JPH02162533A - 光ピックアップ装置 - 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、レーザビームのトラック方向の位置検出機能
を備えた光ピックアップ装置に関する。

［従来の技術］ 近年、光記憶媒体をディスク状に構成した光ディスクを
記憶媒体として用いる光デイスク記憶装置が提案されて
いる。この光ディスクには、そのデータ記録面に、例え
ばトラック幅が１μｍ程度でトラックピッチが２μ閣程
度の微細な凹凸構造の記録トラックが形成されており、
この記録トラックにスポット径が１μｍ程度のレーザビ
ームを照射する。

そして、光ディスクを回転駆動しながら、記録するデー
タに対応してレーザビームの強度を変調することでデー
タを記録し、また、データ記録面からのレーザビームの
反射レベルの変動を検出することで記録したデータを再
生している。

このように、レーザビームを記録トラックに追従すると
ともに、そのスポット径を所定の大きさに絞り、さらに
、サーボ制御用の誤差信号および再生信号を形成する部
分が光ピックアップ装置である。

光ピックアップ装置は、レーザビームを記録トラックに
結像する対物レンズを、その焦点方向および記録トラッ
クを横切る方向（以下、トラッキング方向という）に移
動する対物レンズ移動機構を備えており、さらに、光ピ
ックアップ装置全体が、記録トラックの半径方向に移動
するキャリッジに搭載されている。

そして、現在位置決めしているトラックから比較的近く
のトラックにレーザビームを移動するときには、対物レ
ンズ移動機構のみを用い、離れたトラックにレーザビー
ムを移動するときには、キャリッジを移動して大まかな
位置決めを行い、さらに、対物レンズ移動機構により細
かな位置決めを行うようにしている。

このようにして、レーザビームを移動するときには、キ
ャリッジを駆動することがあり、そのために、キャリッ
ジの位置を検出するための位置検出機構が備えられてい
る。

このキャリッジのように、高速に移動する物体の位置検
出を行うときには、従来、光学的な位置検出装置が用い
られている。

このように、光学的な位置検出装置は、基本的には、位
置検出する物体の移動軌跡に沿って配設され一定間隔で
反射部と非反射部を繰り返してなるエンコーダ板と、一
対の発光素子と受光素子からなる反射型光センサを組み
合わせて、構成されている。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ ところが、このような従来の光学的な位置検出装置には
、次のような不都合を生じていた。

■　エンコーダ板と反射型光センサの間隔の調整や、傾
き調整が必要であり、取り付は作業が煩雑である。

■　エンコーダ板は、ガラス基板に金属を蒸着したり、
金属板をエツチングすることで反射部と非反射部のパタ
ーンを形成しているため、エンコーダ板のコストが非常
に高く、装置コストが大きい。

■　とくに、ガラス基板を用いたエンコーダ板は、取り
付は時に破損することがあるため、取り付は作業を慎重
に行う必要があり、取り付けが困難である。

■　エンコーダ板にごみなどが付着した場合、そのごみ
の付着した部分で信号パルスを得ることができずに、位
置検出が誤動作するおそれがある。

本発明は、このような従来装置の課題を解決し、位置検
出機構も備えた光ピックアップ装置を提供することを目
的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ビームスプリッタが反射した光源レーザビー
ムを偏向、あるいは、集束し、受光位置、あるいは、集
束光の受光態様に基づいて、レーザビームの光デイスク
半径方向の位置を検出している。

［作用コ したがって、位置検出機構が一体化されているので、光
ピックアップ装置を搭載する光デイスク駆動装置などの
組立作業が簡略化し、また、装置コストを低下すること
ができる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照Ｑながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる光デイスク駆動装
置の概略構成を示している。

同図において、光デイスク駆動装置のベース１には、光
ディスク（図示略）にデータを記録／再生するための光
ピックアップ装置２が配設されており、この光ピックア
ップ装置２の左右には、光ピックアップ装置２を光ディ
スクの半径方向に往復移動可能するシークモータを構成
するりニアモータ３，４が取り付けられている。

また、光ピックアップ装置２には、レーザビームの光デ
イスクトラッキング方向の位置を検出するための検出光
が射出される窓２ａが穿設されており、その窓２ａから
射出された検出光は、ベースＩに取り付けられている半
導体装置検出素子５に入射される。

第２図および第３図は、光ピックアップ装置２の光学系
を示している。なお、この光ピックアップは、ナイフェ
ツジ法によって、レーザビームの焦点誤差を検出すると
ともに、プッシュプル法によって、記録トラックへのレ
ーザビームの位置決め誤差を検出するものである。

図において、レーザダイオード（半導体レーザ素子）１
１から出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１２
によって平行光（以下、レーザビームという）に変換さ
れ、その一定量が偏光ビームスプリッタ１３の偏光膜面
Ｌ３ａを透過し、１／４波長板１４によって円偏光に変
換されたのちに、対物レンズ１５によって絞られ、光デ
ィスク１６の記録トラックに結像される。

この光ディスク１６からの反射光（以下、信号光という
）は、再度対物レンズ１５を介して略平行光に変換され
たのちに、再度１７４波長板１４を通過し、偏光軸がレ
ーザダイオード１１から出力されたレーザビームと直交
する直線偏光に変換され、これにより、偏光ビームスプ
リッタ１３の偏光膜面１３ａによってレンズ１７の方向
に反射される。

レンズ１７を通過した光束は、そのほぼ半分がナイフェ
ツジをなす分割Ｒ１８によって反射され、光ディスク１
６の記録トラックの進行方向に平行な分割線ＳＬａで受
光面が２分割されているトラックサーボ用の受光素子１
９に入射され、それ以外の部分は分割＃１１８の稜１１
１８ａと平行な分割線ＳＬｂで受光面が２分割されてい
るフォーカスサーボ用の受光素子２０に結像される。

また、対物レンズ１５には、この対物レンズ１５を光デ
ィスク１６の半径方向に位置決めするための１〜ラッキ
ング機構（図示路）と、焦点を合せるためのフォーカシ
ング機構（図示路）が付設されている。

なお、第３図において、偏向プリズム２１は、レーザビ
ームを光ディスク１６の記録面に対して垂直に変更する
ためのものである。この偏向プリズム２１は、第２図で
は省略している。

また、第４図に示すように、偏光ビームスプリンタ１３
の偏光膜面１３ａで反射された光源レーザビームは、入
射されるレーザビームの光軸と一定の角度Ｏをなす出力
面１３ｂより出力されるときに屈折し、出力面１３ａに
垂直な方向と一定角度φをなし、その状態で窓２ａを通
過し、検出光ＬＣとして半導体装置検出素子５に入射さ
れる。

したがって、第５図に示すように、リニアモータ３，４
を駆動して、光ピックアップ装置２を光ディスク１６の
内周側の移動限界位１７ｓＴから外周側の移動限界位置
ＥＤまで移動したとき、半導体装置検出素子５の受光面
に検出光ＬＣが形成する光スポットは、位置ＳＰａから
位置ＳＰｂにまで移動する。

その結果、半導体装置検出素子５の検出信号に基づいて
、光ピックアップ装置２の光デイスク半径方向の位置を
検出することができる。

なお、受光素子１９．２０の検出信号に基づいて、レー
ザビームの焦点誤差、および、記録トラックへの位置決
め誤差が検出されるが、その部分は本発明に直接関係し
ないので、説明を省略する。

第６図は、半導体装置検出素子５の検出信号に基づいて
、光ピックアップ装置２の光デイスク半径方向の位置を
検出するための位置検出装置を例示している。

同図において１位置検出回路３１は、半導体装置検出素
子５から構成される装置信号Ｅｅに基づいて、半導体装
置検出素子５の受光面における検出光ＬＣのスポット位
置をあられす位置信号Ｅｓを検出するものであり、その
位置信号Ｅｓは、信号変換回路３２に加えられている。

信号変換回路３２は、位置信号Ｅｓに基づいて、光ピッ
クアップ装置２の光デイスク半径方向の位置をあられす
位置データＤｓを算出するものであり。

その位置データＤｓは、光デイスク駆動装置の制御部３
３に出力されている。

制御部３３は、位置データＤｓに基づいて、光ピックア
ップ装置２の光デイスク半径方向の位置を判定し、その
判定結果に基づいて、リニアモータ３゜４を駆動するシ
ーク系叩動部３４、および、光ピックアップ装置２を駆
動する光信号系駆動部３５を制御する。また、制御部３
３は、それ以外の要素の制御、および、光ディスク郵動
装置にデータを記録／再生する光デイスク制御装置（図
示略）との種々の情報のやりとりも行っている。

以上の構成で、光ディスク暉動装置に電源が投入される
と、制御部３３は、光信号系駆動部３５により光ピック
アップ装置２の動作を開始させてレーザダイオード１１
を発光させた状態で、シーク系叩動部３４により、光ピ
ックアップ装置２を内周側の移動限界位置ＳＴに位置決
めさせ、次に、光ピックアップ装置２を内周側の移動限
界位置ＳＴから外周側の移動限界位置ＥＤまで移動させ
る。

なお、シーク系邪動部３４には、光ピックアップ装置２
が移動限界位ＩＳＴ、ＨＤに位置していることを検出す
るセンサ（図示略）が設けられており、そのセンサの検
出信号は、制御部３３に出力されている。

また、制御部３３は、光ピックアップ装置２を移動限界
位置ＳＴに移動したこと、および、光ピックアップ装置
２を移動限界位ＩＣＥＤまで移動したことを、それぞれ
信号変換回路３２に通知する。

信号変換回路３２は、光ピックアップ装置２を移動限界
位＠Ｓ丁に移動したことが制御部３３より通知されたと
きに位置検出回路３１より入力した位置信号Ｅｓを基準
位置信号Ｅ１として記憶するとともに、および、光ピッ
クアップ装置２を移動限界位置ＥＤまで移動したことが
制御部３３より通知されたときに入力した位置信号Ｅｓ
を基準位置信号Ｅ２としてそれぞれ記憶する。

このようにして、初期化動作を終了すると、信号変換回
路３２は、それ以降、記憶している基準位置信号Ｅ１．
Ｅ２に基づいて、入力した位置信号Ｅｓに対応した位置
データＤｓを算出し、その位置データＤｓを制御部３３
に出力する。

このようにして、半導体装置検出素子５から出力された
位置信号Ｅｅに基づいて、光ピックアップ装置２の光デ
イスク半径方向の位置が検出される。

ところで、上述した実施例では、偏光ビームスプリンタ
１３として、偏向膜面１３ａで反射した光源レーザビー
ムを出力する出力面１３ｂを、入射レーザビームの光軸
と角度θだけ傾斜させたものを用いることで、位置検出
素子５に入射させる検出光ＬＣの光軸が、反射レーザビ
ームの光軸と傾きをもつようにしているが、第７図およ
び第８図のような手段を用いて、検出光ＬＣの光軸が反
射レーザビームの光軸と傾きをもつようにすることもで
きる。

すなわち、第７図のものでは、立方体状の偏光ビームス
プリッタ１３を用い、出方面１３ｂがら射出され、窓２
ａを通過する検出光を、窓２ａの外画に配設したプリズ
ム４０により偏向させている。

また、第８図のものでは、第７図のものと同様に、立方
体状の偏光ビームスプリッタ１３を用い、出方面１３ｂ
から射出された検出光ＬＣを、鏡４１により反射させる
ことで偏向し、窓２ａより射出させている。

ここで、偏光ビームスプリッタ１３の偏光膜面１３ａに
ついて説明する。

この場合、第９図に示すように、偏光膜面１３ａのレー
ザダイオードｌｌ側は、レーザダイオード１１より出力
された光源レーザビームＬ１の５０％以上、例えば、９
０％前後が透過して対物レンズ１５方向に進み、それ以
外の光源レーザビームが呂力面１３ｂの方向に反射され
るように偏光膜構成を設定する。

一方、偏光膜面１３ａの対物レンズ１５側は、１７４波
長板１４を２回通過することにより形成された円偏光が
、９９％以上反射されるように偏光膜構成を設定する。

このように、偏光膜面１３ａを構成することで、光ピッ
クアップ装置２の信号効率が良好で、かつ、位置検出の
ために十分な検出光ＬＣを得ることができる。

ところで、上述した実施例では、偏光ビームスプリッタ
１３で反射した検出光ＬＣを、光ピックアップ装置２の
移動方向と傾斜させるとともに、受光面が光ピックアッ
プ装置２の移動方向と垂直に位置決めされた半導体装置
検出素子５によって受光し、この半導体装置検出素子５
の出力信号に基づいて光ピックアップ装置２の光デイス
ク半径方向の位置信号を得ているが、検出光ＬＣを結像
させ、その結像スポットの大きさに基づいて位置信号を
得るようにすることもできる。

第１０図は、本発明の他の実施例にかかる装置を示して
いる。なお、同図において、第１図および第２図と同一
部分、および、相当する部分には、同一符号を付してい
る。

同図において、偏光ビームスプリッタ１３の出力面１３
ｂより射出された検出光ＬＢは、窓２ａに嵌合されてい
るレンズ２１により、Ｃ０Ｄ（電荷結合素子）２２の受
光面に結像されている。

また、第１１図に示すように、光ピックアップ装置２が
内周側の移動限界位置５丁に位置している状態で、検出
光ＬＢの焦点ＰがＣＣＤ２２の受光面上に位置するよう
に設定されている。

したがって、光ピックアップ装置２が内周側の移動限界
位置ＳＴに位置している状態では、ＣＣＤ２２上の検出
光ＬＢのスポット径が最小となり、また、光ピックアッ
プ装置２が外周側の移動限界位置ＳＴに位置していると
きには、ＣＣＤ２２上の検出光ＬＢのスポット径が最大
寸法Ｌｓをとる。

これにより、ＣＣＤ２２の検出信号に基づき、検出光Ｌ
Ｂを受光しているＣＣＤ２２の受光面領域の大きさを検
出することにより、光ピックアップ装置２の光デイスク
半径方向の位置を検出することができる。

また、ＣＣＤ２２の走査開始端ＳＬから、最初に検出光
ＬＢを受光しているセルまでの距離Ｌａ（すなわち、セ
ルアドレス）に基づいて、光ピックアップ装置２の光デ
イスク半径方向の位置を検出することもできる。

なお、上述した実施例では、ナイフェツジ法によって、
レーザビームの焦点誤差を検出するとともに、プッシュ
プル法によって、記録トラックへのレーザビームの位置
決め誤差を検出しているが。

焦点誤差検出および位置決め誤差検出をそれぞれ他の方
法により行う装置についても、同様にして本発明を適用
することができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、ビームスプリッ
タが反射した光源レーザビームを偏向。

あるいは、集束し、受光位置、あるいは、集束光の受光
態様に基づいて、レーザビームの光デイスク半径方向の
位置を検出することで位置検出機構を一体化しているの
で、光ピックアップ装置を搭載する光ディスク恥動装置
などの組立作業が簡略化し、また、装置コストを低下す
ることができるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる光デイスク駆動装置
の概略を示す斜視図、第２図は本発明の一実施例にかか
る光ピックアップ装置の概略構成図、第３図は本発明の
一実施例にかかる光ピックアップ装置の光学系を示す概
略図、第４図は偏光ビームスプリッタの作用を説明する
ための概略図、第５図は光ピックアップ装置の光デイス
ク半径方向の位置検出の原理を説明するための概略図、
第６図は光ピックアップ装置の光デイスク半径方向の位
置検出装置の一例を示すブロック図、第７図は検出光の
偏向手段の他の例を示す概略図、第８図は検出光の偏向
手段のさらに他の例を示す概略図、第９図は偏光ビーム
スプリッタの偏向膜面の作用を説明するための概略図、
第１０図は本発明の他の実施例にかかる光ピックアップ
装置の概略構成図、第１１図は本発明の他の実施例にか
かる装置の光ピックアップ装置の光デイスク半径方向の
位置検出の原理を説明するための概略図である。 １・・・ベース、２・・・光ピックアップ装置、２ａ・
・・窓、５・・・半導体装置検出素子、１３・・・偏光
ビームスプリッタ、１３ａ・・・偏向膜面、１３ｂ・・
・出力面、２１・・・レンズ、２２・・・ＣＣＯ（電荷
結合素子）、４０・・・プリズム、４１・・・鏡。 第 図 第 図 第 図 第 図 ）乙 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源レーザビームと、光記憶媒体からの反射レー
   ザビームをビームスプリッタによって分離し、その反射
   レーザビームをサーボ制御用誤差検出受光素子に入射さ
   せる光ピックアップ装置において、上記ビームスプリッ
   タが反射レーザビームと反対方向に反射した光源レーザ
   ビームを光記憶媒体の半径方向から偏向させる光偏向手
   段と、この光偏向手段により偏向された反射光源レーザ
   ビームを受光しその受光位置に基づいて装置筺体の光記
   憶媒体半径方向の位置を検出する位置検出手段を備えた
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. （２）光源レーザビームと、光記憶媒体からの反射レー
   ザビームをビームスプリッタによって分離し、その反射
   レーザビームをサーボ制御用誤差検出受光素子に入射さ
   せる光ピックアップ装置において、上記ビームスプリッ
   タが反射レーザビームと反対方向に反射した光源レーザ
   ビームを集束する光集束手段と、この光集束手段が集束
   した光を受光しその受光態様に基づいて装置筺体の光記
   憶媒体半径方向の位置を検出する位置検出手段を備えた
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。