JPH0770075B2 - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は光学的情報記録再生装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕 近年、光学的情報記録媒体である光ディスクなどに情報
の記録再生を行うための光学的情報記録再生装置等にお
いては、大きなストロークを高精度な位置精度で移動さ
せるアクチュエータに対する要求が高まりつつある。

光ディスクの一つであるコンパクトディスク用再生装置
においては、ディスクにトラックピッチ1.6μｍで厳密
に記録されている情報を、正確に読取る必要がある。こ
のため、駆動系及び読取系には高度な機能や性能が備わ
っていなければならない。

一般に、光学式ディスクレコード再生装置においては、
ディスクに記録されている情報を対物レンズを介して読
取る方式を採用している。この場合、良好な再生を実現
するには、ディスクの情報が記録されているグルーブ又
はビットに、常に対物レンズの焦点を合わせる制御（フ
ォーカシング制御）が必要であり、かつ情報の記録され
ているトラックからトラックはずれしないように、対物
レンズの位置を合わせる制御（トラッキング制御）も必
要である。

一方、対物レンズは、情報の記録されているトラックの
最内周から最外周まで3cm程度の大ストロークを移動す
ることが必要である。そのため、大ストロークを移動で
きる粗動送り機構の上に精密な微小移動機構を取付けた
機構により、対物レンズをすべての領域で精密に、追従
制御ならしめる方法が採用されている。その場合、微小
移動機構内の対物レンズの位置情報により、例えば、対
物レンズが微小移動機構での移動可能範囲をこえそうな
ことを検知して、粗動送り機構を移動させるなどの制御
動作が必要になる。

従来装置においては、第10図に示すように、可動体30に
復元力を与える弾性体31を付加して、微小移動機構29に
供給している電流の平均値から、可動体30に取付けられ
ている対物レンズ32の位置情報を得ていた。しかし、こ
の弾性体方式では、実際には印加電流の大きさは、可動
体30の変位には比例せず、十分に長い時間の平均をとっ
て、可動体30の変位にほぼ比例させているために、高速
な制御が難しいといった問題が生じていた。

そこで、上述の問題を解決するために例えば、第11図に
示すように、フォトダイオード35と、フォトディテクタ
36とスリット37により、微小移動機構33内の可動体38の
位置情報を得る方式が提案されていた。このようにリア
ルタイムの対物レンズの位置情報が得られる場合、その
情報を用いて、可動体振動整定を速やにし、高速制御を
可能にする技術が適用できる。しかしながら上記の装置
においては、フォトダイオード35、フォトディテクタ3
6、スリット37から構成される位置検出器34が必要であ
り、部品点数が多く、装置の大型化を招き、その重量増
加が送り性能の低下を招き、高速制御の障害になってい
た。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型で、
高速制御に対応できる光学的情報記録再生装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明においては、光学的
情報記録媒体にビームを照射するための対物レンズと、
前記対物レンズを備えるとともに少なくとも軸回りの回
動運動が許容される可動体と、前記可動体に対して所定
のギャップを介して対向する磁界発生手段と、少なくと
もその一部が前記ギャップ内に配置されるように、前記
可動体に対して該可動体の回動方向に並設され、前記磁
界発生手段からの磁界を受けて前記可動体をその回動方
向に駆動する複数のトラッキングコイルと、前記複数の
トラッキングコイルをその一部として構成されたブリッ
ジ回路と、前記可動体が回動駆動されることにより前記
ギャップ内を前記回動方向に移動する前記トラッキング
コイルの移動量を前記ブリッジ回路の出力から検出して
前記可動体の位置決めを行うサーボ回路と、を具備する
光学的情報記録再生装置を提供する。

なお、前記複数のトラッキングコイルは、前記ギャップ
内に位置する総面積が常にほぼ一定となるように並設さ
れている。

また、前記ブリッジ回路は、前記複数のトラッキングコ
イルのインピーダンス変化を検出するものとなってい
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第２図は、本発明に係る光学的情報記録再生装置の平面
図、第３図は第２図におけるＥ−Ｅ線切断矢視図、第４
図は、同装置を一部切欠して示す斜視図である。

第２図において、ベース１は磁性材より成り円盤状に形
成されている。ベース１の中央部には第３図に示すよう
に穴２が設けてあり、ベース１の上面には、穴２を中心
にして対称的に内側ヨーク3a,3bが上に向けて突設され
ている。そして内側ヨーク3a,3bの間には、軸４が配設
されており、この軸４の一端部は穴２に挿入されて、ネ
ジ止め、あるいは、その他の適当な手段で固定されてい
る。軸４のもう一端部には、非磁性材で偏平に形成され
た可動体５が装着されている。可動体５は、中心位置の
軸４に対して対称的な形状に形成されており、中央部に
は軸４と嵌合して滑り軸受を構成する軸受筒６を有して
いる。そして可動体５は、軸受筒６と軸４との嵌合によ
って軸方向への滑りが自由で、かつ軸回りに回動自在に
装着されている。

可動体５の長手方向の一端部には、第４図に示すように
穴７が設けてあり、穴７に対物レンズ８が、その光軸を
平行させて可動体５に固定されている。また、長手方向
の他端部で軸４を中心にして対物レンズ８の取付け位置
と対称な位置には、後述するフォーカシングコイル11及
びコイルボビン10を含む可動部分全体の重心を軸４の軸
線に一致させるためのカウンタウエイト９が固定されて
いる。コイルボビン10は内径が内側ヨーク3a,3bの外面
間距離より大きく、外径が軸４の軸線と対物レンズ８と
の間の距離の２倍より小さい円筒状に形成され、可動体
５のベース１と対向する面に同心状に固定されている。
このコイルボビン10は可動体５を形成する時に可動体５
と一体に形成することもできる。

コイルボビン10の外周面にはフォーカシングコイル11が
巻装されており、また第４図に示すように外周面の対称
的な位置に２組のトラッキングコイル12a,12cと12b,12d
が固定されている。一方、コイルボビン10より外側位置
には、コイルボビン10を介して外側ヨーク13a,13bが配
置されており、これら外側ヨーク13a,13bとベース１と
の間には、第３図に示されるように軸方向に着磁された
永久磁石14a,14bが非磁性材製のボルト15によってそれ
ぞれベース１に固定されている。この固定は接着剤でも
可能である。

トラッキングコイル12a,12b,12c,12dは基準抵抗17a,17b
とにより、第１図に示す交流ブリッジ回路26を形成して
いる。第１図において２点A,B間の電位差はバランス検
出器（ここではオペアンプ18）により検出及び増幅され
その出力はさらにキャリア周波数成分のみを通すバンド
パスフィルタ19に入力されている。バンドパスフィルタ
19の出力は、キャリア周波数の振幅の大きさを検出する
ロックインアンプ20に入力される。ロックインアンプ20
の出力は、周知の制御回路21に入力され、この出力であ
る制御信号が駆動電流源23に供給されることによりフォ
ーカシング制御、トラッキング制御が行なわれる。な
お、サーボ回路22は、上述のバンドパスフィルタ19、ロ
ックインアンプ20、制御回路21から構成されている。

以上のような構成において、第１図及び第３図から第７
図を参照して動作について説明する。

第３図において、14a,14bが軸方向に着磁された永久磁
石であるために、例えば外側ヨーク13a,13bがＳ極なら
ば、内側ヨーク3a,3bがＮ極となるように磁界ができて
おり、逆に外側ヨーク13a,13bがＮ極ならば、内側ヨー
ク3a,3bがＳ極となるように磁界ができている。これら
外側ヨーク13a,13bと内側ヨーク3a,3bの間に介在するコ
イルボビン10に巻装されたフォーカシングコイル11に電
流を流すことにより、対物レンズ８を取付けた可動体５
を第４図に示すＹ軸方向に推移させて動かすことができ
る。この場合、動く方向はフレミングの法則に従うの
で、電流の流れを逆にすることでＹ軸方向の動きを制
御、すなわちフォーカシング制御ができる。

また、第５図においても、上述と同様に外側ヨーク13a,
13bと内側ヨーク3a,3bが異極となるように磁界ができて
いる。これら外側ヨーク13a,13bと内側ヨーク3a,3bの間
に介在するコイルボビン10に巻装されたフォーカシング
コイル11の外周面の対称な位置に固定された２組のトラ
ッキングコイル12a,12cと12b,12dに電流を流すことによ
り、対物レンズ８を取付けた可動体５を第４図に示すＸ
軸方向に推移させて動かすことができる。

トラッキングコイル12a,12b,12c,12dは第７図に示すよ
うに薄い非磁性材の基板12の上にコイル16が巻かれたも
のであり、実際には、基板12の長手方向に配されたコイ
ル16に流れる電流のみを動作に活用し、他は利用してい
ない。外側ヨーク13a,13bと内側ヨーク3a,3bに介在して
いるのは、第５図に示すように通常の状態では、トラッ
キングコイル12a,12b,12c,12dの半面であり、トラッキ
ングコイル12a,12cの半面の介在部分のコイル16aとコイ
ル16cに流れる電流と、トラッキングコイル12b,12dの半
面の介在部分のコイル16bとコイル16dに流れる電流は同
一方向である。

ここで磁界をつくっている外側ヨーク13a,13bと内側ヨ
ーク3a,3bに介在しているトラッキングコイル12a,12b,1
2c,12dに電流を流すと、フレミングの法則に従って可動
体５が第４図に示すＸ軸方向に動く。したがって流れる
電流を制御することでトラッキング制御を行なうことが
できる。

このようにトラッキング制御を行なっている場合、可動
体５が第５図の状態から第６図に示すように回動変位す
ると、磁界をつくっている外側ヨーク13a,13bと内側ヨ
ーク3a,3bの間を導体であるコイル16a,16b,16c,16dが回
動変位することになり、磁束が変化し逆起電力が生じ
る。すると、トラッキングコイル12a,12cのインダクタ
ンスは増加し、トラッキングコイル12b,12dのインダク
タンスは減少する。なお、内側ヨーク3aと外側ヨーク13
aとの間に形成される磁気ギャップ内に配置されるトラ
ッキングコイル12a,12dの総面積、および内側ヨーク3b
と外側ヨーク13bとの間に形成される磁気ギャップ内に
配置されるトラッキングコイル12b,12cの総面積は、可
動体５の回転角が変化しても常にほぼ一定となってい
る。

このインダクタンス変化は一般に、周波数に依存し、高
周波領域で顕著に現われ、低周波領域ではほとんど現わ
れない。そこで本発明においては、駆動電流は、低周波
数でインダクタンス変化はほとんどおきないために、駆
動電流にサーボ帯域よりも高周波のキャリア電流を重畳
させている。その結果インダクタンスの変化が大きくな
り、交流ブリッジ26のバランスが崩れ２点AB間に電位差
が生じる。この電圧変動をバンドパスフィルタ19でキャ
リア信号の周波数成分のみを通し、つまりノイズを除去
し、ロックインアンプ20でその周波数の振幅の大きさを
検出し、可動体５の回動変位に比例した振幅を持つキャ
リア信号の周波数と同期した電圧変動を得ている。そし
て、この電圧変動が周知の制御回路21に入力され、この
出力である制御信号が駆動電流源23に供給されることに
よってトラッキング制御が行なわれる。

なお、キャリア電流源24からは、サーボ帯域よりも高い
周波数の電流が供給されている。

このように可動体５に何ら位置検出部品を付加すること
なく、可動体５に取付けられた対物レンズ８の位置を検
出することができる。

また、本発明ではトラッキングコイル12a,12b,12c,12d
を利用した制御を行っていることから、可動体５の回動
変位によって比較的大きなインピーダンス変化を得るこ
とがてき、結果としてS/N比の向上を図ることも可能と
なる。

〔発明の他の実施例〕

交流ブリッジ回路26の構成は、第１図に示した構成に限
定されるものではなく、第８図に示すような交流ブリッ
ジ回路27にしても同様な効果が得られる。この場合、基
準抵抗17a,17bを設ける必要がなくなる。また、フォー
カス制御にも応用でき、その場合は、第９図に示す交流
ブリッジ回路28のような構成となり、フォーカシングコ
イル11が１つしかないために、あとは基準抵抗25a,25b,
25cを用いて構成される。

〔発明の効果〕

以上詳述したように微小移動機構の可動体に何ら位置検
出部品を付加することなく、可動体の位置を検出するこ
とができるため、装置の小型軽量化が可能となる。その
ために、極めて短い時間で必要な情報の記録されている
所へ対物レンズを、移動することができ、装置の高速送
り制御に優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る駆動コイルのブリッ
ジ回路構成を示す回路図、第２図は、本発明の一実施例
に係る光学的情報記録再生装置の平面図、第３図は、第
２図におけるＥ−Ｅ線切断矢視図、第４図は本発明の一
実施例に係る光学的情報記録再生装置を一部切欠して示
す斜視図、第５図と第６図は、第３図におけるＦ−Ｆ線
切断矢視図、第７図は、トラッキングコイルの斜視図、
第８図と第９図は、本発明の他の実施例に係る駆動コイ
ルのブリッジ回路構成を示す回路図、第10図は、第１の
従来例の装置を一部切欠して示す斜視図、第11図は、第
２の従来例の装置の部分構成を示す斜視図である。 ５……可動体、８……対物レンズ、11……フォーカシン
グコイル、12a,12b,12c,12d……トラッキングコイル、1
8……バランス検出器（オペアンプ）、19……バンドパ
スフィルタ、20……ロックインアンプ、21……制御回
路、22……サーボ回路、23……駆動電流源、24……キャ
リア電流源。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的情報記録媒体にビームを照射するた
   めの対物レンズと、 前記対物レンズを備えるとともに少なくとも軸回りの回
   動運動が許容される可動体と、 前記可動体に対して所定のギャップを介して対向する磁
   界発生手段と、 少なくともその一部が前記ギャップ内に配置されるよう
   に、前記可動体に対して該可動体の回動方向に並設さ
   れ、前記磁界発生手段からの磁界を受けて前記可動体を
   その回動方向に駆動する複数のトラッキングコイルと、 前記複数のトラッキングコイルをその一部として構成さ
   れたブリッジ回路と、 前記可動体が回動駆動されることにより前記ギャップ内
   を前記回動方向に移動する前記トラッキングコイルの移
   動量を前記ブリッジ回路の出力から検出して前記可動体
   の位置決めを行うサーボ回路と、 を具備することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
2. 【請求項２】前記複数のトラッキングコイルは、前記ギ
   ャップ内に位置する総面積が常にほぼ一定となるように
   並設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光学的情報記録再生装置。
3. 【請求項３】前記ブリッジ回路は、前記複数のトラッキ
   ングコイルのインピーダンス変化を検出することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の光学的
   情報記録再生装置。