JPS60182028A - 光情報処理装置 - Google Patents

光情報処理装置

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JPS60182028A
JPS60182028A JP3751784A JP3751784A JPS60182028A JP S60182028 A JPS60182028 A JP S60182028A JP 3751784 A JP3751784 A JP 3751784A JP 3751784 A JP3751784 A JP 3751784A JP S60182028 A JPS60182028 A JP S60182028A
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JP
Japan
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objective lens
lens
information processing
processing device
drive plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP3751784A
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English (en)
Inventor
Akira Yamada
瑛 山田
Akiya Goto
後藤 顕也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS60182028A publication Critical patent/JPS60182028A/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0925Electromechanical actuators for lens positioning
    • G11B7/0935Details of the moving parts
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11B7/0932Details of sprung supports

Landscapes

  • Lenses (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は元ディスク、テープ等の情報記録媒体より光
学的に情報を読み出したり、又は書き込んだりする元情
報処理装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、音響機器等の分野では可及的に高−忠実度化を図
るためPCM ()’ルスコードモゾユレーション)技
術を利用したデシタル記録再生方式が出現し普及しつつ
ある。これはアナログ方式のものに比してオーディオ特
性を格段にすぐれたものとすることが原理的に確立され
ているからであり、この場合記録媒体としてディスクを
対象とするものはI)AD (ディソクルオーディオデ
ィスク)システムと称されており、再生方式としてはy
e学式が主流となってきた。再生装置としては在来のも
のにみられない種々の冒度な機能や性能を満足し得るも
のであることが要求される。このDADシステムのうち
でCD(コン・ぐクトディスク)方式による光学式ディ
スクレコード再生装置においては、ディスクの情報記録
面にはPCM化されたビットと呼ばれる凹凸が形成され
、金属薄膜が被着されており、形状は直径12cm、厚
さ12 mmのディスクをCLU (線速度一定)方式
により約200〜500rpmの可変回転速度で駆動さ
れる。このディスクのピットの列をトラックと称するが
、このトラックピッチは約1.6μm1 ピ、1・幅は
約0.5 ttmであり、元情報を読み出すだめの収束
)′o束は、このピット列を高精度に追従するために対
物レンズの焦点面に常に位置すると同時にトラ、7りの
中央をトレースする必要がある。この為、回折限界壕で
光束を収束させる対物レンズと、こitを駆動させる手
段は極めて高精度でかつ安定な制御系を構成させること
が苅求される。この様な要請の具体的な対象の一つに元
情報処理装置がある。
この構成の原理は第1図に示す如−く、光源(半導体レ
ーザ等)1よジ出、ディスク4の記録面で反射されたレ
ーザ光束はビームスプリッタ2で光路が曲げられ、円柱
レンズ5との組合せによる非点収差系を透過し、光電変
換素子(St PINホトダイオード等)6に入射する
。ここで電気信号に変換され、信号処理回路7を経た信
号の一部が駆動回路8に加えられ、その出力は図示して
ない駆動手段例えばコイル等に印加されることにより、
電磁力で所望の位置に対物レンズが駆動さね、る。この
閉ループにより前記記載のビット列を高精度に追従出来
ることになる。
更に、第2図に記録面に焦点面を合わせる(フォーカシ
ングと称する9方式の一つとして、非点収差法を示し、
受光系の構成原理を簡単に述べる。すなわち、ディスク
記録面IO,J:りの回折光は対物レンズIIに入射し
、非点収差レンズ系12を通り、前側焦線1Yrz3と
後側焦線面I4の略中央部に最少錯乱円I6が形成され
る。この位fi3に多分割ホトダイオードを置き、各エ
レメントの出力を論理回路で処理し、フォーカスエラー
信号を得る(ホトダイオードの論理処理によりトラッキ
ング信号もイ4fられること←を明白である)。ここで
、フォーカスエラー信号を得る感度の目安として、縦感
度係数Fをと定義することができる。f+は対物レンズ
の熱点距離ノロ、f2は非点収差)を学系の王101と
最少錯乱内寸での距離17.Nは非点隔差I8である。
故(lこ、従来の対物レンズfヰ4.5關 を4.0m
mとすると25%の感度向上となる。
光学系の構成としては、ドラッギング信号を安定に得る
ために第1図に示す光源)とビームスプリッタ2の間に
回折格子を入れて0次。
±1次元の3ビームを作り、その±1次元の反射回折光
よりトラック列の中央にステ9.トを位置させるトラッ
キング信号を作り出し、たり、光束の有効利用と、レー
ザダイオードへの戻り光ニヨるレーザ発振光のゆらぎを
低減させるために、ビームスプリッタのかわりに、偏光
ビームスプリッタとl/4波長板を組合せた光学系を用
いること等種々考案されている。
一方、このフォーカシングとトラッキングのための駆動
手段としては、第3図に示す如く、固定部のヨーク20
に固着された固定軸21とわずかのギャップを設けた可
動レンズ駆動板 。
22の軸受部23とで軸方向(B方向)に摺動し、かつ
軸を中心として回動(十A方向)する機構部と、ズ1物
レンズの位置に復元力を与えるためのコ8ムダン・ぞ2
4と、これを可動側に固着するだめの(対物レンズ重量
とのバランサを兼ねた)ダン・ぐホルダ25、及び固定
側に固着するための固定ホルダ26と、可動部に電磁力
を与える静磁場とレンズ駆動板22と一体化されたボビ
ンに巻回されたフォーカス及びトラ、!キングコイル2
7とで(11り成される。この様な軸括1動1回■υ形
の駆動手段を形成すると、iiJ記ゴムダン/′?24
が一カ所のみに装着されるため、レンズ駆動板22がフ
ォーカス方向に位lii変化が起こると、固定部と可動
部間を一つなぐゴムダン・!24が引張りもしくは圧縮
力の変化を伴ないこれにより、レンズ駆動特性が劣化し
、トラヴクの追従性能を致命的に悪化させる。又、対物
レンズ28を中立点に保持させるためには、ゴムダン・
ぐ24の装着時には特に注意が必要となるが、従来、可
動板側への固着は、ゴムダンパ24を可動板に接着もし
くはネソ市めする方法がとられているが、ゴムダンパ2
4は、やワラかく変形しやすいことと、構成部材が小さ
いため、高精度な取付けが容易でなく、バラツキを小さ
く゛することが困難であり、作業者は熟練者に限定され
、かつ調整組立に要する時間も犬で製品歩留りを低下さ
せ、価格上昇につながっていた。
他方、この様な高精度元情報処理装置のトラ、り追従性
能は前記閉ループ安定に形成することが重要で、このた
めのサーボ系にす請求されるのは、可動部の機械的共」
辰周波数を12 kHz以上に持ってくることが、サー
ボ帯域・の遮断周波数を2 kHz程度にする薬注とな
る。しかし、この機械振動系で10 kHzを越える共
振周波数を得ることは容易でない。従来品は9〜10 
kHy、程度の機械的共振周波数が得られていたが、位
相回転の影響が大きく、元情報処理装置全体の耐振動、
衝撃特性は満足できるものではなく、室内の静置型にし
か対応がとれなかった。
〔発明の目的〕
この発明は前述した従来装置の欠点に鑑みて−なされた
もので、対物レンズの焦点距離を従来の4.3mm以上
であったものを4,1咽〜38擺にすることにより、外
径寸法、および対物レンズの重置を低減し、かつ光学系
のフォーカスエラー信号検出感度、および可動板の機械
的共振周波数を向上し、以って安定な追従性能を有する
光情報処理装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、光源と、光源よジの光束を微少スポットに収
束させる対物レンズと、この対物レンズを可動させる手
段と、情報を含む元信号を電気イド号に変換する光電変
換素子を具備した元情報処理装置に於て、前記対物レン
ズを可動させる手段として、−−i向−めすべりとその
軸回りの回動を行うすべり軸受とこの軸受と同心円状に
配設したコイルを有するレンズ駆動板と復元力を与える
ゴムダンパを具備し、前記対物レンズの焦点短円If、
 f言mを3.8<J<4.1 のゴ;1″i、囲にし
たことを特徴とする元情報処理装置である。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を詳X’lF(に説
明する、・ 第4図は本発明の一実施例を示し、光源例えばレーザダ
イオード300出躬元来は回折格子31で3本のビー、
ムに分けられ、偏光ビームスプリンタ32を透過し、コ
リメートレンズ33で平行光になり、グリズムミラー、
v4で光路75−曲げられ、l/4波長板35を通過後
、円偏波光となって対物レンズ36に入射し、光束は収
束され、図示しないディスクピ、)而(記録面〕上に微
少スポットを形成する。この記゛斥面よりの反射回折光
は対物レンズ36を通t)174波長板35を通過後、
往きとは逆のiσ線偏波元となり、フ0リズムミラー、
(4でyC路が曲げられ、コリメートレンズ33を通過
後収束光となり、偏光ビームスプリ、ツタ32で直角に
光路が曲げられ、円柱レンズを含む非点収差レンズ系3
7を経て光電交換素子38に入射する。一方、対物レン
ズ36を駆動させる手段として(アクチーエータと称す
る)@気回路39と可動部のレンズ駆動用コイル4θと
で電磁力を発生せしめ駆動力を与える。この力はレンズ
駆動板4Iに直接働き、対物レンズ36をフォーカスと
トラ、ツキング方向に制御する。対物レンズ36の逆側
にカウンタウェイト43を装着して重力/々ランスヲト
ル。このレンズ駆動板4ノの長手方間の両端部にシリコ
ン系ゴムよりなるコ字型コゞムダン・ぞ42が固着され
、磁気ヨークの上面にネソで対称的な位置に固定される
このような(“1q成に於けるアクチュエータの振動特
性で重要な点は、レンズ駆動板4)の機械的主共振周波
数が10 kHzを超えることにある。
このレンズ、駆動板4ノの共振周波数が、対物レンズ、
イ6の焦点距離をfζ4.0mmにしたことで従来のも
のよりとの程度向上するかを考えてみると、下式の様に
近似することができる。すなわち、第5図に示す様な端
末にIQ惜のある両7jMj自由の梁と近似すると、振
動する系の全運動エネルギTは 」−−m1A2Ω2・・・・・・−・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)但し
、Wは梁の巾、Ωは角振動数、g−重力加速度、 mz”了L ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・(2)A=2Yo < mz > ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・(3)π m24−rr
L+ (2) 、 (3)を(1)に代入するとTは共振のと
き運動のエネルギは歪エネルギと等しくなければならな
いから、振動中の一様な梁の歪エネルギUは Eはヤング率、 (4) 、 (5)式より、共振周波数Cfm)はが得
られる。
ここで、レンズ駆動板4ノの材質と断面形状を変えない
とした場合で(E、I一定)、(I) W+→058W
lとなった場合、(6)式より、イー し、W2−1 故に、対物レンズの質量が約24%軽量化されると、共
振周波数は約14倍アップし、もともとのf が9 k
li’zであると、f=4.0 の対物レンズを用いる
ことで12.6 kHz、に向上する。
■ 又、Lが0.77Lとなり■の効果に加わると、 従って、対物レンズの外径寸法が約12チ縮少し、重量
が24チ軽量化されたことで、f =9kLlz×4.
5=40.5kI(zに共振周波数を上げることが可能
となる。しかしながら、25kHz程度まで共振周波数
を持つていけば充分であるから、この分、レンズ駆動板
の厚さ及び巾等を小さくして、全体の小型軽量化を図る
か、材質をエンジニアリングプラスチック(CFRP 
、ライドン等)にして、量産効果を出し、光情報処理装
置の低価格化を図ることが可能と々る。
更に、今までの対物レンズの例はガラス材をレンズに用
いた1例であるが、近年盛んに研究開発されているプラ
スチックレンズによシ、小型軽量化を図れば更に良いの
は言う丑でもない。
但し、プラスチックレンズは現状では温度変化に敏感で
あるから、常温付近での使用に限られている。
又、f=4.0の対物レンズの効果は、フォーカスエラ
ー検出感度Nを一定と考えて、 となり、約27チ感度向上が図れる。
他方、アクチーエータに於て、トラッキングの中立位置
決めはゴムダンパを口字型に一体成形することにより寸
法精度が容易に出るのと、第5図で判る様に、ヨークの
上面よりイ・ノ止めが出来るために、従来のような、位
置出しの調整の困難さとバラツキは低減され、実用上問
題な <’h っ l−。
尚、第5図に示すように、レンズ駆動板の長袖方向に線
対称であるため、駆動特性(横軸印加電圧−縦軸変位置
)も良好となり得た。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば次のような効果がある
〔]〕 対物レンズの焦点距離を従来の43門以上であ
ったものを4.1. mm〜3.8胴にすることにより
、 げ)外径寸法を従来の88チ(φ64→φ561)に低
減することができる。
OAJ物レンズの重量を従来の58%(0,45,!9
→0.26g)に11(減することができる。
○ 光学系のフォーカスエラー信号検出感度を略25チ
向上することができる。
O上記■、@の効果により、可動板の小型軽量化が図れ
ると同時に機械的共振周波数を12 kHz以上に向上
させることが出来た。
〔2〕 バランス型コ8ム・ダン・ぐを用いたことによ
り、 の 駆動特性でひっかかりが無くなり、リニアリティが
大巾に向上した。
○ 対物レンズの中立点位置出しが容易とな9、組立工
程の省力化が図れた。
〔3〕 上記[IL[2) よυ安定な追従性能を有す
る元情報処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の元情報処理装置を示す構成説明図、第2
図は従来の′yt、情報処理装置の光学系のフォーカシ
ングを説明するための図、第3図は従来の元情報処理装
置の斜視縦断面図、第4図は本発明の一実施例を示す一
部切欠斜視図、第5図は本発明に係るレンズ駆動板の一
例を示す概略的説明図である。 30・・・レーリゝダイオード、31・・・回折格子1
、I2・・・偏光ビームスグリツタ1.I3・・・コリ
メートレンズ、J4・・・ゾリズトミラー、35・・・
1/4波4ニド板、36・・・対物レンズ、37・・・
非点収差レンズ系、38・・光電変換素子、39・・・
磁気回路、40・・・レンズ駆動用コイ2し、4ノ・・
・レンズ駆動板、42・・コ字型ゴムダン/J、4J・
・・カウンタウェイト。 ■願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第31’!J 第4図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 光源と、光源よりの光束を微少スポットに収束
    させる対物レンズと、この対物レンズを可動させる手段
    と、情報を含む元信号を電気信号に変換する光電変換素
    子を具備した元情報処理装置において、前記対物レンズ
    を可動させる手段として、一方向のすべりとその軸回り
    の回動を行なうすべり軸受とこの軸受と略同心円状に配
    設したコイルを有するレンズ駆動板と復元力を与えるゴ
    ムダンノ七を具備し、前記対物レンズの焦点距離fwn
    を3.8<f<:4.t の範囲にしたことを特徴とす
    る元情報処理装置。
  2. (2) 対物レンズは、ワーキングディスタンスW、D
    咽を1.6くW、D≦2.1の範囲にと9、更に重量を
    0.3g以下にしたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の元情報処理装置。
  3. (3)対物レンズの光透過面の材質は、ノアラスもしく
    はプラスチックあるいはこの複合体で構成されたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の元情報処理装置
  4. (4) ゴムダンパは、ゾ4物レンズの中心と軸受に挿
    入される軸の中心とを結ぶ直、線に対して、線対称を成
    し、その材質はシリコン系コ゛ムを用いたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の元情報処理装置。
JP3751784A 1984-02-29 1984-02-29 光情報処理装置 Pending JPS60182028A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0212941A2 (en) * 1985-08-16 1987-03-04 Sony Corporation Optical pick-up devices
US4838649A (en) * 1986-12-12 1989-06-13 Hitachi, Ltd. Apparatus for driving objective lens
EP0412556A2 (en) * 1989-08-11 1991-02-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Information recording and regenerating apparatus

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