JPH0339339B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば光学式ビデオデイスクの再
生装置に用いられる光学ピツクアツプ装置に関
し、特に、対物レンズを光軸方向（フオーカス方
向）とこれに直交するトラツキング方向との２軸
方向に駆動する光学ピツクアツプ装置に関する。

一般に、光学式再生装置、特に光学式ビデオデ
イスクの再生装置においては、対物レンズ（収束
レンズ）を光学系の光軸方向に駆動制御するため
のフオーカスシング制御機構と、この光軸方向と
直交する方向に上記対物レンズを駆動制御するた
めのトラツキング制御機構とが必要である。前者
は、映像信号や音声信号などの情報が記録されて
いる光学式記録媒体（以下、デイスクという。）
上面に、上記情報を読み取るための光束を正しく
集束するためのものであり、後者は、上記デイス
ク上面に渦巻状又は同心円状に記録された情報ト
ラツクに光束を正しく追従させるためのものであ
る。

ところで、従来の光学ピツクアツプ装置の可動
部には、対物レンズのみ、あるいは対物レンズお
よびガルバノミラー等のトラツキングミラーのみ
が設けられており、半導体レーザや気体レーザ等
のレーザ光源等は別部材、たとえば光学式ビデオ
デイスク再生装置のシヤーシ等に設けられてい
る。この場合に、光学ピツクアツプ装置の上記フ
オーカシング制御やトラツキング制御により、各
光学素子の相対位置が変化するため、レーザ光ビ
ームをデイスクに対して最適の集束状態やトラツ
ク位置で入射させる構成が複雑化し、特性が変化
し易く、光学上の視野が狭く、レンズに対して軸
外の収差除去が必要となつてレンズコストが高騰
する等の欠点がある。

本発明は、このように従来の欠点を除去し、レ
ーザー光源を含む光学系全体を光学ピツクアツプ
装置の可動部に設けることにより、レーザ光源か
ら対物レンズまでの光学部品の各相対位置を変化
させることなく駆動可能とし、光学系全体の光軸
や光路長等が一定に保たれ、最初に位置決めされ
た各レンズ等の最良点で常時使用されることから
安定した光学的特性が得られ、光学上の視野を無
限大まで拡大でき、また、レンズの光軸外の収差
除去を不用としてレンズコストを安価とするのみ
ならず、光学ピツクアツプ装置全体の薄形化が容
易で、装置内の可動部の支持が安定に行ない得る
ような光学ピツクアツプ装置の提供を目的とす
る。

すなわち、本発明に係る光学ピツクアツプ装置
の特徴は、支持軸に対して摺回動自在に支持され
た可動部材に対物レンズ、1/4波長板、コリメー
タレンズ、および偏光ビームスプリツタを保持さ
せ、この可動部材に第１のコイルおよび第２のコ
イルを設け、上記第１のコイルにフオーカスエラ
ー信号に応じた電流を、上記第２のコイルにトラ
ツキングエラー信号に応じた電流をそれぞれ供給
するとともに、上記可動部材を摺回動自在に支持
する支持軸に対して偏心した位置に上記対物レン
ズ、1/4波長板、コリメータレンズ、および偏光
ビームスプリツタを上記支持軸と平行な方向に一
列に配し、これらの一列に配された各光学部材に
対して上記支持軸を中心として上記可動部材の重
量的に略対称な位置に半導体レーザ等のレーザ光
源を配設し、上記支持軸に上記レーザ光源からの
レーザ光通路を形成する孔を穿設して成ることで
ある。

次に、本発明の実施例の説明に先立ち、本発明
の先行技術となる光学ピツクアツプ装置につい
て、第１図ないし、第３図を参照しながら説明す
る。

これらの第１図ないし第３図は、本件出願人が
先に提案した２次元駆動装置を光学デイスク再生
装置に適用した一例を示すものであり、第１図は
平面図、第２図は第１図の−線断面矢視図、
第３図は第１図の−線断面矢視図である。こ
れらの各図において、非磁性材料で作られた可動
部材１は、ボビン１Ａと保持体１Ｂとより成り、
この保持体１Ｂの中心位置には、軸方向に嵌挿さ
れた管状の軸受部材２が設けられている。また、
可動部材１のボビン１Ａの外周面には、フオーカ
シング制御駆動用コイル（以下フオーカスコイル
という。）３が軸受部材２を中心とする環を形成
するように巻回されて、このフオーカスコイル３
の表面上に密接して、２組のトラツキング制御駆
動用コイル（以下トラツキングコイルという。）
４Ａ、４Ｂが設けられている。このトラツキング
コイル４Ａ、４Ｂの夫々は、その巻回軸方向がフ
オーカスコイル３の巻回軸方向と直交しており、
ボビン１Ａの外周面上に配された計４個の環を形
成している。

次に、可動部材１の保持体１Ｂには、軸受部材
２の中心軸に対して偏心した位置に、該軸と平行
な段付きの孔５が穿設され、この孔５には鏡筒６
が取り付けられている。この鏡筒６内には、対物
レンズ７、1/4波長板８、およびコリメータレン
ズ９がそれぞれ設けられ、これらの光学部品の光
軸は軸受部材２の中心軸に平行となるように配設
されている。また、孔５の第２図中下端側には偏
光ビームスプリツタ１０が取り付けられている。
次に、レーザ光源であるたとえば半導体レーザ１
１は、可動部材１の中心軸を中心として、対物レ
ンズ７、1/4波長板８、コリメータレンズ９、お
よび偏光ビームスプリツタ１０の光学部品と重量
的に略対称な位置に配設され、可動部材１のたと
えばボビン１Ａ取り付けられている。そして、半
導体レーザ１１からのレーザ光は、保持体１Ｂと
ボビン１Ａとの間の空間部を介して偏光ビームス
プリツタ１０に導びかれる。さらに、偏光ビーム
スプリツタ１０の第２図中下方のボビン１Ａの位
置には、その検出面が偏光ビームスプリツタ１０
側に向けられた光検出器１４が取り付けられてい
る。

このように構成された可動部材１は、磁性材の
固定ヨーク１５の中央部に第２図中下方に向かつ
て植立固定された支持軸１６が軸受部材２の中心
孔に案内挿入されることにより、摺回動自在に、
すなわち支持軸１６の軸方向に摺動自在にかつ軸
の回りに回動自在に、支持されている。さらに、
固定ヨーク１５の第２図中下面には支持軸１６を
中心とする環状の永久磁石１８が密接して固着さ
れ、この永久磁石１８の下端面には、第３図に示
すような突片部１９を有する第１のヨーク部２０
が固着されている。また、固定ヨーク１５には、
第１のヨーク部２０に突片部１９に対向してボビ
ン１Ａの内側に配置される第２のヨーク部２１が
第２図中の下方（第３図中の左右）に向かつて突
設されている。これらの固定ヨーク１５、永久磁
石１８、第１のヨーク部２０、および第２のヨー
ク部２１によつて磁気回路が構成され、第１のヨ
ーク部２０と第２のヨーク部２１との間の磁気空
隙内に、フオーカスコイル３とトラツキングコイ
ル４Ａ，４Ｂが配設される。さらに、固定ヨーク
１５には、保持体１Ｂに保持された鏡筒６の外径
より大きな径の孔２２が穿設され、鏡筒６の上端
がこの孔２２内に案内挿入されている。

上述の様に構成された、本発明の先行技術とし
ての光学ピツクアツプ装置に内蔵された光学系の
作用について説明するに、半導体レーザ１１から
発せられる直線偏波のレーザ光ビームは偏光ビー
ムスプリツタ１０で反射した後、コリメータレン
ズ９によつて平行光束化され、この平行光束化さ
れたレーザ光ビームは1/4波長板８を通過する事
によつて、円偏波のレーザ光ビーム変換される。
この変換されたレーザ光ビームは、対物レンズ７
によつてデイスクＤの盤面上に入射せしめられ
る。そして、デイスクＤの盤面によつて反射され
た円偏波の反射レーザ光ビーム偏光面旋回方向
は、デイスクＤの盤面に入射される円偏波のレー
ザ光ビームの偏光面旋回方向とは逆になる。従つ
て、1/4波長板８お通過して直線偏波に変換され
る、反射レーザ光ビームの直線偏光面は、1/4波
長板８に入射する、半導体レーザ１１からのレー
ザ光ビームの直線偏光面に比して90°異なるもの
となる。よつて、デイスクＤの盤面からの反射レ
ーザ光ビームは偏光ビームスプリツタ１０をその
まま直進し、光検出器１４に入射される。この光
検出器１４によつて反射レーザ光ビームの光量分
布等が検出され、これにもとずいて、読取り情報
信号、フオーカスエラー信号、トラツキングエラ
ー信号等が図示しない信号処理回路によつて作り
出されることになる。

次に、対物レンズ７を含む光学系の駆動動作に
ついて説明する。フオーカスエラー信号にもとず
くフオーカス制御用駆動信号がフオーカスコイル
３に供給された場合には、フオーカス制御用駆動
信号に対応した極性と大きさを有した電流がフオ
ーカス制御コイル３を流れ、フオーカスコイル３
が第１のヨーク部２０と第２のヨーク部２１との
間に形成される磁気ギヤツプ中の磁界から、支持
軸１６に沿う方向への力を受け、これにもとずい
て、可動部材１が軸１６に沿つて摺動し、上方ま
たは下方に移動する。これにより、保持体１Ｂに
取り付けられた鏡筒６に収納された対物レンズ
７、1/4波長板８、コリメータレンズ９及び保持
体１Ｂに固着された偏光ビームスプリツタ１０、
半導体レーザ１１が夫々の位置関係を保ちながら
全体に移動し、対物レンズ７がデイスクＤの盤面
に近づく様に、または、遠ざかる様に移動せしめ
られ、所定のフオーカス制御が行われるのであ
る。

また、トラツキングエラー信号にもとずくトラ
ツキング制御用駆動信号がトラツキングコイル４
Ａ，４Ｂに供給された場合には、トラツキング制
御用駆動信号に対応した極性と大きさの電流がト
ラツキングコイル４Ａ，４Ｂを流れ、第１のヨー
ク部２０の突片部１９と第２のヨーク部２１との
間の磁気ギヤツプの磁界から、各トラツキングコ
イル４Ａ，４Ｂが支持軸１６を中心として右方向
もしくは左方向に回動せしめられる様な力を受
け、これにもとずいて、可動部材１が支持軸１６
を中心にして、右方向もしくは左方向に回動す
る。このとき、鏡筒６は可動部材１の中心軸に対
して偏心して取り付けられているので、鏡筒６の
光軸、即ち、対物レンズ７の光軸はデイスクＤの
信号トラツクを横切る方向（第１図の矢印ｔもし
くはt′の方向）に移動せしめられ、所定のトラツ
キング制御が行われる。

またフオーカス制御用駆動信号がフオーカスコ
イル３の供給されると共にトラツキング制御用駆
動信号がトラツキングコイル４Ａ，４Ｂに供給さ
れた場合には、フオーカス制御とトラツキング制
御が同時に行われる。

この例においては、レーザ光源１１からのレー
ザ光ビームが対物レンズ７を往復で通過して光検
出器１４に向うまでの光路を形成する各光学素子
が共通の可動部材１に固着されているので、フオ
ーカス制御及びトラツキング制御により、各光学
素子の相対位置関係が変化してしまうことがない
という利点がある。また、最初に位置決めした各
レンズの最良点で常時使用されるため光学的特性
が安定しているのみならず、光学上の視野は無限
大まで拡大できる。さらに、軸外の収差除去は不
要となり、レンズコストが安くなる。

ところで、このような光学系全体を備えた光学
ピツクアツプ装置によれば、可動部重量が重くな
るために、光学部品をバランス良く配置すること
が重要である。すなわち、第１図ないし第３図に
示すように、最も重い部品である半導体レーザ１
１と、レンズ系が設けられた鏡筒６や偏光ビーム
スプリツター１０とを、摺回動中心となる支持軸
１６を中心として対称な位置に配置することが必
要となる。このため、支持軸１６の長さ寸法を、
半導体レーザ１１と偏光ビームスプリツタ１０と
の間の光路の障げとならないように、短かく形成
する必要があり、軸受部２の長さも短かくなる。
このように、支持軸１６や軸受部２の幅方向の長
さが短かい場合には、支持状態が不安定となり易
く、特に、光学ピツクアツプ装置全体を薄形化し
ようとする場合には、上記長さがさらに短かくな
つて、摺動、回動時等にひつかかりが生じ易く、
複共振の原因ともなり、駆動制御の精度が低下す
る。

このような点を考慮して、本発明に係る光学ピ
ツクアツプ装置は、第４図に示すように、装置全
体の軸方向の長さの略全長にわたる長さの支持軸
３１を装置中央部に貫通配設するとともに、レー
ザ光軸であるい半導体レーザ１１から光学系の偏
光ビームスプリツタ１０までの間のレーザ光の光
軸と交わる支持軸３１の位置に第５図の横断面形
状の孔３２を穿設し、この孔３２を介して半導体
レーザ１１のレーザ光通路が形成されるようにし
ている。

すなわち、この第４図において、支持軸３１に
対して摺回動自在に支持された可動部材１は、ボ
ビン１Ａと保持体１Ｂとより成り、保持体１Ｂに
対物レンズ７、1/4波長板８、コリメータレンズ
９、および偏光ビームスプリツタ１０を保持さ
せ、ボビン１Ａに第１のコイルであるフオーカス
コイル３および第２のコイルであるトラツキング
コイル４Ａ，４Ｂ（第１図参照）を設け、フオー
カスコイル３にフオーカスエラー信号に応じた電
流を、また、トラツキング４Ａ，４Ｂにトラツキ
ングエラー信号に応じた電流をそれぞれ供給する
とともに、可動部材１の保持体１Ｂに対して支持
軸３１より偏心した位置に、この支持軸３１の軸
方向と平行に、対物レンズ７、1/4波長板８、コ
リメータレンズ９、および偏光ビームスプリツタ
１０を一列に配設し、支持軸３１を中心として、
これらの一列に配設された対物レンズ７、1/4波
長板８、コリメータレンズ９、および偏光ビーム
スプリツタ１０より成る光学レンズ系に対して重
量的に略対称な可動部材１の位置にレーザ光源と
しての半導体レーザ１１を配設し、支持軸３１に
は、第５図に示すように、半導体レーザ１１から
のレーザ光の通路を形成するような孔３２を穿設
し、この孔３２を介して半導体レーザ１１からの
レーザ光を上記光学系の偏光ビームスプリツタ１
０に導くようにしている。この場合、保持体１Ｂ
に一体的に形成された軸受部３５にも、上記支持
軸３１の孔３２に対応する位置にレーザ光通路と
なる孔３６を形成することは勿論である。他の構
成は、前記第１図ないし第３図に示した光学ピツ
クアツプ装置と同様であり、対応する部分に同一
の支持符号を付して説明を省略する。

このような本発明の一実施例としての光学ピツ
クアツプ装置によれば、支持軸３１および軸受部
３５の軸方向の長さを、前記先行技術の場合の略
２倍程度にまで長く形成でき、この支持軸３１に
対する可動部材１の摺回動が安定に行なわれ、こ
の摺回動時にひつかかり等が生じることは極めて
少なく、フオーカス制御やトラツキング制御を高
精度に行なえる。また、支持軸３１を中心とし
て、対物レンズ７、1/4波長板８、コリメータレ
ンズ９、および偏光ビームスプリツタ１０等より
成る光学レンズ系と、半導体レーザ１１とを、重
量的に略対称な位置に配置しているため、可動部
材１の重量的バランスが良好であり、軸方向の摺
動や軸の回りの回動を安定に行なえる。さらに、
レーザ光源としての半導体レーザ１１を含む光学
系全体を可動部材１に取り付けて、支持軸３１に
対して摺回動駆動しているため、常に対物レンズ
７の中心と光軸とが一致し、最初に位置決めした
レンズの最良点で常時使用されることから特性が
安定し、光学上の視野を無限大とすることがで
き、軸外の収差除去が不要となり、レンズコスト
が安くなるという種々の長所を有していることは
勿論である。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるも
のではなく、たとえば、可動部材１のボビン１Ａ
と保持体１Ｂとを一体に形成してもよく、また、
軸受部３５別部材で形成してもよい。この他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の説明に供する先
行技術となる光学ピツクアツプ装置を示し、第１
図は平面図、第２図は第１図の−線断面矢視
図、第３図は第１図の−線断面矢視図であ
る。第４図および第５図は本発明の一実施例を示
し、第４図は断面正面図、第５図は第４図の支持
軸の孔の部分の横断面図である。 １……可動部材、１Ａ……ボビン、１Ｂ……保
持体、３……フオーカスコイル、４Ａ，４Ｂ……
トラツキングコイル、７……対物レンズ、８……
１／４波長板、９……コリメータレンズ、１０……
偏光ビームスプリツタ、１１……半導体レーザ、
１４……光検出器、３１……支持軸、３２……
孔、３５……軸受部、３６……孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 支持軸に対して摺回動自在に支持された可動
   部材に対物レンズ、1/4波長板、コリメータレン
   ズ、および偏光ビームスプリツタを保持させ、こ
   の可動部材に第１のコイルおよび第２のコイルを
   設け、上記第１のコイルにフオーカスエラー信号
   に応じた電流を、上記第２のコイルにトラツキン
   グエラー信号に応じた電流をそれぞれ供給すると
   ともに、上記可動部材を摺回動自在に支持する支
   持軸に対して偏心した位置に上記対物レンズ、1/
   ４波長板、コリメータレンズ、および偏光ビーム
   スプリツタを上記支持軸と平行な方向に一列に配
   し、これらの一列に配された各光学部材に対して
   上記支持軸を中心として重量的に略対称な位置に
   レーザ光源を配設し、上記支持軸に上記レーザ光
   源からのレーザ光通路を形成する孔を穿設して成
   ることを特徴とする光学ピツクアツプ装置。