JPH01134733A - 対物レンズ制御方式 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は円板状光学式情報記録媒体（光ディスク）を再
生もしくはこれを記録する装置の改良に係り、特にアク
セス時の自由振動振幅を低減し、これによってアクセス
時間の短縮を図るものである。

（従来の技術） 大址の情報を光ディスクに記録し、短時間の中にこの情
報の検索ができるファイリング装置ではアクセス時間が
短いことがファイリング容量と共に重要な性能である。

このアクセスとは光ディスクにら線状又は同心円状に書
込まれた溝即ち情報トラックの中から必要なトラックを
探出すことである。

この光ディスクから情報を再生もしくはこれに記録する
には、レーザ光を光ディスクに照射することによって行
われ、このために光学式ピックアップ装置が使用される
。この光学式ピックアップ装置には光ディスクにレーザ
光を集束する対物レンズが設置されており、この対物レ
ンズはアクチュエータにより光ディスクの面と垂直方向
（フォ−カ入方向）及び情報トラックと直交する方向（
トラッキング方向）に移動可能に保持されている。

前述の必要なトラックを探出すことを具体的に説明する
と、光ピツクアップに対するフォーカスサーボ（制御手
段）のサーボループ（光ピツクアップを正しく制御した
状態）を閉じ、かつこの光ピツクアップが停止した状態
から始まりフォーカスサーボのサーボループを閉じたま
ま光ピツクアップの移動を行い、その停止後トラッキン
グサーボのサーボループを閉じて情報を読出す一連の動
作を意味し、特にこのファイリング装置ではこの時間を
短くすることが要求される。

アクセス時には光学式ピックアップ装置を光ディスクの
半径方向（トラッキング方向）に移動させる。この際対
物レンズをトラッキング方向に移動可能に保持するトラ
ッキングアクチュエータは自由振動を起こす。通常この
周波数はアクチュエータの主共振周波数で決まる３０〜
７０Ｈｚ程度であり。

この振動の整定時間はアクチュエータのダンピングファ
クタ（通常は０．１〜１程度に設定する）により決まる
。

このような主共振周波数とダンピングファクタを持つア
クチュエータが自由振動を起こすと光学式ピックアップ
装置の移動停止後でもトラッキングアクチュエータに保
持された対物レンズの停止に数周期分の整定時間が必要
になる。光ピツクアップの移動速度にもよるがこの場合
の振幅は光ディスクのトラックピッチ１．６μｍよりは
るかに大きくなるのが普通である。

アクセス時にアクチュエータがこのような振動を起こす
と、光学式ピックアップ装置の移動停止後トラックの内
容を読出すまでの所要時間が長くなる。この整定時間は
アクセス時間の短縮を命題とするファイリング装置にと
って大きな問題となるので、対物レンズには位置検出機
構を設置した上でサーボをかけて、移動時に発生する自
由振動を低減する方式が提案されている（特公昭６２−
１５９３３号公報）。位置検出機構には光学センサーを
用するのが一般的である。

前記公知例では固定側に対して可動状態に保持した対物
レンズ側に２個のフォトダイオードを、又固定側には光
源として機能するＬＥＤを配置しその相対距離の変動を
この２個のフォトダイオードの信号により検出する。

又第７図に示すように可動部５０に反射物体５１を、固
定部５２にはＬＥＤ　５３とフォトダイオード５４・・
・を設置するものもある。これは特開昭６２−４０６２
５号公報、特開昭６２−４０６３０号公報として既に開
示されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで特公昭６２−１５９３３号公報に記載している
可動部側にフォトダイオードを配置する例では、外部へ
導出する複数の引出線が前記アクチュエータの動作を阻
害する問題があった。

これに対して第７図による方法では信号線が前記アクチ
ュエータの動作を阻害する問題はないが、反射を利用す
るので信号レベルが小さく感度が悪いこと、ＬＥＤの放
射光が前記フォトダイオードに直接入射してＳ／Ｎ比を
低下すること、感度を上げるには受光面積の大きいフォ
トダイオードが必要になる等の問題があった。

更に位置検出の感度と精度は光源の指向特性に大きく依
存するので例えば発散角の大きい半導体発光素子を使用
すると特性のバラツキが大きくなる欠点があった。

本発明は上記難点を除去する新規な対物レンズ制御方式
を提供するもので、特にアクチュエータの動作を阻害せ
ずにこの対物レンズの位置制御を可能とすると共に高速
アクセスを達成することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するのに本発明では記録媒体に対向して
配置する対物レンズの位置を検出し、この結果からその
位置を制御するにあたり、この対物レンズから多少前れ
た位置に磁気センサーを固定状態で配置し、前記対物レ
ンズ付近の位置にこの磁気センサーに対向して磁石を設
置する手法を採用する。

（作　用） このように本発明では対物レンズの位置検出にあたって
は磁界を利用して小形で簡単な対物レンズ位置検出方式
を提供し、更にアクセス時の対物レンズの振動が抑制さ
れ短時間での処理を可能にし、更に又磁石の適用により
アクチュエータ可動部への不要な配線を排除できる外に
Ｓハ比も改善される。

（実施例） 第１図〜第５図により本発明を詳述するが、従来の技術
と都合により重複する部分が出てくるものの新しい番号
を付けて説明する。

第１図は本発明に係るファイリング装置の概略を示す断
面図であり、光ディスク１とここに集束するレンズ系を
備える光学式ピックアップ装置２に大別される。

この中レンズ系としては必要な部品を光学系ホルダ４に
設置して構成し、この光学系ホルダ４には必要な光路用
の通路を前記光ディスク１に対向して設置しこの光路に
直交する方向にも他の光路を設ける。前記光路の端末に
は半導体レーザで構成する光源３を配置すると共にコリ
メートレンズ５とビームスプリッタ６を設置し前記能の
光路即ちこのビームスプリッタ６に対応して検出レンズ
７ならびに光検出器８を設置する。このレンズ系に対応
して動作し本願の重要部分である対物レンズ９、駆動機
構１０、及び前記検出レンズ７に対応する光検出器８及
び駆動機構１０に電気的に接続する増幅器１１を設ける
。

対物レンズ９を備えるアクチュエータの斜視図とその断
面図を第２，３図に示すが、この装置では前述のように
対物レンズ９の調整にとって必要な可動部Ｉ２と磁気セ
ンサー１３．１３等を設置する固定部１４に大別される
が、この可動部の可動方向は図示するようにフォーカス
方向の鉛直方向ａとトラッキング方向すの水平方向であ
る。

ところで後で詳述するが前記可動部に設置する１５と前
記固定部に形成する磁気センサー１３．１３はその設定
位置で発生する磁力線の強弱とその方向に応じて信号を
出力する。

ところで前記アクチュエータに自由振動が発生したと仮
定しこの場合に磁石が移動する状況を模式的に第５図ａ
、ｂ及び第６図ａ、ｂに示したが、本発明では磁気セン
サー１３．１３とこれに対向して設置する磁石１５によ
り発生する信号により従来全く考慮されていなかったサ
ーボループを制御することにより自由振動等を抑制して
いる。

前記磁気センサー１３．１３としてはホール素子、コイ
ル又は磁気抵抗素子が適用できる。

前述のように対物レンズ９を固定するアクチュエータ可
動部１２の端部に微小な磁石１５を設置するが、この磁
力はアクチュエータ動作に影響せず又その重量はその機
能を低下させない程度である。

例えば寸法が１　ｒｒｘａ　Ｘ　１　＋ｍ　Ｘ　２　ｍ
のサマリウムコバルト（比重８ｇ／ｃＪ）磁石を用いれ
ばその重量は１６ｍｇ程度となることからも理解されよ
う、前記磁気センサー１３．１３はアクチュエータ固定
部１４におけるトラッキング方向に並べて配置されてお
り、その場所での磁力線は前述のようにその強弱とその
方向に応じて信号を出力する。

例えば磁極１５の方向を第４図のようにすれば単一の磁
気センサー１３による信号出力は自由振動に応じて移動
するのは前述の通りである。各磁気センサーについて説
明すると第４図ａのように磁石を位置１，２．３に動か
すとそれに対応して第４図すのように変化する。更に第
５図ａに示すように２つの磁気センサー１３の出力の差
を得るようにすれば磁石１５の位置を１．２，３，４．
５に移動すると第５図すに示すように正負の信号が得ら
れ、これを対物レンズ９位置検出信号として利用できる
。

次に対物レンズ９の制御方法′について説明する。

円板状光学式情報記録媒体により情報の再生、消去もし
くは書込みを実施後、トラック選択のためにこの円板状
光学式情報記録媒体の内周あるいは外周に対応する位置
に前記光ピツクアップ装置を移動する。

この移動中トラッキングサーボは開いており、更に移動
を停止した際、前記アクチュエータ可動部１２のトラッ
キング方向即ちこの半径方向には自由振動もしくは他の
要因により振動が起っている。

これに伴って対物レンズ位置検出信号が従来例と同様に
発生している。

ここで本発明に係る自由振動等の振動制御方式であるサ
ーボループについて述べる。

今仮に対物レンズ９が光ディスク１の外周側に寄った時
が正、内周に寄った時が負として、正信号によって対物
レンズ９を光ディスク１の内側へ、逆に負信号により光
ディスク１の外側にそれぞれ移動させるようにサーボル
ープを構成する。

なお位置検出信号の正負が反転している場合にはサーボ
ループを反転させれば良い。

このように本発明ではこのサーボループによってアクセ
ス時の対物レンズ９の振動を抑制し、トラッキングサー
ボのループをより短時間内に整定可能になる。

前記アクチュエータは固定部１４と対物レンズ９等を設
置した可動部１２で構成し、この可動部１２には磁石１
５を、固定部１４にはこの磁石１５に対応して磁気セン
サー１３．１３を配置し、この可動部１２は後述のよう
に固定部１４に係止する。

前記可動部１２にはレーザによる光スポットの焦点を情
報記録媒体の信号記録面に結ぶのに必要なフォー力ッシ
ング方向制御と、この光スポットを信号トラックに追随
させるのに必要なトラッキング方向制御により可動とな
り、この制御にはこの両方向の誤差を検出した上で修正
するような対物レンズ９を駆動する装置が要る。

この駆動装置は第２図の斜視図と第３図の断面図に示す
ように、鉄等の磁性体からなる板状の固定部１４には第
３図の左端に示すように支持板１７を設置する。この固
定部１４のほぼ中央部には磁性体からなる一対のヨーク
１９．１９を互いに平行にかつ垂直に設置し、これに対
向して更にヨーク２０．２０を設置し、更にこのヨーク
の内側にはマグネット２１．２１を密着配置する。

なお態動部１２は合成樹脂等の非磁性体からなりその端
部に形成する取付部を介して対物レンズ９を接着し、更
に一対のヨーク１９．１９を囲んで角筒状のフォー力ッ
シングコイル２２．２２を接着配置し、前記マグネット
に対向する可動部１５にはトラッキングコイル２３．２
３を接着配置する。

これらを駆動可能にするには合成樹脂製の支持板１７に
一対の金属製板ばね１８．１８を平行に設置し、この板
ばねｔｇ、　ｉｓ端部には合成樹脂製のヒンジ体２６を
配置し更にこのヒンジ体２６の両端間には薄肉のヒンジ
体２７を配置する。この結果一対の板ばね１ｇ、１８に
より支持板１７に対してヒンジ体２６の端部がフォー力
ッシング方向に駆動可能になる。　　　　４このような
構造体はヒンジ体２６の端２８を可動部１２に形成する
切欠部２９に嵌着すると共に支持板１７に形成する支持
孔に支柱３０を取付けて一体とする。

これにより可動部１２はフォー力ッシング方向に加えト
ラッキング方向にも駆動可能になる。この駆動装置の駆
動方式としてはこの例に限らず軸回転摺動方式も可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明ではアクチュエータ本来の動
きを阻害しない小形で簡単な対物レンズ位置検出方式が
得られ、しかもアクセス時の対物レンズの振動が抑制で
きるのでトラッキングサーボのループが安定して閉じる
ことが可能になってアクセス時間を短縮できる。

更に磁石の使用によりアクチュエータ可動部への配線が
省略でき、外来光により発生する雑音によりＳ／Ｎ比が
悪化する方式に比べるどＳハ比は改善され、更に又発光
源用のＰＵＨから外部への配線も不要になる等の利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図はその要
部の斜視図、第３図は第２図の断面図、第４図は本発明
の一実施例の磁気センサーを適用した回路構成を示す図
、第５図ａ、ｂならびに第６図ａ、ｂは磁石と磁気セン
サーの相対位置を変化した場合の構成とその出力を示す
図、第７図は従来技術を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体にレーザ光を集束するレンズ系を備える
   光学式ピックアップの対物レンズの位置の検出結果によ
   りその位置を制御するに当り、この対物レンズより離れ
   て磁気センサを固定して配置し、前記対物レンズ付近の
   位置にこの磁気センサに対向して磁石を設定することを
   特徴とする対物レンズ制御方式。
2. （２）磁気センサとしてホール素子、コイルまたは磁気
   抵抗素子を適用す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制御方式。
3. （３）複数の磁気センサの差信号により対物レンズの変
   位を検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の対物レンズ制御方式。