JPS60214431A - レンズ位置検出装置 - Google Patents

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〕 本発明は、例えば、ＤＡＤ用のＣＤ（コンパクトディス
ク）やビデオディスクのような情報記憶媒体から集束光
を用いて情報を読取ることが可能な光学ヘッド、文書フ
ァイルやＣＯＭ（コンピューターアウトプットメモリー
）用等の清報記憶媒体に対して情報の追茄記録を行なう
ことができる情報記録再生装置の一部としての光学ヘッ
ド、あるいは消去、可能な情報記憶再生装置用の光学ヘ
ッド等に適用されるレンズ位置検出装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

上記した情報記憶媒体は、現在、円板（ディスク）形状
のものが多く１円周に沿って同心円状もしくはスパイラ
ル状に情報が記録さ九ている・ このような情報記憶媒体から情報を読取る上記した光学
ヘッドは、情報記憶媒体自体に偏心が存在しても清報が
一列ずつ並んでいるトラックに沿って情報に読取りもし
くは記録を行なう必要がある。そのため、上記光学ヘッ
ドは１通常％情報記憶媒体上に集光させる対物レンズが
清報記憶媒体の半径方向に平行移動できる構造となって
いる。この駆動機構としては、リニヤモータ一方式やボ
イスコイル方式等の電気的な力により移動可能なように
対物レンズがばねにより支持されている場合が多い。

ところで、このような光学ヘッドで再生もしくは記録時
に高束でアクセスしようとすると非常に高速で光学ヘッ
ド自体を移動させなけｎばならず、このとき、対物レン
ズが光学ヘッドの内部で振動してしまうため、光学ヘッ
ド移動直後すぐにトラックをトレースするのが難しくな
る０以上の状況から光学ヘッド内部での対物レンズの相
対的位置を検出しフィードバックをかけて振動を防止す
る機能が望まれるが、現在対物レンズの位置を検出する
方法は余り知られていない、また、光学的ないしは電気
的に対物レンズ単体の位置を検出しようとすると、対物
レンズもしくはその周辺が大きくなってしまい光学ヘッ
ド全体としての薄型化もしくは小型化がははまルるだけ
でなく、対物レンズが重くなり周波数特性が悪くなる等
の危険性が生じてくる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、その目
的とするところは、非常に簡単な構造で安くかつ信頼性
良く製造することができるとともに、レンズの移動に対
する周波数特性を悪化させることなくレンズの位置検出
を行なうことができるようにしたレンズ位置検出装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、入射光に対し集
束性を示す光学的特性を有し、かつ光軸に対し直角方向
に移動することが可能なレンズとともに移動する光反射
部材を設け、光源から発せらｎた光束を、この光反射部
材により反射し、その反射の際上記光反射部材の移動位
置に応じてその反射光量もしくは反射方向を変化させ、
この変化された光束を検出器で受光して上記レンズの位
置を検出する構成としたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。第１図は元ディスクないしはビデオディスクを
清報記憶媒体とし、半導体レーザーを光学ヘッドに用い
た情報記録・再生装置を示し１図中１は媒体駆動装置２
によって回転駆動される清報配憶媒体で％３はこの情報
記憶媒体１０片面側に対向かつ図示しないヘッド移動機
構により情報記憶媒体１０牛径方向（第１図において前
後方向）に往復動自在な光学ヘッドである。

上記情報記憶媒体１は１円板状に成形され。

その片面に記録層ないしは光反射層としての情報形成層
４が形成された２枚の透明基板５，５を、上記清報形成
層４，４が互いに内側になる状態かつ情報形成層４．４
の相互対向面間に空間部が形成されるよう内外スペーサ
６、および外側スペーサ１を介在させ几状態で貼合せた
ものであり、情報形成層４が形成された箇所にはトラッ
キングガイドが、また、その中央部には回転中心孔（図
示しない）が形成さｎている。

また、この情報記憶媒体１を回転駆動する媒体駆動装置
ｉ！ｃ２は、図示しないモータの駆動軸と一体の回転軸
８と、この回転軸８に嵌着され駆動軸８の軸心線に対し
て直角な水平支持面を有し情報記憶媒体１の中央部下面
を支承する回転支持体９と、上記回転軸８の上端部に装
着される押え具１０とを有している。そして、清報記憶
媒体１０回転中心孔を回転軸８に嵌合させ径方向の位置
決めを行なうとともに回転支持体９と押え具１０とで情
報記憶媒体１の中央部を挾持して面方向の動きを規制す
る構成となっている。

また、光学ヘッド３はつぎのような構成となっている。

すなわち、光学ヘッド３内には光ビームとしてのレーデ
−光１１を水平方向に発振する半導体レーザー発振器１
２が設けられており、この半導体レーデ−発振器１２の
横方向にはカップリングレンズ１３．および偏光ビーム
スプリッタ１５が順次配置さ几ている。さらに。

偏光ビームスプリッタ１５の上方にはλ／４板１板金６
よび対物レンズ１７が順次配置されている。また、偏光
ビームスプリッタ１５の下方にはハーフミラ−１８が４
５度の角度に配置されており、偏光ビームスプリッタ１
５ｔ−通過した光を２分割して読取り用光学系１９と焦
点ぼけ検知用光学系２０に振分けるようになっている。

上記読取り用光学系１９はハーフミラ−１８の横方向に
順次配置さｎたレンズ２１および読取り月光検出器２２
を有した構成となっている。

また、焦点ぼけ検知用光学系２０は、ハーフミラ−１８
の下方に順次配置された光軸の中心からずｎた位置にあ
る一部の光のみを抜出す光抜出し部材としての遮光板２
３．検知系光学レンズ２４、ミラー２５．およびミラー
２５の横方向に、上下方向に２分割された第１．第２の
光検出部２６ｍ、２６ｂを有する光検出器２６とを有し
た構成となっている。

こｎら、第１．第２の光検出部２６ａ。

２６ｂは情報形成層４の存在する位置と集光したレーザ
ー光１１のビームウェストの位置トが一致しているとき
の情報形成層４に対する光学的結像位置に設けられてい
る。

なお、２１は対物レンズ１７を光軸方向（すなわち情報
記憶媒体１の下面に接離する方向）に移動させるボイス
コイル型フォーカスモータ等のレンズ駆動装置である。

しかして、半導体レーデ−発振器１２から発振したレー
デ−光１１はカップリングレンズ１３により平行光にな
り、その後偏光ビームスプリッタ１５で上方に偏光され
る。この偏光さｎた光はλ／４板１板金６過することに
より直線偏光が円偏光になったのち対物レンズ１７によ
り清報記憶媒体１上の記録層ないしは元反射層としての
ｆｆｔｆｔ成形成層４光される。

このとき、情報形成層４が記録層である場合にはレーザ
ー光１１の照射エネルギーを所定値以上とすることによ
り情報形成層４にピッ）Ｈの形成等の状態変化が起こり
、情報の記録が行なわれることになる。

一方、１１１＠形成層４からの反射光はλ／４板１板金
６偏光から直＠偏光となり、この元は偏光ビームスプリ
ッタ１５内を直進して下方に抜け、ハーフミラ−１８を
通過して焦点ぼけ検知用光学系２０に導びかれる。ここ
で、後述するように情報形成層４上でのレーザー光１１
の焦点はけが光検出器２６の第１．第２の光検出部２６
ａ、２６ｂでの光検出量の差によって検知される。すな
わち、偏光ビームスプリッタ１５を通過した後の反射光
路の途中に元軸に関して非対称、すなわち光軸の中心か
らずれた位置にある光の一部１１ｍのみを光抜出し部材
としての遮光板２３のアパーチャ等の透光部２３ａから
抜出し、検知系光学レンズ２４を通した後。

ミラー２５で方向を変えて光検出器２６に当てるよりに
した場合、情報形成層４上のレーザ一部１ノの焦点がぼ
けるとミラー２５で反射された元が光検出器２６の第１
．第２の光検出部２６ｍ、２６ｂの配置方向（上下方向
）に移動する。

ところで、上記対物レンズ１７は、情報記憶媒体１が回
転支持体９の回転軸８に対し制心を持って取付けられて
いても情報が一列ずつ並んでいるトラッキングがイドに
沿って読取りもしくは記録が行なえるように情報記憶媒
体１の半径方向すなわち元軸に対し直角方向に平行移動
できるようになっている。

また、第２図（イＨｏ１（ハ）に示すように、上記対物
レンズ１７のフレーム３１には光反射部材３２が直接密
着して形成されている。そのため、対物レンズ１７と光
反射部材３２とが一体化されており、対物レンズ１７に
合わせて光反射部材３２が平行移動するようになってい
る。この反射部材３２には２つの光反射平面３２ａ。

３２ｂが設けられ、これら光反射平面３２ａ。

３２ｂ間には所定の角度が付けらｎでいる。

また、上記対物レンズ１７の近傍には、上記光反射部材
３２に向けて光束を発する光源（ＬＥＤまたは半導体レ
ーザー）３Ｂと、？：、、（Ｄ光源３３から発せられた
光束を平行光束に変換するコリメートレンズ３４と、上
記光反射部材３２の各光反射平面３２ｍ、３２ｂで反射
し次光束を受光する２つの光検出部３５ａ、３５ｂを有
し九元検出器３５とが固定的に設けらｎている。そして
、対物レンズ１７が移動したとき。

光反射部材３２の各光反射平面３２ｍ、３２ｂが光源３
３からの入射光に対し常に一定の角度を保つように光反
射部材３２が平行移動し、これにより、各反射平面３２
ａ、３２ｂで反射した光束の各光反射方向が略等しくな
るようになっている。また、対物レンズ１７が移動する
と。

光源３３と光反射部材３２との相対位置が変化し、これ
に伴って、各光反射平面３２ａ。

３２ｂで反射した光束反射光量が変化するようになって
いる。一方、上記光検出器３５は、各光反射平面３５ａ
、３５ｂで反射した光束の光量の差を検出することによ
り対物レンズ１７の位置を間接的に検出することができ
るようになっている。すなわち、第２図（ｃ、）に示す
ように。

対物レンズ１７が中央に位置しているときは。

光反射部材３２の光反射平面３２ａ、３２ｂ間の境界線
が光源３３からの光束の中心に位置してその光束が左右
均等に反射さｎ１光検出器３５の各光検出部３５ｍ、３
５ｂにｔ′ｉ等しい光値が検出される。また、第２図（
イ）に示すように、対物レンズ１７が大きく左側にずれ
たときは。

光源３３からの光束の大部分が一方の光反射平面３２Ｂ
で反射され、一方の光検出部３５ｍで光量が多く検出さ
れる。さらに、第２図（／→に示すように、対物レンズ
１７が右側にずｎたときは、その逆となる。したがって
、各光検出部３５ａ、３５ｂで検出される光量の差を取
ることにより対物レンズ１７の位置が検出できるように
なっている。

次に、上記光学系を作動させる制御回路について説明す
る。先ず、フォーカシング制御について説明すると、焦
点ぼけ検出用光検出器２６の各光検出部２６ｍ、２６ｂ
から得らｎた光電信号α、βは焦点ぼけ検出用光検出部
２６ａ。

２６ｂのプリアンプ４１．４２で増幅さｎた後減算回路
４３とＤｉ］算回路４４により減算処理および加算処理
さｎてＣＰＵ４５に入力さｎる。

ＣＰＵ４５は、イニシャル時、イニシャル引き込み信号
をスイッチング回路４６を介して焦点ぼけ補正用ボイス
コイル駆動回路４７へ供給する。これにより、焦点ぼけ
補正用ボイスコイル駆動回路４７はボイスコイル２７を
駆動して対物レンズ１２を合焦点位置まで移動せしめる
。

そして、ＣＰＵ４５ｉｊ、減算回路４３からの信号によ
りα、βの信号が「０」となったことを検出したとき合
焦点位置と判断し、スイッチング回路４６ｔ−切換え、
減算回路４３からの信号が供給さｎる波形補正回路４８
からの信号を焦点ぼけ補正用ボイスコイル駆動回路４２
へ供給する。これにより、焦点ぼけ補正用ボイスコイル
駆動回路４２は波形補正回路４８からの信号に応じつつ
ボイスコイル２７を駆動して対物レンズ１７を軸方向へ
移動せしめ１通常のフォーカシングを行なう。

ついで、トラッキング制御について説明すると、トラッ
クずれ検出（読取り用）光検出器２２の各光検出セル２
２ｍ、２２ｂから得られた光電信号γ、δはトラッキン
グずれ検出用光検出部２２ｔｇ、２２ｂのプリアンプ４
９．５０で増幅された後減算回路５１と加算回路５２に
より減算処理および加算処理されてＣＰＵ４５に入力さ
れる。ＣＰＵ４５により通常のトラッキング制御が判断
している場合、・ＣＰＵ４５はスイッチング回路５３を
切換え、減算回路５１からの信号が供給される波形補正
回路５４からの信号をトラックずれ補正用ボイスコイル
駆動回路５５に供給する。これにより、トラックずｎ補
正用ボイスコイル駆動回路５５は、波形補正回路５４か
ら供給される信号に応じてトラックずれ補正用ボイスコ
イル５６を駆動して対物レンズ１７を径方向に移動せし
めることにより。

通常のトラッキングを行なう、また、対物レンズ位置検
出用光検出器３５の各党検出部３５ｍ、３５ｂから得ら
れた光電信号ε、ζは対物レンズ位置検出州党検出部３
５ｍ、３５ｂのプリアンプｓｒ、ｓｉｔで増幅さｎた後
減算回路５９により減算処理さｎ、スイッチング回路５
３に供給される。ＣＰＵ４５により高速トラッキングが
判断された場合、ＣＰＵ４５ｉｊスイッチング回路５３
ｆ：、切換え、減算回路５１からの信号をスイッチング
回路５３を介してトラックずれ補正用ボイスコイル駆動
回路５５へ供給する。

これにより、トラックずれ補正用ボイスコイル駆動回路
５５は減算回路５１から供給される信号に応じてボイス
コイル５６を駆動し、対物レンズ１７を径方向へ移動せ
しめることにより対物レンズ１１のぶれをなくす、すな
わち、対物レンズ１７が定位置から図中左方向へずｎた
場合、光検出部、（５ａに光束の大部分が照射される。

この光検出部３５ｍからの信号Ｓはプリアンプ５７を介
して減算回路５９へ供給される。

この減算回路５９０減算結果はスイッチング回路５３を
介してトラックず几補正用ボイスコイル駆動回路５５に
供給される。トラックずれ補正用ボイスコイル駆動回路
５５は減算回路５９から供給される信号に応じて対物レ
ンズ１７を右方向へつまり定位置へ移動せしめる。また
。

同様に、対物レンズ１２が定位置から図中右方向へずｎ
た場合、光検出部ｓｓｂに光束の大部分が照射される。

この光検出部ｓｓｂからの信号ζはプリアンプ５８を介
して減算回路５９へ供給される。この減算回路５９６減
算結果はスイッチング回路５３を介してトラックずれ補
正用ボイスコイル駆動回路５５に供給さｎる。トラック
ずれ補正用ボイスコイル駆動回路５５は減算回路５９か
ら供給される信号に応じて対物レンズ１７を左方向へつ
まり定位置へ移動せしめる。したがって、上記のように
、高速アクセス時、対物レンズ１７が定位置からず几て
も、補正される。つまり、定位置へ固定されている状態
となる。こｎにより、高速アクセスが終了し、対応する
トラックの同各を読込もうとした場合、すぐに対物レン
ズ１７からのレーデ−光束をそのトラックに照射するこ
とができる。この結果、従来、高速アクセスを行なった
場合。

対物レンズ１７をロックさせてからトラックの読み取り
を行なうようにしていたものに比べ、その読み取りを行
なうまでの時間（セトリングタイム）が短縮できる。

以上の構成によれば、″比較的簡単な原理および構造で
対物レンズ１２の位置を検出することができるため、製
造コストも安く、シかも装置として高い信頼性を得るこ
とができる。

また、対物レンズ１２に対して手ｔ−ｍえるところがな
いため、本発明に係るレンズ位置検出装置を従来の光学
系に対し追加形成したとしても対物レンズの移動に対す
る周波数特性を悪化させることがない。

また、対物レンズ１７に対する機械的変更を必要とする
箇所がないため、本発明に係るレンズ位置検出装置を従
来の光学系に追加形成してもレンズ自体およびその周辺
の寸法゛に変化が生じないので、光学系全体としての高
さあるいは厚さは低いまま（または薄いまま）で保友几
る。

さらに、対物レンズ１７が傾いて光反射部材３２が傾い
ても誤検知することなく安定に対物レンズ１７の位置検
出を行なうことができる。

なお１本発明は、上記実施例に限足されることはなく１
次のような構成としても工い。

すなわち、第２図（イ）　（ｃｒｌ　（／→に示す構造
において。

光反射部材３２の光反射平面３：、ａ、３２ｂを一面（
たとえば３２ａ）だけとし１元検出部３５ｔ＊、３５ｂ
の一方（たとえば３５ａ）の方向にだけ光束が反射する
ように構成する。そして、光反射平面３２ａで反射され
る光束の、対物レンズ１７の位置に応じて変化する光量
を光検出部３５ａで検出することにより、対物レンズ１
７の位置を検出することができる。

また％第４図（イ）（ａ）（ハ）に示すように、対物レ
ンズ１７を回動自在レンズ支持部材６１の一部に取付け
、このレンズ支持部材６１ｆ回動することにより対物レ
ンズ１７の位置を移動する駆動方式があるが、この場合
、レンズ支持部材６１の一部（たとえば外壁）に光反射
部材３２を設けることにより対物レンズ１７の位置を検
出することができる。すなわち、対物レンズ１７の位置
が移動するとき、レンズ支持部材６１の一部に設けられ
た光反射部材３２も同時に回動する。したがって、光源
３３に対する光反射部材３２の光反射平面３２ｃの角度
が変化する。このため、光源３３から発せらｆ′Ｌ％コ
リメートレンズ３４を通過後１元反射部材３２で反射さ
れた光束の進行方向も変わる。すなわち、第４図（（２
）に示すように、対物レンズ１７が中央に位置している
ときは１元反射部材３２で反射した光束は光検出器３５
の２個の光検出部３５ａ。

３５ｂの中間に向かって進行し、両者に略均等な光量が
照射される。これに対し、第４図（イ）（ｄに示すよう
に、対物レンズ１７の位置が移動すると１元反射部材３
２が傾き１元検出部３５ａ、３５ｂのいずれかに多くの
光量が照射されるので１両者の検出信号の差をとること
により対物レンズ１７の位置を検出することができる。

また、上記のようにレンズ支持部材６１が回動する方式
ではなく、第５図（（イ）（（ロ）（ハ）に示す工うに
、対物レンズ１２を板ばね６２により支持し。

モーターにより平行移動する駆動方式の場合。

板はね６２の一部に光反射部材３２ｆｔ設けることによ
り対物レンズ１１の位置を検出することができる。すな
わち、対物レンズ１７をフレーム６３ごと平行移動する
と、板ばね６２が傾く。

したがって、光源３３に対する光反射部材３２の光反射
平面３２ｄの角度が変化する。このため、光反射部材３
２で反射された光束の進行方向も変わる。すなわち、第
５図（０３に示すように。

対物レンズ１７が中央に位置しているときは。

光反射部材３２で反射した光束は光検出器３５の２個の
光検出部３５ａ、３５ｂの中間に向かって進行し、両者
に略均等な光量が照射される。

こｎに対し、第５図（イ）（ハ）に示すように、対物レ
ンズ１７が移動すると、板はね６２とともに光反射部材
３２が傾き、光検出部３５　ａ　、　３５　ｂ−のいず
几かに多くの光電が照射さｎるので１両者の検出信号の
差をとることにより対物レンズ１７の位置を検出するこ
とができる。なお、この実施例の場合１元反射部材３２
を板ばね６２に付加する代わりに、板はね６２の一部の
表面を鏡面とし、この部分を光反射部材３２として用い
てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によ几ば、入射光に対し集束
性を示す晃学的特性を有し１元軸に対し直角方向に移動
することが可能なレンズと。

光源と、この光源から発せられた光束を反射するととも
に上記レンズの移動に伴って変位する光反射部材と、こ
の光反射部材により反射された光束を受光して上記レン
ズの位置を検出する検出器とを具備し、上記光反射部材
の変位に応じてその反射光量もしくは反射方向が変化す
る構成としたから、非常に簡単な構造で安くかつ信頼住
良製造することができるとともに、レンズの移動に対す
る同波数特性を悪化させることなくレンズの位置検出を
行なうことが・できる等の優几た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は情報記録再生装置を概略的に示す構成図、第２図（
４歓）（ハ）はレンズ位置検出手段を示す説明図、第３
図は制御回路を示すプａツり図％第４図（＜　（ｏｌ　
Ｇ／→はレンズ位置検出手段の他の実施例を示す説明図
、第５図（イ）（ロ）（ハ）はレンズ位置検出手段のさ
らに他の実施例を示す説明図である。 １７・・・対物レンズ、３２・・・光反射部材、３２ａ
、３２ｂ　、３２ｃ　、３２ｄ・・・光反射平面、３３
・・・光源、３５・・・光検出器、３５ｍ、３５ｂ・・
・光検出部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 （イ）　第　２　図 お　（ロ） 第３図 第５ （イ） （ハ） （ロ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射光に対し集束性を示す光学的特性を有し、光
   軸に対し直角方向に移動することが可能なレンズと、光
   源と、この光源から発せられた光束を反射するとともに
   上記レンズの移動に伴って変位する光反射部材と、この
   光反射部材により反射され九九束を受光して上記レンズ
   の位置を検出する検出器とを具備し、上記光反射部材の
   変位に応じてその反射光量もしくは反射方向が変化する
   構成としたことを特徴とするレンズ位置検出装置。
2. （２）光反射部材は、異なる傾きを有する少なくとも２
   以上の光反射平面を設け、光源から発せられた光束を少
   なくとも２方向以上に反射させるとともに、変位に応じ
   て各光反射方向での反射光量を互いに変化させる構成と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレン
   ズ位置検出装置。
3. （３）光反射部材は、その変位に伴って、光源から発せ
   られた光束を反射する光反射平面が傾き１反射方向を変
   化させる構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のレンズ位置検出装置。
4. （４）検出器は、光反射部材により反射された光束を少
   なくとも２箇所に分けて検出する構成としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のレンズ位置検出装置
   。
5. （５）光反射部材はレンズと一体化したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のレンズ位置検出装置。