JPS63184931A - 対物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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光学的に情報の再生、あるいは記録再生を
行なう光デイスク装置における対物レンズ位置検出装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

光デイスク装置は、非接触で情報記録媒体に同心円状、
或いは渦巻状に信号を記録もしくは再生するため、トラ
ッキングサーボを必要とする。このトラッキングサーボ
センサ方式については種々の方式が提案されているが、
信号ピットまたは案内溝からの回折光を利用した方式と
してプッシュプル法と呼ばれるものがある。

第７図を用いてプッシュプル法によるトラッキングサー
ボセンサ方式の原理を説明する。情報記録媒体（１）は
、対物レンズ側の面の中央部に案内溝（２）を有してい
る。対物レンズ（３）は、情報記録媒体（１）の上述し
た対物レンズ側面と対面して配置され、案内溝（２）の
中心に集光スポット（４）を形成する。凸レンズ（５）
は、対物レンズ（３）の、情報記録媒体（１）とは反対
側に平行配置されている。２分割光検知器（６）は、２
つの受光面（６ａ）　。

（６ｂ）によって構成され、かつ凸レンズ（５）の反対
側に配置されている。差動増幅器（７）は、２分割光検
知器（６）の２つの受光面（６ａ）、（６ｂ）　Ｋそれ
ぞれ接続された入力端子（十）、（−）を有し、受光面
（６ａ）　、　（ｓｂ）からの出力に基づいてトラッキ
ングエラー信号ＴＳを発生する。集光スポット（４）は
、案内溝（２）の両縁によって回折を受けると回折光分
布（ｓ）　、　（９）を生じ、また２分割光検知器（６
）の面上に投影されて回折光分布（１Ｏ）　、　（Ｕ）
を生じる。

対物レンズ（３）が案内溝（２）の中心位置にある場合
には、上述した回折光分布（ｓ）　、　（９）従って回
折光分布（１０）　、（ｕ）の強度は等しくなり、差動
増幅器（７）の出力は零となる。ところが、情報記録媒
体（１）の偏芯等によって対物レンズ（３）と案内溝（
２）との相対的な位置関係がずれた場合には、回折光分
布（ｓ）　、　（９）が均等で無（なることから、差動
増幅器（７）の出力は正又は負となる。従って、この出
力を零とするよ５にサーボ動作が行なわれ、対物レンズ
（３）は図に示すＸ方向に並進変位する。

に対し、案内溝（２）および対物レンズ（３）が距離ｄ
だけ変位した状態を示す図である。この状態では集光ス
ポット（４）が案内溝（２）の中心にあるにもかかわら
ず、２分割光検知器（６）の面上におい結果的に差動増
幅器（７）の出力は零にならなくなる。すなわち、トラ
ッキングオフセットを生じた状態となる。第９図は対物
レンズ（３）の変位ｄに対するトラッキングエラー信号
ＴＳを示す図であり、変位ｄが太き（なるに従ってトラ
ッキングオフセット量も大きくなっていく。

以上のように、プッシュプル法は回折光を利用した簡単
な方式ではあるが、対物レンズのトラッキング方向の変
位によってトラッキングエラー信号にオフセットが生じ
、このためトラッキング方向の可動範囲を広くとれない
という欠点がある。

このような欠点を改善するものとして従来、例えは特開
昭６１−１９８４３６号公報に示された対物レンズ位置
検出装置があった。

この従来の対物レンズ位置検出装置を第１０図〜第１２
図について説明する。

第１０図は、従来の対物レンズ位置検出装置の構成図で
ある。この対物レンズ位置検出装置において、光源（１
２）例えば半導体レーザからの出射光束はコリメータレ
ンズ（１３）によって平行光束にされる。このコリメー
タレンズ（１３）のｌ光束（１４）は第２のビームスプ
リッタ（１５）で分割され、一方の光束（１６）は対物
レンズ（１７）を透過して情報記録媒体（１８）で反射
される。反射光束はもとの光路を戻り、第１のビームス
プリッタ（１９）で反射され、２つの受光面（ｚｏａ）
　、　（ｚｏｂ）を有するトラッキングエラー検出用２
分割光検知器（２０）に入射する。差動増幅器（２１）
は、トラッキングエラー検出用２分割光検知器（２０）
に接続され、その２つの受光面（２ｏａ）　、　（ｚｏ
ｂ）からの出力に基いてトラッキングエラー信号ＴＳを
発生する。

第２のビームスプリッタ（１５）を透過したもう一方の
光束（２２）は、ミラー（２３）で反射され、対物レン
ズ（１７）を保持するターンテープＡ／（２４）に設け
られたスリット（２５）を透過する。スリット（２５）
を透過した光は、２つの受光面（２６ａ）　。

（２ｅｂ）を有する対物レンズ位置検出用２分割光検知
器（２６）によって受光される。差動増幅器（２７）は
、対物レンズ位置検出用２分割光検知器（２６）に接続
され、その２つの受光面（ｚｓａ）　、　（２ｓｂ）か
らの出力に基いて対物レンズ位置検出信号ＬＰＳを発生
する。差動増幅器（２８）は、差動増幅器（２１）およ
び（２７）に接続され、それぞれの差動増幅器（２１）
　、　（２７）から擬得られたトラッキングエラー信号
Ｔ８．対物レンズ位置検出信号ＬＰＳによって補正され
たトラッキングエラー信号Ｃ−ＴＳを発生する。

次に、上述したように構成された従来の対物レンズ位置
検出装置の動作について説明する。第１１図は、対物レ
ンズ位置検出信号ＬＰＳを検出するための要部を示す斜
視図である。対物レンズ（１７）を保持するターンテー
ブル（２４）は、シャフト（２９）ｉ中心に図中の矢印
方向に回動することによってトラッキング動作を行なう
。ターンテーブル（２４）に設けられたスリット（２５
）がこのトラッキング動作に連動するため、スリット（
２５）に入射した光束（２２）を対物レンズ位置検出用
２分割光検知器（２６）で受光してその差動出力を取る
ことにより、第１２図（ｂ）に示すような対物レンズ位
置検出信号ＬＰＳを得ることができる。

なお、通常のプッシュプル法によるトラッキングエラー
信号ＴＳは第１０図の差動増幅器（２１）の出力として
得られ、第１２図（ａ）に示すように対物レンズ（１７
）の変位ｄに対してトラッキングオフセットを生じた波
形となる。これら２つの信号を第１０図に示す差動増幅
器（２８）で演算することにより、第１２図（ｃ）に示
すように、対物レンズ（１７）のトラッキング方向の変
位にかかわらず、常にトラッキングオフセットの無い補
正されたトラッキングエラー信号Ｃ−ＴＳを得ることが
でき、このためトラッキング方向の可動範囲を広くとる
ことが可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の対物レンズ位置検出装置では、対物レンズ（１７
）、スリット（２５）へ入射する光束をそれぞれ第２の
ビームスプリッタ（１５）、ミラー（２３）で分割する
構成になっているので、対物レンズ（１７）へ入射する
光束の光量が減少し、これを防ぐため光出力の大きい光
源が必要で、またスリット（２５）″へ光束を入射させ
るためのミラーが必要であり、部品点数が増えるなどの
問題点があった。

この発明は、上述したような問題点を解決するためにな
されたもので、対物レンズへ入射する光束の光量を減少
させることなく、また部品点数を増すことなく対物レン
ズの位置を検出できる対物レンズ位置検出装置を得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る対物レンズ位置検出装置は、対物レンズ
を保持するターンテーブルの、光源から動径によって制
限を受け、いわゆるけられ益虫じた周辺光束の一部を反
射させるようなミラー面処理を施こし、このミラー面に
よって反射された光束を受光するように光検知器を配置
したものである。

〔作用〕

この発明においては、対物レンズ入射有効径によりけら
れた光束を用いるため、対物レンズへ入射する光量の減
少を生じることなく、かつ付加的な部品を必要とせず、
簡単な構成によって対物レンズの位置を検出できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例の斜視図であり、同図において
符号（１２）〜（１４）、（１６）〜（２１）、（２７
）〜（２９）は従来例の第１０図および第１１図に示し
たものと同一である。ミラー（３０）は、第１Ｏ図中の
第２のビームスプリッタ（１５）の代りに使用され、コ
リメータレンズ（１３）の出射光束（１４）を対物レン
ズ（１７）へ導ひく。この対物レンズ（１７）を保持す
るターンテーブル（３１）は、対物レンズ（１７）へ入
射する光束の入射側に切り欠き部が設けられ、ミラー面
処理を施こしたミラー部（３２）を有する構造となって
いる。対物レンズ（１７）へ入射する光束（１６）の周
辺部は、このミラー部（３２）によって反射され、光検
知器例えば２つの受光面（３３ａ）　、　（３３ｂ）を
有する対物レンズ位置検出用２分割光検知器（３３）に
入射する。

第２図は、この発明の要部であるターンテープ／Ｌ／（
３１）およびミラー部（３２）と光束（１６）との関係
を示す詳細図である。同図（ａ）は対物レンズ（１７）
およびシャツ）　（２９）の中心を含む断面図であり、
同図で斜めに切り欠いた部分がミラー部・（３２）であ
る。同図（ｂ）は光束（１６）の入射する側からみた下
面図であり、ミラー部（３２）は斜線部で示した部分で
あり、また光束（１６）の入射径は符号（３４）で示さ
れる。一般に光束（１６）の入射径（３４）　（図中Ｄ
２で図示）は、対物レンズ有効径（図中Ｄ１で図示）よ
りも大きくとるのが普通である。

これは同図（ｂ）において、ターンテーブル（３１）が
シャフト（２９）を中心にして回動することによってト
ラッキング動作（図中矢印方向）を行なうため、対物レ
ンズ（１７）が中立点から変位しても光束のけられが無
いようにするためである。

次にこの発明の一実施例の動作を第３図について説明す
る。同図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は、第２図（
ｂｌと同じ下面図であり、（ａ）は対物レンズ（１７）
が中立点にある場合を示す。光束（１６）の周辺部の一
部はミラー部（３２）によって反射され、対物レンズ位
置検出用２分割光検知器（３３）の２つの受光面（３３
ａ）　。

（３３ｂ）に均等に受光される。従って差動増幅器（２
７）の出力は零となる。同図（ｂｌは対物レンズ（１７
）がトラッキング方向に（十ｄ）だけ変位した場合を示
す。この場合、ミラー部（３２）によって反射された光
束は、受光面（３３ａ）側に傾くため、差動増幅器（２
７）の出力は正となる。一方、同図ｔｅ）は対物レンズ
（１７）がトラッキング方向に（−ｄ）だけ変位した場
合を示し、同様の原理で差動増幅器（２７）の出力は負
となる。以上の説明より、対物レンズ（１７）の変位と
対物レンズ位置検出信号ＬＰＳ　　との関係は同図（ｄ
）に示す通りになる。

なお、通常のプッシュプル法によるトラッキングエラー
信号ＴＳは第１図に示す差動増幅器（２１）の出力とし
て得られる。従って第１図の差動増幅器（２８）によっ
て、従来例の第１２図と同様に、補正されたトラッキン
グエラー信号Ｃ−ＴＳが得られる。

なお、上記実施例では対物レンズ位置検出用光検知器を
２分割構成としたが、４分割構成としてもよい。この場
合、対物レンズのトラッキング方向の変位に加えてフォ
ーカシング方向の変位も可能となる。これは第４図およ
び第５図について説明する。

第４図は、４つの受光面（３５ａ）〜（３５ｄ）を有す
る対物レンズ位置検出用４分割゛光検知器（３５）を用
いた場合の要部構成図であり、符号（１６）　、　（１
７）　。

（２９）、（３１）　、（３２）は第１図に示したもの
と同じである。受光面（３５ａ）と〔３５ｂ）の和信号
と、受光面（３５Ｃ）と（３５ｄ）の和信号との差動出
力から差動増幅器（３６）によってトラッキング方向の
対物レンズ位置検出信号が得られるのは、これまでの説
明により明らかである。一方、差動増幅器（３７）は受
光面（３５ａ）と（３ｓｄ）の和信号と、受光面（３５
ｂ）と（３５ｃ）の和信号との差動出力を得るものであ
り、これによって対物レンズ（１７）のフォーカシング
方向の位置信号を得ることができる。これを第５図につ
いて説明する。第５図（ａ）は対物レンズ（１７）を保
持するターンテーブル（３１）　（対物レンズは図示省
略）がフォーカシング方向の中立点（図中の一点鎖線）
にある場合で、光束（１６）の一部はミラー部（３２）
で反射され、対物レンズ位置検出用４分割光検知器（３
５）の図中上半分の受光面、すなわち（３５ａ）と（３
ｓｄ）　、および下半分の受光面、すなわち（３５ｂ）
と（３５Ｃ）　Ｋ均等に受光される。従って差動増幅器
（３７）の出力は零となる。同図（ｂ）、はターンテー
ブル（３１）が中立点よりも高い方向に変位した場合を
示し、ミラー部（３２）で反射された光束（１６）の一
部は、図中上半分の受光面（３５ａ）と（３５ｄ）へ偏
よって受光されるため、差動増幅器（３７）の出力は正
となる。一方間図（Ｃ）はターンテーブル（３１）が中
立点よりも低い方向に変位した場合を示し、同様の原理
で差動増幅器（３７）の出力は負となる。以上の説明よ
り、対物レンズ（１７）のフォーカシング方向の変位と
対物レンズのフォーカシング方向の位置信号との関係は
、同図（ｄ）に示す通りになる。

このフォーカシング方向の位置検出を行なう変形例の効
果を第６図について説明する。第６図（ａ）は通常のフ
ォーカシングエラー信号を示し、同図（ｂ）は第５図（
ｄ）と同じものである。同図（ａ）において、通常Ｃ点
が合焦点位置であり、常に０点を維持するようにフォー
カシングサーボが動作する。しかし、フォーカシングサ
ーボ引込み時や、フォーカシングサーボが外乱等によっ
て乱され、対物レンズ（１７）と情報記録媒体（１８）
との距離が、図中Ａ点よりも遠くなる、或いは図中Ｂ点
よりも近くなった場合、同図（ａ）のフォーカシングエ
ラー信号は零となる。このため、実際には対物レンズ（
１７）と情報記録媒体（１８）との距離が、遠すぎるか
、近すぎるか、の判別が不可能となり、例えば対物レン
ズ（１７）をフォーカシング方向に加振するなどして、
引込み動作を行なわなければならない。

ところが、同図ら）に示すようなフォーカシング方向の
位置信号を併用することで、広い範囲にわたって対物レ
ンズ（１７）と情報記録媒体（１８）との相対距離が常
に明らかになることから、０点へ戻すためのフォーカス
サーボ引込み方向が一意に決まり、安定した引込み動作
を行える、という効果が得られる。

また、上記実施例ではターンテーブルの切欠キ部にミラ
ー面処理を施したものを示したが、直接にミ゛ラーを貼
り付げても同様の効果を奏することは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば対物レンズを保持する
ターンテーブルに切り欠き部を設け、この切り欠き部を
ミラー面処理することにより、対物レンズへ入射する光
束の周辺部を反射させ、この反射光束を受光する光検知
器の出力から対物レンズの位置を検出する構成にしたの
で、部品点数の少ない簡単な構成となり、可動範囲の大
きなトラッキングエラー信号が得られ、信頼性の高い対
物レンズ位置検出装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第
１図に示した対物レンズ位置検出装置の要部詳細図、第
３図はこの発明の対物レンズ位置検出装置の動作説明図
、第４図はこの発明の他の実施例の要部構成図、第５図
は他の実施例の動作説明図、第６図は他の実施例の信号
波形図、第７図および第８図はプッシュプル法による従
来のトラッキングサーボセンサ方式の原理図、第９図は
プッシュプル法による従来のトラッキングサーボセンサ
方式の信号波形図、第１０図は従来の対物レンズ位置検
出装置の構成図、第１１図は従来の対物レンズ位置検出
装置の要部詳細図、第１２図は従来の対物レンズ位置検
出装置の各部信号波形図である。 （１２）・・光源、（１３）・・コリメータレンズ、（
１４）・・コリメータレンズ（１３）の出射光束、（１
６）・・光束、（１７）・・対物レンズ、（１９）・°
ビームンプリツタ、（３０）・・ミラー、（３１）・・
ターンテーブル、（３２）・・ミラー部、（３３）・・
２分割光検知器、（３５）・・４分割光検知器であ机 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 昂３図 元５図 昂６図 昂７図 Ｍ９図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、この光源の出射光束を対物レンズへ導く
   光学系と、前記対物レンズを保持するターンテーブルと
   を備えた対物レンズ位置検出装置において、前記対物レ
   ンズ入射光束の周辺部の一部を反射するよう、前記ター
   ンテーブルの一部を切り欠き、ミラー面処理したミラー
   部と、このミラー部による反射光束を受光する光検知器
   とを設け、この光検知器の出力により前記対物レンズの
   位置を検出することを特徴とする対物レンズ位置検出装
   置。
2. （２）光検知器は２つの受光面からなる２分割光検知器
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の対
   物レンズ位置検出装置。
3. （３）光検知器は４つの受光面からなる４分割光検知器
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の対
   物レンズ位置検出装置。
4. （４）ミラー部は、ターンテーブルの切り欠き部に直接
   貼り付けられたミラーであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれか記載の対物レンズ
   位置検出装置。