JPS63249940A

JPS63249940A - 光ピツクアツプの対物レンズ位置検出装置

Info

Publication number: JPS63249940A
Application number: JP8366887A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Watanabe; 満渡辺; Masatada Kawai; 河合　正雅; Koji Matsushima; 幸治松島; Seiki Murakami; 清貴村上
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1988-10-17
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JP2609606B2

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、光メモリに用いられる光ピックアップの対物
レンズ位置検出装置に関する。

（発明の背景）光メモリ等に用いられる光ピックアップの位置制御とし
ては、ディスク７の上下動に対して光ピックアップの対
物レンズとディスクの距離を一定に保つためのフォーカ
シングサーボと、ディスクのトラックの偏心に対してレ
ーザービームを追従させるためのトラッキングサーボの
２つが必要である。

このような位置制御の一種に、対物レンズ自体の位置検
出を行わない方法がある。しかし、この方法によれば、
トラッキングやフォーカシングにより対物レンズが中立
位置からずれると、トラッキングエラー信号やフォーカ
シングエラー信号に従って対物レンズが移動して、オフ
セットを生ずることになり好ましくない。

そこで、このようなオフセットを除去して高精度の位置
制御を行うためには、対物レンズ自体の位置を検出する
必要がある。

対物レンズの位置を検出する方法は、ひずみゲージや圧
電素子を用いる接触形と、光を用いる非接触形とに大別
できる。

ところが、前者の方法は検出器によってアクチュエータ
の特性が変化するという欠点がある。又、２次元アクチ
ュエータの場合、フォーカスの変位とトラックの変位が
クロストークすることから、それぞれの変位を検出する
ためには変換処理が必要になる。

これに対し、後者の方法によれば、前者のような不都合
を生じることはなく、高精度の位置検出が行える。

第７図は従来の非接触形の位置検出装置の一例を示す構
成図であり、（ａ　）は平面図、（ｂ）は側面図、（Ｃ
）は（ａ　）のＡ−Ａ断面図である。

図において、１は対物レンズ２が固着されたホルダであ
り、中心部分には軸３が固着されている。

該ホルダ１の外周の一部には軸方向に延設部４が突設さ
れ、該延設部４には軸方向にスリット５が穿設されてい
る。６は光源を含む光学系、７は半導体装置検出素子で
あり、これら光学系６及び半導体装置検出素子７はスリ
ット５を挟むようにして対向配置されている。

第８図は第７図の要部構成図であり、（ａ＞は対物レン
ズ２がＭ準位間にある状態を示し、（ｂ）はトラッキン
グを実行するためにホルダゴが基準位置から回転した状
態を示している。図において、８は光源として用いられ
る発光ダイオード、９は該発光ダイオード８の出力光を
スリット５に入射するために平行光に変換するレンズで
ある。

第９図はこのような装置で用いる半導体装置検出素子７
の概念図である。該半導体装置検出素子７には長さ２Ｌ
の受光面が形成され、長手方向の両端には出力端子Ｘ＋
　、Ｘ２が設けられている。

このような構成において、中心位置から右側にＸの距離
に光スポットが照射されたものとすると、端子Ｘ１．Ｘ
２から出力される検出電流Ｉｔ、１２と光スポツト位置
との間には、（１２−１ｔ）／（Ｉｔ＋Ｉ２＞＝Ｘ／Ｌ・・・（１）の関係が成り立つ。従って、検出電流Ｉ＋、Ｉ２及び受
光面の長さＬから光スポットの位置Ｘを求めることがで
きる。尚、光スポットが拡がっている場合でも、光スポ
ットの輝度重心をＸとして求めることができる。

又、検出電流１ｔ、Ｉ２と受光面の長さし及び光スポッ
トの位置×の間には、ｌｏｇ　Ｉ＋／ｌ２ＫＸ／Ｌ　　　　　　　　＝（２）
の関係も成り立つ。そして、このような（２）式によれ
ば、（１）式に比べて演算回路の簡略化が図れる。

第１０図は（２）式の演算を行う演算回路の一例を示す
回路図である。図において、１０は検出電流１１を電圧
に変換づるＩ／Ｖ変換回路、１１は検出電流ｆ２を電圧
に変換するＩ／Ｖ変換回路である。Ｉ／Ｖ変挽回路１０
の変換電圧は対数増幅器１２に加えられて対数圧縮され
、Ｉ／Ｖ変挽回路１１の変換電圧は対数増幅器１３に加
えられて対数圧縮される。そして、これら各対数増幅器
１２．１３の出力信号は差動増幅器１４に加えられて差
動増幅されることになる。

第１１図は従来の非接触形の位置検出装置の他の例を示
す構成図であり、第７図と同一部分には同一の符号を付
けて再説明は省略する。図において、１５はホルダ１の
外周の一部に配設された反射板であり、該反射板１５は
光学系６の光源から入射される光を反射して半導体装置
検出素子７に入射させる。尚、（ａ）は対物レンズ２が
塁準位置にある状態を示し、（ｂ）はトラッキングを実
行するためにホルダ１が基準位置から回転した状態を示
している。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、これら従来の非接触形の位置検出装置では、検
出精度を高めるためには第８図に示寸ように光源８の出
力光をレンズ９で平行光に変換しなければならない。こ
の結果、部品点数が増加してコストが高くなり、小型化
が図りにくくなる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は、部品点数が少なく、比較的安価で、小型化が図
れ、高精度の位置検出が行える非接触形の光ピックアッ
プの対物レンズ位置検出装置を実現することにある。

（問題点を解決するための手段）前記した問題点を解決する本発明は、光ピックアップを
構成する対物レンズの有効径外の一部に設けられた反射
板と、該反射板で反射されるレーザービームを検出し、
前記対物レンズの位置に関連した信号を出力する光電変
換素子とで構成されたことを特徴とするものである。

（作用）本発明の位置検出装置によれば、対物レンズの有効径外
の一部にレーザービームを反射する反射板を固着してい
るので、従来のような位置検出のための光学系を別途設
けなくてもよく、比較的簡単な構成で高精度の位置検出
が行える。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実価例を示す構成図であり、第７図
と同一部分には同一符号を付けている。図において、１
６は対物レンズ２の開口よりも広いビーム径を右するレ
ーザービームであり、１７はディスクである。１８は対
物レンズ２の有効径外の一部に固着された反射板であり
対物レンズ２の入射面に対しである角度を形成するよう
にして斜めに固着されている。１９は反射板１８で反射
され半導体装置検出索子７に入射される位置検出用ビー
ムである。

第２図は第１図の動作説明図であってディスク１７側か
ら対物レンズ２を見た状態を示したものであり、（ａ＞
は対物レンズ２が基準位置にある状態を示し、（ｂ）は
トラッキングのために対物レンズ２が基準位置から移動
した状態を示している。第２図から明らかなように、対
物レンズ２の移動に伴って反射板１８も移動することか
ら、半導体装置検出素子７に入射する位置検出用ビーム
１９０入射位置も変化することになり、従来と同様に対
物レンズ２の位置を検出することができる。

第３図は本発明の他の実施例を示す構成図であり、第１
図と同一部分には同一符号を付けている。

図において、反射板１８は対物レンズ２の入射面と平行
に固着されていて、半導体装置検出素子７はビームスプ
リッタ２０を介して図示しない信号読取系に入射される
もどりビーム２１の光路中に配置されている。このよう
に構成される場合の動作も同様であり、その説明は省略
するが、本実施例においては、フォーカスのための対物
レンズの移動の影響を受けることなく位置検出を行うこ
とができる。

尚、半導体装置検出素子７は、第４図に示すような２次
元構造のものであってもよい。このような２次元の半導
体装置検出素子７ｂを用いることにより、フォーカシン
グ、トラッキングの各方向の位置を高精度に検出するこ
とができる。この場合の動作原理も前述の１次元構造と
同様である。

即ち、２　Ｌ　Ｘ　２　Ｌの受光面の中心位置からｘ、
■の位置に光スポットが照射されたものとすると、４端
子Ｘｔ＋Ｘ２．Ｖ＋＋Ｖ２から出力される検出電流ＩＸ
＋　、ＩＸｚ＋　　ＩＶｔ　＋　　ＩＶ２と光スポット
の位置ｘ、ｙとの間には、＜ｌｘ　２−ＩＸ　Ｉ　＞／　（ｒｘ　Ｉ　＋Ｉｘ　２
　）−ｘ／Ｌ及び（ＩＶ２−ＩＶｔ　）／（ＩＶｔ　＋１Ｖ２）＝ｙ／Ｌの関係が成り立つことになり、受光面の長さし及び検出
電流ＩＸＩ、ｌＸ２１　　ＩＴ／１．ＩＶ２から光スポ
ットの位置Ｘ、Ｖを求めることができる。

そして、光スポットが拡がっている場合でも輝度重心を
Ｘ、Ｖとして求めることができる。

第５図は半導体装置検出索子７の位置検出信号に基づい
てトラックオフセットを補正するための具体回路側口で
ある。図において、２２はプッシュプル法によるディス
クからのレーザ反射光を検出する２分割フォトダイオー
ドであり、該２分割フォトダイオード２２の検出信号は
差動増幅器２３に加えられている。該差動増幅器２３は
２分割フォトダイオード２２の検出信号に基づいてトラ
ッキングエラー信号を演算し、トラッキングアクチュエ
ータの駆動回路２４に加える。該駆動回路２４は、差動
増幅器２３から出力されるトラッキングエラー信号が零
になるようにトラッキングアクチュエータを駆動する。

一方、半導体装置検出素子７からは対物レンズの移動に
応じた検出電流が出力され、演算回路２５に加えられる
。該演算回路２５としては、第１０図に示すような回路
を用いる。そして、該演算回路２５からは、対物レンズ
２の位置に応じた位置信号がオフセット補正回路２６に
出力される。該オフセット補正回路２６は、位置信号を
対物レンズの移動に伴って発生するオフセット量に変換
した後、その補正量を差動増幅器２３に出力する。

これにＪ：す、差動増幅器２３はオフセット補正回路２
６から加えられる補正量を含めて差動演算を行い、トラ
ッキングエラー信号を駆動回路２４に出力することにな
る。

尚、第５図ではトラッキングについて説明したが、フォ
ーカシングについても同様なオフセット補正を行うこと
ができる。

又、有限光学系においては、フォーカシング方向につい
ても、対物レンズの移動に伴い、オフセラ１〜が発生す
る。これを補正するためには、トラッキングの場合と同
様な位置検出を行えばよい。

第６図は、このような装置の具体例の動作説明図であり
、（ａ　）は（ｂ）よりも対物レンズ２が下がった状態
でオンフォーカスしている状態を示している。ここで、
半導体装置検出素子としては、第４図に示すような２次
元構造のもの７ｂを用いている。これにより、フォーカ
シングとトラッキングの両方向において対物レンズ２の
位置を検出することができる。

更に、上記実施例では、光電変換素子として半導体装置
検出素子を用いる例を示したが、例えば２分割フォトダ
イオードや４分割フォトダイオードを用いてもよい。

又、対物レンズがプラスチックレンズの場合、レンズと
反射部を一体的に形成し、反射部に反射用の膜を形成す
ることで、反射板を構成することもできる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、光ピック
アップの対物レンズの位置を検出するための光源を別途
設けることなく光ピックアップ自体のレーザービームを
用いて高精度に位置検出を行うことができ、位置検出装
置の部品点数の削減。

低コスト化、小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は動作
説明図、第３図は本発明の他の実施例を示す構成図、第
４図は２次元構造の半導体装置検出素子の説明図、第５
図はトラックオフレットを補正するための回路側口、第
６図は本発明の他の実施例を示すｍ成因、第７図は従来
の装置の一例を示す構成図、第８図は第７図の要部構成
図、第９図は１次元構造の半導体装置検出素子の説明図
、第１０図は位置演樟回路側口、第１１図は従来の１　
位階の他の例を示す構成図である。２・・・対物レンズ７．７ｂ・・・半導体装置検出素子（光電変換素子）１
６・・・レーザービーム　　１７・・・ディスク１８・
・・反射板１９・・・位置検出用ビーム２０・・・ビームスプリッタ２１・・・もどりビーム特許出願人　　小西六写真工業株式会社代　　理　　人
　　　弁理士　　井　　島　　藤　　冶外１名第１　図第′２図（ａ）（ｂ’）２対物レンズ　　　　　１１１６　　　　Ａ誹≦で一二？ト、− ゝ−〜７′ 、７　　　　　　　　　　　　　　　　　　７手導体＊
ｒａ検出東子＃枳

Claims

【特許請求の範囲】

光ピックアップを構成する対物レンズの有効径外の一部
に設けられた反射板と、該反射板で反射されるレーザー
ビームを検出し、前記対物レンズの位置に関連した信号
を出力する光電変換素子とで構成されたことを特徴とす
る光ピックアップの対物レンズ位置検出装置。