JPS62192031A - 光学的記録再生装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は記録再生用光源の一部を光学式ピックアップの
位置検出用に利用した光学的記録再生装置に関りる。

［従来の技術１ 近年、情報に関連する産業の進展が目ざましく、取り扱
われる情報皐も増大する傾向にある。このため、従来の
磁気ヘッドを用いて情報を記録したり、再生したりする
記録又は再生装置に代わり光ビームを用いた光学式ピッ
クアップによって、光学的記録又は再生装置が注目され
るようになった。

上記光学的記録又は再生装置においては、半イ）体レー
ザ等の光源の光を対物レンズによって記録媒体としての
ディスクの記録面に焦点を結ぶように７４−カス制御が
行われる。又、収束された光ビームが、常に目標とする
トラック上にあるようにトラッキング制御が行われる。

又、記録媒体における任意の情報記録用トラックにラン
ダムにアクセスして記録したり、再生したりできるよう
にトラック検索手段が設りられている。

上記トラック検索は迅速に目標ｌ〜ラックにアクセスで
きるように、リニアモータ′：、ｑににつて、光学式ピ
ックアップ自体をトラックを横断するように移動する粗
動手段と、対物レンズをトラックを横断する方向に微小
範囲移動する微動手段とを設りたものがある。しかして
目標トラックまで移動１−る際の移動量が大きい場合に
は粗動手段を作動さけて、目標ｌ〜ラック近傍に迅速に
移動した後、微動手段にて目標トラックにアクセスする
ようにしている。

上記粗動手段を作動さける装置では、光学式ピックアッ
プの位置検出手段が必要になる。

例えば、特開昭６０−１８２５６８号公報に開示された
第１の従来例としての光学的記録再生装置は、光学式ピ
ックアップの下側に、記録媒体の半径方向に沿う可動範
囲における光学式ピックアップの位置を検出する位置検
出機構が設（プである。

この位置検出機構は光学式ピックアップと共に移動可能
で、この検出機構から２木の光ビームがヌ・１面する光
学スケールに照射され、この光学スケール上の反射面に
おけるスリット幅の１／２の間隔を右りるスポットを形
成するようにしである。

しかして、光学スクールでの２つの光ビームの反射光を
２つの受光素子で受光することによって、半径方向にお
けるいずれの方向に光学式ピックアップが移動されてい
るかを位相の比較によって検出できると共に、反射光に
にろパルスを計数することによって移動量を検出できる
ようにしである。

上記従来例は、ディジタル的に位置検出を行うようにし
であるので、高精度の位置検出を行うことができる。

又、岩国、秋山“ル−１ア応用ディジタルスケール″横
河技ｒＩＩＩＶｏ１．２６　　Ｎｏ、３（１９８２）ｐ
、８では半導体レーザと回折格子のガラススケールを用
いで、光の干渉を利用したディジタルスケールによって
、高速高精度の位置検出を行う装置が開示されている。

又、第１５図に示づ′記録再生装置では、ディスク１に
対向配置され、ボイスコイルモータ２等で光学式ピック
アップ３を移動し、その際光学式ピックアップ３の側部
に支持棒４，４等で取付りたスケール５に対し、このス
ケール５の両側にＬＥＤ６等による光源と受光手段とを
配置しＣ光学式ピックアップ３と共に移動される位置検
出部７を形成している。つまり、この光学式ピックアッ
プ３と共に可動するスケール５のスリットの透過光をカ
ウントすることによって、位置を検出できるようにして
いる。

［発明が解決すべき問題点］ 上記各従来例ともに、スケールの情報を５売取る為に、
専用の光源と受光部とを設ける必要があり、記録再生装
置の体積が大きくなってしまう。又、光源の出力安定化
回路等が必要になり、コストが高くなる。例えば第１５
図に示す従来例では位置検出部が光学式ピックアップ３
の外部に必要となり大型化してしまう。又、部品点数が
増し、調整箇所も多くなってしまう。さらに、光源の出
力安定化回路等が必要となる場合がある。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、低コ
ス１〜化及び小型化覆ることのできる光学的記録再生装
置を提供することを［１的とする。

［問題点を解決づるための手段及び作用］本発明では、
光学式ピックアップの位置検出手段の光源として、記録
再生手段に用いる光源を利用りることによって、低コス
ト化及び小型化できるようにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の記録再生装置の構成を示し、第２図は
第１図における対物レンズ部分を側面から見た様子を示
し、第３図は第１図におけるスケール部分を側面から見
た様子を示す。

第１実施例の光学的（情報）記録再生装置１１はスピン
ドルモータ１２で回転駆動される円盤状記録媒体として
のディスク１３に対向して、光学式ピックアップ１４を
配置している。

この（光学式）ピックアップ１４は、円筒状のマグネッ
ｉへ１５を固定した断面が１字状のヨーク１６の中央の
ヨーク部分に遊嵌されたボビンに、ムービングコイル１
７を巻回してこのピックアップ１７′Ｉを駆動Ｊる粗動
手段としてリニアモーフ１８が設けである。しかして、
このコイル１７に電流を流づことによって、ピックアッ
プ１４をディスク１３の半径方向Ｒ〈っまりディスク１
３のトラックを横ＩｆＪｉツる方向）に移動できるよう
にしである。

上記ピックアップ１４のハウジング内には光源として例
えばレーザダイオード２１が収納され、このレー（ｆダ
イＡ−ド２１から出射される例えばＰ偏光の光束はコリ
メータレンズ２２で平行な光束にされて整形プリズム２
３に入射される。この整形プリズム２３によって円形の
光束に整形され、ハーフミラ−２４に入射される。この
ハーフミラ−２４によって、透過光束と反射光束に分け
られ、透過光束は偏光ビームスプリッタ２５に入射され
る。このビームスプリッタ２５を透過した光束は、λ／
４板２６で円偏光にされた後ビームスプリッタ２７に入
射され、この第２のビームスプリッタ２７を透過した光
束は、第２図に示すように全反射ミラー２８で反射され
、対物レンズ２つでざらに集光されてディスク１３に照
射される。このディスク１３に照射された光束は、記録
情報に対応した例えばピッ１−の有無によって、反射光
■が変化するように設定しである。第１図及び第２図で
示すうにこのディスク１３の反射光は、対物レンズ２９
で集光され、全反射ミラー２８で全反射され、第２のビ
ームスプリッタ２７で一部が反射される。この反射光束
は集光レンズ３１で集光され、情報（信号検出）用光デ
ィテクタ３２で受光される。

上記ビームスプリッタ２７を透過した光束は、λ／４板
２６でＳ偏光にさ“れ、偏光ビームスプリッタ２５で反
射される。この反射光束は臨界角プリズム３３を経て制
御用光デイテクタ３４ｒ受光される。この光ディテクタ
３４は、例えば４分割の光デイテクタ素子からなり、各
一対の光デイテクタ素子の差動出力によって、臨界角法
によるフォーカスエラー信号と、プッシュプル法による
トラッキングエラー信号を得ることができるようにしで
ある。これら各信号は、対物レンズ２９を移動可能とす
る図示しないアクチュエータコイルに印加され、フォー
カス制御及びトラフ１ニング制御を行うことができる。

ところで、ハーフミラ−２４で反射された入射光束は位
置検出用集光レンズ３６で集光されて、対向するスケー
ル３７に照射される。第３図に示りようにこのスケール
３７で反射された光束は、集光レンズ３６で集光され、
ハーフミラ−２４を透過した一部の光束は位置検出用光
ディテクタ３８で受光される。

上記スケール３７は、例えばガラス板に透過部と反射部
とが格子状に規則正しく繰り返しパターンが設けてあり
、スケール３７に対してピックアップ１４が移動される
と、この移動量に応じて光ディテクタ３８から出力され
るパルス列を引数することによって、移動ｆ１を検出で
さるようになっている。

従って、例えば、現在のＩ〜ラック位置から目標トラッ
クにアクヒスづる場合で、対物レンズ２９のみを移動す
る範囲よりも大きい場合、位置指令装置部４１は、目標
トラックど現在Ｉ−ラック位置との差を演静して、ピッ
クアップ移動制ａｌｌ装置部４２に移動量）に対応した
信号を出力し、この移動制御装首部４２は、粗動手段と
してのりニアモータ１８のコイル１７に移動爪に対応し
た大きさの電流が印加され、ピックアップ１４を移動す
る。

しかして、このピックアップ１４の移動と共に、スケー
ル３７に照射されるスポット光の位置は移動するため、
光ディテクタ３８は移動爪に対応したパルスＴｆｉ流が
流れ、このパルス数は計数され、移動ｍに対応したパル
ス数又はこれより若干少いパルス数が計数されると、リ
ニアモータ１８のコイル１７には逆向きの電流が印加さ
れて、速やかにピックアップ１４の移動は停止される。

この粗動手段によって、目標トラック近傍に移動した後
、その位置でのトラックを情報用光ディテクタ３２で読
み取り、その後対物レンズ２９を微動することによって
、目標トラックにアクセスできる。

このように構成された第１実施例によれば、情報用及び
制御用に用いる光１ＩＮｉとしてのレーザダイオード２
１の光束を、ハーフミラ−２／′ｉで分岐して、スケー
ル３７に照射して、位置検出用の光束にも利用している
ので、位置検出用に高価なシー１ＦダイオードとかＬＥ
Ｄ等を新たに設（プることを必要としない。又、位置検
出用の光源に対する光出力の友定化回路を設ける必要が
なくなり、装置の小型化及び低コスト化できる。

又、位置検出に用いる光源を兼用しているため、ピック
アップを交換した場合、従来例における位置検出用光源
の位置決め等の再調整を必要としない。

第４図は本発明の第２実施例を示づ。

この第２実施例は光磁気方式の記録■生装置５１である
。

この装置５１における光学式ピックアップ５２では、レ
ーザダイオード２１の光束は、コリメータレンズ２２、
整形プリズム２３、ハーフミラ−（ビームスプリッタ）
２４を経て、このハーフミラ−２４の透過光と反射光に
分けられる。このハーフミラ−２４の透過光束はビーム
スプリッタ２７に入射され、このビームスプリッタ２７
の透過光は全反射ミラー２８で反射され、対物レンズ２
９を経て光磁気ディスク５５に照射される。このディス
ク５５の戻り光は、記録膜における磁化の方向に応じて
、偏光方向が回転づることになり、対物レンズ２９、仝
反射ミラー２８、ビームスプリッタ２７を経た後、集光
レンズ３１′ｃ集光され、さらに検光子５６を経て、一
方の磁化方向に対する戻り光のみが情報用光ディテクタ
３２で受光される。

上記ビームスプリッタ２７を透過した戻り光は、ハーフ
ミラ−２４でその一部が反射され、台形状の臨界角プリ
ズム５７で多重反射された後、制御用光ディテクタ３４
で受光される。

一方、シー１１ダイオード２１側から入射された光束を
ハーフミラ−２４で反射した場合のこの光束は、回折目
子５８で例えば±１次の回折光に分離され、これら２つ
の光束は、偏光ビームスプリッタ５９を透過した後、λ
／４板６１で例えばＰ偏光が円偏光にされた後、集光レ
ンズ３６を経てスケール３７に集光照射される。

上記スケール３７で反射された光束は、λ／４板６１で
Ｓ偏光にされ、偏光ビームスプリッタ５つを透過するこ
となく全て反射された後集光レンズ６２を経て、位置検
出用光ディテクタ６３で受光される。

ところで制御用光ディテクタ３４に戻り光を導くために
は、ハーフミラ−２４を用いることが一般に必要になり
、このハーフミラ−２４を用いると、レーザダイオード
２１側から入射される光束の一部は、このハーフミラ−
２４で反射されることになってしまうが、この第２実施
例では、この反射光束を利用してスケール３７に照射し
、且つこのスケール３７での戻り光がハーフミラ−２４
側に（透過して制御用光デイテクタ３４側に）漏れて（
フォーカス制御信号等のＣＮ比を低下して）しまうのを
防止し、位置検出用光ディテクタ６３で効率良く受光し
ていることが特徴となっている。

上記位置検出用光ディテクタ６３の出力は、信号処理回
路６４に入力され、信号処理された後、位置指令信号も
印加される位置制御部６５を経てリニアモータ６６を形
成するコイル６７に印加される。しかして、このコイル
６７に印加される電流によって、マグネット６８に遊嵌
されたコイル６７と其にピックアップ５２はディスク５
５の半径方向に移動される。

尚、集光レンズ３６によってスケール３７に集光照射さ
れるスポット光６９ａ、６９ｂは、第５図に示すＪ：う
に、反射部３７ａと透過部３７ｂの各ピッチ幅ｄの１／
２となるように設定してあり、これら各スポット光の戻
り光を２分割ディテクタ素子６３ａ、６３ｂからなる光
ディテクタ６３でそれぞれ受光するようにしている。こ
の場合、上記両スポット光６９ａ、６９ｂはピッチ幅ｄ
の１／２であるので戻り光を受光した光ディテクタ素子
６３ａ、６３ｂのパルスの位置は互いに９０゜異るしの
となる。

上記光ディテクタ６３の信号が入力される信号処理回路
６４は第６図にその主要部を示づ−にうに、各ディテク
タ素子６３ａ、６３ｂの出力は、ＥＸ−ＯＲ回路７１．
７２に入力されると共に、遅延回路７３．７４にも入力
され、これら遅延回路７３．７４で遅延された信号が＋
’＋Ｑ記各ＥＸ−ＯＲ回路７１．７２の他方の入力端か
ら構成される装置れらＥＸ−ＯＲ回路７１．７２の出力
はアンド回路７５．７６の各一方の入力９１：に印加さ
れると共に、インバータ回路７７．７８を経てこれらア
ンド回路７５．７Ｇの他方の入力端に印加される。

これらアンド回路７５．７６の各出力端からスケール３
７で反ｑ１されたスボツ１〜光６９ａ、６９ｂにおける
位相の進んだ方に対応するパルスが出力される。従って
、これらアンド回路７５．７６のいずれの右側からパル
スが出ツノされるかによってピックアップ５２側がディ
スク５５の半径内側方向か外側方向のいずれの方向に移
動したかが検出されると共に、パルス数を４数する等づ
ることにＪ：って、移動量も検出できるようにしである
。尚、この位置検出手段は、特開昭６０−１８２５６８
号に詳しく開示されているので省略する。

この第２実施例の作用効果は、上記第１実施例と略同様
であるが、ざらに上述した様に、制御系に光束を導くた
めに用いられるハーフミラ−２４による一部反Ｑ１のた
め通常は使用されない光束を利用して位置検出を行う光
束として利用しているため、情報用等の光畠分を減少Ｊ
ることなく、位置検出を行うことができる。

第７図は上記第２実施例の変形例の要部を示す。

この場合には回折格子５８を用いることなく１ビームで
スケール３７にスポット光を照（ト）づるものである。

ハーフミラ−２４で反射された（レーザダイオード２１
側から）入射される光束は、偏光ビームスプリッタ５９
を透過し、さらにλ／４板６板金１て例えばＰ偏光が円
偏光にされた後、集光レンズ３６を経てスケール３７′
にかなり集光された状態で照射される。

上記スケール３７′は回折格子状に十分小さいピッチ（
例えば２０μｍの周期ピッ７−）間隔で形成されたもの
で、このスケール３７′で回折された光束における±１
次の回折光を集光レンズ６２によって、４分割光ディテ
クタ８１で受光するようにしている。

第８図に示すように、この４分割光ディテクタ８１の出
力は、それぞれ１対の素子の出力を差動アンプ８２．８
３を通して９０°位相の異るサイン波出力ａ、ｂを１ｑ
る。これら信号ａ、ｂは波形整形回路８４．８５をそれ
ぞれ通して、４分割回路８６に入ノｊされて１／４の周
期ピッチ（格子ピッチ）のパルス波を行る。しかして、
アップダウンカウンタ８７で引数することによって向き
を含めた移動量を検出できる。この位置検出手段は上記
横河技研に詳しい。

第９図は本発明の第３実施例を示す。

この第３実施例の記録再生装置９１は分離型のピックア
ップにしたものである。

叩ら、ピックアップ９２は固定側ピックアップ部９３と
可動側ピックアップ部９４とからなり、固定側ピックア
ップ部９３は、レー（ｆダイＡ−ド２１の光束を記録再
生光学系９５を経て可動側ピックアップ部９４側に送る
。可動側ピックアップ部９４は、この光束をビームスプ
リッタ９６で透過光束と反ｑ４光束とに分離し、この反
則光束は対物レンズ２つを経てディスク３に集光照射づ
る。

この戻り光は、ビームスブリック９６で反射され、記録
再生光学系９５側で情報信号と制御信号とが分離される
。

一方、上記ビームスプリッタ９６を透過した入射光束は
、回折格子９７で±１次の回折光に分離１され、全反射
ミラー９８で反射された後、偏光ビームスプリッタ９つ
を透過し、さらにλ／４板１０１でＰ偏光は円偏光にさ
れて、集光レンズ３６にＪ：ってスケール３７に集光照
射される。このスケール３７の戻り光束は、集光レンズ
３６、λ／４板１０１を経てＳ偏光にされ、偏光ビーム
スプリッタ９つで反射されて、固定側ピックアップ部９
３に入用され、集光レンズ６２で集光されて、２分割光
ディテクタ６３で受光される。この光ディデクタロ３の
出力は、例えば第６図に示づＪ、うな信号処理（詳しい
ことは特開昭６０−１８２５６８号明柵古）によってＩ
ｌ／Ｆｉ’検出が１７ねれる。

尚、上記記録再生光学系９５の一例を、第１０図に承り
。

ここでは、４分割光ディテクタ１０２は、臨界角法によ
るフォーカスエラー信′ｉシと、プッシュプル法による
トラッキングエラー信号を（ｑることができるようにし
ていると共に、全加韓出力で、情報用信号を得ることが
できるようにしている。

上記記録再生光学系９５の構成としては第１０図に示η
ものに限定されるものでなく、前述したものを組合わけ
る等して形成しても良い。

第１１図は本発明の第４実施例を示す。

この第４実施例では位置検出手段に、半導体位置検出素
子（以下ＰＳＤと略記）を用いている。

上記ＰＳＤを用いた記録再生装置１１１を第１１図に示
ず。

この記録再生装置１１１は、第９図に類似するものであ
り、固定側ピックアップ部１１２の記録再生光学系９５
を経た光束は可動側ピックアップ部１１３のビームスプ
リッタ９６に入射され、このビームスプリッタ９６の透
過光は偏光ビームスプリッタ９９に入射される。この偏
光ビームスプリッタ９９で反則された後、λ／４板１０
１を経て集光レンズ３６によって、集光されたスポット
光がＰＳＤで形成したＰＳＤスケール１１４に照射され
る。このＰＳＤスケール１１４に照射された光束は、反
射されても偏光ビームスプリッタ９つを透過し、記録再
生光学系９５側に戻らないようにしである。

ところで、上記ＰＳＤスケール１１４は、第１２図に承
りような断面構造になっている。

即ち、平板状シリコンの表面にＰ層１１５．　裏面にＮ
層１１６そしてこれらの中間のシリコン基板からなる高
抵抗の絶縁層１１７から構成されている。しかして、２
層１１５におけるスケールの長手方向となる両端には位
置検出用の電極１１５ａ、１１５ｂが設けられ、一方、
裏面のＮ層１１６の中央にバイアス電極１１８が設（プ
である。上記１層１１５に入射光がスポット状に照射さ
れると、入射位置には光エネルギーに比例した電荷が発
生し、光電流となって２層１１５を形成する抵抗層を通
り、各電極１１５ａ、１１５ｂから出力される。この場
合、抵抗層は全面に均一な抵抗値を持つ様に形成されて
おり、光電流は′Ｆｉ極１１５ａ、１１５ｂに至る距離
（抵抗値）に逆比例して、出力されることになる。例え
ば両ｆｆ１ｌｉ１１５ａ。

１１５ｂの距離を２１．各電極１１５ａ、１１５ｂから
取り出される電流を１１．Ｉ２．光電流を１ｏ　　（−
Ｉｆ　＋Ｉ２　）とすると、位置検出手段の中央位置を
原点どした場合には、 １１＝Ｉｏ　　（Ｌ−Ｘ）／　（２Ｌ）。

１２　＝Ｉｏ　　（Ｌ＋Ｘ）／　（２Ｌ）あるいは （Ｉ２−Ｉｆ）／（ＩＩ＋１２）＝Ｘ／Ｌ。

１１／Ｉ２　＝　（Ｌ−Ｘ）／　（Ｌ＋Ｘ）となる。こ
こでＸは原点から入射光のスポット照射位置までの距ｌ
１ｌｌｌ（座標）を表わす。

上記ＰＳＤスケール１１４の端を原点とした場合には １＋　＝Ｉｏ　　（２Ｌ−Ｘ’　）／　（２Ｌ）。

１２　＝　ＩＯＸ’　／　＜２１） あるいは （１２−Ｔ＋　）／（ｒ１＋ｌ２） ＝　（Ｘ’　−Ｌ）／Ｌ。

Ｉｆ　／＋２−（２Ｌ−Ｘ’　）／Ｘ’と仕る。ここで
Ｘ′は喘からのスポラ１〜照射位置までの座標位置を表
わす。このように、１１．Ｉ２の差あるいは比を求める
ことによって、入射光エネルギーに無関係に入射光の照
射位置を求めることができる。

上記ＰＳＤスケール１１４の外形は第１３図になり、等
価回路は第１４図に示づようになる。ここでＰは電流源
、Ｄは理想ダイオード、Ｃｊは接合容１．Ｒｓｌ＋は並
列抵抗、Ｒｐはポジショニング抵抗である。

このＰＳＤスケール１１４の応答速度は接合容１１ｎＣ
ｊとボジショニング低抗Ｒｐの分布回路を持ら、この時
定数によって応答速度が規定されるが、位置信号積分回
路を用いることで、パルス幅が数１００　［ｐｓｅｃ］
のレー量ア光の揚台の位置検出にし適用できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、記録又は再生の少く
とも一方を行う記録再生用の光源の光を、位ｎ検出にも
利用しているので、高価なレーデダイメート等の部品点
数を削減でさ、小型化、低コス１−化でさる。又、ピッ
クアップを交換した場合にも調整箇所が少くて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の記録再生装置を示す構成図、第２図は
第１実施例におＧｌる対物レンズ周辺を示す側面図、第
３図は第１実施例におけるスクール周辺を示−Ｊ−側面
図、第４図は本発明の第２実施例を示す構成図、第５図
はスケールにスボツ１〜光が照射された様子を示す正面
図、第６図は第２実施例に用いられる位置検出の信号処
理回路の主要部を示す回路図、第７図４ま第２実施例の
変形例の一部を示す構成図、第８図はこの変形例に用い
られる位置検出のための信号処理の回路図、第９図は本
発明の第３実施例の構成図、第１０図は第３実施例に用
いられる記録再生光学系を示す構成図、第１１図は本発
明の第４実施例の構成図、第１２図は第４実施例に用い
られる位置検出素子スケールの構成を示寸断面図、第１
３図は第１２図の斜視図、第１４図は第１２図の等価回
路図、ｍ１５図は従来例を示づ斜視図である。 １１・・・記録再生装置　１３・・・ディスク１４・・
・光学式ピックアップ １８・・・リニアモータ　２１・・・レーザダイオード
２４・・・ハーフミラ−２９・・・対物レンズ３２・・
・情報用光ディテクタ ３４・・・制御用光ディテクタ ３７・・・スケール ３８・・・位置検出用光ディテクク 第４し１ 第６図 ６ス 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録媒体に光ビームを照射して、光学的に記録、再生の
   少くとも一方を行う光学式ピックアップを備えた光学的
   記録再生装置において、記録媒体に照射される光ビーム
   を目標位置にアクセスするために可動される光学式ピッ
   クアップ部分における位置検出用光学系の光源を記録再
   生用に用いる光源と兼用したことを特徴とする光学的記
   録再生装置。