JPS63228419A - 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忙同心円状、
あるいは渦巻状に信号を記録もしくは再生するため、ト
ラッキングサーボな必要とする。

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６図を用いてプツシニブ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（６ａＬ（６ｂ）にそれぞれ接続された入力端子（
→、（−１を有し、受光面＜６ａ５．＜ａｂ＞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＋８１　、　（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
（１０）、（１１）を生じる。対物レンズ（３）が案内
溝（２）の中心位ｔＶＣある場合には、上述した回折光
分布（８）　、　（９）従って回折光分布（１ｏ）、（
ｔｌ）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Ｖ
ンズ（３）と案内＠　（２１との相対的な位置関係がず
れた場合には、回折光分布（ｓｌ　、　（９）が均等で
無くなることから、差動増幅器（７）の出力は正または
負となる。従って、この出力を零とするようにサーボ動
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。

次にプッシュプル法の問題点を説明する。第７図は対物
レンズ（３）の中立点（図中の一点Ｓ線上）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）の中心にある忙もかかわらず、２分割
光検知器（６）の面上において、投影された回折光分布
（１０）、（１１）が２つの受光面（６ａ）、（６ｂ）
に対して均等に入射しなくなり、結果的に差動幅器（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８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が大きくな
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
いう欠点があった。

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葉検出装看を第９図〜第１１図
について説明する。

第９図は、従来の対物レンズ位薫検出装響の構成図であ
る。この対物レンズ位置検出＠電において、光源（１２
）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）の出射光束（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（１Ｂ）で反射
される。反射光束はもとの光路な戻り、第１のビームス
プリッタ（１９）で反射され、２つの受光面（２０ａ、
（２０ｂ）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（２０ａ）、（２０ｂ）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ブル（２４）に設けら
れたスリン）　（２５）を透過する。

スリット（２５）を透過した光は、２つの受光面（２６
ａ）、（２６ｂ）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（２
７）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（２６ａ）。

（２６ｂ）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）から得られたトラッキングエラ
ー信号ＴＳ、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１０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）を中心に図中の矢印
方向に回動するととく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１１図（鶴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９図の差動増幅器（２１）の出力として得
られ、第１１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９図に示す差動増幅器（
２８）で演算するとと忙より、第１１図（ｄ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
）、スリン）　（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、またスリン）　（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、簡単な構成で、しかも信頼性の高い対物
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と、このターンテーブルを挾
んで配置された光源および光検知器とを設けたものであ
る。

〔作　用〕

この発明においては、ターンテーブルがナイフェツジと
して利用され、光源からの光束を受光した光検知器の出
力により対物レンズの位置を検出することができる。

〔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９図および第１０図に
示したものと同一である。ミラー（３ｏ）は、第９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）へ導びく。この対物レンズ（１７）を保持
するターンテーブル（３１）は、その側面がナイフェツ
ジとしての作用を行なえるように成形されている。そし
て、このターンテーブル（３１）を上下方向から挾むよ
うにして対物レンズ位置検出用光検知器（３２）と対物
レンズ位置検出用光源（３３）が配設されている。その
際、対物レンズ位置検出用光検知器（３２）は、ターン
テーブル（３１）のトラッキング方向の変位によって対
物レンズ位置検出用光源（３３）から受ける光束（３４
）の光量が変化する位置に配置されている。

次にこの発明の一実施例の動作を第２図について説明す
る。同図（ａｌ　、　（ｂ）　、　（ｃｌは、情報記録
媒体側から見た対物レンズ（１７）の変位ｄと対物レン
ズ位置検出用光検知器（３２）の関係を示す平面図であ
る。同図（ωは対物レンズ（１７）が中立点にある場合
を示す。このとき、対物レンズ位置検出用光検知器（３
２）は出力Ｖを供給するが、対物レンズ（１７）が中立
点にあるときには対物レンズ位置検出信号ＬＰＳは零で
あることが望ましい。そこで、この実施例では、対物レ
ンズ（１７）が中立点にあるときの対物レンズ位置検出
用光検知器（３２）の出力■と同等の電圧■を差動増幅
器（２７）のマイナス側に入力し、対物レンズ位償検出
用光検知器（３２）からの出力Ｖを差動増幅器（２７）
のプラス側に入力して対物レンズ位置検出信号ＬＰＳを
得るようにしている。従って、対物レンズ（１７）が中
立点にあるときに差動増幅器（２７）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（＋ｄ）だけ変位した場合を示す。この場合、対物レ
ンズ位置検出用光検知器（３２）が第２図（（至）の場
合よりも多くの光を受光するようになるので、差動増幅
器（２７）の出力は正となる。一方、ｌｌｆｆＪ図ｆｃ
）は対物レンズ（１７）がトラッキング方向Ｋ　（−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。以上の説明により、対物レン
ズ（１７）の変位ｄ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１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１０図に示した従来例の場合と
同様に、第１図の差動増幅器（２８）によって補正され
たトラッキングエラー信号Ｃ−ＴＳが得られる。

なお、上記実施例では受光面が１つだけの対物レンズ位
置検出用光検知器を示したが、これは光検知器への入射
光が平行光束またはそれに近い光束の場合に実現が可能
な例である。

実際問題として、対物レンズ佐倉検出用光源からの光束
が発散光であり、この発散光を光検知器が直接受光する
場合には、ナイフェツジによる回折の影響を考慮しなけ
ればならない。このことを第３図について説明する。第
３図は、光検知器（４１）が光源（４２）から受光する
光束（３５）の光量とナイフェツジ（４３）の位置との
関係を示す図である。光検知器（４１）の受光する光量
は、ナイフェツジ（４３）が図中横方向（トラッキング
方向）に変位しなくても、上下方向（フォーヤシング方
向）に変位すると、回折により、同図（ｂ）　、　（ｃ
）のように変化する。すなわち、同図（ｄ）のような対
物レンズトラッキング位置信号となってしまい、正しい
対物レンズのトラッキング位置を検出することが不可能
となる。

？以下、前述したような問題が生じる場合の解決策の実
施例を第４図および第５図について説明する。第４図は
２個の対物レンズ位置検出用光検知器（３６ａ）、（３
６ｂ）を用いた実施例の要部構成図であり、（１７）、
（２９）および（３１）は第１図に示したものと同じで
ある。対物レンズ位雪検出用光検知器（３６ａ）、（３
６ｂ）は、第１図の場合と同様に配電され加算器（３７
）および差動゛増幅器（３９）の両方に接続されている
。加算器（３７）は対物レンズ位置検出用光検知器（３
６ａ’）と（３６ｂ）の和信号を取り、これによって対
物レンズ（１７）のフォーカス方向の変位をモニターす
る。差動増幅器（３９）は対物レンズ付蓋検出用光検知
器（３６ａ）と（３６ｂ）の差信号を取り、これによっ
て対物レンズ（１７）のトラッキング方向の変位をモニ
ターする。増幅器（または減衰器）（３８）は、加算器
（３７）によって得られたフォーカス方向の位置信号の
レベルを調整する。差動増幅器（４０）は加算器（３７
）および増幅器（または減衰器）（３Ｂ）によって得ら
れた、対物レンズ（１７）のフォーカス方向の位置信号
と、差動増幅器（３９）によって得られた、対物レンズ
（１７）のトラッキング方向の位置信号との差信号を取
る。

第５図（ωは、差動増幅器（３９）によって得られた対
物レンズ位置信号と対物レンズ（１７）のトラッキング
方向の変位との関係を示す図である。この図を説明する
ため忙、まず対物レンズ（１７）が、フォーカス方向に
変位せず、トラッキング方向にのみ変位した場合につい
て説明する。この場合、第４図（ｊに示す中立点では、
対物レンズ位置検出用光検知器（３６ａ）と（３ｓｂ）
が均等に受光するため、差動増幅器（３９）の出力は零
となる。次に、対物レンズ（１７）が（−ｄ）だけ変位
した第４図（ｂｌの場合は、対物レンズ位置検出用光検
知器（３６ａ）のほうが対物レンズ付蓋検出用光検知器
（３６ｂ）よりも多く受光するため、差動増幅器（３９
）の出力は負となる。同様な原理で、対物レンズ（１７
）が（＋ｄ）だけ変位した第４図（ｃ）の場合は、差動
増幅器（３９）の出力は正となる。従って、第５図ｆａ
）の■のような位置レンズ（１７）の変位と対物レンズ
位置信号が得られる。次に、対物レンズ（１７）がフォ
ーカス方向にも変位する場合について述べる。この場合
、対物レンズ（１７）が対物レンズ位置検出用光検知器
（３６ａ）、（３６ｂ）から遠ざかると対物レンズ位置
検出用光検知器（３６ａ）、（３ｓｂ）で受光される光
量が増すので、第５図（ａ）の■は同図■のようになる
。逆に、対物レンズ（１７）が対物レンズ位置検出用光
検知器（３６ａ）、（３６ｂ）に近づくと対物レンズ位
置検出用光検知器（３６ａ）、（３６ｂ）で受光される
光量は減少し、同図■のようになる。

以上説明したように、差動増幅器（３９）からは、第５
図（ωに示すような、対物レンズ（１７）の変位と対物
レンズ位置信号との関係が出力される。

第５図ｆｂｌは、加算器（３７）Ｋよって得られる、対
物レンズ（１））のフォーカス方向の変位と対物レンズ
（１７）のフォーカス方向の位置信号の関係を示す図で
ある。同図に示すような関係は、対物レンズ位置検出用
光検出器（３６ａ）と（３６ｂ）の和信号を取ることに
よって得られる。その原理に関しては、第２図の説明と
同様である。

差動増幅器（３９）の出力と、加算器（３７）の出力を
増幅器（または減衰器）（３８）によってゲインコント
ロールした出力との差信号を、差動増幅器（４０）で取
ることにより、光検知器に入射する光束が発散光の場合
でも第５図（ｃｌに示すように正しい対物レンズ（１７
）のトラッキング方向の位置を検出することができる。

なお、上記実施例では、光検知器を２個用いた場合を説
明したが、２分割の光検知器であってもよく、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
ターンテーブルと、このターンテーブルを挾んで配置さ
れた光源および光検知器とを設けたので、安価で簡琳な
構成で対物レンズの位置を検出できる効果がある。

【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図はこ
の発明の対物レンズ位置検出装置の動作説明図、第３図
は光検知器に発散光が入射する場合のナイフェツジの上
下方向の位置と光検知器の受光量との関係を説明するた
めの図、第４図はこの発明の他の実施例の動作説明図、
第５図は他の実施例の信号波形図、第６図および第７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８図は従来のトラッキングサーボセ
ンサ方式の信号波形図、第９図は従来の対物レンズ位置
検出装置の構成図、第１０図は従来の対物レンズ位置検
出装置の要部詳細図、第１１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。 図において、（１７）は対物レンズ、（３１）はターン
テーブル、（３２）は光検知器、（３３）は光源である
。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 革２図 第３図 ｊ￥−，４図 Ｗ２Ｂ図 然８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズを保持するターンテーブルと、このタ
   ーンテーブルを挾んで配置された光源および光検知器と
   を備え、この光検知器の出力より、前記対物レンズの位
   置を検出する対物レンズ位置検出装置。
2. （２）ターンテーブルがナイフエッジとして利用される
   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）光検知器が１個用いられ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）光検知器が２個
   用いられ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。（５）光検知器が２つの受光面から成る２分
   割光検知器であ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。