JPH0770063B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光源から射出された光束を記録媒体上に集光
するための対物レンズのフォーカシングサーボ及びトラ
ッキングサーボ時における両方向への変位を検出する手
段を具備した情報記録再生装置に関する。

（従来の技術） 一般に、光学式情報記録媒体は、高密度記録を可能とす
るために、情報トラックの幅及びトラックピッチを極め
て小さくしてある。このような情報トラックに情報を書
込み、又は書込んだ情報を読取るには、微少スポットに
絞込まれたビームスポットをトラック上に正確に照射す
る必要がある。このため、絞込み用レンズとして用いら
れる対物レンズを電磁力を利用して駆動することが行な
われている。

ところで、このような電磁力を利用した駆動装置におい
ては、電磁力のバランスがくずれたり対物レンズの保持
体の重心と加振点とのずれにより対物レンズの駆動制御
が不安定になることがある。又、媒体上にゴムやキズが
付着した場合、正確な制御が行なえず、ビームスポット
の照射位置が目的トラックからずれてしまうことがあ
る。そこで、このような事態に備え、ビームスポットの
照射位置を迅速に目的トラックに復帰するよう、常時対
物レンズの位置を検出することが行なれれている。

この対物レンズ位置検出手段について第２図を参照しな
がら説明する。第２図は従来の光学式情報記録再生装置
の概略側面図である。

同図において、３は対物レンズであり、５はこの対物レ
ンズを保持する鏡筒であり、４は鏡筒５の周囲に巻回さ
れたフォーカシングサーボ用コイル（フォーカス方向は
図中矢印Ｚで示す方向）、６はトラッキングサーボ用コ
イル（トラック方向は図中矢印Ｙで示す方向）、10は相
対位置センサ基板10であり、これらは共に固定されてお
り、一体的に駆動される。又、鏡筒５は、固定部材８に
固定された弾性部材７に支持されており、図中Y,Z方向
に移動可能とされている。このようなコイル4,6を備え
た鏡筒５の近傍には断面コ字状のヨーク１に付着された
永久磁石２が設けられている。９は、固定部材８とヨー
ク１を共に固定支持する基板である。

このような構成においては、永久磁石１とこの永久磁石
１により磁気誘導されたヨーク１、コイル４及び６を貫
く磁界が発生し、そこでこのコイル4,6に電流を流すこ
とにより生じる電磁力により対物レンズ３が移動する。
この際対物レンズ３が移動する量は、コイル4,6に流れ
る大きさによって決まるから、このコイル4,6に流すべ
き電流の大きさを制御することにより所望の対物レンズ
３の移動量が得られる。

第３図は、第２図に示す駆動装置を下方から見上げた図
である。図中、11a,11bは記録媒体からの反射光を検出
するための受光器である。ここでは、受光器としてフォ
トダイオード11a,11bが用いられている。12a,12bは夫々
アノード側の電極であり、13a,13bは夫々カソード側の
電極である。そしてアノード側の電極12a,12bは、夫々
リード線17a,17bにより端子15a,15bに接続されている。
又カソード側の電極13a,13bは、夫々端子14a,14bに接続
されている。

（発明が解決しようとする問題点） 一般に、対物レンズの中心を通る光源からの光束の光量
分布は第４図に示すようにガウス分布を取る。図中、横
軸はＹ方向の変位であり、縦軸は光量を示す。又、図中
に示したa,bは夫々フォトダイオード11a,11bの受光面を
示しており、 Ｉは対物レンズ３が光束の中心に対して左側にある場
合、 IIは、対物レンズ３が光束の中心に対して略中央にある
場合、 IIIは、対物レンズ３が光束の中心に対して右側にある
場合を示している。

同図に示すように、フォトダイオードa,bに入射する光
量はIIの場合等しいが、Ｉの場合はフォトダイオードａ
の方がｂより多く、IIIの場合はフォトダイオードｂの
方がａより多い。このように対物レンズの位置に従っ
て、各フォトダイオードに入射する光量は相違し、かつ
光束の位置は変わらないから、対物レンズの光束に対す
る相対位置が検出可能となる。

しかしながら、この場合の対物レンズの位置検出はトラ
ック方向（Ｙ方向）のみ可能であり、フォーカス方向
（Ｚ方向）の位置検出は従来装置では不可能であった。

又、上記した従来装置では、対物レンズ位置検出のため
の部品点数が多くなって可動部の重量が増し、駆動時に
おける感度が悪くなると共に、駆動のための消費電力が
増大するという欠点があった。

本発明は、以上のような欠点を解消するために成された
もので、わずかな部品点数を付加しただけで、従来装置
では行うことができなかったフォーカス方向の対物レン
ズ位置検出をも可能とした情報記録再生装置を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点を解決す
るものとして、光源と、該光源から射出された光束を記
録媒体上に集光する対物レンズと、該対物レンズを光軸
方向及び光軸と直交する方向に駆動する駆動手段と、前
記光源から前記対物レンズに到る光路中に該対物レンズ
と連動して移動し、かつ前記光源から射出された光束の
うち記録再生に供しない周辺光を光軸に対して直交する
左右両方向に反射するよう設けられた少なくとも一対の
折曲げミラーと、該折曲げミラーからの光束を夫々受光
するように配置された受光器とを具備し、前記各々の受
光器の受光量の差分を取ることにより前記対物レンズの
光軸と直交する方向の変位量を検出する情報記録再生装
置において、 前記受光器の少なくとも一方は受光面が光軸方向に２分
割されており、かつ前記折曲げミラーと前記受光器との
間には前記２分割された受光面の光強度分布を一様とな
すような透過率分布をもつフィルターが配設されてお
り、前記２分割された各々の受光面の受光量の差分を取
ることにより前記対物レンズの光軸方向の変位量を検出
することを特徴とする情報記録再生装置、 が提供される。

（作用） 上述したように構成された本発明の情報記録再生装置に
おいては、光源からの光束は対物レンズに到る光路中に
おいて、その周辺光が該光軸と直交する左右両方向に反
射される。前記受光器はこの左右両方向に反射された光
束の夫々を受光できるように配設されている。又、該受
光器は対物レンズの光軸方向について２分割された受光
面を有するものである。従って、前記受光器の各受光面
に入射する光量は対物レンズが光軸方向に移動するに伴
い変化する。

そこで、例えば２分割された受光器の各受光面で受光さ
れる光量が均等になる対物レンズの位置を光軸方向につ
いての中立位置とすると、この中立位置での各受光面で
受光される光量の差分は０となる。従って、この中立位
置を基準として対物レンズが光軸方向に移動するに伴っ
て変化する各受光面の差分を取ることにより、対物レン
ズの光軸方向に対する変位量が検出できる。

又、上述したように、対物レンズの光軸を中心として左
右両位置には前記２分割された受光器が夫々配設されて
いる。従って、夫々の受光器にて受光される光量は、対
物レンズが光軸方向に直交する方向に移動するに伴い変
化する。そこで、左右夫々に配設された受光器における
受光量が均等になる対物レンズの位置を光軸方向に直交
する方向についての中立位置とすると、この中立位置で
は各受光器において受光される光量の差分は０となる。
従って、この中立位置を基準として対物レンズが光軸に
直交する方向に移動するに伴って変化する各受光器にお
ける光量の差分を取ることにより対物レンズの光軸に直
交する方向の変位量が検出できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例及び参考例について図面を参照し
ながら説明する。

第１図は本発明の情報記録再生装置の参考例を示す要部
拡大側面図である。以下の図において、第２図と同一部
分には同一の符号を付し説明は省略する。

第１図において、対物レンズ３を保持する鏡筒５の下部
には傾斜面に反射ミラーを備える折曲げミラー51a,51b
がトラッキング方向（Ｙ方向）に並ぶように設けられて
いる。不図示の光源から反射された光束55の中心が対物
レンズ３の略中央を通過するとき、光束55の周辺部は折
曲げミラー51a,51bの反射面に入射し、夫々の光路を垂
直方向に変更する。この反射後の各光束を受光できる位
置には受光器52a,52bが前記光束に対して垂直面を保つ
よう配置されている。受光器52a,52bは、図示のよう
に、基板９上に固設された保持板53,54に付設してよ
く、これら受光器52a,52bの受光面には折曲げミラー51
a,51bからの光束が略垂直状に入射せしめられる。受光
器52a,52bの受光面はフォーカス方向（Ｚ方向）に２分
割され、上方部に受光面52a₁,52b₁、下方部に受光面52a
₂,52b₂を有している。

このように構成された光学部材が第２図に示す駆動装置
に設けられることにより、参考例の対物レンズ位置検出
部が構成されている。

ここに上記対物レンズ位置検出装置によるフォーカス方
向（Ｚ方向）の対物レンズの位置検出について説明す
る。

折り曲げミラー51aで反射され、受光器52aで受光された
光量分布は、第５図に示すようになる。ここで、同図に
おいて横軸は受光器52aで受光される光量、縦軸は対物
レンズ３のフォーカス方向（Ｚ方向）における位置を示
し、この縦軸においては０を境いに十領域が受光面52a₁
における受光を示し、一領域が受光面52a₂における受光
を示している。従って、図中S₁が受光面52a₁において受
光される受光量、S₂が受光面52a₂において受光される受
光量を示す。

対物レンズ３がフォーカス方向に対して中立位置にある
とき、受光面52a₁,52a₂で受光される受光量は第５図
（ｂ）に示すように略等しい。

ところで、対物レンズ３がフォーカス方向に対して中立
位置よりも上方にあるとき、第５図（ａ）に示すよう
に、受光面52a₁で受光される光量が受光面52a₂で受光さ
れる光量よりも多くなる。又、対物レンズ３がフォーカ
ス方向に対して中立位置よりも下方にあるとき、第５図
（ｃ）に示すように、受光面52a₂で受光される光量を受
光面52a₁で受光される光量よりも多くなる。

従って、受光面52a₁,52a₂で受光される光量の差分を取
ることによりフォーカス方向（Ｚ方向）における対物レ
ンズ３の位置検出を行うことが可能となる。即ち、各受
光面52a₁,52a₂からの出力値を適当な演算回路にて演算
することにより、（52a₁における光量）−（52a₂におけ
る光量）＝０を対物レンズ３がフォーカス方向に対して
中立位置にある基準値として、この演算結果の十の値及
び一の値により対物レンズ３のフォーカス方向における
変位を知ることができる。なお、フォーカス方向の対物
レンズの位置検出については、受光器52aについて説明
したが、もう一方の受光器52bにおける受光の様子は受
光器52aと同様であり、受光面52a₁と52b₁、52a₂と52b₂
を組み合わせてフォーカス方向の対物レンズ位置検出を
行なうことができる。

次に、同装置によるトラッキング方向（Ｙ方向）の対物
レンズ位置検出について第６図を参照しながら説明す
る。同図における左列の横軸は受光器52aで受光される
光量、右列の横軸は受光器52bで受光される光量を示
し、縦軸はいずれも対物レンズ３のトラッキング方向
（Ｙ方向）における位置を示す。

対物レンズ３が中立位置にあるとき、第６図（ホ）に示
すように、受光器52a,52bで受光される光量はいずれも
同量となる。ところが、対物レンズ３がトラッキング方
向に関し第１図に示す左側に移動した場合、第６図
（ニ）に示すように、受光器52bで受光される光量が受
光器52aで受光される光量より増大する。又、対物レン
ズ３がトラッキング方向に関し、第１図における右側に
移動した場合、第６図（ヘ）に示すように、受光器52a
で受光される光量が受光器52bで受光される光量より増
大する。

従って、受光器52a,52bの夫々の全光量の差分を取るこ
とによりトラッキング方向（Ｙ方向）における対物レン
ズ３の位置検出を行なうことが可能となる。

以下、本発明の実施例について第７図及び第８図を参照
しながら説明する。第７図は第１図に示す上記参考例装
置の折り曲げミラー51a,51bと受光器52a,52bとの夫々の
間に透過フィルター61a,61bを配設したものである。こ
の透過フィルター61a,61bは、折り曲げミラー51a,51bか
ら受光器52a,52bに到達する光束部分の光強度分布が一
様になるように透過率が変えられてあり、フォーカス方
向（Ｚ方向）上方では透過率が高く、下方では低い。従
って、この透過フィルター61a,61bを透過して受光器52
a,52bで得られる光量分布は、第８図に示すように、第
１図に示す参考例におけるよりも一様な分布状態のもの
が得られ、検出信号のリニアリティが向上する。

本実施例におけるその他の構成、及び第８図における対
物レンズ３のフォーカス方向についての変位による光量
変化は第１図に示した参考例と略同様であり説明は省略
する。

次に、さらに他の実施例について第９図を参照しながら
説明する。第９図に示す実施例装置においては、第７図
に示す実施例で用いた折り曲げミラー51a,51bの反射面
が凹曲面状に形成されている。この凹曲反射面62を有す
る折り曲げミラーによれば、第９図に示すように、光源
から該反射面62にて反射され受光器52a（52bにおいても
同様）に到る光束の幅は、反射面62に入射する以前のも
のに比べ狭くなっている。この点、第７図に示した実施
例装置において反射面で反射された光束が元の反射前の
光束と略同様の幅を有するのに比べ、受光器の受光面が
縮少でき、受光器の小型化が図れるという利点がある。

なお、その他の部分及び対物レンズ位置検出の作用効果
等については、第７図に示す実施例と同様であり、説明
は省略する。

さらに他の実施例について、第10図を参照しながら説明
する。第10図に示す実施例装置は、第７図に示す装置の
折り曲げミラー51a,51bと受光器52a,52bとの間に凸レン
ズ63を設けたもので、折り曲げミラー51a,51bからの光
束は、この凸レンズ63にて集光されながら受光器52a,52
bに到る。

この実施例における作用は、上記実施例と同様であっ
て、受光器52a,52bで受光される光束の幅が折り曲げミ
ラー51a,51bに入射時の光束55より狭くなるから、受光
面積の小さい小型化された受光器の使用が可能となる。

又、上記実施例では凸レンズを使用してあるが、この凸
レンズの代わりに凹レンズを使用すると、受光器52a,52
bに入射する光束の幅は、折り曲げミラー51a,51bに入射
時の光束より広くなるから、この広大した光束の幅に応
じた受光面を持つ受光器を用いることにより、フォーカ
ス方向における対物レンズ３の変位は拡大されて受光さ
れるから、検出感度の向上に有益となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の情報記録再生装置によれ
ば、わずかな部品点数を付加しただけで、トラッキング
方向だけでなく、従来装置では行うことができなかった
フォーカス方向の対物レンズ位置検出を良好なリニアリ
ティをもって行なうことができ、高精度のフォーカシン
グサーボ及びトラッキングサーボが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の情報記録再生装置の参考例を示す要部
拡大側面図、第２図は従来の光学式情報記録再生装置の
概略側面図、第３図は第２図に示す装置の受光器部分を
下方から見上げた状態の概略図、第４図は第２図に示す
装置を用いた場合の光量分布を説明するための図、第５
図は第１図に示す参考例装置を用いた場合のフォーカス
方向の対物レンズの位置検出時における光量分布を示す
図、第６図は第１図に示す参考例装置を用いた場合のト
ラッキング方向の対物レンズの位置検出を説明するため
の図、第７図、第９図、第10図は本発明の実施例を示す
要部拡大側面図であり、第８図は第７図に示す実施例装
置のフォーカス方向の対物レンズの位置検出時における
光量分布を示す図である。 ３……対物レンズ、５……鏡筒、51a,51b……折り曲げ
ミラー、52a,52b……受光器、52a₁,52a₂……受光器52a
の２分割された受光面、52b₁,52b₂……受光器52bの２分
割された受光面、61a,61b……透過フィルター、62……
凹曲反射面、63……凸レンズ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、該光源から射出された光束を記録
   媒体上に集光する対物レンズと、該対物レンズを光軸方
   向及び光軸と直交する方向に駆動する駆動手段と、前記
   光源から前記対物レンズに到る光路中にて該対物レンズ
   と連動して移動し、かつ前記光源から射出された光束の
   うち記録再生に供しない周辺光を光軸に対して直交する
   左右両方向に反射するよう設けられた少なくとも一対の
   折曲げミラーと、該折曲げミラーからの光束を夫々受光
   するように配置された受光器とを具備し、前記各々の受
   光器の受光量の差分を取ることにより前記対物レンズの
   光軸と直交する方向の変位量を検出する情報記録再生装
   置において、 前記受光器の少なくとも一方は受光面が光軸方向に２分
   割されており、かつ前記折曲げミラーと前記受光器との
   間には前記２分割された受光面の光強度分布を一様とな
   すような透過率分布をもつフィルターが配設されてお
   り、前記２分割された各々の受光面の受光量の差分を取
   ることにより前記対物レンズの光軸方向の変位量を検出
   することを特徴とする情報記録再生装置。
2. 【請求項２】前記折曲げミラーの反射面が凹面形状に形
   成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   情報記録再生装置。
3. 【請求項３】前記折曲げミラーと前記受光器との間に凸
   レンズを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の情報記録再生装置。