JPH04113527A - 光ピックアップ装置 - 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、主に、記録媒体としてのディスクの面振れ量
、あるいは偏芯量等の機械的特性を測定するための対物
レンズ位置検出手段を備えた光ピ・ツクアップ装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、一般に、記録媒体としてのディスクの面振れ量、
あるいは偏芯量等の機械的特性を測定するための光ピッ
クアップ装置は、第６図に示すように、記録媒体である
光ディスク２２のトランク面と対向するように配設され
た対物レンズ１を、そのフォーカス方向（図中のＸ方向
）と、ラジアル方向（図中のＸ方向）とに駆動制御する
だめの対物レンズ駆動手段２０を装置本体３０上に備え
ている。

上記対物レンズ駆動手段２０は、第７図に示すように、
対物レンズ１を保持した保持部材２を有している。この
保持部材２は、上下一対の板バネであるフォーカスバネ
３・３を介して、中間支持体４に連結されると共に、こ
の中間支持体４が左右一対の仮バネであるラジアルバネ
５・５を介して基板７上に立設された２本の支柱６・６
に支持されることで、対物レンズ１のフォーカス方向と
ラジアル方向とに進退自在に設けられており、さらには
、図示しないコイルとマグネットとからなる磁気回路の
電磁誘導作用により、フォーカス方向とラジアル方向と
ムこ駆動制御されることで、対物レンズ１から光ディス
ク２２に集束される光を光ディスク２２の目標トラック
の適正な位置に焦点を結ばせるようになっている。

そして、上記のようにして対物レンズ１をフォーカス方
向とラジアル方向とに駆動制御する対物レンズ駆動手段
２０の保持部材２には、対物レンズ位置検出手段２１を
構成するＬＥＤ等の光源８が、対物レンズ１と一体的に
移動するように固設されており、上記光源８が、第８図
に示すように、基板７上に設けられた対物レンズ位置検
出手段２１を構成する４分割式の光検出器９上に径Ｗの
略円形状の光スポット１０を形成すると共に、対物レン
ズ位置検出手段２１を構成する電気回路である誤差増幅
器１１が、４分割された光検出器９の各出力を比較する
ことで、対物レンズ１のフォーカス方向、およびラジア
ル方向への移動位置を検出するようになっている。尚、
上記対物レンズ１のフォーカス方向への移動が、光ディ
スク２２の面振れ量となる一方、対物レンズＩのラジア
ル方向への移動が、光ディスク２２の偏芯量となるもの
である。

（発明が解決しようとする課題］ ところが、一般に、記録媒体としての光ディスク２２は
、面振れ量の方が偏芯量に比べて数倍大きい規格となっ
ている。例えば、直径１３０ｍｍの光磁気ディスクでは
、最大偏芯蓋が５０μｍ、−ｐ±２５μｍに対して、最
大面振れ量が±３００μｍとなっており、これらの量を
測定するためには、対物レンズ位置検出範囲として、上
記の値を満足する必要がある。

一方、対物レンズ位置検出手段２１を構成する光検出器
９により略リニアな出力が得られる範囲は、第９図に示
すように、光検出器９上に形成される光スポット１０の
径Ｗに対して、原点付近の土０．２５Ｗ程度である。こ
のため、前述の最大偏芯量と最大面振れ量とを測定する
には、さらに、光検出器９上に形成される光スボッ）１
０の径Ｗをそれぞれ最大偏芯量、および最大面振れ量の
４倍以上の値にする必要がある。即ち、最大面振れ量の
±３００μｍを検出するには、Ｗ＝１．２　ｍｍ以上が
必要となる。一方、最大偏芯蓋の５０μｍ、ｐ±２５μ
ｍを検出するには、Ｗ＝０．１ｍｍ以上で良いが、光検
出器９上に形成される光スポット１０が略円形状である
ため、最大偏芯量を検出するためのラジアル方向の径Ｗ
も、最大面振れ量を検出するためのフォーカス方向の径
Ｗと同様にＷ＝１．２ｍｍが設定されることとなり、ラ
ジアル方向の対物レンズ位置検出範囲が必要以上に大き
くなる。

ところで、光源８からの全光量を一定にした状態で、光
検出器９上に形成される光スポット１０の径Ｗを大きく
することは、対物レンズ位置検出範囲を大きくする反面
、第１０図に示すように、光スポット１０の径Ｗの増大
に伴い、検出感度が低下することとなり、また、一般に
、光ディスク２２の機械的特性の測定精度として、規格
値の１％が必要とされており、直径１３０ｍｍの光磁気
ディスクでは、最大面振れ量の±３００μｍに対して１
％の３μｍ、最大偏芯量の５０μｍ、、±２５μｍに対
して１％の０．２５μｍがそれぞれ測定精度として必要
となる。このため、最大偏芯量を検出するラジアル方向
では、最大面振れ量を検出するフォーカス方向に比べて
、約１／１２の微少な変位を検出しなければならない。

ところが、前述したように、光スポット１０の径Ｗが略
円形状のため、検出感度はフォーカス方向とラジアル方
向とで等しいにも関わらず、ラジアル方向では、より微
少な変位を検出している。このため、フォーカス方向に
比べて、ラジアル方向の方が相対的にＳ／Ｎ比が悪い状
態で対物レンズ位置を検出していることとなり、結果と
して、ラジアル方向での対物レンズ位置の検出測定にお
いて、測定誤差が生じているという問題を有している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の請求項第１項の光ピックアップ装置は、上記の
課題を解決するために、対物レンズをフォーカス方向と
ラジアル方向とに駆動制御することで、対物レンズから
記録媒体としてのディスクに集束される光を、ディスク
の目標トラックの適正な位置に焦点を結ばせる対物レン
ズ駆動手段を備えると共に、対物レンズと一体的に移動
するように設けられた光源からの光を光検出器上に投影
することで、対物レンズのフォーカス方向、およびラジ
アル方向での位置を検出する対物レンズ位置検出手段を
備えた光ピックアップ装置において、以下の手段を講じ
ている。

即ち、上記光源は、楕円形状の遠視野像を有する素子か
らなり、光源から光検出器上に投影される光スポットの
短径方向が対物レンズのラジアル方向と一致している。

また、本発明の請求項第２項の光ピックアップ装置は、
上記の課題を解決するために、対物レンズをフォーカス
方向とラジアル方向とに駆動制御することで、対物レン
ズから記録媒体としてのディスクに集束される光を、デ
ィスクの目標トラックの適正な位置に焦点を結ばせる対
物レンズ駆動手段を備えると共に、対物レンズと一体的
に移動するように設けられた光源からの光を光検出器上
に投影することで、対物レンズのフォーカス方向、およ
びラジアル方向での位置を検出する対物レンズ位置検出
手段を備えた光ピックアップ装置において、以下の手段
を講じている。

即ち、上記光源と光検出器との間には、対物レンズのラ
ジアル方向に対して、フォーカルパワーを有する光学素
子が設けられ、光源から光検出器上に投影される光スポ
ットの短径方向が対物レンズのラジアル方向と一致して
いる。

〔作　用〕 上記請求項第１項の構成によれば、光源として楕円形状
の遠視野像を有する素子を用いると共に、光源から光検
出器上に投影される光スポットの短径方向を対物レンズ
のラジアル方向と一致させることにより、最大面振れ量
を検出するフォーカス方向の光スポットの径に対して、
最大偏芯量を検出するラジアル方向の光スポットの径を
狭めることができる。このため、従来の略円形状の遠視
野像を有する光源を用いた場合に比べて、最大偏芯量の
検出感度が向上して、Ｓ／Ｎ比の良い対物レンズ位置の
検出が行える。

また、請求項第２項の構成によれば、光源と光検出器と
の間に、対物レンズのラジアル方向に対して、フォーカ
ルパワーを有する光学素子を設けると共に、光源から光
検出器上に投影される光スポットの短径方向を対物レン
ズのラジアル方向と一致させることにより、最大面振れ
量を検出するフォーカス方向の光スポットの径に対して
、最大偏芯量を検出するラジアル方向の光スポットの径
を狭めることができる。このため、従来の略円形状の遠
視野像を有する光源を用いた場合に比べて、最大偏芯量
の検出感度が向上して、Ｓ／Ｎ比の良い対物レンズ位置
の検出が行える。

〔実施例１〕 本発明の一実施例を第１図ないし第４図（ａ）（ｂ）に
基づいて説明すれば、以下の通りである、尚、本実施例
では、説明の便宜上、前記従来例と同様の機能を有する
部材については、同一の符号を付記するものである。

本実施例に係る光ビックアンプ装置は、第１図に示すよ
うに、対物レンズ１をフォーカス方向とラジアル方向と
に駆動制御する対物レンズ駆動手段２０と、対物レンズ
１のフォーカス方向とラジアル方向との各方向での位置
を検出する対物レンズ位置検出手段２１′とを備えてい
る。

上記対物レンズ駆動手段２０は、対物レンズ１を保持し
た保持部材２と、この保持部材２を対物レンズ１のフォ
ーカス方向に進退自在に設けるための板ハネである上下
一対のフォーカスバネ３・３と、対物レンズ１を中間的
に支持する中間支持体４と、保持部材２を対物レンズ１
のラジアル方向に進退自在に設けるための板バネである
左右−対のラジアルバネ５・５と、これらの各ラジアル
バネ５・５をそれぞれ支持する２本の支柱６・６と、こ
れらの各支柱６・６を上面に固定した基板７と、図示し
ないコイル、およびマグネットからなる磁気回路とから
構成されている。

そして、上記対物レンズ駆動手段２０は、保持部材２が
フォーカスハネ３・３を介して、中間支持体４に連結さ
れ、この中間支持体４がラジアルバネ５・５を介して基
板７上の支柱６・６に支持されることで、対物レンズ１
をフォーカス方向とラジアル方向とに進退自在に設け、
さらには、磁気回路の電磁誘導作用により、対物レンズ
１をフォーカス方向とラジアル方向とに駆動制御するこ
とで、対物レンズ１から光ディスク２２に集束される光
を図示しない記録媒体である光ディスクの目標トラック
の適正な位置に焦点を結ばせるようになっている。

上記対物レンズ位置検出手段２１′は、光源としての半
導体レーザ８′と、４分割式の光検出器９と、図示しな
い電気回路とから構成されている。

上記半導体レーザ８′は、第２図に示すように、放射光
の遠視野像が楕円形状をなしており、対物レンズ１のフ
ォーカス方向（図中のＸ方向）とラジアル方向（図中の
Ｘ方向）とにより形成される２次元的空間に対して直交
する方向に放射光が配された状態で、且つ、遠視野像の
短径方向がラジアル方向と一致した状態で保持部材２に
固設されている。尚、上記半導体レーザ８′は、保持部
材２に固設されることで、対物レンズ１と一体的に移動
するようになっている。

上記光検出器９は、その中心が半導体レーザ８′により
形成される遠視野像の中心と一致するように基板７上に
配設されている。

そして、上記対物レンズ位置検出手段２１′は、半導体
レーザ８′が４分割式の光検出器９上に光スポット１０
を形成すると共に、光検出器９に接続された電気回路が
４分割された光検出器９の各出力を比較することで、半
導体レーザ８′から放射される放射光の移動量を検出し
て、対物レンズ１のフォーカス方向、およびラジアル方
向での位置を検出するようになっている。

上記の構成において、本実施例の楕円形状の遠視野像を
有する光源を備えた光ピックアップ装置と、従来例の略
円形状の遠視野像を有する光源を備えた光ピックアップ
装置との各対物レンズ位置検出手段による検出出力の比
較測定を、フォーカス方向、およびラジアル方向の各方
向で行ったので、その結果を第３図（ａ）（ｂ）、およ
び第４図（ａ）（ｂ）に示す。

上記の結果によれば、第３図（ａ）に示す本光ピックア
ップ装置でのフォーカス方向出力は、第３図（ｂ）に示
す従来の光ピックアップ装置でのフォーカス方向出力と
同様の変位に対する傾きを示している。このことより、
本光ピックアップ装置は、最大面振れ量を検出するフォ
ーカス方向において、光源である半導体レーザ８′の遠
視野像の長径方向がフォーカス方向と一致しており、従
来の光ピックアップ装置と同様の検出感度を有している
ことが分かる。

一方、第４図（ａ）に示す本光ピックアップ装置でのラ
ジアル方向出力は、第４図（ｂ）に示す従来の光ピック
アップ装置でのラジアル方向出力に比べて、変位に対す
る傾き量が大幅に増大している。このことより、本光ピ
ックアップ装置は、置火偏芯量を検出するラジアル方向
において、光検出器９上に形成される光スポット１０の
径が従来の光ピックアップ装置による光スポットの径に
比べて狭められ、結果として、検出感度を向上している
ことが分かる。

以上のように、本実施例に係る光ピックアップ装置は、
対物レンズ位置検出手段２１′を構成する光源に、遠視
野像が楕円形状を有する半導体レーザ８′を用いると共
に、この半導体レーザ８′の遠視野像の短径方向を対物
レンズ１のラジアル方向と一致させることで、従来の光
ビックアンプ装置に対して、フォーカス方向での最大面
振れ量の検出感度を維持した状態で、ラジアル方向での
最大偏芯量の検出感度を向上させている。

尚、本実施例に係る光ピックアップ装置では、光源とし
て半導体レーザ８′を用いているが、特に、これに限定
するものではなく、遠視野像の縦横比が異なる素子であ
ればかまわない。

〔実施例２〕 本実施例に係る光ピックアップ装置は、対物レンズ位置
検出手段を構成する光源と、この光源と光検出器との間
に配設される光学系素子とを除き第１実施例の光ピック
アップ装置と同等に形成されている。尚、本実施例では
、説明の便宜上、前述の第１実施例と同様の機能を有す
る部材については、同一の符号を付記すると共に、対物
レンズ位置検出手段を構成する光源と、光学系素子とを
除く他の構成部材の説明を省略するものである。

本第２実施例に係る対物レンズ位置検出手段２１“は、
第５図（ａ）（ｂ）にそれぞれ示すように、光源として
のＬＥＤ８”と、光検出器９と、これらＬＥＤ８″と光
検出器９との間に配設される光学系素子としての円筒レ
ンズ１２と、図示しない電気回路とから構成されている
。

上記ＬＥＤ８″は、略円形状の遠視野像を有すると共に
、前述の第１実施例の半導体レーザ８′と同様に、対物
レンズ駆動手段２０を構成する保持部材２に固設されて
、対物レンズ１と一体的に移動するようになっている。

上記円筒レンズ１２は、その母線が対物レンズ１のフォ
ーカス方向と一致するように配されると共に、ＬＥＤ８
“の放射光が放射される前面に固設されることで、フォ
ーカルパワーがラジアル方向にのみ作用するように設定
されている。

上記の構成において、ＬＥＤ８“から放射される放射光
は、ＬＥＤ８″の前面に固設された円筒レンズ１２のラ
ジアル方向へのフォーカルパワーにより、前述の第１実
施例と同様に、最大面振れ量を検出するフォーカス方向
においては、長径となる一方、最大偏芯量を検出するラ
ジアル方向においては、短径となるような楕円形状の光
スポット１０を光検出器９上に形成する。

このため、対物レンズ位置検出手段２１″による対物レ
ンズ１のフォーカス方向、およびラジアル方向での位置
の検出感度は、前述の第１実施例の対物レンズ位置検出
手段２１′によるものと同様に、従来の光ピックアップ
装置に対して、フォーカス方向での最大面振れ量の検出
感度を維持した状態で、ラジアル方向での最大偏芯量の
検出感度を向上させることができる。

尚、本実施例に係る光ピックアップ装置では、光源と光
検出器との間に設けられる光学系素子としての円筒レン
ズ１２を、光源に固定して設けているが、特に、この光
源に固設することに限定するものではない。また、光学
系素子として用いられる円筒レンズ１２、および光源と
して用いられるＬＥＤ８“についても、特に、限定する
ものではなく、光学系素子については、ホログラム素子
、あるいは三角プリズム等のフォーカルパワーを有する
光学系素子であればかまわない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の請求項第１項の光ピックアップ
装置は、光源は、楕円形状の遠視野像を有する素子から
なり、光源から光検出器上に投影される光スポットの短
径方向が対物レンズのラジアル方向と一致している構成
である。

これにより、最大偏芯量を検出するためのラジアル方向
での光スポットの径が、従来の光ピックアップ装置によ
るものに比べて狭められることで、対物レンズのラジア
ル方向での位置の検出感度が向上され、結果として、フ
ォーカス方向、およびラジアル方向の両方向において、
Ｓ／Ｎ比の良い対物レンズの位置検出が部品点数を増す
ことなく可能になるという効果を奏する。

また、本発明の請求項第２項の光ピックアップ装置は、
光源と光検出器との間には、対物レンズのラジアル方向
に対して、フォーカルパワーを有する光学素子が設けら
れ、光源から光検出器上に投影される光スポットの短径
方向が対物レンズのラジアル方向と一致している構成で
ある。

これにより、最大偏芯量を検出するためのラジアル方向
での光スポットの径が、従来の光ピックアップ装置によ
るものに比べて狭められることで、対物レンズのラジア
ル方向での位置の検出感度を向上することができ、フォ
ーカス方向、およびラジアル方向の両方向において、Ｓ
／Ｎ比の良い対物レンズの位置検出が行える。さらには
、光源と光検出器との間に配設される光学系素子のフォ
ーカルパワーを設定する曲率等のフォーカルパワー設定
条件を任意に選定することで、光検出器上に形成される
光スポットの長径、および短径の値が任意に設定でき、
対物レンズの位置検出範囲や、検出感度の設計に自由度
を持たせることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図（ａ）（ｂ）は本発明の第１実施例
を示すものである。 第１図は対物レンズ駆動手段と対物レンズ位置検出手段
とを示す斜視図である。 第２図は半導体レーザの放射パターンを示す斜視図であ
る。 第３図（ａ）は楕円形状の遠視野像を有する光源による
フォーカス方向の変位−検出出力間の関係を示すグラフ
である。 第３図（ｂ）は円形状の遠視野像を有する光源によるフ
ォーカス方向の変位−検出出力間の関係を示すグラフで
ある。 第４図（ａ）は楕円形状の遠視野像を有する光源による
ラジアル方向の変位−検出出力間の関係を示すグラフで
ある。 第４図（ｂ）は円形状の遠視野像を有する光源によるラ
ジアル方向の変位−検出出力間の関係を示すグラフであ
る。 第５図（ａ）（ｂ）はそれぞれ第２実施例の円筒レンズ
を備えた対物レンズ位置検出手段を示す説明図である。 第６図ないし第１０図は従来例を示すものである。 第６図はディスクに対する対物レンズ駆動手段の配置位
置を示す概略の説明図である。 第７図は対物レンズ駆動手段と対物レンズ位置検出手段
とを示す斜視図である。 第８図は光検出器を示す概略の説明図である。 第９図は光検出器から構成される装置検出出力の特性を
示すグラフである。 第１０図は光検出器に形成される光スポットの径をパラ
メータとした変位−検出出力間の関係を示すグラフであ
る。 ｌは対物レンズ、８′は半導体レーザ（光源）８＃はＬ
ＥＤ　（光源）、９は光検出器、１０は光スポット、１
２は円筒レンズ（光学素子）、２０は対物レンズ駆動手
段、２１′　・２１＃は対物レンズ位置検出手段、２２
は光ディスク（ディスク）である。 特許出願人　　　　　シャープ　株式会社第 図 η ８゜ 第 図 第 図（ａ） 第 図（ｂ） 第 図 第 図（ａ） 第 図（ｂ） 第 図（ａ） 第 図（ｂ） 第 図 尤 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対物レンズをフォーカス方向とラジアル方向とに駆
   動制御することで、対物レンズから記録媒体としてのデ
   ィスクに集束される光を、ディスクの目標トラックの適
   正な位置に焦点を結ばせる対物レンズ駆動手段を備える
   と共に、対物レンズと一体的に移動するように設けられ
   た光源からの光を光検出器上に投影することで、対物レ
   ンズのフォーカス方向、およびラジアル方向での位置を
   検出する対物レンズ位置検出手段を備えた光ピックアッ
   プ装置において、 上記光源は、楕円形状の遠視野像を有する素子からなり
   、光源から光検出器上に投影される光スポットの短径方
   向が対物レンズのラジアル方向と一致していることを特
   徴とする光ピックアップ装置。 ２、対物レンズをフォーカス方向とラジアル方向とに駆
   動制御することで、対物レンズから記録媒体としてのデ
   ィスクに集束される光を、ディスクの目標トラックの適
   正な位置に焦点を結ばせる対物レンズ駆動手段を備える
   と共に、対物レンズと一体的に移動するように設けられ
   た光源からの光を光検出器上に投影することで、対物レ
   ンズのフォーカス方向、およびラジアル方向での位置を
   検出する対物レンズ位置検出手段を備えた光ピックアッ
   プ装置において、 上記光源と光検出器との間には、対物レンズのラジアル
   方向に対して、フォーカルパワーを有する光学素子が設
   けられ、光源から光検出器上に投影される光スポットの
   短径方向が対物レンズのラジアル方向と一致しているこ
   とを特徴とする光ピックアップ装置。