JPS637521A - 光ピツクアツプ - 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 この発明は光学式ディスクの半径方向に往復動されて、
光学式ディスクに記録された情報を読み取る光ピックア
ップの改良に関するものである。

従来の技術 従来の光ピックアップとしては、第９図及び第１０図に
示したようなものがある。

図示しないスライダモータによって光学式ディスクＤの
半径方向Ｒに往復動される光ピックアップＡは、光ピツ
クアンプ本体１０と、この光ピックアップ本体ＩＯの略
中央に突設された案内軸１１に対して摺動並びに回動可
能に取付けられた可動部２０とから成る。可動部２０に
保持された対物レンズ２１を合焦状態で光学式ディスク
ＤのトラックＴに追随させるための駆動手段として、光
ピックアップ本体１０には２対の磁石１２ａ、１２ｂ、
１３ａ−１３ｂが設けられ、可動部２０にはフォーカス
コイル２３、トラッキングコイル２４ａ、２４ｂが巻回
されている。これらのコイルは、図示しないフォーカス
サーボ機構あるいはトラッキングサーボ機構によって通
電され、磁石との間の電磁相互作用で可動部２０を駆動
し、対物レンズ２１を光学式ディスクＤのフォーカス方
向あるいはトラッキング方向に移動させる。２２は、対
物レンズ２１との釣り合いを保つバランサーである。

日が解２　しようとする問題点 ところで、外部からの操作によって光ピックアップを所
定の位置にアクセスする場合、そのアクセスタイムはよ
り短い方が望ましい。そこでアクセス時には、光ピック
アップに高速移動あるいは急停止といった動作が要求さ
れている。

しかしながら、前述したような従来の光ピックアップＡ
にあっては、高速移動、急停止といった動作によって可
動部２０が第８図に実線で示したように振動してしまい
、光学式ディスクＤｋこ照射される信号読取用ビームの
安定にある程度の時間を要し、光学式ディスクＤからの
信号の読み取りがアクセス後即座に行い得ないため、ア
クセスタイムの短縮を図ることが困遥であった。

また、トラッキングサーボを光学系のうち対物レンズの
みの移動によって行うタイプの光ピックアップにおいて
は、後述するような理由によってトラッキング誤差検出
法として、構造が最も簡単でしかも精度の良いプッシュ
プル法を採用することができなかった。

プッシュプル法によるトラッキング誤差検出は、第１１
図〜第１４図に示したように、対物レンズ２１によって
光学式ディスクＤ上にスポットＳを結んだ信号読取用ビ
ームが光学式ディスクＤで反射され、半導体レーザーと
対物レンズ２１との間に設けられたビームスプリッタ−
ＢＳによって受光素子３１に導かれることによって行わ
れる。

光学式ディスクＤに設けられたピットＰはビームを回折
させるため、受光素子３１に結像するスポット像Ｓ′に
は、スポットＳとピットＰとの位置関係によって明暗の
区分ができる。第１２図〜第１４図の各（ａ）図はスポ
ットＳとピットＰとの位置関係を示しており、各（ｂ）
図はそれぞれ対応するスポット像Ｓ′を示している。第
１２図〜第１４図の（ｂ）図中、斜線部分は暗部であり
、スポットＳとピットＰとが合致している場合には、第
１３図（ｂ）に示したような暗像が形成される。

受光素子３１は、スポット像り′上のピットＰの長手方
向に相当する方向に沿って２分割されており、引算器３
２は、分割されたそれぞれの検出器３１ａ、　３１ｂか
ら明暗の区分として出力された信号を引算することによ
って、トラッキング誤差信号を発する。このトラッキン
グ誤差信号に基づいてスポットＳがトラッキング方向Ｒ
に移動される。

ところが、トラッキング誤差が検出され、これを修正す
るために対物レンズ２１のみが第１１図に破線で示した
位置しこ移動された場合１反射ビームは破線で示したよ
うに径路を変えるにもかかわらず、他の光学系は同一位
置に維持されているため、可動部２０が中立状態にあっ
た時には第１５図に一点鎖線で示したような位置に結ば
れていたスポット像Ｓ′が、第１６図に破線で示したよ
うな位置まで全体としてずれてしまう。その結果、引算
器３２から出力されるトラッキング誤差信号は、たとえ
スポットＳが第１３図（ａ）に示したようにピットＰに
合致していたとしても、第７図に示したような直流オフ
セットを含んだ不均等なものとなってしまい、可動部２
０を安定的に操作することができなくなってしまう。

このような不具合のため、対物レンズ２１のみを駆動す
る光ピックアップには、トラッキング誤差検出法として
プッシュプル法を採用することができなかった。

発明の目的 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
アクセスタイムの短縮を図ることができると共に、トラ
ッキングサーボの際に光学系のうち対物レンズのみが駆
動されるタイプにおいても、トラッキング誤差検出法と
して単純な構造で精度の良いプッシュプル法を採用する
ことの可能な光ピックアップを提供することを目的とす
る。

間　点の解　するための手段 この発明は上記の目的を達成させるため、光ピックアッ
プ本体と可動部とのいずれか一方に光学式ディスクを信
号読取用ビームとは別に照射する発光素子を設け、他方
に発光素子から発し光学式ディスクで反射された光束を
受光し、可動部のトラッキング方向への変位に伴って変
化する光束との相対的な位置関係を検出する検出手段を
設け、トラッキングサーボ機構に、検出手段からの信号
で可動部のトラッキング方向への変位位置を検知してフ
ィードバック制御をかけるトラッキング修正サーボ機構
を設けたことを特徴としたものである。

負す引 この発明は上記のような構成としたため、トラッキング
修正サーボ機構がフィードバック制御をかけることによ
って、アクセス時における可動部のトラッキング方向へ
の振動を抑えることができると共に、プッシュプル法に
よる誤差検出によって出力されるトラッキング誤差信号
に含まれる直流オフセットを除去することができる。

実施例 以下この発明を図面に基づいて説明する６第１図〜第５
図はこの発明の一実施例を示したものである。図中、従
来と同−或いは均等な部位または部材には同一符号を付
しており、重複した説明を省略している。

光ピックアップＢは、平面略長方形の光ピックアップ本
体１０と、図示しないレーザー素子から発する信号読取
用ビームを光学式ディスクＤに結像させる対物レンズ２
１を保持すると共に、光ピックアップ本体１０の中央に
突設された案内軸１１に取付けられた可動部２０と、後
述するトラッキングサーボ機構とを有している。

この例では、光ピックアップ本体１０と可動部２０との
いずれか一方として、可動部２０に光学式ディスクＤを
照射する発光素子ＬＥＤが設けられており、光ピックア
ップ本体１０に、光学式ディスクＤで反射された発光素
子ＬＥＤからの光束を受光し、可動部２０のトラッキン
グ方向への変位に伴って変化する光束との相対的な位置
関係を検出する検出手段として、−対の光検出器ＰＤよ
、ＰＤ２が設けられている。

光ピックアップ本体１０には、その底面１０ａに、図示
しないレーザー素子からの信号読取用ビームを対物レン
ズ２１に入射させ、あるいは光学式ディスクＤで反射さ
れた戻りビームを通過させる光路穴１５が穿設されてお
り、また、可動部２０を挟んで２対の磁石がそれぞれ対
向して設けられている。

これらの磁石のうち、光ピックアップ本体１０の長辺の
方向に沿って配設されているのがフォーカス磁石１２ａ
、　１２ｂであり、短辺の方向に沿って配設されている
のがトラッキング磁石１３ａ、１３ｂである。

光ピックアップ本体１０には、その上面を覆うカバー１
４が設けられている。このカバー１４には、対物レンズ
２１を露出させる開口１４ａと、可動部２０に設けられ
た発光素子ＬＥＤからの光束を光学式ディスクＤに照射
させる長孔１４ｂとが穿設されている。

発光素子ＬＥＤから発し光学式ディスクＤで反射された
光束を受ける一対の光検出器ＰＤ１、ＰＤ２は、第３図
に示したようにカバー１４の上面に、可動部２０のトラ
ッキング駆動方向に沿って並設されており、ＰＤよ、　
ＰＤ、両者の受光量は、可動部２０が中立位置にある時
に等しくなり、可動部２０がトラッキング方向に駆動さ
れた時には一方は減少し、他方は増加する。

可動部２０は、短辺が円弧状とされた略長方形の平面形
状を呈しており、中心部には案内軸１１と軸線を共有す
る軸穴２０ａが穿設されている。可動部２０は、軸穴２
０ａを介して光ピックアップ本体１０に取付けられてお
り、光ピックアップ本体１０に対して上下動あるいは回
動可能にされると共に、４箇所で光ピツクアンプ本体１
０と可動部２０との間に架設された弾性部材から成るサ
スペンダ１６によって光ピツクアンプ本体１０に対して
弾性的に支持されている。

可動部２０には案内軸１１を挟んだ長手方向の対称位置
に、対物レンズ２１と、この対物レンズ２１による可動
部２０の重量分布のアンバランスを相殺するバランサー
２２とが配設されている。可動部２０の上面には、バラ
ンサー２２と隣接して発光素子ＬＥＤが設けられている
。発光素子ＬＥＤから発する光束の強度は、中心部が最
も強く周辺部に向かうに従って徐々に弱くなり、−対の
光検出器ＰＤよ、　ＰＤ２は、互いが受ける光束のコン
トラストが大きい場合に出力される信号が明瞭になる。

このため、発光素子ＬＥＤはその光束の中心部を光学式
ディスクＤに反射させて一対の光検出器ＰＤよ、ＰＤ２
に受光させるため５台座１７によってトラッキング磁石
１３ｂ側に傾斜させて設けられている。

また、可動部２０の側部には、フォーカスコイル２３が
巻回され、円弧状とされた短辺側の側部では、このフォ
ーカスコイル２３を覆って２対のトラッキングコイル２
４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられている。

可動部２０は、フォーカスサーボ機構あるいはトラッキ
ングサーボ機構からの信号によってフォーカスコイル２
３とフォーカス磁石１２ａ、１２ｂとの間。

あるいはトラッキングコイル２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、
２４ｄとトラッキング磁石１３ａ、１３ｂとの間に生じ
る電磁相互作用に基づいて、上下動あるいは回動され、
対物レンズ２１をフォーカス方向あるいはトラッキング
方向に移動させる。サスペンダー１６は、これらの電磁
相互作用が働かない時に、可動部２０をいわゆる中立位
置で保持する機能を有している。

検出手段としては上述した一対の光検出器ＰＤ□、ＰＤ
２の他に、受光面に照射された光束の重心位置を検出す
る非走査形ポジションセンサ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎ
ｓｉｔｉｖｅ　Ｄｅｖｉｃｅ、以下ＰＳＤとする。）を
使用することもできる。ＰＳＤは、第４図に示したよう
な構造を有している。電極Ｘ−Ｙ間の長さをＬ、抵抗を
ＲＬ、電極Ｘより光束入射位置までの距離をＸ、その部
分の抵抗をＲｘとし、入射光束により生成される光電流
をＩｏとすると、電極Ｘ及び電極Ｙで得られる光電流Ｉ
ｘ、Ｉｙは長さと抵抗値が比例関係になっているので、 という関係が成り立つ。ここで、ＩｘとＩｙとの比を求
めると、入射光束の強度とは無関係に光束の入射位置を
検出することができる。

このＰＳＤを上述した一対の光検出器ＰＤ１、ＰＤ、と
置き換えることによって、可動部２０のトラッキング方
向への駆動に伴って変化する光束の重心位置を検出する
ことができ、これによって可動部２０のトラッキング駆
動方向への変位位置を検出することができる。

第５図は、対物レンズ２１をトラッキング方向に駆動す
るトラッキングサーボ機構のブロック線図である。ここ
では、トラッキング誤差検出法としてプッシュプル法を
採用し、検出手段として一対の光検出器ＰＤ１、ＰＤ２
を採用した例を示している。

トラッキングサーボ機構は、大路外側のトラッキング追
跡サーボ機構３０と、その内側にあってトラッキングサ
ーボ機構にフィードバック制御をかけるトラッキング修
正サーボ機構４０とから構成されている。トラッキング
追跡サーボ機構３０は、光学式ディスクＤのトラックＴ
に対して対物レンズ２１を追跡走査させ、トラッキング
修正サーボ４０は、可動部２０のトラッキング駆動方向
への変位を検出してフィードバック制御をかけ、アクセ
ス時の対物レンズ２１の振動を減衰させ、また対物レン
ズ２１のトラック追跡走査を修正させる。

−対の光検出器ＰＤよ、ＰＤ２は、引算器４１に接続さ
れており、２分割された受光素子３１は、プッシュプル
法によってトラッキング誤差をつくる引算器３２に接続
されている。

増幅器４２で適当な係数をかけられた引算器４１からの
出力及び引算器３２からの出力は、トラッキング誤差の
直流オフセットを除去する引算器３３に入力される。こ
の引算器３３は位相補償回路３４、スイッチ３５、及び
増幅器３６を介して加算器３７に接続されている。−方
、この加算器３７には引算器４１からの出力が増幅器４
３を介して逆位相で入力される。

スイッチ３５はアクセス電圧発生器３８に接続されてお
り、アクセス命令時にアクセス電圧発生器３８からの信
号で常閉状態から開かれる。加算器３７は可動部２０を
駆動するドライバー３９に接続され、ドライバー３９の
出力は可動部２０のトラッキングコイル２４ａ、２４ｂ
、　２４ｃ、２４ｄに入力される。

次に作動を説明する。

光学式プレーヤーの作動時、光ピックアップＢを所定の
位置にアクセスさせるには、アクセス命令によってアク
セス電圧発生器３８に電圧を発生させると共にスイッチ
３５を開にする。光ピックアップＢは光学式ディスクＤ
のトラックＴを横切って高速アクセスされ、所定□の位
置で急停止される。

しかし、可動部２０の安定化について何らの対策も講じ
られていないと、急停止後回動部２０は第８図に実線で
示したように大きく振動し、安定するのに長い時間を要
する。この発明では可動部２０の振動、すなわち各瞬間
における回動変位位置を示す信号が、光検出器ＰＤ１、
ＰＤ、に検知された受光量の差として引算器４１から出
力される。この信号は増幅器４３を介して加算器３７に
逆位相で入力され、可動部２０の振動を制御する信号と
してドライバー３９に入力される。ドライバー３９から
はこの信号に応じて可動部２０の各トラッキングコイル
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに電圧がかけられ、急
停止による大きな振動も第８図に破線で示したように極
めて早く減衰させることができる。

また、光ピックアップＢのトラック走査中、信号読取用
ビームのスポットが光学式ディスクＤのトラックＴから
ズレることかあると、そのズレは受光素子３１上の光強
度分布の偏りとして検知され、引算器３２からトラッキ
ング誤差信号として出力される。しかし、この信号のみ
によって可動部２０を駆動すると、前述したようにトラ
ッキング誤差信号に直流オフセットが含まれて（第７図
参照）安定したトラッキングサーボが行い得なくなる。

この発明では、増幅器４２で適当な係数を掛けられた引
算器４１から出力される可動部２０の回動変位位置を示
す信号と、引算器３２から出力されるトラッキング誤差
信号とを別の引算器３３で引算し、この差の出力を位相
補償回路３４で位相補償し、増幅器３６で増幅して加算
器３７に入力する。−万引算器４１からの出力を増幅器
４３で適当に増幅し、同様に加算器３７に入力する。こ
の加算器３７での結果に基づいてドライバー３９から駆
動信号が出力され、可動部２０が駆動される。このよう
にトラッキング修正サーボ機構４０によってフィードバ
ック制御をかけることにより、トラッキング誤差信号に
含まれる直流オフセットを除去しく第６図参照）、安定
的なトラッキングサーボを実現することができる。

尚、ここではトラッキングサーボを可動部の回動によっ
て行うタイプの光ピックアップについてのみ述べたが、
これに限定されず、可動部がスライドするタイプの光ピ
ックアップにも適用することができる。

援果 以上説明してきたように、この発明の光ピックアップは
、光ピックアップ本体と可動部とのいずれか一方に光学
式ディスクを信号読取用ビームとは別に照射する発光素
子を設け、他方に発光素子から発し光学式ディスクで反
射された光束を受光し、可動部のトラッキング方向への
変位に伴って変化する光束との相対的な位置関係を検出
する検出手段を設け、トラッキングサーボ機構に、検出
手段からの信号で可動部のトラッキング方向への変位位
置を検知してフィードバック制御をかけるトラッキング
修正サーボ機構を設ける構成としたため、アクセス時に
起きる可動部の振動を早く減衰させてアクセスタイムの
短縮を図ることができ、また、トラッキング誤差信号に
含まれる直流オフセットを除去してトラッキングサーボ
の際に光学系のうち対物レンズのみが駆動されるタイプ
においても、トラッキング誤差検出法として単純な構造
で精度の良いプッシュプル法を採用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る光ピックアップの一実施例を示
す第２図のｌ−Ｉ線断面図、第２図は第１図に示した光
ピツクアンプの一部を省略した平面図、第３図は第２図
の■−■線断面図、第４図はＰＳＤの構造を示す概略図
、第５図はトラッキングサーボ機構の一例を示したブロ
ック図、第６図はトラッキング誤差信号を示す図、第７
図は直流オフセットを含んだトラッキング誤差信号の図
、第８図はアクセス時の振動の減衰を説明するための図
、第９図は光ピックアップの作動を示す説明図、第１０
図は従来の光ピックアップの平面図、第１１図はプッシ
ュプル法によるトラッキング誤差検出を説明するための
概略図、第１２図（ａ）、第１３図（ａ）、第１４図（
ａ）はスポットとピントとの位置関係を示す説明図、第
１２図（ｂ）、第１３図（ｂ）、第１４図（ｂ）はスポ
ット像に現れる明暗の区分を示す説明図、第１５図は正
常なトラック走査時に光検出器上に現れたスポット像を
示す図、第１６図は対物レンズが移動されたためにスポ
ット像全体が下方にずれた状態を示す第１５図と同様な
図である。 Ｂ・・・光ピックアップ　　Ｄ・・・光学式ディスクＴ
・・・トラック　　　　　１０・・光ピックアップ本体
２０・・可動部　　　　　　２１・・・対物レンズ４０
・・・トラッキング修正サーボ機構ＬＥＤ・・・発光素
子 ＰＤ、、ＰＤ２・・光検出器（検出手段）第３図 １り 第４図 　　ＰＳＤ 第６図 トラッキング誤差 第７図 ■ 第８ズ 振　＝ 第９図 第１０図 １２ａ 第１１図 第１２図（０）　　　第１３図（ａ）　　　第１４図（
Ｃ１）第１２図（ｂ）　　　第１３０（ｂ）　　　第１
４０（ｂ）第１５図　　　　　　第１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学式ディスクの半径方向に往復動される光ピックアッ
   プ本体と、該光ピックアップ本体から出射する信号読取
   用ビームを前記光学式ディスクに結像させる対物レンズ
   を保持すると共に前記光ピックアップ本体に対して可動
   的に支持される可動部と、前記対物レンズを前記光学式
   ディスクのトラックに追随させるトラッキングサーボ機
   構とを有する光ピックアップにおいて、 前記光ピックアップ本体と前記可動部とのいずれか一方
   に前記光学式ディスクを前記信号読取用ビームとは別に
   照射する発光素子を設け、他方に該発光素子から発し前
   記光学式ディスクで反射された光束を受光し、前記可動
   部のトラッキング方向への変位に伴って変化する前記光
   束との相対的な位置関係を検出する検出手段を設け、前
   記トラッキングサーボ機構に、前記検出手段からの信号
   で前記可動部のトラッキング方向への変位位置を検知し
   てフィードバック制御をかけるトラッキング修正サーボ
   機構を設けたことを特徴とする光ピックアップ。