JPS6220143A - フオ−カス制御装置 - 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、光ビームを集束させて記録担体上に照射する
ことによって情報を記録あるいは再生する光学式記録再
生装置、特て記録担体上の光ビームの集束状態が所定の
状態となるよう制御するフォーカス制御装置に関するも
のである。

従来の技術 従来のフォーカス制御装置の多くは、光ビームを同心円
状あるいはスパイラル状のトラックを有する記録担体上
に集束レンズによって集束・照射し、その記録担体から
の反射光により、記録担体上の光ビームの集束状態を検
出し、この検出信号に応じて、光ビームが所定の集束状
態となるように、集束レンズを記録担体面に垂直な方向
に移動させるフォーカシング素子を駆動してフォーカス
制御を行なっていた。

このフォーカシング素子は、かかるフォーカス制御の特
性を略々決定するものであり、集束レンズを記録担体の
半径方向に移動させるトラッキング素子と一体に構成さ
れている〔これを制御素子と呼ぶ）。

第４図と共にこの制御素子について説明する。

第４図は制御素子の可動部の構造を示しだものであシ、
第４１ｇ　ａはその平面図、第４図すはその正面図であ
る。集束レンズ５を保持する為のレンズホルダ３Ｑは、
フォーカスコイル取）付ケ部３４及びトラッキングコイ
ル取り付は部３５と一体となるよって構成されており、
フォーカスコイル３１及びトラッキングコイル３２は、
７オーカ。

スコイル取り付は部３４及びトラッキングコイル取り付
は部３５にそれぞれ巻付けられている。

さらてレンズホルダ３ｏは伸縮可能な支持ゴム羽を介し
制御素子のフレーム（図示せず）に取り付けられている
。

この制御素子は、フォーカシング素子およびトラッキン
グ素子が一体となって構成されており、フォーカスコイ
ル３１に電流を流すと電磁力によって集束レンズ５は記
録担体面に対して、略々垂直な方向に移動され、同様に
トラッキングコイル３２に電流を流すと電磁力によって
集束レンズ５は記録担体上のトラックの方向と略々垂直
方向に移動される。

なお、第４図において、電磁力を発生させるだめの磁気
回路は省略している。

第５図は、第４図に示した制御素子について前記フォー
カシング素子の振動系を考慮して表わした近似的なモデ
ルである。

剛体４・０の質量ｍ、は、集束レンズ５．レンズホルダ
３ｏ、トラッキングコイル取り付は部３６、及びトラッ
キングコイル３２の質量和にほぼ等しい。剛体４１は集
束レンズ５の中心線３６に対して対称に配置されている
一対のフォーカスコイル取υ付は部３４とフォーカスコ
イル３１を表わしたものであシ、ｍ２はその質量和であ
る。また、バネ４２は剛体４０を支えている支持ゴム３
３を表している。フォーカスコイル取り付は部３４はレ
ンズホルダ３０と一体になるよう構成されているが、完
全剛体とすることは非常に困難であり、フォーカスコイ
ル取り付は部３４とレンズホルダー３０は、バネ４４を
介して連結されていると考えることができる。

したがってこのようなモデルにおいて、フォーカスコイ
ル３１に電流を流し、剛体４１に力Ｆを加えると、バネ
４２による１次共振、バネ４４による高次共振を生じる
。この高次共振は制御素子の構造によって発生するが、
一般的には１ｏＫＨｚ〜２０ＫＨ２程度であり、これを
除去することは極めて難しい。

発明が解決しようとする問題点 フォーカシング素子としての入出力特性は、フォーカス
コイル３１に流れる電流に対する集束レンズ５の移動量
で表されるが、フォーカスコイル３１に、電流を流し、
集束レンズ５を移動すると、前述のようにレンズホルダ
３０とフォーカスコイル取り付は部３４との間で高次共
振が生じる。

したがって、フォーカシング素子の入出力特性は、この
高次共振の影響を受け、第６図に示すような特性となる
。また、かかるフォーカシング素子を用いた制御系にお
いてループゲインを高くすると前記高次共振周波数付近
でゲイン余裕が小さくなり、制御系が不安定となり、場
合によっては制御系が発振することさえある。

従って、従来のフォーカス制御系においては、充分なル
ープゲインをとることができず、記録担体の面振れ、あ
るいは、外部からの振動・衝撃により、制御精変が悪化
し、装置全体の信頼性が低下していた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、記録
担体の面振れ、あるいは外部からの振動・衝撃等によっ
て生じるフォーカスずれを十分補償できる信頼性の高い
装置を提供せんとすることである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は光源より発生した光ビームを集束させて記録担
体上に照射するだめの集束手段と、記録担体上の光ビー
ムの集束状態に応じた信号を発生する集束状態検出手段
と、前記集束手段により集束された光ビームを記録担体
面と垂直な方向に移動する移動手段と、前記集束状態検
出手段の出力信号に応じて前記移動手段を駆動し、記録
担体上の光ビームの集束状態が常に所定の状態となるよ
うに制御する制御手段とを有し、前記制御手段の制御系
に前記移動手段の高次共振を減衰するための減衰手段を
設けたものである。

作用 本発明は上記した構成により、移動手段の高次共振が減
衰手段により減衰されると、フォーカス制御系のループ
ゲインを大きくすることができ、高精度かつ応答性の良
いフォーカス制御系を構成することができる。

実施例 本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例であるフォーカス制御装置
の構成を示したものである。

半導体レーザー等の光源１より発生し°だ光ビームは、
カンプリングレンズ２で平行光にされた後に、偏光ビー
ムスプリッタ３で反射され、λ／４板４（λは光ビーム
の波長）を通過し、集束レンズ５により、モータ６によ
って回転されているディスク７上に集束、照射されてい
る。

ディスク７よりの反射光は、集束レンズ５、λ／４板４
、偏光ビームスプリッタ３を通過し、三分割構造の光検
出器８に照射される。

三分割構造の光検出器８の分割線の方向は、光検出器８
上における接線方向に一致するよう設定されている。

光検出器８の出力人と出力Ｃの和信号および出力Ｂの信
号は、それぞれ差動増幅器９に入力されており、差動増
幅器９は両信号の差信号を出力する。このとき、差動増
幅器９の出力する差信号が、光ビームの集束状態を表す
信号、いわゆるディスク７と集束レンズ５とのフォーカ
ス方向の位置関係を表すフォーカス誤差信号となること
は既知であり、ここでは詳述しない。

この差動増幅器９の出力は、フォーカス制御系の位相を
補償するための位相補償回路１ｏを介し、前述の高次共
振を減衰させる帯域阻止フィルタ１１を通過し、７オ一
カシング素子駆動回路１２に入力される。

フォーカシング素子１３は、フォーカシング素子駆動回
路１２の出力信号に応じて集束レンズ５をディスク７の
面に略々垂直な方向に移動し、光ビームが所定の集束状
態でディスク７に照射されるようフォーカス制御してい
る。

次に帯域阻止フィルタ１１について図面を用いて詳しく
説明する。

第２図ａは、帯域阻止フィルタ１１の構成例を示したも
のである。

第２図已に示すフィルタは、イ／ダクションコイル２ｏ
と、コンデンサ２１を並列に接続し、更に抵抗器２２を
これて直列に接続し接地する。

位相補償回路１０からの信号は、インダクションコイル
２０とコンデンサ２１に入力され、抵抗器２２の両端に
生じる信号を、フォーカシング素子駆動回路１２に伝達
している。

第２図すは、帯域素子フィルタ１１の別の構成例を示し
たものである。第２図ａと同じ定数であるインダクシジ
ンコイル、：２ンデンサには同じ番号を付した。

第２図すのフィルタは、抵抗器２３、インダクションコ
イル２０．コンデンサ２１は直列に接続され、コンデン
サ２１は接地する。

位相補償回路１０からの信号は、抵抗器２３に入力され
、インダクションコイル２ｏと、コンデンンサ２１０両
端に生じる信号をフォーカシング素子駆動回路１２に伝
達している。

第２図ａ、ｂの帯域阻止フィルタは、その構成は異なる
ものの同様の入出力特性をもつ。第３図にこの入出力特
性を示す。

前述の高次共振の角周波数をωとすると、前記帯域阻止
フィルタのコンデンサ２１の容量Ｃ，インダクシゴンコ
イルのインダクタンスしは次式を満足している。

ω−１／ロ万下 また第２図ａの帯域阻止フィルタにおける抵抗器２２の
定数Ｒａを大きくする。あるいは、第２図すの帯域阻止
フィルタにおける抵抗器２３の定数Ｒｈを小さくすると
、第３図に示す帯域阻止フィルタの特性において、減衰
量が大きくなる。しかしながら、同時に位相進み（遅れ
）量も大きくなるので、高次共振のレベルを考慮して適
当な定数Ｒａ　、あるいはＲｂを決定する必要がある。

しだがって、本実症例のフォーカス制御装置の制御特性
においてかかる帯域阻止フィルタの入出力特性の影響で
前述した高次共振の周波数成分のみが減衰し、この共振
周波数付近でのゲイン余裕が大きくなる。よって制御系
は安定し、ディスク７の面振れあるいは外部からの振動
・衝撃に酎えうるのに充分なループゲインをとることが
可能となる。

発明の詳細 な説明したように本発明てよれば、制御素子の高次共振
を減衰させ、かかる高次共振の影響で不安定であった制
御系の安定化を図り、記録担体の而振れおよび、外部か
らの振動・衝撃に対して充分なループゲインをとること
が可能となる。よって高精度かつ応答性の良いフォーカ
ス制御系を構成でき、記録担体の面振れ、および外部か
らの振動・衝撃によって生じるフォーカスずれを十分補
償できる信頼性の高い装置にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフォーカス制御装置の
構成を示すブロック図、第２図はフォーカシング素子の
高次共振を減衰させるためにフォーカス制御系に組み込
んだ帯域阻止フィルタの構成例を示しだ回路図、第３図
は第２図の帯域阻止フィルタの入出力特性を表した図、
第４図は従来のフォーカス制御装置の有する制御素子の
可動部の構造を示した平面図および断面図、第５図は第
４図に示した制御素子について振動系を考慮したモデル
を示す模式図、第６図は第４図の制御素子のフォーカシ
ング素子としての入出力特性を表した図である。 １・・・・・半導体レーザ（光源）、２・・・・・・カ
ップリングレンズ、３・・・・・・偏光ビームスプリッ
タ、４・・・・・λ／４板、５・・・・・集束レンズ、
６・・・・・・モータ、７・・・・・・ディスク、８・
・・・・光検出器、９・・・・・差動増幅器、１０・・
・・・・位相補償回路、１１・・・・・・帯域阻止フィ
ルタ、１２・・・・・フォーカシング素子駆動回路、１
３・・・・・フォーカシング素子、２０・・・・・イン
ダクションコイル、２１・・・・・・コンデンサ、２２
・・・・・・抵抗器、３０・・・・レンズホルダ、３１
・・・・・フォーカスコイル、３２・・・・・トラッキ
ングコイル、３３・・・・・・支持ゴム、３４・・・・
・・フォーカスコイル取付部、３５・・・・・トラッキ
ングコイル取付部、３６・・・・・・制御素子中心線、
４０・・・・・・質量ｍ１の剛体、４１・・・・・・質
量ｌ１１２の剛体、４２・・・・・バネ、４４・・・・
・・バネ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名８−
一一光撲出羞 １３−一一７オー声ダング素子 第２図 ２Ｉ 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源より発生した光ビームを記録担体上に集束し
   て照射する集束手段と、記録担体上の光ビームの集束状
   態に応じた信号を検出する集束状態検出手段と、前記集
   束手段によって集束された光ビームを記録担体面に対し
   て略々垂直な方向に移動する移動手段と、前記集束状態
   検出手段の信号に応じて、前記移動手段を駆動し、記録
   担体上の光ビームの集束状態が常に所定の状態となるよ
   うに制御するフォーカス制御手段とを有し、前記制御手
   段の制御系に前記移動手段の高次共振を減衰するための
   減衰手段を設けたことを特徴とするフォーカス制御装置
   。
2. （２）減衰手段は、インダクションコイル、コンデンサ
   、および抵抗器で構成することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のフォーカス制御装置。
3. （３）インダクションコイルのインダクタンスをＬ、コ
   ンデンサの容量をＣ、移動手段の高次共振の角周波数を
   ωとすると、Ｌ、Ｃ及びωの関係が略々ω＝１／√ＬＣ
   を満たすようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載のフォーカス制御装置。