JPS6145430A

JPS6145430A - 光学ヘツド

Info

Publication number: JPS6145430A
Application number: JP16751984A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Takahashi; 直正高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1986-03-05

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】この発明は、たとえば光デイスク装置に用いられる光学
ヘッドに関する。

Ｃ発明の技術的背景］従来、光学ヘッドにあって、その内部で用いられる対物
レンズは、第１０図（ａ）（ｂ）に示すような、対物レ
ンズ駆動装置によって駆動されるようになっている。す
なわち、対物レンズ６１は、２枚の平行板バネ６２．６
３で支持されている。

これらの板バネ６２．６３は中間支持金具６４に固着さ
れ、この中間支持金具６４は２枚のダイヤフラムバネ６
５．６６で支持されるようになっている。そして、コイ
ル６７とマグネット６８とにより形成される磁気回路に
より、中間支持金具つまり対物レンズ６１が上下方向（
矢印ｑ、ｈ方向）に駆動されることにより、フォー力ッ
シングが行われるようになっている。また、コイル６９
と鉄片７０とにより構成される磁気回路によって、対物
レンズ６１を左右方向く矢印１、ｊ方向）に駆動される
ことにより、トラッキングが行われるようになっている
。

［背景技術の問題点コしかしながら、上記のような光学ヘッドでは、光デイス
ク上の所定のトラックにアクセスする時、対物レンズは
自由な状態になっており、高速トラックアクセスを行う
と、その際に生じる慣性力で対物レンズが振動する。こ
のため、その対物レンズの残留振動が減衰するまで待た
なければ次の動作が行えない。この結果、アクセス時に
、時間がかかるという問題があった。

［発明の目的］この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、高速移動時に生じる対物レンズの振
動を、短時間で抑え、安定化することができる光学ヘッ
ドを提供することにある。

［発明の概要コこの発明は、上記目的を達成するために、対物レンズを
保持する保持部材に反射部材を設け、この反射部材から
の反射光に応じて上記保持部材の移動位置を検出し、こ
の検出結果に応じて上記保持部材を移動するようにした
ものである。

［発明の実施例］以下、この発明の一実施例について、図面を参照して説
明する。

第１図１よ、この発明の光学ヘッドの概略構成を示すも
のである。すなわち、光ディスク（対象物体）１は、モ
ータ（図示しない）によって光学ヘッド３に対して、線
速一定で回転駆動されるようになっている。上記光ディ
スク１は、たとえばガラスあるいはプラスチックスなど
で円形に形成された基板の表面に、テルルあるいはビス
マスなどの金属被膜層が、ドーナツ形にコーティングさ
れている。上記光ディスク１の裏側には、情報の記憶、
再生を行うための光学ヘッド３が設けられている。この
光学ヘッド３は、半導体レーザ発振器４、凸レンズ５、
偏向ビームスプリッタ６、λ／４板７、対物レンズ８、
ハーフミラ−９、集光レンズ１０．１１、トランクずれ
検出用の光検出器１２、焦点ぼけ検出用の光検出器１３
によって構成されている。また、上記ハーフミラ一つと
集光レンズ１１との間には、先広出用の遮光板１６が設
けられている。上記光検出器１２は、集光レンズ１０に
よって結像される光を、電気信号に変換する光検出セル
１２ａ、１２ｂによって構成されている。これらの光検
出セル１２ａ、１２ｂによって出力される信号としては
、それぞれγ信号、β信号が出力されるようになってい
る。上記光検出器１３は、集光レンズ１１によって結像
される光を、電気信号に変換する光検出セル１３ａ、１
３ｂによって構成されている。これらの光検出セル１３
ａ、１３ｂによって出力される信号としては、それぞれ
α信号、β信号が出力されるようになっている。

上記対物レンズ８は、第２図から第４図に示す、対物レ
ンズ駆動装置２０によって駆動されるようになっている
。すなわち、基板２１上の上方には、これに垂直な中心
軸を有して、円筒上の保持枠２２が設けられている。こ
の保持枠２２内には、中心軸に沿って支持軸２３が配設
されており、この支持軸２３は圧電素子として、ｉ炎ｉ
Ｉするピエゾ素子（ピエゾ抵抗効果素子）２４ａ、２４
ｂ、２４Ｇ、２４ｄによって保持枠２２に支持されてい
る。

この支持軸２３の上下両端部から、後述するバイモルフ
素子２５．２６が、互いに平行に同方向に延出して設け
られている。このバイモルフ素子２５．２６の先端部に
は、上記対物レンズ８が保持されているレンズ保持枠２
７が取付けられている。

このレンズ保持枠２７の側面には、反射部材としての鏡
２８が設けられている。また、上記績２８と対向する位
置の基板２１上には、レンズ保持枠２７の移動位置つま
り対物レンズ８の移動位置に応じた検出信号を出力する
検出部２９が設けられている。

上記検出部２９は、第５図に示すように構成されている
。すなわち、光を照射する光源８１、この光源８１から
の光を平行光にするコリメータレンズ８２、このコリメ
ータレンズ８２からの光を細いビーム光にするスリット
８３、このスリット８３からの光を屈折して前記鏡２９
に照射し、またその鏡２９からの反射光を屈折して光検
出器８５上に照射する凸レンズ８４、および上記凸レン
ズ８４からの光に応じて検出信号を出力することにより
、レンズ保持枠２７の移動位置つまり対物レンズ８の移
動位置に応じた検出信号を出力する光検出器８５によっ
て構成されている。上記光源８１はたとえば豆電球、レ
ーザ光源で構成され、上記凸レンズ８４はたとえば円形
レンズ、柱状レンズで構成されている。上記光検出器８
５は、凸レンズ８４によって結像される光を、電気信号
に変換する光検出セル８５ａ、８５ｂによって構成され
ている。これらの光検出セル８５ａ、８５ｂによって出
力される信号としては、それぞれη信号、θ信号が出力
されるようになっている。

このような構成すると、レンズ保持枠２７が適正な位置
、つまり鏡２８と凸レンズ８４との距離が凸レンズ８４
の焦点距離と一致する場合、上記鏡２８からの反射光は
（第５図に１点破線で示すように）凸レンズ８４で平行
光にされ、光検出器８５の中心へ照射される。これによ
り、第６図に示すように、光検出セル８５ａと８５ｂと
の上に（９８１を結ぶようになっている。この結果、光
検出セル８５ａ、８５ｂからそれぞれ同じ直のη信号、
θ信号が出力される。また、レンズ保持枠２７が適正な
位置より検出部２９から離れている場合、つまり鏡２８
と凸レンズ８４との距離が凸レンズ８４の焦点距離より
離れている場合、上記鏡２８からの反射光は（第５図に
２点破線で示すように〉凸レンズ８４で凸レンズ８４の
中心側に屈折され（曲げられ）、光検出器８５の中心よ
り外れた位置へ照射される。これにより、第６図に示す
ように、光検出セル８５ａ上に１１１８２を結ぶように
なっている。この結果、光検出セル８５ａだけからη信
号が出力される。また、レンズ保持枠２７が適正な位置
より検出部２９に近付いている場合、つまり鏡２８と凸
レンズ８４との距離が凸レンズ８４の焦点距離より近付
いている場合、上記鏡２８からの反射光は（第５図に点
線で示すように）凸レンズ８４で凸レンズ８４の中心と
は反対側に屈折され（曲げられ）、光検出器８５の中心
より外れた位置へ照射される。これにより、第６図に示
すように、光検出セル８５ｂ上に像Ｓ３を結ぶようにな
っている。この結果、光検出セル８５ｂだけがらθ信号
が出力される。

上記支持１ｌｌ１２３には、第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）
に示すように、中心から等角度で設けられている４枚の
ピエゾ素子２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられ
ており、これらのピエゾ素子２４ａ１・・・によって支
持＠２３が保持枠２２に支持されている。これにより、
ピエゾ素子２４ａ、・・・が印加電圧の変化により縮ん
だ場合、第７図（ｂ）に示すように、同図（ａ）の状態
から矢印ａ方向に、支持軸２３が微少角度回動するよう
になっている。

この回動により、バイモルフ素子２５を介してレンズ保
持枠２７、つまり対物レンズ８が矢印Ｃ方向へ移動する
。また、ピエゾ素子２４ａ、・・・が印加電圧の変化に
より伸びた場合、第７図（Ｃ）に示すように、同図（ａ
）の状態から矢印す方向に、支持軸２３が微少角度回動
するようになっている。

この回動により、バイモルフ素子２５を介してレンズ保
持枠２７、つまり対物レンズ８が矢印ｄ方向へ移動する
。上記の場合、支持軸２３の回動但は微少であるがバイ
モルフ素子２５が一種の、てこの腕として作用し、対物
レンズ８の移動量（変位ｍ＞は大きなものとなる。した
がって、上記バイモルフ素子２５によって、ピエゾ素子
２４の小変位が対物レンズ８の大きな変位となって伝わ
っている。上記対物レンズ８のｃ、ｄ方向の移動により
、前記光ディスク１に対するトラッキングが行われるよ
うになっている。なお、上記ピエゾ素子２４．２５は、
たとえば印加電圧が７００ボルト変化した場合、１０ミ
クロン程度変位するようになっている。

上記バイモルフ素子２５．２６は、第８図（ａ＞（ｂ）
（Ｃ）に示すように、それぞれ２枚のピエゾ素子２５ａ
１２５ｂ、２６ａ１２６ｂを上下に貼合わせたものであ
り、２枚のピエゾ素子の一方が縮み、他方が伸びるよう
に各ピエゾ素子に電圧を印加することにより、レンズ保
持枠２７が上下つまり矢印ｅ、ｆ方向に移動するように
なっている。たとえば、ピエゾ素子２５ａ、２６ａを縮
め、ピエゾ素子２５ｂ、２６ｂを伸ばした場合、バイモ
ルフ素子２５．２６が下方に屈曲し、レンズ保持枠２７
つまり対物レンズ８は第８図（ｂ）に示すように、同図
（ａ）の状態から矢印ｅ方向へ移動するようになってい
る。また、ピエゾ素子２５ａ、２６ａを伸ばし、ピエゾ
素子２５ｂ、２６ｂを縮めた場合、バイモルフ素子２５
．２６が上方に屈曲し、レンズ保持枠２７つまり対物レ
ンズ８は第８図（Ｃ）に示すように、同図（ａ）の状態
から矢印ｆ方向へ移動するようになっている。上記対物
レンズ８のｅ、ｆ方向への移動により、前記光ディスク
１に対するフーカッシングが行われるようになっている
。

前記光学ヘッド３の出力つまり各光検出セル１２ａ、１
２ｂ、１３ａ、１３ｂの出力は、それぞれ増幅器３０．
３１，３４．３５に供給される。

また、前記検出部２９の出力つまり光検出器８５ａ、８
５ｂの出力は、それぞれ増幅器３２．３３に供給される
。上記増幅器３０．３１の出力は、それぞれ減算回路３
６、加算回路３７に供給される。上記増幅器３２．３３
の出力は減算回路３８に供給される。上記増幅器３４．
３５の出力は、それぞれ減算回路３つ、加算回路４ｏに
供給される。上記減算回路３６は、光検出セル１２ａ、
１２ｂからの検出信号の差（γ信号−δ信号）を取るこ
とにより、通常のトラッキング時のトラックずれに応じ
た信号を出力するものである。上記加算回路３７は、光
検出セル１２ａ１１２ｂからの検出信号の和を取ること
により、読取信号として出力するものである。上記減算
回路３８は、光検出セル８５ａ、３５ｂからの検出信号
の差（η信号−θ信号）を取ることにより、高速アクセ
ス時における対物レンズ８の位置ずれに応じた信号を出
力するものである。上記減算回路３９は、光検出セル１
３ａ、１３ｂからの検出信号の差（α信号−β信号）を
取ることにより、焦点ぼけに応じた信号を出力するもの
である。上記加算回路４０は、光検出セル１３ａ、１３
ｂからの検出信号の和を取ることにより、読取信号とし
て出力するものである。

上記減算回路３６．３９の出力および加算回路３７．４
０の出力は、ＣＰＵ４１に供給される。

このＣＰＵ４１は、光ディスク１全体を制御するもので
ある。このＣＰＵ４１は、イニシャル時、スイッチング
回路４２に対してイニシャル引込信号を出力するととも
に、スイッチング回路４２を切換え、そのイニシャル引
込信号が出力されるようにするものである。また、ＣＰ
ｔＪ４１は、高速アクセスを判断している時、スイッチ
ング回路４３に対して切換信号を出力するようになって
いる。

上記減算回路３９の出力は、波形整形回路４４で整形さ
れ、上記スイッチング回路４２に供給される。上記減算
回路３６の出力は、波形整形回路４５で整形され、上記
スイッチング回路４３に供給される。上記減算回路３８
の出力は、波形整形回路５１で整形され、上記スイッチ
ング回路４３に供給される。これにより、スイッチング
回路４２は、ＣＰＵ４１からの切換信号により、イニシ
ャル時、ＣＰＵ４１から供給されるイニシャル引込信萼
を、バイモルフ素子駆動回路４６へ出力し、通常時、波
形整形回路４４から供給される信号を、バイモルフ素子
駆動回路４６へ出力するようになっている。また、スイ
ッチング回路４３は、通常時、上記波形整形回路４５か
ら供給される信号を、ピエゾ素子駆動回路４７へ出力し
、上記ＣＰｕ４１から切換信号が供給されている時（高
速アクセス時）、上記波形整形回路５１から供給される
信号を、とニジ素子駆動回路４７へ出力するようになっ
ている。

上記バイモルフ素子駆動回路４６は、スイッチング回路
４２から供給される信号に応じて、前記バイモルフ素子
２５．２６の各ピエゾ素子２５ａ１２５ｂ、２６ａ、２
６ｂに、対応する電流を印加１するようになっている。

上記ピエゾ素子駆動回路゛４７は、スイッチング回路４
３から供給される信号に応じて、前記ピエゾ素子２４ａ
、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに、対応する電圧を印加する
ようになっている。

次に、このような構成において動作を説明する。　　−
たとえば今、半導体レーザ発振器４から発せられるレー
リ゛光束は、凸レンズ５によって平行光束にされ、偏向
ビームスプリッタ６に導かれる。この偏向ビームスプリ
ッタ６に導かれた光束は、反射されたのち、λ／４板７
を介して対物レンズ８に入射され、この対物レンズ８に
よって光デイスク１上に集束される。この状態において
、情報の記憶を行う際には、強光度のレーザ光束（記憶
ビーム光）の照射によって、光デイスク１上のトラック
にビットが形成され、情報の再生を行う際には、弱光度
のレーザ光束（再生ビーム光）が照射される。この再生
ビーム光に対する光ディスク１からの反射光は、対物レ
ンズ８によって平行光束に変換され、λ／４板７を介し
て偏向ビームスプリッタ６に導かれる。このとき、偏向
ビームスプリッタ６に導かれたレーザ光束は、λ／４板
７を往復しており、偏向ビームスプリッタ６で反射され
た際に比べて漏波面が９０度回転している。これにより
、そのレーザ光束は、偏向ビームスプリッタ６で反射さ
れずに通過し、ハーフミラ−９に導かれる。このハーフ
ミラ−９を通過するレーザ光束は、集光レンズ１０を介
して光検出器１２、つまり光検出セル１２ａ、１２ｂに
照射され；太り三記ハーフミラ−９で反射されたレーザ
光束は、集光レンズ１１を介して光検出器１３つまり光
検出セル１３ａ、１３ｂに照射される。したがって、光
検出セル１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、＝ヰ雰；；
中４＝から照射光に応じた信号が出力され、それらの信
号はそれぞれ増幅器３０，３１、唱：２＝。

＝辷３４．３５を介して出力される。これによ。

す、加算回路３７は、光検出セル１２ａ、１２ｂからの
検出信号の和を取ることにより、読取信号トシてＣＰＵ
４１へ出力する。この結果、ＣＰＵ４１は、加算回路３
７からの読取信号によりデータの読取を行うようになっ
ている。

動作について説明する。すなわち、イニシャル時、ＣＰ
ｔＪ４１は、イニシャル引込信号をスイッチング回路４
２を介してバイモルフ素子駆動回路４６に供給する。こ
れにより、バイモルフ素子駆動回路４６は、バイモルフ
素子２５．２６の各ピエゾ素子に所定の電圧を印加し、
レンズ保持枠２７つまり対物レンズ８をｅあるいはｆ方
向へ移動する。

そして、ＣＰＵ４１は、減算回路３６の減算結果が「±
０」となったとき、対物レンズ８が適正焦点位置に対応
したと判断し、スイッチング回路４２を切換える。これ
により、減算回路３９から出力される焦点ぼけに応じた
信号、つまり光検出セル１３ａ１１３ｂからの検出信号
の差を取ることにより得られる信号が、波形整形回路４
４、及びスイッチング回路４２を介して、バイモルフ素
子駆動回路４６に供給される。これにより、バイモルフ
素子駆動回路４６は、波形整形回路４４からの信号に応
じてバイモルフ素子２５．２６の各ピエゾ素子に対応す
る電圧を印加し、レンズ保持枠２７つまり対物レンズ８
をｅあるいはｆ方向へ移動し、通常のフォー力ツシング
を行う。

ついで、トラッキング動作について説明する。

すなわち、減蒜回路３６からの通常のトラッキング時の
トラックずれに応じた信号、つまり光検出セル１２ａ、
１２ｂからの検出信号の差を取ることにより得られる信
号が、波形整形回路４５およびスイッチング回路４３を
介してピエゾ素子駆動回路４７に供給される。これによ
り、ピエゾ素子駆動回路４７は、波形整形回路４５から
の信号に応じて各ピエゾ素子２４ａ１２４ｂ、２４ｃ、
２４ｄに対応する電圧を印加し、支持軸２３をａあるい
はｂ方向へ回動する。この結果、支持軸２３の回動によ
り、レンズ保持枠２７つまり対物レンズ８がＣあるいは
ｄ方向へ移動され、通常のトラッキングが行われる。

ついで、高速アクセス時の動作について説明する。すな
わち、ＣＰＬＪ４１により高速アクセスが判断された場
合、ＣＰＩＪ４１は、スイッチング回路４３を切換える
。これにより、減算回路３８からの対物レンズ８の位置
ずれに応じた信号、つまり光検出セル８５ａ、８５ｂか
らの検出信号の差を取ることにより得られる信号が、ス
イッチング回路４３を介してピエゾ素子駆動回路４７に
供給される。これにより、ピエゾ素子駆動回路４７は、
減算回路３８からの信号に応じて各ピエゾ素子２４ａ、
２４ｂ、２４Ｃ１２４ｄに対応する電圧を印加し、支持
軸２３をａあるいはｂ方向へ回動する。たとえば減算回
路３８の出力が正のとき、支持軸２３をａ方向に回動し
、減算回路３８の出力が負のとき、支持軸２３をｂ方向
に回動する。この結果、支持軸２３の回動により、レン
ズ保持枠２７つまり対物レンズ８がＣあるいはｄ方向へ
移動される。したがって、高速アクセス時に、レンズ保
持枠２７つまり対物レンズ８が撮動している場合、その
対物レンズ８に対する適正位置への移動制御が行われる
。つまり、トラックジャンプによる残留振動を短時間で
減衰（安定化）させることができる。

上記したように、レンズ保持枠２７の側面に設けた鏡か
らの反射光に応じて、レンズ保持枠２７つまり対物レン
ズ８の移動位置に応じた信号を検出し、この検出結果に
応じて対物レンズ８を移動させるようにしたものである
。これにより、高速アクセス時に、レンズ保持枠２７つ
まり対物レンズ８が振動している場合、その対物レンズ
８に対する適正位置への移動制御を行うことができ、ト
ラックジャンプによる残留振動を短時間で減衰（安定化
）させることができる。

なお、前記実施例では、支持軸を保持枠に支持するピエ
ゾ素子が４枚であったが、これに限らず、他の枚数であ
っても良い。また、フォー力ッシングを厳密に行わない
場合、バイモルフ素子の代わりに板ばねを用いても良い
。さらに、鏡がレンズ保持枠の側面に張付けられている
ものとしたが、これに限らず、レンズ保持枠の側面が鏡
となっているようにしても良い。

また、検出部における光源と光検出器赤隣接（近接）し
ていたが、これに限らず、第９図に示すように、反射光
をビームスプリッタ７１で一定角度曲げることにより、
光源と光検出器の位置を離すようにしても良い。

また、検出部が、レンズ保持枠の上面あるいは下面に設
けた鏡の反射光により、上下方向の位置ずれ検知を行い
、この検知出力に応じてバイモルフ素子を制御するよう
にしても良い。この場合、高速アクセス時の、対物レン
ズの上下方向の残留振動を短時間で減衰（安定化）させ
ることができる。

［発明の効果］以上詳述したようにこの発明によれば、高速移動時に生
じる対物レンズの振動を、短時間で抑え、安定化するこ
とができる光学ヘッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図は光学ヘッドの概略構成図、第２図から第４図は
対物レンズ駆動装置の構成を示す＃溝図、第５図は検知
部の構成を説明するための。図、第６図は対物レンズ８の移動に伴う光検出器上のス
ポット位置を説明するための図、第７図はピエゾ素子と
支持軸との関係を示す図、第８図はバイモルフ素子と対
物レンズとの関係を示す図であり、第９図は他の実施例
における検出部の構成例を示す図であり、第１０図は従
来の対物レンズ駆動装置を示す図である。１・・・光ディスク、３・・・光学ヘッド、６・・・偏
向ビームスプリッタ、７・・・λ／４板、８・・・対物
レンズ、９・・・ハーフミラ−１１０１１１・・・集光
レンズ、１２．１３．１５・・・光検出ｆｉ、１２ａ、
１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、８５ａ、８５ｂ・・・光検出
セル、２０・・・対物レンズ駆動装置、２１・・・基板
、２２・・・保持枠、２３−ｉ　持軸、２４ａ、２４ｂ
、２４ｃ、２４ｄ・・・ピエゾ素子、２５．２６・・・
バイモルフ素子、２５ａ１２５ｂ、２６ａ、２６ｂ・ｅ
ニジ素子、２７・・・レンズ保持枠、２９・・・検出部
、３６．３８．３９・・・減算回路、３７．４ｏ・・・
加算回路、４１・・・ＣＰＵ１４２．４３・・・スイッ
チング回路、４４．４５．５１・・・波形整形回路、４
６゛・・・バイモルフ素子駆動回路、４７・・・ピエゾ
素子駆動回路、８１・・・光源、８２・・・コリメータ
レンズ、８３・・・スリット、８４・・・凸レンズ、８
５・・・光検出器、８５ａ、８５ｂ・・・光検出セル。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図第３図第　４　図第６図５ｂ第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対物レンズを固定する保持部材を左右上下に移動
することにより、対象物体上に適正なビーム光を照射す
る光学ヘッドにおいて、前記保持部材に反射部材を設け
、この反射部材からの反射光に応じて前記保持部材の移
動位置を検出する検出手段と、この検出手段の検知結果
に応じて前記保持部材を移動する移動手段とを具備した
ことを特徴とする光学ヘッド。
（２）前記検出手段が、光源と、この光源からの光を反
射部材に照射しこの反射部材からの反射光を後段に導く
凸レンズと、この凸レンズからの光を受け前記保持部材
の移動位置に応じた信号を出力する光検知器とからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッ
ド。
（３）前記反射部材が鏡で構成されることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。