JPH05225577A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リニアエンコーダなどの専用の位置検出器を
用いずに、記録媒体に対する光ピックアップの位置を検
出する。 【構成】 対物レンズ１０を持つ可動部１を、ディスク
７の半径方向に移動自在に設ける。光源３から順に、グ
レーティング５、ビームスプリッタ６を配置し、ディス
クの反射光を集める集光光学系１１を設けて固定部２を
形成する。集光光学系の非合焦点に受光素子１４ａ，１
４ｂを配置する。受光素子に、受光した±１次回折光の
位置を検出する位置検出器１５ａ，１５ｂを設置する。 【効果】 グレーティングにより分離されて記録媒体に
照射された±１次光の間隔から、記録媒体に対する可動
部の位置を知ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学式ディスクなどの
光学式記録媒体を用いて情報を記録し、更には記録され
た情報を再生する光学式記録媒体再生装置における光ピ
ックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光学式記録再生装置の光ピック
アップは、光ビームを発生する光源と、この光ビームを
ディスク上に集光する対物レンズと、記録媒体からの光
ビームの反射光を受光して記録媒体に記録された信号に
応じた出力を出す光検出器と、光源から記録媒体までの
光路中に配置され記録媒体からの反射光を光検出器まで
導くビームスプリッタなどからなる光学系などにて構成
されている。

【０００３】これらの部品はピックアップ筐体に納めら
れ、このピックアップ筐体全体を記録媒体に対して動か
すことにより、いわゆる粗調をなし、更に光学系部品相
互間の相対位置調整による、いわゆる微調をなして記録
媒体上に形成された記録トラックへの情報の記録や、記
録された情報の再生を行っている。一方、記録トラック
への高速アクセスを行うために、光ピックアップの軽量
化が要求されている。そこで、光ピックアップを可動部
と固定部とに分けて、軽量の可動部を記録媒体に対して
移動することにより、記録媒体の高速アクセスを行って
いる。この構造では、可動部として、対物レンズとこの
対物レンズをフォーカス方向ないしトラッキング方向に
駆動して記録媒体を照射する光ビームを制御するアクチ
ュエータ程度の最小限の光学部品が筐体に搭載される。
一方、固定部は、光源やビームスプリッタ、光検出器な
どが光路中に配置され固定された分離光学系からなるも
のである。そして、光ビームは固定部と可動部との間の
空間を平行光として伝幡される。

【０００４】さらに、記録媒体に対して移動する可動部
が暴走して記録媒体の外部に飛び出したり、或いは記録
動作中に記録媒体の記録すべきエリア以外に光ビームを
照射することがないように、可動部の記録媒体に対する
位置を十分に監視する必要がある。そこで、例えば特開
平２−２２０２７５号公報に記載されるように、リニア
エンコーダなどの位置検出装置を光ピックアップに並設
して光ピックアップの可動部の記録媒体に対する位置を
監視する構造が採られている。

【０００５】しかしながら、上記構造では、リニアエン
コーダなどの別部材を必要とするために、記録再生装置
の小型化を妨げる一因となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点に鑑みなされたもので、リニアエンコーダなどの
専用の位置検出装置を用いることなく、記録媒体に対す
る光ピックアップの可動部の位置を検出することができ
る構造の光ピックアップ装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
装置は、対物レンズを含み記録媒体に対して自在に移動
する可動部と、レーザ光源とこのレーザ光源の光を少な
くとも０次回折光と±１次回折光とを分離するグレーテ
ィングとこれらの回折光を光路に沿って前記可動部に伝
幡する光伝幡手段と前記記録媒体の反射光を集光して光
検出手段に導く集光手段とを含む固定部とからなる光ピ
ックアップ装置であって、前記光検出手段は、前記反射
光のうち前記±１次回折光が反射された±１次回折反射
光をそれぞれ前記集光手段の非合焦点にて受光する複数
個の受光素子を有し、前記受光素子の各々は、対応する
前記±１次回折反射光の受光位置を検出する位置検出手
段を備えているものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、グレーティングにより分離さ
れた±１次回折光は、固定部より光伝幡手段により可動
部に導かれて記録媒体に反射され、集光手段により集光
されて光検出手段に入射する。この±１次回折光は０次
回折光に対してわずかに傾きをもつために、記録媒体に
対して可動部が移動することにより固定部と可動部との
距離が変化すると、受光素子が非合焦点で受光する±１
次回折反射光の受光位置が変化する。それ故、位置検出
手段によりこの受光素子上での±１次回折反射光の受光
位置を検出することにより、記録媒体に対する可動部の
位置を知ることができる。

【０００９】

【実施例】本発明の光ピックアップ装置を備えた光学式
記録再生装置の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。図１において、光ピックアップ装置は可動部１と固
定部２とから構成されている。

【００１０】固定部２は、内部に半導体レーザなどから
なる光源３が配置され、この光源３から順に光路上に光
伝幡手段としてのコリメータレンズ４、グレーティング
５、およびビームスプリッタ６が配置されている。光源
３を発した光ビームはコリメータレンズ４により平行光
束にされた後、グレーティング５により０次回折光、±
１次回折光などの複数の回折光に分離される。そして、
グレーティング５により分離された０次回折光および±
１次回折光（以下、それぞれ０次光、±１次光と略す）
の各々は、ビームスプリッタ６により光路を曲げられて
可動部１に入射する。

【００１１】この可動部１は、記録媒体としての円形の
ディスク７に対向する対物レンズ１０を有する。さら
に、可動部１はディスク７の半径方向に延在する図示し
ないガイド部材によって案内されてディスク７の半径方
向に移動自在に形成されている。そして、固定部２から
空間を介してこの可動部１に伝幡されてきた光ビーム
は、図示しない適宜のミラーによって対物レンズ１０に
入射してディスク７上に集光される。さらに、ディスク
７にて光ビームが反射された反射光は、再び対物レンズ
１０に入射し空間を伝幡されて固定部２に導かれる。

【００１２】この反射光はビームスプリッタ６を透過し
た後、光路上に配置された集光手段としての集光光学系
１１にて集光されて、光検出手段としての光検出器１２
に導かれる。すなわち、グレーティング５にて分離され
た０次光および±１次光の各々は、ディスク７にて反射
された後、０次反射光および±１次反射光として光検出
器１２に入射する。

【００１３】前記光検出器１２は、図１に示すように、
０次反射光および±１次反射光をそれぞれ受光する０次
光用受光素子（以下、０次受光素子と略す）１３，およ
び±１次光用受光素子（以下、±１次受光素子と略す）
１４ａ，１４ｂを有している。そして、０次受光素子１
３、および±１次受光素子１４ａ，１４ｂはそれぞれ集
光光学系１１の非合焦点領域に配置されている。

【００１４】そして、集光光学系１１にて集光された０
次反射光に、少なくともシリンドリカルレンズなどの図
示しない非点収差発生素子によって非点収差を与えるこ
とにより、周知の非点収差法によるフォーカスエラー信
号を検出することができる。位置検出手段としての位置
検出器１５ａ，１５ｂは、それぞれ±１次受光素子１４
ａ，１４ｂに取り付けられて、入射する±１次反射光の
受光面上での位置を検出している。そして、この±１次
受光素子１４ａ，１４ｂ上の各々で、対応する±１次反
射光の受光位置に応じた信号が各位置検出器１５ａ，１
５ｂからそれぞれ演算回路１６に供給される。

【００１５】この演算回路１６は、位置検出器１５ａ，
１５ｂの出力に応じてディスク７の半径方向における可
動部１の位置を表す位置検出信号を演算するものであ
る。次に、本実施例の作用を図２および図３に基づいて
説明する。図２において、光源３を発した光ビームのう
ち、グレーティング５により分離された±１次光±Ｌ１
は、０次光Ｌ０に対してわずかに拡がりをもった光ビー
ムとして可動部１に入射するため、０次光Ｌ０よりもわ
ずかに傾いて対物レンズ１０に入射する。図２では、±
１次光±Ｌ１のうち一方（例えば＋１次回折光）のみを
表示するが、対物レンズ１０に入射する＋１次回折光＋
Ｌ１は、点線で図示する０次光Ｌ０の照射位置よりも若
干オフセットしてディスク７上に照射される。

【００１６】そして、＋１次光＋Ｌ１がディスク７上で
反射された＋１次反射光は、再び対物レンズ１０および
ビームスプリッタ６を介して、集光光学系１１に導か
れ、この集光光学系１１で集光されて１次受光素子１４
ａ（または１４ｂ）に入射される。また、図２（ａ）お
よび図２（ｂ）を対比すると、可動部１と固定部２との
局に応じて集光光学系１１に入射する＋１次反射光＋Ｌ
１の位置が異なっていることが判る。そして、かかる位
置の相違は１次受光素子１４ａ，１４ｂ上に現れる。

【００１７】次に、１次受光素子１４ａ上の光ビームの
受光位置を図３に示す。例えば、光路に対し斜め方向か
ら平行光束が集光光学系１１に図示のように入射した場
合、合焦点Ｏに光ビームが集光される。この平行光束の
うち、例えば平行光束ａおよび平行光束ｂに着眼する
と、それぞれ合焦点Ｏからずれた領域に配置された１次
受光素子１４ａの受光面Ｐの点ａ１および点ｂ１に導か
れる。それ故、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すよう
に＋１次反射光＋Ｌ１の集光光学系１１への入射位置が
異なれば、それに応じて点ａ１および点ｂ１の位置は変
化するので、受光面Ｐ上の光ビームの受光位置が変化す
ることになる。

【００１８】従って、ディスク７の半径方向に対する可
動部１の位置を、光検出器１２で受光される±１次光±
Ｌ１の受光位置の変化により知ることができる。次に、
図４を基づき、各受光素子１４ａ，１４ｂの出力からデ
ィスク半径方向における可動部１の位置を求める方法を
説明する。±１次受光素子１４ａ，１４ｂはそれぞれ２
分割された受光面が形成され、＋１次受光素子１４ａの
各受光面をＡ１，Ａ２、−１次受光素子１４ｂの各受光
面をＢ１，Ｂ２とする。

【００１９】０次受光素子１３は受光面が４分割に形成
されており、各受光面を図示の如くＣ１，Ｃ２，Ｃ３，
Ｃ４とする。また、各受光素子１４ａ，１３，１４ｂは
順にディスクのピット列の方向に沿って配列される。こ
の時、各受光素子１３，１４ａ，１４ｂに投影される像
は、図示せぬシリンドリカルレンズの作用により９０度
回転するため、各光ビームのピットの回折現象によって
現れるトラックの影は斜線部分に図示するようになる。

【００２０】位置検出器１５ａ，１５ｂはそれぞれ差動
増幅器にて構成され、±１次受光素子１４ａ，１４ｂ上
の光ビームの位置に応じた検出信号を発生するために、
±１次受光素子１４ａ，１４ｂの各々は、各受光面Ａ
１，Ａ２，またはＢ１，Ｂ２の光検出出力に差に応じた
検出信号を出力する。位置検出器１５ａ，１５ｂの検出
出力の各々は、差動増幅器からなる演算回路１６の入力
となり、演算回路１６の位置検出信号Ｓは、

【数１】Ｓ＝（（Ａ１−Ａ２）−（Ｂ１−Ｂ２）） となる。

【００２１】それ故、可動部１のディスク半径方向にお
ける位置に応じて±１次光の間隔が変化すると、位置検
出器１５ａ，および１５ｂの出力は互いに相補うように
変化するので、演算回路１６の位置検出信号Ｓは、例え
ば±１次光の間隔が増大した場合には正、±１次光の間
隔が縮小した場合には負になる。従って、位置検出信号
Ｓの正負、およびその絶対値から、ディスク７半径方向
における可動部１の位置が判る。

【００２２】さらに、０次受光素子１３の各光検出面Ｃ
１〜Ｃ４の検出信号からは、加算器２１〜２４および差
動増幅器２５，２６によって、トラッキングエラー信
号、およびフォーカスエラー信号が得られる。例えばト
ラッキングエラー信号は、図４の回路構成においてはプ
ッシュプル法により得られたものである。

【００２３】また、±１次受光素子１４ａ，１４ｂの総
和信号から、

【数２】（Ａ１＋Ａ２）−（Ｂ１＋Ｂ２） をトラッキング信号とする、いわゆる３ビーム法が可能
になる。さらに、各受光素子１３，１４ａ，１４ｂの検
出信号から

【数３】（（Ｃ１＋Ｃ３）−（Ｃ２＋Ｃ４）） −α（（Ａ１−Ａ２）＋（Ｂ１−Ｂ２））（α：定数） をトラッキングエラー信号とする、いわゆる差動プッシ
ュプル法が可能になる。

【００２４】なお、上記実施例においては、位置検出器
１５ａ，１５ｂの検出出力を差動増幅器による演算回路
１６に供給している。しかし、ゲインの低下を無視する
ならば、いずれか一方の位置検出器１５ａ，または１５
ｂの検出出力をそのまま位置検出信号Ｓとすることもで
きる。また、上記実施例では位置検出信号Ｓを生成する
ために位置検出器１５ａ，１５ｂ、および演算回路１６
として３つの差動増幅器を用いているが、かかる回路構
成にとどまらず、数１を満足する任意の演算回路を用い
ても良いことは明らかである。

【００２５】さらに、受光素子１３，１４ａ，１４ｂを
ＣＣＤ素子などの固体撮像素子により構成し、撮像素子
上の光ビームの位置を検出するようにしても良い。ま
た、上記実施例では記録媒体として円形のディスクを用
いて説明したが、本発明はこれに限らず、カード式ディ
スクを用いた光学式記録再生装置など、光ピックアップ
装置が可動部と固定部とに分かれて構成され、情報を記
録媒体に記録するとともに記録された情報を再生する適
宜の光学式記録再生装置に適用でき、上記実施例と同様
の効果が得られる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の光ピックアップ装置によれば、
グレーティングにより分離されてそれぞれ記録媒体上に
照射される±１次光の間隔が、記録媒体に対する可動部
の位置に応じて変化することを利用するとともに、これ
らの±１次光を受光する受光素子上での受光位置を検出
する位置検出手段を備えているので、記録媒体に対する
可動部の位置を検出するためにリニアエンコーダなどの
他の位置検出装置を取り付けることなく、記録媒体に対
する可動部の位置を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光ピックアップ装置の
構成図である。

【図２】同上ディスクで反射され集光光学系を介して受
光面に入射する＋１次回折光のうち、（ａ）は可動部が
固定部に対して遠い位置にある場合を示す光線追跡図で
あり、（ｂ）は可動部が固定部に対して近い位置にある
場合を示す光線追跡図である。

【図３】同上受光面に入射する＋１次回折光の受光位置
を示す光線追跡図である。

【図４】同上ディスク半径方向における可動部の位置を
求める方法を示すブロック図である。

【主要部分の符号の説明】

１ 可動部 ２ 固定部 ３ レーザ光源 ４ 光伝幡手段としてのコリメータレンズ ５ グレーティング ６ 光伝幡手段としてのビームスプリッタ ７ 記録媒体としてのディスク １０ 対物レンズ １１ 集光手段 １２ 光検出手段としての光検出器 １４ａ，１４ｂ 受光素子としての±１次受光素子 １５ａ，１５ｂ 位置検出手段としての位置検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを含み記録媒体に対して自在
   に移動する可動部と、レーザ光源とこのレーザ光源の光
   を少なくとも０次回折光と±１次回折光とを分離するグ
   レーティングとこれらの回折光を光路に沿って前記可動
   部に伝幡する光伝幡手段と前記記録媒体の反射光を集光
   して光検出手段に導く集光手段とを含む固定部とからな
   る光ピックアップ装置であって、 前記光検出手段は、前記反射光のうち前記±１次回折光
   が反射された±１次回折反射光をそれぞれ前記集光手段
   の非合焦点にて受光する複数個の受光素子を有し、前記
   受光素子の各々は、対応する前記±１次回折反射光の受
   光位置を検出する位置検出手段を備えていることを特徴
   とする光ピックアップ装置。