JPH0329123A - 光学式ヘッド装置 - 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］ この発明は、光を用いて情報の記録，再生，消去を行な
う光学式情報処理装置，特に対物レンズの位置を検出す
る光学式ヘッド装置に関するものである。

［従来の技術］ 光学式情報処理装置としては光ディスク装置があり、こ
の光ディスク装置は、非接触で情報記憶媒体である光デ
ィスクに同心内状，あるいは渦巻状に信号を記録もしく
は再生するため、出射光束を上記光ディスク上に正確に
集光しなければならず、対物レンズを制御するトラッキ
ングサーボを必要とする．このトラッキングサーボセン
サ方式については種々の方式が提案されているが、信号
ピットまたは案内溝からの回折光を利用した方式として
プッシュプル法と呼ばれるものがある。

従来のプッシュプル法によるトラッキングサーボセンサ
方式の光学式ヘッド装置を第８図を用いて説明する。図
において、１は中央部に案内溝２を有する情報記憶媒体
としての光ディスク、３は上記光ディスク１に対向する
ように配置され、案内溝２の中心に集光スポット４を形
或する対物レンズ、５は上記対物レンズ３における光デ
ィスク１の反対側に平行に配置された凸レンズ、６は２
つの受光面６ａ，６ｂによって構威され、上記凸レンズ
５における光ディスクｌの反対側に配置された二分割光
検知器、７は上記二分割光検知器６の２つの受光面６ａ
，６ｂにそれぞれ接続された（＋）入力端子，（一）入
力端子を有し、受光面６ａ，６ｂからの出力に基づいて
トラッキングエラー信号ＴＳを出力する差動増幅器であ
る，上記集光スポット４は、案内溝２の両縁によって回
折を受けると回折光分布８，９を生じ、この回折光分布
８．９が第８図ｔｂｌに示すように二分割光検知器６の
面上に投影されて回折光分布１０．１１を生じる。対物
レンズ３が案内溝２の中心位置にある場合には、上記回
折光分布８．９に従って回折光分布１０．１１の強度は
等しくなり、差動増幅器７の出力であるトラッキングエ
ラー信号ＴＳはゼロとなる。ところが、光ディスク１の
偏心等によって対物レンズ３と案内？＃２との相対的な
位置関係がずれた場合には、回折光分布８，９が均等で
なくなることから、上記トラッキングエラー信号ＴＳは
正または負となる。したがって、この出力をゼロとする
ようにサーボ動作が行われ、対物レンズ３は図に示すＸ
方向に並進変位する。

しかし、上記プッシュプル方式は以下に述べるような問
題点がある。第９図は対物レンズ３の中立点（図中の一
点鎖線上）に対し、案内溝２および対物レンズ３が距離
ｄだけ変位した状態を示す図である。この状態では集光
スポット４が案内溝２の中心にあるにもかかわらず、二
分割光検知器６の面上において、投影された回折光分布
１０，１ｌが２つの受光面６ａ，６ｂに対して均等に入
射しなくなり、結果的に差動増幅器７の出力はゼロにな
らなくなる。すなわち、トラッキングオフセ”ットを生
じた状態となる。第１０図は対物レンズ３の変位ｄに対
するトラッキングエラー信号ＴＳを示す図であり、変位
が大きくなるに従ってトラッキングオフセット量も大き
くなっていく。

以上のように、プッシュプル法は回折光を利用した簡単
な方式であるが、対物レンズのトラッキング方向の変位
によりオフセットが生じてトラッキングエラ一方向の可
動範囲が広くとれないという問題点があった。

このような問題点を改善するために、例えば特開昭６１
−１９８４３６号公報に記載された光学式ヘッド装置が
ある。この光学式ヘッド装置を第１１図乃至第１３図を
用いて説明する。図において、１２は第１光源としての
第１半導体レーザ，２０は２つの受光面２０ａ，２０ｂ
を有する第１光検知器としてのトラッキングエラー検出
用第１二分割光検知器、２４は中央が軸２９を中心とし
てトラッキング方向に回動される可動ホルダとしてのタ
ーンテーブル，２６は２つの受光面２６ａ，２６ｂを有
する第２光検知器である対物レンズ位置検出用第２二分
割光検知器、４０は演算手段であり、この演算手段４０
は上記第１，第２二分割光検知器２０．２７にそれぞれ
接続された第１，第２差動増幅器２１．２７と、この差
動増幅器２１．２７からの出力を演ヰする第３差動増Ｉ
ｌｌｇ器２８とから構或されている。上記第１半導体レ
ーザｌ２からの第１出射光束１４は，コリメータレンズ
１３によって平行光束にされる。このコリメータレンズ
１３からの第１出射光束１４は第２のビームスプリッタ
１５で分割され、一方の光束１６は上記ターンテーブル
２４に保持された対物レンズｌ７を透過して光ディスク
１８で反射される。第１反射光束１４ａはもとの光路、
すなわち対物レンズ１７，第２のビーんスプリッタ１５
を通り，第１のビームスプリッタ１９で反射して上記第
１出射光束１４と分離され、上記第１二分割光検知器２
０に入射して受光される。また、上記第２のビームスプ
リッタ１５を通過した他方の出射光束２２は、反射ミラ
ー２３で反射され、上記ターンテーブル２４における対
物レンズ８の反対側に設けられたスリット２５を通過す
る。スリット２５を通過した出射光束２２ａは上記第２
二分割光検知器２６に入射して受光される。上記第１差
動増輻器２１は、反射光束１４ａを受光した第１二分割
光検知器２０の受光面２０ａ，２０ｂからの出力に基づ
いてトラッキングエラー信号ＴＳを出力する。また、第
２差動増幅器２７は、出射光束２２ａを受光した第２二
分割光検知器２６の受光面２６ａ，２６ｂからの出力に
基づいて対物レンズ位置検出信号ＬＰＳを出力する。次
に第３差動増幅器２８は、第１，第２差動増幅器２１，
２７から得られたトラッキングエラー信号ＴＳ，対物レ
ンズ位置検出信号ＬＰＳにより補正されたトラッキング
エラー信号Ｃ−ＴＳを出力する。

次に動作について説明する。ターンテーブル２４は、軸
２９を中心に矢印Ｘ方向に回動することによってトラッ
キング動作を行う。上記ターンテーブル２４に設けられ
たスリット２５は、このトラッキング動作に連動するの
で、このスリット２５に入射した出射光束２２を第２二
分割光検知器２６で受光して、その差動出力を取ること
によって第１３図ｆｂ）に示すような対物レンズ位置検
出信号ＬＰＳを得ることができる。なお、トラッキング
エラー信号ＴＳは、通常のプッシュプル法による検出と
同様に、反射光束１４ａを受光した第１二分割光検知器
２０の差動出力を取ることによって、第１３図（ａｌに
示すような対物レンズ１７の変位量ｄに対してトラッキ
ングオフセットを生じた波形を得られる。

これらトラッキング信号ＴＳ，対物レンズ位置検出信号
を第３差動増幅器で演算することにより、第１３図ｉｏ
＋に示すような対物レンズ１７のトラッキング方向の変
位にかかわらず、常にトラッキングオフセットのない補
正されたトラッキングエラー信号Ｃ−ＴＳを得ることが
でき、このため光学式ヘッド装置におけるトラッキング
方向の可動範囲を広くとることが可能となる． ［発明が解決しようとする課題］ 従来の光学式ヘッド装置は以上のように構威されており
、対物レンズ１７およびスリット２５に入射する光束１
６，２２ａを第２のビームスプリッタ１５で分割するの
で、対物レンズ１７へ入射する光束１６の光量が減少し
て、トラッキングエラー信号や情報再生信号の劣化など
を生じ、これを防ぐために光出力の大きい高価な光源が
必要であった。また、第２のビームスプリッタ１５で分
割した光束をスリット２５へ導く必要があり、装置の小
型化が難しいなどの問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、簡単な構或により安価で、しかも信頼性が
高く小型にできる光学式ヘッド装置を得ることを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る光学式ヘッド装置は、第１光源からの第
１出射光束を情報記憶媒体に集光照射する対物レンズを
保持するとともに、ほぼ中央の軸を中心としてトラッキ
ング方向に回動される可動ホルダと、上記情報記憶媒体
からの第１出射光束による第１反射光束を受光し、この
受光した光と所定位置とのずれを検出する第１光検知器
と、第２出射光束を生成する第２光源と、上記可動ホル
ダに設けられ上記第２光源からの第２出射光束を反射す
る反射手段と、この反射手段力１らの第２反射光束を受
光し、この受光した光と所定位置とのずれを検出する第
２光検知器と、上記第１光検知器と第２光検知器との出
力を演算してトラッキングエラー信号Ｃ−ＴＳを出力す
る演算手段とを備えたものである。

［作用］ この発明における光学式ヘッド装置は、第２光源からの
第２出射光束を、可動ホルダに設けられた反射手段によ
り光束の開口を制限して反射し、この反射された反射光
束を第２光検知器によって受光することによって、対物
レンズの位置に相当する対物レンズ位置検出信号ＬＰＳ
を得る。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例である光学式ヘッド装置を第
１図及び第２図を用いて説明する。なお、第８図乃至第
１３図と同じものは同一の符号を用いて説明を省轄する
。図において、３０はコリメータレンズ１３からの出射
光束１４を対物レンズ１７に導くためのミラー、３１は
中央の軸２９を中心としてトラッキング方向に回動され
るとともに、上記軸２９の軸心より所定距離偏心した位
置に対物レンズｌ７を保持するターンテーブル、３２は
上記ターンテーブル３ｌにおける軸２９の軸心から所定
距離偏心した位置に、かつ上記対物レンズ１７と反対側
に設けられた反射手段としての微小な反射ミラー　３３
は反射ミラー３２と対向し図示しない基材に固定された
第２光源としての対物レンズ位置検出用第２半導体レー
ザ、３４は２つの受光面３４ａ，３４ｂを有し，上記反
射ミラー３２と対向するとともに上記第２半導体レーザ
３３と近接して基材に固定された第２光検知器としての
対物レンズ位置検出用第２二分割光検知器である．上記
反射蔑ラー３２，第２半導体レーザ３３及び第２二分割
光検知器３４は、それぞれ光ディスク１８と対向するよ
うにターンテーブルｌ７のトラッキング方向と平行に設
けられており、上記第２半導体レーザ３３から出射され
た出射光束４１が反射ミラー３２によって光束の開口が
制限されて反射され、この反射光束４１ａが第２二分割
光検知器３４に受光されるように配置されている．なお
、上記第２二分割光検知器３４は、第２図ｔａ＋に示す
ように、ターンテーブル３１のトラッキング方向に受光
面３４ａ，３４ｂが分割されており，上記各受光面３４
ａ，３４ｂの出力は演算手段４０の第２差動増幅器２７
に接続されている。

次に動作について説明する。第２図ｆｂｌ，　ｔｅｌ，
　（ｄｉは、トラッキング動作にともない対物レンズ１
７がトラッキング方向に変位した場合に、第２二分割光
検知器３４上に反射ミラー３２によって反射された反射
光束４１ａの光量分布を示す図である。

トラッキング方向の変位Ｔｘがゼロの場合には、受光面
３４ａ，３４ｂで受光される光量が等しくなるので、第
２差動増幅器２７の出力である対物レンズ位置検出信号
ＬＰＳはゼロとなる。次に、トラッキング方向の変位Ｔ
ｘが変位量一ｄの場合には、受光面３４ａで受光される
光量が増え、受光面３４ｂの光量は減少するので、対物
レンズ位置検出信号ＬＰＳは負となる。また、トラッキ
ング方向の変位Ｔｘが変位量＋ｄの場合には、受光面３
４ａの光量は減少し、受光面３４ｂの光量は増えるので
、対物レンズ位置検出信号ＬＰＳは正となる。以上のよ
うに、対物レンズ１７のトラッキング方向の変位Ｔｘと
対物レンズ位置検出信号ＬＰＳとの関係は、従来と同じ
ように第２図ｔｅｌに示すとおりとなる。なお、トラッ
キングエラー信号ＴＳは、従来と同様に第１差動増幅器
２１の出力として得られる。したがって、従来と同様に
上記トラッキングエラー信号ＴＳと対物レンズ位置検出
信号ＬＰＳから第３差動増幅器２８により第１３図に示
すような補正されたトラッキングエラー信号Ｃ−ＴＳが
得られる。

なお、本実施例においては、対物レンズ位置検出用の第
２光検知器として第２二分割光検知器３４を用いたが、
これに限定されず、例えば第３図に示すように上記第２
光検知器を、反射ミラー３２と対向して第２半導体レー
ザ３３と近接する位置に配置された１つの受光面を有す
る光検知器３５としても同様の効果が得られる。なお、
この場合、上記光検知器３５の出力は第２差動増幅器２
７の（−）入力端子に接続されており、また第２差動増
ｌｌＩｆ器２７の（＋）入力端子は、対物レンズ１７が
中立点（変位Ｔ　ｘ　＝　Ｏ　）に位置する場合に対物
レンズ位置検出信号ＬＰＳがゼロとなるように、上記中
立点のとき光検知器３５から出力される電圧Ｖと等しい
電圧Ｖが入力されている。

次に上記第２実施例の動作について説明する。

第４図ｆｂｌ，　（Ｃｌ，　ｆｄｌは、トラッキンク動
作にともない対物レンズ１７がトラッキング方向に変位
した場合に，光検知器３５上に反射ミラー３２によって
反射された反射光束４１ａの光量分布を示す図である。

まず、トラッキング方向の変位Ｔｘがゼロの場合には、
光検知器３５からの出力電圧Ｖは電圧Ｖとなるので、（
＋）入力端子の入力電圧Ｖと等しく対物レンズ位置検出
信号ＬＰＳはゼロとなる。次に、トラッキング方向の変
位Ｔｘが変位量一ｄとなると光検知器３５の出力が増え
第２差動増幅器２７の対物レンズ位置検出信号ＬＰＳは
負となる。また、トラッキング方向の変位Ｔｘが変位量
十ｄとなると光検知器３５の出力が減少し第２差動増幅
器２７の対物レンズ位置検出信号ＬＰＳは正となる。以
上の説明において、対物レンズ１７のトラッキング方向
の変位Ｔｘと対物レンズ位置検出信号ＬＰＳの関係は、
第４図ｔｅｌに示すとおりとなり、第３差動増幅器２８
によって上記第１の実施例と同様に補正されたトラッキ
ングエラー信号Ｃ−ＴＳが得られる。

また、上記第１，第２実施例においては、光ディスク１
８と平行に反射ミラー３２，第２半導体レーザ３３，第
２二分割光検知器３４又は光検知器３５を設け、上記対
物レンズ１７のトラッキング方向の変位にともなう反射
ミラー３２の変位を、当該反射ミラー３２によって反射
光束４１ａの開口が制限される光量変化を検出し、対物
レンズ位置検出信号ＬＰＳを得るので、検出感度を高め
るために反射ミラー３２の反射部面積ＳＲを第２二分割
光検知器３４又は光検知器３５の受光面積ＳＤに比べ小
さくする必要がある（Ｓ　Ｒ＜Ｓ　Ｄ）。

そこで、第３実施例として上記光ディスク１８と直交す
る方向に上記反射手段，第２光源及び第２光検知器を設
けても同様の効果を得る。

上記第３実施例を第５図及び第６図を用いて説明する。

図において、３２はターンテーブル３１の側部、すなわ
ち光ディスク１８と直交する方向に設けられた反射ミラ
ー　３３は上記反射ミラー３２と対向するように設けら
れた第２半導体レーザ、３４は上記反射ミラー３２と対
向するとともに、第２半導体レーザ３３と近接して設け
られた第２二分割光検知器である。上記第２二分割光検
知器３４は、２つの受光面３４ａ，３４ｂを有し、トラ
ッキング方向に分割されているとともに、各受光面３４
ａ，３４ｂは第２差動増幅器２７に接続されている．な
お、上記反射ミラー３２，第２半導体レーザ３３及び第
２二分割光検知器３４は、第１実施例と同様に配置され
ている。

次に上記第３実施例の動作について説明する。

第６図（ｂｌ，　（Ｃｌ，　（ｄｌは、トラッキング動
作にともない対物レンズ１７がトラッキング方向に変位
した場合に、第２二分割光検知器３４上に反射ミラー３
２によって反射された反射光束４１ａの光量分布を示す
図である．まず、トラッキング方向の変位Ｔｘがゼロの
場合には、受光面３４ａ，３４ｂからの出力は等しくな
るので、対物レンズ位置検出信号ＬＰＳはゼロとなる。

次に、トラッキング方向の変位Ｔｘが変位量十ｄの場合
には、受光面３４ａで受光される光量が増え、受光面３
４ｂの光量は減少するので、対物レンズ位置検出信号Ｌ
ＰＳは負となる。また、トラッキング方向の変位Ｔｘが
変位量−ｄの場合には、受光面３４ａの光量は減少し、
受光面３４ｂの光量は増えるので、対物レンズ位置検出
信号ＬＰＳは正となる。したがって、対物レンズ１７の
トラッキング方向の変位Ｔｘと対物レンズ位置検出信号
ＬＰＳの関係は、第６図ｔｅｌに示すとおりとなり、第
３差動増幅器２８により第１３図に示すような上記第１
の実施例と同様の補正されたトラッキングエラー信号Ｃ
−ＴＳが得られる。上記構或においては、対物レンズ１
７のトラッキング方向の変位にともない、反射ミラー３
２が傾き反射光束４１ａの光軸が振れるので、第２二分
割光検知器３４上で反射光束４１ａ光軸が変位し、受光
面３４ａ，３４ｂでの光量変化が大きくなり、高感度の
対物レンズ位置検出信号ＬＰＳが得られる。

なお、本実施例においては、基材に第２二分割光検知器
３４及び第２半導体レーザ３３をそれぞれ固定するとし
たが、第７図に示すように、第２半導体レーザ３３と第
２二分割光検知器３４とを１つの基板３６上に形成し、
この基板３６を上記基材上に固定するとしてもよく、対
物レンズ位置検出装置の組立が簡素化される。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、対物レンズのトラッ
キング方向の変位に相当する対物レンズ位置検出信号Ｌ
ＰＳを検出するために、情報記憶媒体に集光するための
第１光源の光路とは独立した第２光源を設けたので、簡
単な構或により安価で、しかも信頼性が高く小型の光学
式ヘッド装置となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である光学式ヘッド装置の
構或図、第２図ｔａ＋は第２二分割光検知器の平面図，
第２図ｔｂｌ〜ｔｄｌは反射光束の光量分布を示す図、
第２図（ｅｌは対物レンズ位置検出信号ＬＰＳを示す図
，第３図はこの発明の第２実施例である光学式ヘッド装
置の構成図、第４図ｆａｔは第２二分割光検知器の平面
図、第４図（ｂｌ〜（ｄ）は反射光束の光量分布を示す
図、第４図ｔｅｌは対物レンズ位置検出信号ＬＰＳを示
す図、第５図はこの発明の第３実施例である光学式ヘッ
ド装置の構戊図、第６図ｔａ＋は第２二分割光検知器の
平面図、第６図ｆｂｌ〜（ｄｌは反射光束の光量分布を
示す図、第６図ｔｅｌは対物レンズ位置検出信号ＬＰＳ
を示す図、第７図はこの発明の他の実施例の光学式ヘッ
ド装置における第２光源と第２光検知器の平面図、第８
図および第９図，第１１図及び第１２図は従来の光学式
ヘッド装置の構成図、第１０図及び第１３図は従来の光
学式ヘッド装置における各信号の状態を示す図である。 ｌ２・・・第１半導体レーザ、ｌ３・・・コリメータレ
ンズ、１４・・・出射光束、１７・・・対物レンズ、ｌ
８・・・光ディスク、２０・・・第１二分割光検知器、
２ｌ・・・第１差動増幅器、２７・・・第２差動増幅器
、２８・・・第３差動増幅器、２９・・・軸、３０・・
・ミラー３ｌ・・・ターンテーブル、３２・・・反射ミ
ラー，３３・・・第２半導体レーザ，３４・・・第２二
分割光検知器、４０・・・演算手段、４１・・・第２出
射光束、４１ａ・・・第２反射光束、ＴＳ・・・トラッ
キングエラー信号、ＬＰＳ・・・対物レンズ位置検出信
号、Ｃ−ＴＳ・・・補正されたトラッキングエラー信号
．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１光源からの第１出射光束を情報記憶媒体に集光照
   射する対物レンズを保持するとともに、ほぼ中央の軸を
   中心としてトラッキング方向に回動される可動ホルダと
   、上記情報記憶媒体からの第１出射光束による第１反射
   光束を受光し、この受光した光と所定位置とのずれを検
   出する第１光検知器と、第２出射光束を生成する第２光
   源と、上記可動ホルダに設けられ上記第２光源からの第
   ２出射光束を反射する反射手段と、この反射手段からの
   第２反射光束を受光し、この受光した光と所定位置との
   ずれを検出する第２光検知器と、上記第１光検知器と第
   ２光検知器との出力を演算してトラッキングエラー信号
   Ｃ−ＴＳを出力する演算手段とを備えたことを特徴とす
   る光学式ヘッド装置。