JPH0334132A - 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で
き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イスク装置があり、こ
の光デイスク装置は、非接触で情報記憶媒体である光デ
ィスクに同心円状、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イスク上に正確に
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３図を用いて説明する６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ｌ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
形成する対物レンズ、５は上記対物レンズ３における光
ディスクｌ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によって構成され、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６
ａ、６ｂにそれぞれ接続された（＋）入力端子、（−〉
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３図（ｂｌ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、光デイスク１
の偏心等によって対物レンズ３と案内溝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４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＠
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゜１１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５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、例えば第６図に示
すような光学式ヘッド装置がある。この光学式ヘッド装
置を第６図乃至第８図を用いて説明する。図において、
１２は図示しない基材に設けられた第１光源としての第
１半導体レーザ、１７は対物レンズ、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
ー検出用第に分割光検知器、２２は第２光源としての対
物レンズ位置検出用発光ダイオード、２３は２つの受光
面２３ａ、２３ｂ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、２５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とともに上
記対物レンズ１７と発光ダイオード２２とを保持する可
動ホルダとしてのターンテーブル、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
演算する第３差動増幅器２８とから構成されている。上
記第１半導体レーザ１２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は反射ミラ
ー１５で反射されて対物レンズ１７に導かれ、この反射
された光束は上記ターンテーブル２５に保持された対物
レンズ１７を透過して光デイスク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１
７１反射ミラー１５を通り、第１のビームスプリッタ１
９で反射して上記第１出射光束１４と分離され、上記第
に分割光検知器２０に入射して受光される。また、上記
発光ダイオード２２の出射光束２４は、上記第２二分割
光検知器２３に入射して受光される。上記第１差動増幅
器２１は、反射光束１４ａを受光した第に分割光検知器
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Ｔ
Ｓを出力する。また、第２差動増幅器２７は、発光ダイ
オード２２からの第２出射光束２４を受光した第２二分
割光検知器２３の受光面２３ａ、２３ｂ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２１．２
７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２５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２５に設けられ
た発光ダイオード２２は。

このトラッキング動作に連動するので、この発光ダイオ
ード２２からの第２出射光束２４を第２二分割光検知器
２３で受光して、その差動出力を取ることによって第７
図（ｂｌ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を受光した第に分割光検知器２０の差動出力を
取ることによって、第７図ｔａ＋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
ＬＰＳを第３差動増幅器で演算することにより、第７［
ｆＣＪ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。

ところで、上記ターンテーブル２５は、上記のようなト
ラッキング方向の駆動以外に、第１出射光束１４を上記
光デイスク１８上に集光させるため、対物レンズ１７を
光軸方向に移動させる必要がある。すなわち、上記ター
ンテーブル２５を軸２９の軸線方向に摺動させてフォー
カシング方向の制御を行わなければならない。このため
、上記ターンテーブル２５は、トラッキング方向の開動
用コイルとフォーカシング方向の駆動用コイルとを備え
、各コイル及び発光ダイオードに外部からの電源を導く
端子と、この端子に接続されたリード線とが設けられて
いる。このようなターンテーブル２５を第８図を用いて
説明する。図において、３０はターンテーブル２５の両
側面に設けられたトラッキング用コイル、３１はトラッ
キング用コイル３０とそれぞれ対向するように図示しな
い基材に固定されたトラッキング用マグネット、３２は
ターンテーブル２５の下面に設けられたリング状のフォ
ーカシング用コイル、３３はフォーカシング用コイル３
２の外周を囲むように基材に固定されたフォーカシング
用マグネット、３４ａ〜３６ｂはターンテーブル２５の
上面に設けられ図示しない外部電源からの電流を発光ダ
イオード２２及び各コイル３０．３２に導くための端子
。

３４．３５．３６は外部電源から上記端子３４ａ〜３６
ｂに給電するためのリード線、３７はターンテーブル２
５を機械的な中立位置（トラッキング方向及びフォーカ
シング方向の中立位置）に附勢するためゴムなどの弾性
材からなるダンパーである。上記リード線３４〜３６は
、ターンテーブル２５の動きを妨げないように細い線材
で構成されている。

次に動作について説明する。まず、外部電源からリード
ｌｌ３６及び端子３６ａ、３６ｂを介して、発光ダイオ
ード２２に給電され、発光ダイオード２２からの出射光
束２４によって対物レンズ位置検出信号ＬＰＳを得る。

この対物レンズ位置検出信号ＬＰＳとトラッキングエラ
ー信号ＴＳから補正されたトラッキングエラー信号Ｃ−
ＴＳが出力され、このトラッキングエラー信号Ｃ−ＴＳ
に基づいて制御、出力された電流がリード線３５及び端
子３５ａ、３５ｂを介してトラッキング用コイル３０に
給電される。給電されたトラッキング用コイル３０は、
トラッキング用マグネット３１との間に上記電流に比例
した電磁力を生じ、ターンテーブル２５が軸２９を中心
としてトラッキング方向に回動される。゛また、図示し
ないフォーカシング位置検出手段から得られたフォーカ
シングエラー信号に基づく電流が、リードｌｌ３４及び
端子３４ａ、３４ｂを介してフォーカシング用コイル３
２に給電される。この給電されたフォーカシング用コイ
ル３２は、フォーカシング用マグネット３３との間に上
記電流と比例した電磁力を生じ。

ターンテーブル２５が軸２９に沿ってフォーカシング方
向に摺動される。以上のように、ターンテーブル２５が
駆動されるので、当該ターンテーブル２５しこ保持され
た対物レンズ１７により出射光束を光デイスク１８上に
正確に集光することができる。

［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成されており
、上記ターンテーブル２５は高速の応答性が要求される
ので、このターンテーブル２５の重量を軽くするととも
に、給電される絡動電流に対する感度を高くしなければ
ならないが、発光ダイオード２２及び各コイル３０．３
２に給電するためターンテーブル２５に複数のリード線
３４〜３６を設ける必要があり、このリード線３４〜３
６による負荷が上記応答性を劣化させるなどの問題点が
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、簡単な構成で、しかも組立性を損なわず１
こ応答性の劣化を防ぐことが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、支持軸の軸線方向
に摺動自在に設けられた可動ホルダを備え、この可動ホ
ルダには、情報記憶媒体に光を集光する対物レンズと、
当該可動ホルダの回動角度を検出するための光源と、当
該可動ホルダを軸線方向に駆動する駆動コイルと、上記
駆動コイルの回路に外部からの電流を導く端子とを設け
、上記光源からの光を受光する光検知器とを備えるとと
もに、上記駆動コイルの回路に上記光源を接続したもの
である。

［作用］ この発明における光学式ヘッド装置は、支持軸の軸線方
向に摺動自在に設けられた可動ホルダを軸線方向に能動
する駆動コイルの回路に、上記可動ホルダの回動角度を
検出するための光源を接続したことにより、上記駆動コ
イル及び光源に給電するためのリード線を少なくし、上
記可動ホルダにかかる負荷を減少させる。

［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図を用いて説明する。なお、第３図乃至第８図と同じ
ものは同一の符号を用いて説明を省略する。図において
、リ−ド線３４．３５は、ターンテーブル２５の上面に
設けられた端子３４ａ〜３５ｂに接続されており、従来
と同様に外部電源からの電流をトラッキング用コイル３
゜及びフォーカシング用コイル３２に給電する。上記フ
ォーカシング用コイル３２は、第工図山）に示すように
、発光ダイオード２２と直列に接続されており、端子３
４ａ、３４ｂとともに駆動コイル回路３４Ｊを構成する
。この駆動コイル回路３４１は、リード線３４を介して
電流が給電される。

次に動作について説明する。ターンテーブル２５は、軸
２９に沿って摺動及び軸２９を中心に回動するが、機械
的な初期値を保つために、例えばゴムなどの弾性材から
なるダンパー３７によって制御している。一般に上記ダ
ンパー３７は、初期値を保つためのものであるから復元
力は小さく、非動作状態において、ターンテーブル２５
は自身の重量によって軸２９の下方（基材側）に位置す
る。そして動作時には、フォーカシング用コイル３２に
電流が給電されフォーカシング用マグネット３３との間
に電磁力が生じて、対物レンズ１７からの集光スポット
が光デイスク１８上に位置するようにターンテーブル２
５が上昇し、最適点に保たれる。すなわち、上記のよう
な動作時にはフォーカシング用コイル３２に定常電流Ｉ
が流れているので、第１図山）に示すように、フォーカ
シング用コイル３２と直列に接続された発光ダイオード
２２に上記定常電流Ｉが流れ、発光ダイオード２２が発
光して第２出射光束２４を出力する。したがって、発光
ダイオード２２に電流を給電するためのリード線を設け
る必要がなく、上記リード線によるターンテーブル２５
への負荷が軽減される。

なお、本実施例においては、対物レンズ位置検出用の第
２光源として発光ダイオード２２を用いるとしたが、こ
れに限定されず、半導体レーザなどでもよい。また、上
記発光ダイオード２２からの第２出射光束２４は、一般
に発散光であるので、ターンテーブル２５のフォーカシ
ング方向の位置の違いにより、対物レンズ位置検出信号
ＬＰＳの感度が異なるという問題点があった。しかしな
がら本実施例においては、上記影響を小さくすることが
できる。すなわち、第２図において、ターンテーブル２
５がフォーカシング方向の中点に位置する場合は、第２
図の４１　ｂＩｔに示す状態であり、フォーカシング用
コイル３２の能動電流Ｉｏとなり、この電流Ｉｏによる
発光ダイオード２２の出力はＰｏとなる。この場合、発
光ダイオード２２と第２二分割光検知器２３との距離は
１０である。

次に、上記ターンテーブル２５が下方へ移動した場合は
、第２図の１ａ”に示す状態であり、発光ダイオード２
２と第２二分割光検知器２３との距離が短くなるので（
ＪＩＧ−γ）、発光ダイオード２２の出力が一定であれ
ば対物レンズ位置検出信号ＬＰＳの感度が高くなり、ト
ラッキングエラー信号ＴＳの補正量が異なってしまうが
、第２図のｔｌ　ａＩ＋の状態ではフォーカシング用コ
イルの跳動電流が小さくなっており（工。−α）、発光
ダイオード２２の出力も減少しくＰｏ−β）、上記対物
レンズ位置検出信号ＬＰＳの感度が上昇するのを押さえ
ることができる。また、同様に上記ターンテーブル２５
が上方へ移動した場合は、第２図の“Ｃ”に示す状態で
あり、発光ダイオード２２と第２二分割光検知器２３と
の距離が長くなるが（４１０＋γ）、フォーカシング用
コイルの能動電流が大きくなっており（工。＋α）、発
光ダイオード２２の出力も増大しくｐｏ＋β）、上記対
物レンズ位置検出信号ＬＰＳの感度が下がるのを押さえ
ることができる。すなわち、フォーカシング方向におけ
るターンテーブル２５の位置変化の影響を受けにくい光
学式ヘッド装置を得ることができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、可動ホルダを軸線方
向に駆動する駆動コイルの回路に、上記可動ホルダの回
動角度を検出するための光源を接続したので、リード線
を減らすことができ、構成が簡単となり、かつリード線
による負荷を減少させて応答性の劣化を防止する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例である光学式ヘ
ッド装置の構成図及び動作説明の図表、第３図及び第４
図、第６図、第８図は従来の光学式ヘッド装置の構成図
、第５図、第７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。 １７・・・対物レンズ、１８・・・光ディスク、２２・
・・発光ダイオード、２３・・・第２二分割光検知器、
２５・・・ターンテーブル、２７・・・第２差動増幅器
、２９・・・軸、３０・・・トラッキング用コイル、３
２・・・フォーカシング用コイル、３４．３５・・・リ
ード線、３４ａ〜３５ｂ・・・端子、３４ＪＩ・・・駆
動コイル回路、ＬＰＳ・・・対物レンズ位置検出信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持軸の軸線方向に摺動自在に設けられた可動ホルダを
   備え、この可動ホルダには、情報記憶媒体に光を集光す
   る対物レンズと、当該可動ホルダの回動角度を検出する
   ための光源と、当該可動ホルダを軸線方向に駆動する駆
   動コイルと、上記駆動コイルの回路に外部からの電流を
   導く端子とを設け、上記光源からの光を受光する光検知
   器とを備えた光学式ヘッド装置において、上記駆動コイ
   ルの回路に上記光源を接続したことを特徴とする光学式
   ヘッド装置。