石１１１と、この磁石１１１の上に配置された
リング状ヨーク１１２と、これらリング状の磁石１１１
およびヨーク１１２の周面を取り囲み、かつ磁石１１１
の底面を支持するように形成されて回転ドラム１０５上
に固定された板状ヨーク１１３とからなっている。

フォーカスコイル１０９に例えば対物レンズ１０１の焦
点誤差に応じた電流が通電されると、この電流とフォー
カス磁気回路１１０が発生する磁束との電磁作用により
、矢印２の光軸方向に対物レンズ１０１がレンズホルダ
１０２と共に移動され、フォーカス制御が行なわれる。

一方、回転ドラム１０５の板ばね固定部材１０４近傍の
両側端部に、一対のラジアルコイル１１４が固定されて
いる。また、回転ドラム１０５の外側に位置して固定ベ
ース１０８上に一対のラジアル磁気回路１２０が配置さ
れている。ラジアル磁気回路１２０は、固定ベース１０
８と板状磁石１２１．１２２とセンターヨーり１２３お
よびバックヨーク１２４により構成されている。磁石１
２１．１２２はセンターヨーク１２３を挟んで設けられ
、磁石１２１゜１２２の外側にバックヨーク１２４が設
けられている。固定ベース１０８は、バックヨーク１２
４と反対側のもう一つのヨークを兼ねている。また、セ
ンターヨーク１２３はラジアルコイル１１４の内側を通
っている。

ラジアルコイル１１４に電流が通電されると、この電流
とラジアル磁気回路１２０が発生する磁束との電磁作用
により、矢印Ｘに示す光ディスク２００の半径方向、す
なわちトラッキング方向に対物レンズ１０１がレンズホ
ルダ１０２と共に移動され、アクセスおよびトラッキン
グ制御が行なわれる。

本発明による回転ドラム１０５の回転位置の検出、すな
わちラジアル方向における対物レンズ１０１の位置検出
は、回転ドラム１０５に設けられた第１および第２のシ
ャッタ部材１３１゜１３２と、固定ベース１０８上に設
けられた第１および第２の位置検出素子としてのフォト
インクラブタ１４１．１４２と、フォトインタラプタ１
４１，１４２の出力信号を論理判定して対物レンズ１０
１の位置を求める検出回路１５０によって行なわれる。

シャッタ部材１３１，１３２は板状に形成され、回転ド
ラム１０５の回転方向に沿って、例えば同転ドラム１０
５の周部に、ディスク２００と平行に所定の間隔で設け
られている。

フォトインタラプタ１４１，１４２はそれぞれ第４図に
示すように、発光素子（例えば発光ダイオードＬＥＤ）
と、これに対向して設けられた受光素子（例えばフォト
トランジスタＰＴ）により構成され、回転ドラム１０５
の回転方向に沿って所定間隔で設けられている。

また、回転ドラム１０５の回転時に、シャッタ部材１３
１．１３２はセンターヨーク１２３とバックヨーク１２
４との間に形成された磁気ギャップ内に入り込むように
なっている。

次に、ｍ４図〜第６図を参照してシャッタ部材１３１，
１３２とフォトインタラプタ１４１゜１４２の条件を説
明する。第４図はシャッタ部材１３１がフォトインタラ
プタ１４１，１４２の間を通過する時の状態（ａ）と、
シャッタ部材１３１の移動に伴うエツジＸ、とエツジｘ
２の位置走化に対するフォトインクラブタ１４１゜１４
２の出力信号の変化（ｂ）を対応させて示したものであ
る。また、第５図は対物レンズ１０１が回転ドラム１０
５の回転範囲の第１の端である、光ディスク２００の最
内周に位置したときの平面図、第６図は対物レンズ１０
１が回転ドラム１０５の回転範囲の第２の端である、光
ディスク２００の最外周に位置したときの平面図である
。

第４図に示すように、回転ドラム１０５の回転方向にお
けるフォトインタラプタ１４１゜１４２の検出中心点（
フォトインタラプタの出力信号Ｖ、、Ｖ２が高レベルＨ
と低レベルＬの中間レベルＭを示すシャッタ部材１３１
のエツジＸの位ｆりの間隔をｄ、フォトインタラプタ１
４１．１４２の出力信号Ｖ、、Ｖ２が中間レベルを示す
エツジＸの位置範囲をΔ、回転ドラム１０５の回転方向
におけるシャッタ部材１３１．１３２の幅をＷとすると
、これらは次式の関係を満たすように設定されている。

Ｗ−Δ＜ｄ＜Ｗ十Δ また、第１のシャッタ部材１３１は第５図に示すように
、対物レンズ１０１が光ディスク２００の最内周に位置
した状態で、フォトインタラプタ１４１，１４２によっ
て同時に検出される位置に配置される。

さらに、第２のシャッタ部材１３２は第６図に示すよう
に回転ドラム１０５が光ディスク２００の最外周に位置
した状態で、第２のフォトインクラブタ１４２によって
検出される位置に配置される。

以上の条件から、フォトインクラブタがシャッタ部材゛
を検出している状態（発光素子と受光素子との間の光路
がシャッタ部材で完全に遮られている状態）の時、フォ
トインタラプタの出力信号が高レベルＨ１フォトインタ
ラプタがシャッタ部材を全く検出していない状態（発光
素子と受光素子との間の光路にシャッタ部材が全くない
状態）の時、フォトインタラプタの出力信号が低レベル
Ｌ１両者の中間の状態の時はフォトインタラプタの出力
信号がＨ，Ｌの中間レベルＭになるものとすると、光デ
ィスク２００のラジアル方向における対物レンズ１０１
の位置と、フォトインクラブタ１４１，１４２の出力信
号Ｖ、、Ｖ２との関係は、次表に示すようになる。

第　　１　　表 なお、中間領域とはラジアル方向の中間位置およびその
近傍をいい、この中間領域に対物レンズ１０１が位置し
ている状態が第３図である。

また、機械的規制位置とは対物レンズ１０１が最内周位
置を越えた後、回転ドラム１０５上の図示しない爪が図
示しないストッパに突き当たった位置をいう。

従って、フォトインタラプタ１４１，１４２の出力信号
Ｖ、、Ｖ２で検出回路１５０で論理判定すれば、ラジア
ル方向における対物レンズ１０１の位置が求まる。特に
、この構成によれば対物レンズ１０１が最内周近傍にあ
る場合（第３図と第５図の中間の状態にある場合）には
、第１のフォトインタラプタ１４１のみによってシャッ
タ部材１３１が検出されることにより、対物レンズ１０
１が最内周近傍の領域にあることを検出できる。そこで
、これを利用して例えば最内周を対物レンズ１０１のホ
ームポジションとし、最内周に向かって対物レンズ１０
１を移動させる際、最初は高速で移動させ、最内周近傍
に達したら移動速度を遅くし、最内周に到達したとき移
動を停止させるというような制御を行なうことができる
。これによりアクセス速度を高め、また確実なアクセス
が可能となる。

また、第７図に示すようにフォトインタラプタ１４１，
１４２の発光素子・受光素子間の遮光量と出力信号との
関係は８字カーブであるため、ラジアル方向における対
物レンズ１０１の位置（回転ドラム１０５の回転角）と
出力信号Ｖ、、Ｖ、との関係は、第８図に示すように対
物レンズ１０１が最内周位置にある状態を中心として対
称的、すなわち相補的となる。従って、検出回路１５０
で出力信号Ｖ、、Ｖ２の差を取り、その差が最小（零）
となるように図示しないアクセス制御回路を介して回転
体１０５を回転させることにより、対物レンズ１０１の
位置をホームポジションである最内周位置に正確に位置
決めすることができる。

なお、上記の実施例ではシャッタ部材を凸型としだが、
凹型のシャッタ部材を用いても同様の効果が得られる。

また、実施例では検出素子としてフォトインクラブタを
用いたが、シャッタ部材に反射率の変化を持つパターン
を形成しておき、フォトカップラ（発光素子と受光素子
）を用い、反射光を利用して位置検出を行なってもよい
。

さらに、実施例では回転形光学ヘッドについて述べたが
、本発明はりニアモータを用いて対物レンズを光ディス
クの半径方向に直線的に移動させる光学ヘッドにも適用
できる。また、本発明の位置決め装置は光学ヘッド以外
の用途にも応用が可能である。

その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。

［発明の効果］ 本発明の位置検出装置によれば、検出素子の間隔がシャ
ッタ部材と同程度でよいため設置スペースが小さく、ま
た移動体の位置が移動範囲の端の近傍にあるかどうかの
検出を行なうことができる。

また、本発明の回転形光学ヘッドによれば、光ディスク
のラジアル方向における対物レンズの位置を、最内周（
または最外周）の近傍にあるかどうかを含めて検出でき
、例えばホームポジションである最内周（または最外周
）への位置決めを正確に行なうための位置情報を得るこ
とが可能である。

【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図は同実
施例の分解斜視図、第３図は同実施例の平面図、第４図
は同実施例におけるシャッタ部材がフォトインタラプタ
の間を通過する時の状態とシャッタ部材の移動に伴う移
動方向側のエツジＸの位置変化に対するフォトインタラ
プタの出力信号の変化とを対応させて示す図、第５図は
同実施例において対物レンズがラジアル方向の最内周に
位置したときの平面図、第６図は同じく対物レンズがラ
ジアル方向の最外周に位置したときの平面図、第７図は
同実施例におけるフォトインクラブタの遮光量と出力信
号との関係を示す図、第８図は同実施例におけるラジア
ル方向の対物レンズ位置とフォトインクラブタの出力信
号との関係を示す図である。 １０１・・・対物レンズ １０２・・・レンズホルダ １０３・・・板ばね １０４・・・板ばね支持部材 １０５・・・回転ドラム（回転体） １０６・・・軸受 １０７・・・軸 １０８・・・固定ベース １０９・・・フォーカスコイル １１０・・・フォーカス磁気回路 １１１．１１２・・・磁石 １１３・・・ヨーク １２０・・・ラジアル磁気回路 １２１．１２２・・・磁石 １２３．１２４・・・ヨーク １３１．１３２・・・シャッタ部材 １４１．１４２・・・フォトインタラプタ（検出素子） 】５０・・・検出回路 ２００・・・光ディスク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の移動範囲内を移動する移動体の位置を検出
   する位置検出装置において、 前記移動体に該移動体の移動方向に沿って所定間隔で設
   けられた少なくとも第１および第２のシャッタ部材と、 前記移動範囲の近傍に前記移動方向に沿って所定間隔で
   設けられ、前記シャッタ部材を検出する少なくとも第１
   および第２の検出素子と、これら第１および第２の検出
   素子の出力信号から前記移動体の位置を求める手段とを
   有し、前記第１および第２の検出素子の前記移動方向に
   おける検出中心点の間隔が前記第１および第２のシャッ
   タ部材の前記移動方向の幅より狭く設定され、第１のシ
   ャッタ部材は前記移動体が前記移動範囲の第１の端に位
   置した状態で第１および第２の検出素子によって同時に
   検出される位置に配置され、第２のシャッタ部材は前記
   移動体が前記移動範囲の第２の端に位置した状態で第２
   の検出素子のみによって検出される位置に配置されてい
   ることを特徴とする位置検出装置。
2. （２）回転体に少なくとも対物レンズを搭載した回転形
   光学ヘッドにおいて、 前記回転体に該回転体の回転方向に沿って所定間隔で設
   けられた少なくとも第１および第２のシャッタ部材と、 前記回転体の近傍に前記回転方向に沿って所定間隔で設
   けられ、前記シャッタ部材を検出する少なくとも第１お
   よび第２の検出素子と、これら第１および第２の検出素
   子の出力信号から前記対物レンズの位置を求める手段と
   を有し、 前記第１および第２の検出素子の前記回転方向における
   検出中心点の間隔が前記第１および第２のシャッタ部材
   の前記回転方向の幅より狭く設定され、第１のシャッタ
   部材は前記回転体が前記回転範囲の第１の端に位置した
   状態で第１および第２の検出素子によって同時に検出さ
   れる位置に配置され、第２のシャッタ部材は前記回転体
   が前記回転範囲の第２の端に位置した状態で第２の検出
   素子のみによって検出される位置に配置されていること
   を特徴とする回転形光学ヘッド。
3. （３）前記第１および第２の検出素子の出力信号の差を
   検出し、その差が最小となるように前記回転体を回転さ
   せて前記対物レンズを位置決めする手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２記載の回転形光学ヘッド。