JPH0557650B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学的情報記録再生装置の光ヘツド
装置に関するもので、特に光ヘツドに設けられた
絞り込み用対物レンズの変位を検出可能とした光
ヘツド装置に関する。

（従来の技術） 従来、光ヘツドはレーザ等の光源、該光源から
の光束を平行光束とするコリメータレンズ、情報
担体の記録面上に光束を絞り込み微小スポツトと
して照射するための対物レンズ等の光学系、およ
び記録面で反射された光束を受光するための光検
出器等により構成されている。記録時には、所定
の情報により変調され、対物レンズにより集束さ
れた光束を記録面上に照射し、該記録面に温度上
昇或いは化学反応により情報を記録する。再生時
には、記録面から反射され、記録情報により光学
的に変調を受けた光束を光検出器にて受光し、こ
こで検出した光信号を電気信号に変換して所望の
再生情報を得るものである。

このような光情報記録再生に用いられる情報記
録担体としては、光学式ビデオ・デイスク、光学
式デジタル・オーデイオデイスク、光カード等が
ある。記録される情報は、例えば、デイスク状の
担体（以下、光デイスクと称する）の場合は同心
円状に、或は螺旋状に、又カード状の担体の場合
は平行配置されて情報パターンが形成されてい
る。この情報パターンとは凹凸、ビツトの有無、
反射率の変化、磁化方向の変化等によるものがあ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、例えば上記光デイスクを回転して情
報の記録・再生を行なう際、デイスク上の情報記
録面はデイスク基盤のそり、面ぶれ等によつて１
回転中に数100μｍ半径方向に上下動してしまう。
さらに、デイスク上の情報トラツクは、偏心、ゆ
がみ等によつて１回転中にやはり数100μｍ半径
方向に移動してしまう。このようなデイスクの変
動のもとで、対物レンズから光スポツトはデイス
ク上の情報トラツクに常に正確に追従することが
必要である。

このため、従来から種々の手段を用いて、対物
レンズからの集束光を常に一定の微小スポツトに
保つよう対物レンズと情報担体たるデイスクとの
間を一定距離に制御するオートフオーカシング制
御が行なわれ、さらに情報トラツクを正確にトレ
ースするためのオートトラツキング制御が行なわ
れている。これらの制御に使用されるエラー検出
信号の検出範囲は、フオーカシングエラー信号の
場合、±数10μｍ程度であり、トラツキングエラ
ー信号の場合、±数μｍ程度である。ところが、
上述したように、光デイスクの場合、偏心或は面
ぶれ等に起因するデイスクの変動量はデイスクの
半径方向及び上下方向共に±数100μｍ程度であ
る。従つて、オートフオーカシング、或はオート
トラツキング制御を開始する前、外部からの衝撃
等によつてこのような制御が外れてしまつた場合
には、上記エラー信号の検出範囲まで対物レンズ
を引き込むことになる。このような引き込みを正
確に、しかも迅速に行なうためには、対物レンズ
の絶対位置をデイスクの変動量である±数100μ
ｍの範囲で検知する必要がある。又、対物レンズ
の移動により光学的なけられが生じてエラー信号
に誤差が生じた際、対物レンズの動きを制御する
場合にもこのような対物レンズの位置検出が必要
である。

このための対物レンズの絶対位置を検出する手
段としては、第６図に示す従来装置が考えられ
る。同図に示す装置は、不図示の光源から発射さ
れた光束３を情報担体１の記録面に集束するため
の対物レンズ２と、この対物レンズを支持する円
筒状の支持体１５とを有し、磁気ギアツプ１０を
介して設けられた円筒状磁性体８及び９と磁気ギ
アツプ１０に平行磁束を生じるマグネツト７と支
持体１５に巻回されたコイル５とから成る電磁力
発生手段とにより、支持体１５を円筒状空〓部６
を介して上下方向に移動可能となつている。そし
て、円筒状磁性体９上の一端にはLED１１が設
けられており、支持体１５が上下動する円筒状磁
体９の空胴部を介してこのLED１１に対向する
位置には、フオトトランジスタ１２が設けられて
おり、LED１１からのフオトトランジスタ１２
に向けて光が発射され、フオトトランジスタ１２
にて受光される。このような構成により、対物レ
ンズ２の支持体１５が上下動すると、該支持体１
５の先端部がLED１１からフオトトランジスタ
１２に向けて発射された光をさえぎり、支持体１
５の移動量に応じてフオトトランジスタ１２にて
受光される光量に変化が生じる。こうして得られ
たフオトトランジスタ１２からの出力変化量によ
り対物レンズ２の変位位置が検出可能となる。

ところが、上記の構成において、LEDの発光
光量は周囲の温度等の環境変化によつて変動し、
この変動が誤差となつて正確な位置検知ができな
いといつた欠点があつた。又、LED１１の劣化
により、このLEDの発光光量は経時的に減少し、
トランジスタ１２の検出出力にオフセツトが生じ
て、やはり正確な位置検知ができないといつた問
題点もあつた。

本発明は、上述した問題点を解決するために成
されたもので、簡単な構成で、長時間に渡り正確
な光学系の位置検知が可能な光ヘツド装置を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述した問題点を解決するために、本発明の光
ヘツド装置は、基体と、該基体に対して少なくと
も１方向に移動可能に支持された光学系保持体と
を有する光ヘツド装置であつて、前記光学系保持
体を前記移動方向に駆動する該光学系保持体に固
設された磁界発生用コイルと、該コイルに対して
互いに磁気的結合を有するよう前記基体側に設け
られたコイルと、これらコイルのいずれか一方に
交番電流を流し磁界を発生させる手段と、電磁誘
導により他方のコイルに誘起される起電力から前
記光学系の変位を検知する手段とを備えたことを
特徴とする。

（作用） 上記の構成において、基体に対して光学系、保
持体が所定方向に移動すると、該光学系保持体に
固設されたコイルと基体側に固設されたコイルと
の間隔が変化する。そこで、両コイルのいずれか
一方に交番電流を流して磁界を発生させると電磁
誘導によつて他方のコイルには起電力が誘起され
る。この誘起された起電力の大きさは両コイルの
間隔によつて変化せしめられる。従つてこの変化
量を検知することによつて前記光学系の変位量を
検知することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。

（第１実施例） 第１図は、本発明による光ヘツド装置の第１実
施例の概略断面図であり、第２図は該光ヘツド装
置に接続すべき電気系の概略構成図である。第１
図において第６図に示した従来装置と同一部分に
は同一の符号を付し、説明は省略する。

第１図に示すように、本実施例の光ヘツド装置
は、第６図に示した従来装置の対物レンズ位置検
出手段以外について同様の構成を有する。

本実施例における対物レンズ位置検出手段は、
円筒状磁性体９にコイル１３が、又対物レンズ２
の支持体１５に駆動用コイル５が夫々互いに磁気
的結合を有する位置に固着されている。これらコ
イル５，１３は、図示のように、支持体１５の対
物レンズ２が取り付けられた円筒部１５′につい
て同心円状に巻回されている。従つて、対物レン
ズ２の上下動に伴い、これらコイル５，１３間の
距離が変化せしめられると、該コイル５，１３間
の磁気的結合係数が変化する。コイル１３はコイ
ル５による磁界と鎖交しているため、コイル５に
後述する電流が流れると、両コイル間の結合係数
に比例した大きさの電圧がコイル１３の端子間に
発生する。

ここで、コイル５に流れる電流は、第２図に示
すように、低周波駆動回路からコイルＬを介して
供給される高々数ｋHz以下の低周波成分を有する
対物レンズ２のフオーカシング駆動用信号と、正
弦波発振器からコンデンサＣを介して供給され
る。500kHzの正弦波信号である。従つて、コイ
ル１３には、コイル５に供給される上記した２種
類の信号成分による起電力が両コイル間の結合係
数に比例した大きさで誘起される。これをBPF
（バンド・パス・フイルター）により前記単一周
波数のみを通過させて信号の品質を向上させた
後、検波器にて検波し、次いでLPFにて前記単
一周波数成分を取り除き低周波成分を得る。な
お、上記BPFにより対物レンズ２の駆動用コイ
ル５の磁界変化により発生する誘起電圧を前記し
たコイル１３に発生する単一周波数の誘起電圧と
分離することができる。

このような構成により、対物レンズ２が上方に
移動するとコイル５，１３間の結合係数は大とな
り、下方に移動すれば、この結合係数は小とな
る。従つて前述のようにして得られた低周波数成
分を検出することにより対物レンズ２の変位位置
が検出可能となる。

なお、本実施例装置において、駆動用コイル５
に加わる駆動電流の周波数が十分低く、これに対
してコイル１３の単一周波数交番電流の周波数が
十分高ければ、BPFの代わりにハイパスフイル
ターを用いてもよい。

さらに、上記実施例では、フオーカス方向の対
物レンズ位置検出について説明してあるが、さら
に別の一対のコイルをトラツク方向に対向配置さ
せることにより、トラツキング制御時における対
物レンズの位置検出も可能となる。

（第２実施例） 次に、本発明による光ヘツド装置の第２実施例
について説明する。

上記した、第１実施例の光ヘツド装置において
は、コイル５に単一周波数の交流電流を流す構成
としてあるのに対して、この実施例の光ヘツド装
置においては、コイル１３に単一周波数の交流電
流を流して、コイル５の端子間電圧から対物レン
ズの変位信号を得るようにしてある。

この場合、第３図に示すように、コイル５には
低周波駆動回路から高域をカツトするためのコイ
ルＬを介して高々数ｋHz以下の低周波成分を有す
る対物レンズ２のフオーカシング駆動用信号が供
給され、又コイル１３には正弦波発振器から
500kHzの正弦波信号が供給される。

従つて、コイル５には500kHz正弦波の信号成
分が、両コイルの結合係数、即ち両コイル間距離
に比例した大きさで誘起される。これをBPFに
より前記500kHzの単一周波数のみを通過させて
信号の品質を向上させた後、検波器にて検波し、
次いでLPFにて前記単一周波数成分を取り除き
低周波成分を得る。なお、上記BPFにより対物
レンズ２の駆動用コイル５の磁界変化により発生
する誘起電圧を前記したコイル１３に発生する単
一周波数の誘起電圧と分離することができる。

このような構成により、対物レンズ２が上方に
移動するとコイル５，１３間の結合係数は大とな
り、下方に移動すれば、この結合係数は小とな
る。従つて前述のようにして得られた低周波数成
分を検出することにより、対物レンズ２の変位位
置を検出することが可能となる。

なお、第１実施例におけると同様、本実施例に
おいても、駆動用コイル５に加わる駆動電流の周
波数が十分低く、これに対してコイル１３の単一
周波数交番電流の周波数が十分高ければ、BPF
の代わりにハイパスフイルターを用いてもよい。

さらに、上記実施例では、フオーカス方向の対
物レンズ位置検出について説明してあるが、トラ
ツク方向の対物レンズ位置検出についても同様の
構成を成すコイルをトラツク方向について設ける
ことにより行なうことができる。

又、本実施例ではコイル１３に交番磁界を発生
させるために500kHzの単一周波数電圧発生器を
用いたが、複数の周波数スペクトラムを持つた交
番磁界でもそれら成分を抽出して検波をおこなえ
ば、同様の効果を得ることができる。

又、前述の実施例では、コイル間の距離が変化
するように構成したが、光学系の移動に伴つて検
出側のコイルに供給される磁界密度が変化する構
成であれば、どのようなものでもかまわない。例
えば、光学系の移動に伴つて、コイルが互いに磁
束を切着る方向にずれて、これらのコイルの対向
する部分の大きさが変化するように構成してもよ
い。

（第３実施例） さらに、本発明による光ヘツド装置の第３実施
例について説明する。

ここで第４図において、第１及び第２実施例の
光ヘツド装置と同一部分には同一の符号が付して
ある。又、フオーカシング方向の駆動手段につい
ては第１及び第２実施例と同様の構成によるもの
であるから説明は省略する。

第４図において、対物レンズ２を支持する円筒
状の支持体１５を上下動可能とする摺動支持部材
１６はレバー１７に連結され、このレバー１７は
ピボツト１８でトラツク方向（紙面に対して垂直
方向）に回転できるように支持されている。又、
摺動支持部材１６のレバー１７が設けられた反対
位置にはトラツキング用コイル１９が付設されて
いる。さらに、このトラツキング用コイル１９の
対向する基体上の位置には、該トラツキング用コ
イル１９と多少の間隔をあけてトラツキング用永
久磁石２０が付設されている。このような構成に
より、トラツキング用コイル１９に所定のトラツ
ク方向移動信号が供給されるとトラツキング用永
久磁石２０との共働により電磁力が生じ対物レン
ズ２がピボツト１８を回転軸としてトラツキング
方向に移動することができる。

このようなフオーカシング方向及びトラツキン
グ方向に対する駆動手段について本実施例の対物
レンズ位置検出手段が構成される。

これについて第５図を参照しながら説明する。
第５図は本実施例装置の電気系を示す概略構成図
である。

不図示のフオーカシング誤差信号検出回路から
供給されるフオーカス方向移動信号は高々数ｋHz
の周波数帯域であつて、これを低周波駆動回路に
より増幅し、次いでコイルL₁を介してフオーカ
シング用コイル５に供給する。同時にこのフオー
カシング用コイル５には発振器で生成された
500kHzの交番電流がコンデンサC₁を介し、フオ
ーカシング方向移動信号と重畳して供給される。
ここで、コイルL₁とコンデンサC₁とは低周波駆
動回路と発振器とが互いに干渉しないために設け
てある。

一方、不図示のトラツキング誤差信号検出回路
から供給される高々数ｋHzのトラツキング方向移
動信号は低周波駆動回路により増幅された後コイ
ルL₂を介してトラツギング用コイル１９に供給
される。

この時、対物レンズ２の上下動に伴い、フオー
カシング用コイル５とトラツキング用コイル１９
との間隔が変化すると、この変化量に応じて両コ
イル間の磁気的結合係数が変化する。ここで、ト
ラツキング用コイル１９はフオーカシング用コイ
ル５による磁界と鎖交しているため、フオーカシ
ング用コイル１９に流れた電流に応じて両コイル
間の結合係数に比例した大きさの電圧がトラツキ
ング用コイル１９の端子間に誘起せしめられる。
この誘起電圧には、上記のフオーカシング移動信
号の成分と、交番電流による成分とが混在してい
るが、このうち高周波成分のみをL₂，C₂により
BPFに導き、このBPFにより上記500kHzの単一
周波数のみを通過させて信号の品質を向上させた
後、検被器にて検波し、次いでLPFにて前記単
一周波数成分を取り除き低周波成分を得る。な
お、上記BPFにより対物レンズ２のフオーカシ
ング用コイル５の磁界変化により発生する誘起電
圧を前記したコイル１３に発生する単一周波数の
誘起電圧と分離することができる。

このような構成により、対物レンズ２が上方に
移動するとコイル５，１３間の結合係数は大とな
り、下方に移動すれば、この結合係数は小とな
る。従つて前述のようにして得られた低周波数成
分を検出することが可能となり、フオーカシング
用コイル５とトラツキング用コイル１９との距
離、即ち対物レンズ２のフオーカス方向の変位を
検出することが可能となる。

なお、上記実施例においては、フオーカシング
用コイル５に単一周波数の交流電流を流す構成と
してあるが、トラツキング用コイル１９にこの電
流を流して、フオーカシング用コイル５の端子間
電圧から対物レンズの変移信号を得るようにして
もよい。

又、本実施例装置において、フオーカシング用
コイル５に加わる駆動電流の周波数が十分低く、
これに対してトラツキング用コイル１９の単一周
波数交番電流の周波数が十分高ければ、BPFの
変わりにハイパスフイルターを用いてもよい。

又、本実施例ではコイル１３に交番磁界を発生
させるために単一周波数電圧発生器を用いたが、
複数の周波数スペクトラムを持つた交番磁界でも
それら成分を抽出して検波をおこなえば、同様の
効果を得ることができる。

又、前述の実施例では、コイル間の距離が変化
するように構成したが、光学系の移動に伴つて検
出側のコイルに供給される磁界密度が変化する構
成であれば、どのようなものでもかまわない。例
えば、光学系の移動に伴つて、コイルが互いに磁
束を横切る方向にずれて、これらのコイルの対向
する部分の大きさが変化するように構成してもよ
い。

なお、本発明においては光デイスク以外の情報
担体、例えば光カード、光テープ等について適用
可能であることは、本発明の構成上明らかであ
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光ヘツド装置
は、コイルによる起電力を利用して光学系の変位
を検出する構成とされているため、簡単な構成に
より長期間に亘り正確な光学系の位置検出を可能
とした光ヘツド装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ヘツド装置の第１実施
例の概略断面図、第２図は第１図に示した第１実
施例装置の電気系を示す概略構成図、第３図は本
発明による第２実施例装置の電気系を示す概略構
成図、第４図は本発明による光ヘツド装置の第３
実施例装置の概略断面図、第５図は第４図に示し
た第３実施例装置の電気系を示す概略構成図、第
６図は従来の光ヘツド装置の概略断面図である。 ２……対物レンズ、５……フオーカシング用コ
イル、７……フオーカシング用永久磁石、９……
円筒状磁性体、１３……対物レンズ位置検出用コ
イル、１９……トラツキング用コイル、２０……
トラツキング用永久磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基体と、該基体に対して少なくとも１方向に
   移動可能に支持された光学系保持体とを有する光
   ヘツド装置において、前記光学系保持体に固設さ
   れ該光学系保持体を前記移動方向に駆動するため
   の電磁力を発生するためのコイルと、該コイルに
   対して互いに磁気的結合を有するよう前記基体側
   に設けられたコイルと、これらコイルのいずれか
   一方に交番電流を流して磁界を発生させる手段
   と、電磁誘導により他方のコイルに誘起される起
   電力から前記光学系の変位を検知する手段とを備
   えたことを特徴とする光ヘツド装置。