JPS58194151A - 光学ピツクアツプ装置 - 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】 本発明は、たとえば光学式ビデオディスクの再生装置に
用いられる光学ピックアップ装置に関し、特に、対物レ
ンズを光軸方向（フォーカス方向）とこれに直交するト
ラッキング方向との２軸方向に駆動する光学ピックアッ
プ装置に関する。

一般に、光学式再生装置、特に光学式ビデオディスクの
再生装置においては、対物レンズ（収束レンズ）を光学
系の光軸方向に駆動制御するためのフォーカシング制御
機構と、この光軸方向と直交する方向に上記対物レンズ
を駆動制御するためのトラ・ノキング制御機構とが必要
である。前者は、映像信号や音声信号などの情報が記録
されている光学式記録媒体（以下、ディスクとい・う。

）上面に、上記情報を読み取るための光束を正しく集束
するためのものであり、後者は、上記ディスク上面に渦
巻状又は同心円状に記録された情報トラックに光束を正
しく追従させるためのものである。

ところで、従来の光学ピックアップ装置の可動部には、
対物レンズのみ、あるいは対物レンズおよびガルバノミ
ラ−等のトラッキングミラーのみが設けられており、半
導体レーザや気体レーザ等のレーザ光源等は別部材、た
とえば光学式ビデオディスク再生装置のシャーシ等に設
けられている。

この場合に、光学ピックアップ装置の上記フォーカシン
グ制御やトラッキング制御により、各光学素子の相対位
置が変化するため、レーザ光ビームをディスクに対して
最適の集束状態やトラック位置で入射させる構成が複雑
化し、特性が変化し易く、光学上の視野が狭く、レンズ
に対して軸外の収差除去が必要となってレンズコストが
高騰する等の欠点がある。

本発明は、このような従来の欠点を除去し、レーザ光源
を含む光学系全体を光学ピックアップ装置の可動部に設
けることにより、レーザ光源から対物レンズまでの光学
部品の各相対位置を変化させることなく駆動可能とし、
光学系全体の光軸や光路長等が一定に保たれ、最初に位
置決めされた各レンズ等の最良点で常時使用されること
から安定した光学的特性が得られ、光学上の視野を無限
大まで拡大でき、また、レンズの光軸外の収差除去を不
要としてレンズコストを安価とするのみならず、光学ピ
ックアップ装置全体の薄形化が容易／ で、装置内の可動部の支持が安定に行ない得るような光
学ピックアップ装置の提供を目的とする。

すなわち、本発明に係る光学ピンクアップ装置の特徴は
、支持軸に対して摺回動自在に支持された可動部材に対
物レンズ、ｌ／４波長板、コリメークレンズ、および偏
光ビームスプリッタを保持させ、この可動部材に第１の
コイルおよび第２のコイルを設け、上記第１のコイル（
こフォーカスエラー信号に応じた電流を、上記第２のコ
イルにトラッキングエラー信号に応じた電流をそれぞれ
供給するとともに、上記可動部材を摺回動自在に支持す
る支持軸に対して偏心した位置に上記対物レンズ、１７
４波長板、コリメータレンズ、および偏光ビームスプリ
ッタを上記支持軸と平行な方向に一列に配し、これらの
−列に配された各光学部材に対して上記支持軸を中心と
して上記可動部材の重量的に略対称な位置に半導体レー
ザ等のレーザ光源を配設し、上記支持軸に上記レーザ光
源からのレーザ光通路を形成する孔を穿設して成ること
である。

次に、本発明の詳細な説明に先立ち、本発明の先行技術
となる光学ピックアップ装置について、第１図ないし第
３図を参照しながら説明する。

これらの第１図ないし第３図は、本件出願人が先に提案
した２次元駆動装置を光学ディスク再生装置に適用した
一例を示すものであり、第１図は平面図、第２図は第１
図の■−■線断面矢視図、第３図は第１図の■−ｌ線断
面矢視図である。これらの各図において、非磁性材料で
作られた可動部材１は、ボビン１人と保持体１Ｂとより
成り、この保持体１Ｂの中心位置には、軸方向に嵌挿さ
れた管状の軸受部材２が設けられている。また、可動部
材１のボビン１人の外周面には、フォーカシング制御駆
動用コイル（以下フォーカスコイルという。）３が軸受
部材２を中心とする環を形成するように巻回され、この
フォーカスコイル３の表面上に密接して、２組のトラッ
キング制御駆動用コイル（以下トランキングコイルとい
う。）４Ａ、４Ｂが設けられている。このトラッキング
コイル４Ａ、４Ｂの夫々は、その巻回軸方向がフォーカ
スコイル３の巻回軸方向と直交しており、ボビン１人の
外周面上に配された計４個の環を形成している。

次に、可動部材１の保持体１Ｂには、軸受部材２の中心
軸に対して偏心した位置に、該軸と平行な段付きの孔５
が穿設され、この孔５には鏡筒６が取り付けられている
。この鏡筒６内には、対物レンズ７、ｌ／４波長板８、
およびコリメークレンズ９がそれぞれ設けられ、これら
の光学部品の光軸は軸受部材２の中心軸に平行となるよ
うに配設されている。また、孔５の第２図中下端側には
偏光ビームスプリッタ１０が取り付けられている。

次に、レーザ光源であるたとえば半導体レーザ１１は、
゛可動部材１の中心軸を中心として、対物レンズ７．１
７４波長板８、コリメータレンズ９、および偏光ビーム
スプリッタ１０の光学部品と重量的に略対称な位置に配
設され、可動部材１のたとえばボビン１人に取り付けら
れている。そして、半導体レーザ１１からのレーザ光は
、保持体１Ｂとボビン１人との間の空間部を介して偏光
ビームスプリッタ１０に導ひかれる。さらに、偏光ビー
ムスフリッタ１０の第２図中下方のボビン１Ａの位置に
は、その検出面が偏光ビームスブリック１０側に向けら
れた光検出器１４が取り付けられている。

このように構成された可動部材１は、磁性材の固定ヨー
ク１５の中央部に第２図中下方に向かって植立固定され
た支持軸１６が軸受部材２の中心孔に案内挿入されるこ
とにより、摺回動自在に、すなわち支持軸１６の軸方向
に摺動自在にかつ軸の回りに回動自在に、支持されてい
る。さらに、固定ヨーク１５の第２図中下面には支持軸
１６を中心とする環状の永久磁石１８が密接して固着さ
れ、この永久磁石１８の下端面には、第３図に示すよう
な突片部１９を有する第１のヨーク部２０が固着されて
いる。また、固定ヨーク１５には、第１のヨーク部２０
の突片部１９に対向してボビン１人の内側に配置される
第２のヨーク部２１が第２図中の下方（第３図中の右方
）に向かって突設されている。これらの固定ヨーク１５
、永久磁石１８１第１のヨーク部２０、および第２のヨ
ーク部２１によって磁気回路が構成され、第１のヨーク
部２０と第２のヨーク部２１との間の磁気空隙内ニ、フ
ォーカスコイル３とトラッキングコイ／Ｌ、４Ａ、４Ｂ
が配設される。さらに、固定ヨーク１５には、保持体１
Ｂに保持された鏡筒６の外径より大きな径の孔２２が穿
設され、鏡筒６の上端がこの孔２２内に案内挿入されて
いる。

上述の様に構成された、本発明の先行技術としての光学
ピンクアップ装置に内蔵された光学系の作用について説
明するに、半導体レーザ１１から発せられる直゛線偏波
のレーザ光ビームは偏光ビームスフリック１０で反射し
た後、コリメータレンズ９によって平行光束化され、こ
の平行光束化されたレーザ光ビームは１／４波長板８を
通過する事によって、円偏波のレーザ光ビームに変換さ
れる。

この変換されたレーザ光ビームは、対物レンズ７によっ
てディスクＤの盤面上に入射せしめられる。

そして、ディスクＤの盤面によって反射された円偏波の
反射レーザ光ビーム偏光面旋回方向は、ディスクＤの盤
面に入射される円偏波のレーザ光ビームの偏光面旋回方
向とは逆になる。従って、１／４波長板８を通過して直
線偏波に変換される、反射−レーザ光ビームの直線偏光
面は、１／４波長板８に入射する、半導体レーザ１１か
らのレーザ光ビームの直線偏光面に比して９０°異なる
ものとなる。

よって、ディスクＤの盤面からの反射レーザ光ビームは
偏光ビームスプリッタ１０をそのまま直進し、光検出器
１４に入射される。この光検出器１４によって反射レー
ザ光ビームの光量分布等が検出され、これにもとずいて
、読取り情報信号、フォーカスエラー信号、トラッキン
グエラー信号等が図示しない信号処理回路によって作り
出されることになる。

次に、対物レンズ７を含む光学系の駆動動作について説
明する。フォーカスエラー信号にもとすくフォーカス制
御用駆動信号がフォーカスコイル３に供給された場合に
は、フォーカス制御用駆動信号に対応した極性と大きさ
を有した電流がフォーカス制御コイル３を流れ、フォー
カスコイル３が第１のヨーク部２０と第２のヨーク部２
１との間に形成される磁気ギャップ中の磁界から、支持
たは下方に移動する。これにより、１持体１Ｂに取り付
けられた鏡筒６に収納された対物レンズ７、イ呆 １／４波長板８、コリメータレンズ９及び爽持体１Ｂに
固着された偏光ビームスプリッタ１０、半導体レーザ１
１が夫々の位置関係を保ちながら全体に移動し、対物レ
ンズ７がディスクＤの盤面に近づく様に、または、遠ざ
かる様に移動せしめられ、所定のフォーカス制御が行わ
れるのである。

また、トラッキングエラー信号にもとすくトラッキング
制御用駆動信号がトラッキングコイル４Ａ、４Ｂに供給
された場合には、トラッキング制御用駆動信号に対応し
た極性と大きさの電流がトラッキングコイル４Ａ、４Ｂ
を流れ、第１のヨ−り部２０の突片部１９と第２のヨー
ク部２１との間の磁気ギャップの磁界から、各トラ・ノ
キングコイル４Ａ、４Ｂが支持軸１６を中心として右方
向心して取り付けられているので、鏡筒６の光軸、即ち
、対物レンズ７の光軸はディスクＤの信号トランクを横
切る方向（第１図の矢印ｔもしくは１の方向）に移動せ
しめられ、所定のトラッキング制御が行われる。

またフォーカス制御用駆動信号がフォーカスコイル３に
供給されると共にトラッキング制御用駆動信号がトラッ
キングコイル４Ａ、４Ｂに供給すれた場合には、フォー
カス制御とトラッキング制御が同時に行われる。

この例においては、レーザ光源１１からのレーザ光ビー
ムが対物レンズ会を往復で通過して光検出器１４に向う
までの光路を形成する各光学素子オーカス制御及びトラ
ッキング制御により、各光学素子の相対位置関係が変化
してしまうことがないという利点がある。また、最初に
位置決めした各レンズの最良点で常時使用されるため光
学的特性が安定しているのみならす、光学上の視野は無
限大まで拡大できる。さらに、軸外の収差除去は不要と
なり、レンズコストが安くなる。

ところで、このような光学系全体を備えた光学ピックア
ップ装置によれば、可動部重量が重くなるために、光学
部品をバランス良く配置することが重要である。すなわ
ち、第１図ないし第３図に示すように、最も重い部品で
ある半導体レーザ１１と、レンズ系が設けられた鏡筒６
や偏光ビームスブリック−１０とを、摺回動中心となる
支持軸１６を中心として対称な位置に配置することが必
要となる。このため、支持軸１６の長さ寸法を、半導体
レーザ１１と偏光ビームスプリッタ１０との間の光路の
障げとならないように、短かく形成する必要があり、軸
受部２の長さも短かくなる。

このように、支持＠１６や軸受部２の軸方向の長さが短
かい場合には、支持状態が不安定となり易く、特に、光
学ピックアップ装置全体を薄形化しようとする場合には
、上記長さがさらに短かくなって、摺動、回動時等にひ
っかかりが生じ易く、複共振の原因ともなり、駆動制御
の精度が低下する。

このような点を考慮して、本発明に係る光学ピックアッ
プ装置は、第４図に示すように、装置全体の軸方向の長
さの略全長にわたる長さの支持軸３１を装置中央部に貫
通配設するとともに、レーザ光軸である半導体レーザ１
１から光学系の偏光ビームスブリック１０までの間のレ
ーザ光の光軸と交わる支持軸３１の位置に第５図の横断
面形状の孔３２を穿設し、この孔３２を介して半導体レ
ーザ１１のレーザ光通路が形成されるようにしている。

すなわち、この第４図において、支持軸３１に対して摺
回動自在に支持された可動部材１は、ポヒン１Ａと保持
体１Ｂとより成り、保持体１Ｂにｌレンズγ、１７４波
長板８、コリメークレンズ９、および偏光ビームスプリ
ッタ１０を保持させ、ボビン１人に第１のコイルである
フォーカスコイル３および第２のコイルであるトラッキ
ングコイル４Ａ、４Ｂ（第１図参照）を設け、フォーカ
スコイル３にフォーカスエラー信号に応じた電流を、ま
た、トラッキングコイル４Ａ、４Ｂにトラッキングエラ
ー信号に応じた電流をそれぞれ供給するとともに、可動
部材１の保持体１Ｂに対して支持軸３１より偏心した位
置に、この支持軸３１の軸方向と平行に、対物レンズ７
．１／４波長板８、コリメータレンズ９、および偏光ビ
ームスプリッタ１０を一列に配設し、支持軸３１を中心
として、これらの−列に配設された対物レンズ７．１／
４波長板８、コリメータレンズ９、および偏光ビームス
プリッタ１０より成る光学レンズ系に対して重量的に略
対称な可動部材１の位置にレーザ光源としての半導体レ
ーザ１１を配設し、支持軸３Ｈこは、第５図に示すよう
に、半導体レーザ１１がらのレーザ光の通路を形成する
ような孔３２を穿設し、この孔３２を介して半導体レー
ザ１１からのレーザ光を上記光学系の偏光ビームスブリ
ック１０に導くようにしている。この場合、保持体１Ｂ
に一体的に形成された軸受部３５にも、上記支持軸３１
の孔３２に対応する位置にレーザ光通路となる孔３６を
形成することは勿論である。他の構成は、前記第１図な
いし第３図に示した光学ピンクアップ装置と同様であり
、対応する部分に同一の指示符号を付して説明を省略す
る。

このような本発明の一実施例としての光学ピックアップ
装置によれば、支持軸３１および軸受部３５の軸方向の
長さを、前記先行技術の場合の略２倍程度にまで長く形
成でき、この支持軸３１に対する可動部材１の摺回動が
安定に行なわれ、この摺回動時にひっかかり等が生じる
ことは極めて少ナク、フォーカス制御やトラッキング制
御を高精度に行なえる。また、支持軸３１を中心として
、対物レンズ７．１／４波長板８、コリメークレンズ　
４９、および偏光ビームスブリック１０等より成る光学
レンズ系と、半導体レーザ１１とを、重量的に略対称な
位置に配しているため、可動部材１の重量的バランスが
良好であり、軸方向の摺動や軸の回りの回動を安定に行
なえる。さらに、レーザ光源としての半導体レーザ１１
を含む光学系全体を可動部材１に取り付けて、支持軸３
１に対して摺回動駆動しているため、常に対物レンズγ
の中心と光軸とが一致し、最初に位置決めしたレンズの
最良点で常時使用されることから特性が安定し、光学上
の視野を無限大とすることができ、軸外の収差除去が不
要となり、レンズコストが安（なるという種々の長所を
有していることは勿論である。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば、可動部材１のボビン１Ａと保持体１Ｂと
を一体に形成してもよく、また、軸受部３５を別部材で
形成してもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の説明に供する先行技術と
なる光学ピックアップ装置を示し、第１図は平面図、第
２図は第１図の■−■線断面矢視図、第３図は第１図の
ト」線断面矢視図である。 第４図および第５図は本発明の一実施例を示し、第４図
は断面正面図、第５図は第４図の支持軸の孔の部分の横
断面図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・・・可動部材１Ａ・
・・・・・・・・・・・・・・ボビン１Ｂ・・・・・・
・・・・・・・・・保持体３・・・・・・・・・・・・
・・・・・・フォーカスコイル４Ａ、４Ｂ・・・・・・
トラッキングコイル７・・・・・・・・・・・・・・・
・・・対物レンズ８・・・・・・・・・・・・・・・・
・・１／４波長板９・・・・・・・・・・・・・・・・
・・コリメータレンズ１０・・・・・・・・・・・・・
・・偏光ビームスプリッタ１１・・・・・・・・・・・
・・・・半導体レーザ１４・・・・・・・・・・・・・
・・光検出器３１・・・・・・・・・・・・・・・支持
軸３２・・・・・・・・・・・・・・・孔−３５・・・
・・・・・・・・・・・・軸受部３６・・・・・・・・
・・・・・・・孔第１ｍ ｌ 第３ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持軸に対して摺動自在に支持された可動部材に対物レ
   ンズ、１／４波長板、コリメータレンズ、および偏光ビ
   ームスプリンタを保持させ、この可動部材に第１のコイ
   ルおよび第２のコイルを設け、上記第１のコイルにフォ
   ーカスエラー信号に応じた電流を、上記第２のコイルに
   トラッキングエラー信号に応じた電流をそれぞれ供給す
   るとともに、上記可動部材を摺回動自在に支持する支持
   軸に対して偏心した位置に上記対物レンズ、工／４波長
   板、コリメーク・レンズ、および偏光ビームスブリック
   を上記支持軸と平行な方向に一列に配し、これらの−列
   に配された各光学部材に対して上記支持軸を中心として
   重量的に略対称な位置にレーザ光源を配設し、上記支持
   軸に上記レーザ光源からのレーザ光通路を形成する孔を
   穿設して成ることを特徴とする光学ピックアップ装置。