JPS6066337A

JPS6066337A - フオ−カスサ−ボ装置

Info

Publication number: JPS6066337A
Application number: JP58173920A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Oki; 裕大木; Kiyoshi Toyoda; 清豊田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-09-20
Filing date: 1983-09-20
Publication date: 1985-04-16
Also published as: JPH0550055B2

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、例えば光学式ディスク再生装置に適用して好
適なフォーカスサーボ装置に関する。

背景技術とその問題点例えば、ディスク上に光学的に記録された信号を再生す
る光学式ディスク再生装置におけるフォーカスサーボ装
置として従来第１図に示すようなものが知られている。

同図において、（１）は半導体レーザー、（２）はビー
ムスプリッタ、（３）はコリメータレンズ、（４）は対
物レンズ、（５）はディスクの記録面である。この記録
面（５１には、例えばオーディオ情報が光学的に読み出
し得るようにビット形状で記録されている。

また、（６）はフォーカスアクチュエータを示し、（７
）は水入磁石、（８）はヨーク、（９）は制御コイルで
あり、上述した対物レンズ（４）はフォーカスコイル（
９）と一体的に取り付げられる。このｔｌｉｌＪ御コイ
ル（９）には、後述する駆動回路よりフォーカスサーボ
信号が供給され、対物レンズ＋４１はフォーカスサーボ
信号に応じて管軸方向０（１１に駆動される。これによ
り、ディスクに例えば上下動があっても、ビームスプリ
ッタ（２入コリメータレンズ＋３１を介されブこレーザ
ー（ＩＩからのレーザー光が、対物レンズ（４）により
ディスクの記録面（５）上に正しく焦点を結ぶようにさ
れる０また、Ｑｌｌは凹レンズ、ｕ２！はシリンドルカルレン
ズ、（１３は多分割デテクタであり、記録面（５）で反
射されたレーザー光は、対物レンズ（４）、コリメータ
レンズ（３）、ビームスプリッタ（２）を介された後、
凹レンズ（ＩＤ、シリンドリカルレンズ（１２１ヲ介し
て多分割デテクタ（１３）に供給される。このデテクタ
（ｔ３）からの信号がフォーカスエラー検出回路眞に供
給されてフォーカスエラー信号が・検出される。そして
、このエラー信号は位相１１ｉｉ償回路（１５）を介し
て駆動回路（１Ｇ）に供給され、上述したようにこの駆
動回路（１６）よりフォーカスコイル（９）にフォーカ
スサーボ信号が供糸合される。

この第１図に示すようなフォーカスサーボ装置によれば
、対物レンズ（４）を管軸方向（ＩＱＩに１駆動するフ
ォーカスアクチュエータ（６）を必要とするもので、光
学系が大きく、かつコスト高となる。また、対物レンズ
（４）、フォーカスコイル（９）等の可動部の重さが数
グラム以上あるので、駆動のための消費電力が大きい。

また、フォーカスアクチュエータ（６）の１−へ動周波
依が例えばダンパー（図示せず）の振動局波数と一攻す
ると共振を起こすため、サーボ帯域を高（取ることがで
きず、しかも共振防止のだめの位相補償が面倒である。

さらに、フォーカスアクチュエータ（６）の駆動音が雑
音となって煩わしい。

発明の目的本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、上述欠点を一
掃するようにしたものである。

発明の概要本発明は上記目的を達成するため、発振波長が可変であ
る光源と、上記発振波長を変化させる波長コントロール
手段と、上記光源から発生させる光をディスク上に集光
させるためのホログラムレンズと、フォーカスエラー検
出手段とを備え、上記フォーカスエラー検出手段からの
フォーカスエラー信号を上記波長コントロール手段にフ
ィードバックすることによって上記発振波長を変化させ
てフォーカスサーボを行なうようにしたことをノ１ｆ徴
とするものである。

従って、可動部を有するものでないので、従来例におけ
るような可動部を有することによる欠点が一掃される。

実施例以下、第２図を参照しｌｘ、がら本発明の一実施例につ
いて説明しよう。

同図において、０ηは、その発振波長が可変される半導
体レーザーであり、（１８！はその電源である。

半導体レーザーａηとしては、例えば特開昭５８−２１
８８８号公報に述べられているような超音波を用いる方
式が、手軽さ、可変ｆｉ！囲の広さから好適である。即
ち、ＱａＡｓ　層上に櫛形電極超音波振動子が設げられ
、これに高周波信号が印加されて超音波周波数が変えら
れることにより、レーザーの発振波長が変えられるもの
である。

この半導体レーザーＱ７）からのレーザー光はビームス
プリッタａ３を介してホログラム（２０）に供給される
。

このホログラム＠は、一点から発散する球面波を別の点
に集束する球面波に変換するレンズ作用を有するもので
ある。

このようなホログラム（２Ｑｌは、第３図に示すように
、対物レンズ（２１）の光路上に補助のホログラム＠と
ホログラム（イ）となるべきダイクルメートゼラチンな
どの薄膜（２０ａ）を配し、補助のホログラム（２２）
による開口数がｓｉｎθｌの集束球面波と対物レンズ（
２１）による開口数がｓｉｎθ２の発散球面波を薄Ｂｔ
Ｊ　（２０ａ）上で干渉させて作ることができる。これ
によれば、Ｒ，膜（２０ａ）は、点Ｆ！から発散する開
口数がｓｉｎθ１の球面波を点Ｆ２に集束する開口数が
ｓｉｎθ２の球面波に変換するレンズ作用を有するホロ
グラム（２（ヵになる。尚、補助のホログラム（ハ）は
、第４図に示すように対物レンズｃ！３１による開口数
がｓｉｎθ１の発１）（球面波を′ｉ８膜（２２ａ）上
で干渉させて作ることができる。

このようにホログラム（２■は一点から発散する球面波
を別の点に集束する球面波に変換するレンズ作用を有す
るので、ビームスプリッタａ９を介Ｌ　−ｃホログラム
（２０１に供給される半導体レーザー（１７）からのレ
ーザー光をディスクの記録面（５）に集束させることが
できる。

ところで、ホログラム（２ｏ）は、回折という現象があ
るため、レーザー光の波長が変化すると、第２図破腺で
示すように焦点位置が変化する作用がある。本発明のフ
ォーカスサーボ装蕾はこの原理を利用したものである。

以下にその原理を詳述する。

即ち、第５図に示すようにホログラムのある場所での入
射角を００、出射角（回折角）をθｉとすると、そこに
できる干渉縞のピッチｄとの間には、次式が成立する。

ｓｉｎθ１−ｓｉｎθＯ−λ／ｄ　−−−・（１）λ；
レーザー光の発振波長この（１）式をθｉで変分すると、ｄθ１−ｃｏｓθ１＝ｄλ／ｄ・・・・（２）となり、
＋１１式を用いてｄを消去すると、となる。

ホログラム０（））の半径なａ１ホログラム（２０）の
最外周での０１．θＯを９．　、９ｏとすると、焦点距
離ｆは、ｆ　＝　ａ　ｃｏｔ９ｉ　−００，（４１で与
えられる。そして、この＋４１式をθｉで変分して、が得られる。

この（５）式に（３）式を代入して、ｄＧｉを消去する
と、ＮＡ２−ＮＡＩＮＡＩ　、　ＮＡ２　；夫々ホログラム（２（力の入射
波及び出射波の開口数となる。

従って、レーザー光の波長λが変化すると焦点距離ｆも
変化することがわかる。

今、ＮＡ、１　＝　Ｑ、１　、　ＮＡｚ　＝　０．４７
即ちに＝１．０１、そして、ｆ””　７．８　ｔａ　、
λ＝　７８０１ｍ　〕条件”’Ｃ−、レー　サー　光の
波長λの変化ΔλがｌＱｎｍとすると、焦点距９ｆｌＨ
ｆの変化Δｆは０．１芯となる。

ところで、上述した超音波方式のレーザー（１７）にお
いて、ブラッグ回折の次数をｍ１超音波周波数をｆｃ、
８体の屈折率をｎ、音速をＶとしたとき、超音波周波数
ｆｃをΔｆＣだけ変化させると、レーザー光の波長λの
変化Δλは、となる。

今、■＝５０００ｍＡｅＣ１ｎ−３．ｆＣ＝３８ＧＨ２
，Δｆｃ＝　３．４　ＧＨｚとすると、レーザー光の波
長λの変化Δλは、７Ｑｎｍとなる。これによって、例
えば上述した条件下で焦点距ｒｒ’ｒ（ｆの変化Δｆは
０．７翔となり、ディスクのばたつきを吸収するのに十
分な焦点距離変化Δｆが得られる。

以上述べたようにレーザー（ｔηからのレーザー光の波
長λを変化させることで、ホログラム０＠の焦点距離ｆ
を変化させることができ、本例においては、レーザー光
の波長λをフォーカスエラー信号に基づいて変化させ、
そしてホログラム（２０）の焦点距離ｆを変え、レーザ
ー光がディスクの記録面（５）に正しく集束するように
される。

即ち、ディスクの記録面（５）で反射されたレーザー光
はホログラム（イ）、ビームスプリッタ（１９）を介さ
れた後、このビームスプリンタａ！１の用射側端面上に
設けられた円錐レンズ（２４）を介して２つのフォトデ
テクタが同心円状に並べられた光検出器（２５１に供給
される。そして、内外周の７オトデテクタの差が演算器
（２ｅで取られ、その差信号がフォーカスエラー信号Ｓ
Ｆとされる。フォーカスエラー信号ＳＦを得る方法は、
これに限られず、従来知られている別な方法を用いても
よい。

尚、光検出器（ハ）の内外周のフォトデテクタの徂１が
演算器（２７）で取られ、その和信号が情報イば号ＳＩ
となる。

演算器Ｃ２６）からのフォーカスエラー信号ＳＦは波長
制御回路（ハ）に供給される。そして、この波長制御回
路ｃ！樽よりフォーカスエラー信号８Ｆに対応した高周
波信号が発生され、これが上述した半導体レーザー囲に
供給され、超音波周波ｉｆｃがフォーカスエラー信号Ｓ
Ｆに対応して変化させられる。

従って、レーザー（１７）からのレーザー光の波長λが
フォーカスエラー信号ＳＦに対応して変化させられ、そ
の結果ホログラム（２Ｑの焦点距離ｆが変えられ、レー
ザー光がディスクの記録面（５）に正しく集束するよう
にされる。

以上述べた本例のフォーカスサーボ装置によれば、可動
部を有するものでないので、従来例におけるような可動
部を有するととＫよる欠点、即ち、光学系が太き（かつ
コスト高となる、可動部が重（消費電力が大きい等の欠
点が一掃される。例えば本例のような７オーカスサーボ
装置を使用したピックアップはＬＯｖｓ　（ｉｉ：径）
Ｘ２０ｆｆｉ（長さ）〜１０ｙｉ　Ｘ　３０ｍ位のコン
パクトな形とすることができる。

尚、第６図例は、第２図例のようなフォーカスサーボ装
置を使用したピックアップ（ハ）がセグメントモータば
の先に取り付けられ、このセグメントモータ（３０）に
よりトラッキングサーボと送りが実現されるようになさ
れたものである。この第６図において、第２図と対応す
る部分には同一符号を付して示す。

同図において、ＣＤはセグメント駆動用の磁気回路、（
３２は駆動用コイル、Ｃ３３１はシャフトである。

また、０優はディスクの記録面（５）で反射されたレー
ザー光が供給される光検出器である。この光検出器（３
４）からの検出信号Ｓｄはフォーカスエラー検出回路（
１３つに供給され、従来周知の方法でフォーカスエラー
信号ＳＦが得られる。そして、このフォーカスエラー信
号ＳＦが波長制御回路（２８）に供給され、上述第２図
例と同様のフォーカスサーボがなされる。また、光検出
器（３４）からの検出信号Ｓｄはトラッキングエラー検
出回路（３Ｇ）に供給され、従来周知の方法でトラッキ
ングエラー信号ＳＴが得られる。そして、このトラッキ
ングエラー信号ＳＴが位相補償回路（３７１，１駆動回
路０８）を介してノ慇勤用コイルＧ２に供給され、トラ
ッキングサーボがなされる。

また、光検出器（３４）からの検出信号Ｓｄは情報化号
検出回路鈍に供給され、情報信号Ｓｉが司られる。

この第６図例の１す合、上述したようにピックアップＱ
ωをコンパクトな形状とし得るので、セグメントモータ
Ｃ３０１の消費電力も少なく、その股引も容易である。

尚、この第６図例の場合、ディスクの記録面（５）上の
ピットは、１μｍ　Ｘ　１μｍ以下で、トラックピッチ
が１．５μｍであってもよい。

発明の効果以上述べた実施例からも明らかなように、本発明によれ
ば可動部を有するものでないので、従来例におけるよう
な可動部を有することによる欠点、即ち、光学系が太き
（かつコスト高となる、可動部が重（消費電力が太きい
等の欠点が一掃される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフォーカスサーボ装置の例を示す構成図
、第２図は本発明の一実施例を示す構成図、第３〜第５
図は夫々その説明のための図、第６図は本発明が適用さ
れたピックアップの駆動装詮例を示す斜視図である。（５）はディスクの記録面、ａυは十尋体レーザー、ａ
３はビームスプリッタ、（２０）はホログラム、（財）
は円錐レンズ、（ハ）は光検出器、（２６）及び（２７
）は夫々演算器、（ハ）は波長制御回路、ＳＦはフォー
カスエラー信号、Ｓｉは情報信号である。７、゛）代理人　伊藤　貞・、４′ゞ、″

Claims

【特許請求の範囲】

発振波長が可変である光源と、上記発振波長を変化させ
る波長コントロール手段と、上記光源から発生される光
をディスク上に集光させるためのホログラムレンズと、
フォーカスエラーｍ１ｌｌとを備え、上記フォーカスニ
ラ−検出手段からのフォーカスエラー信号を上記波長コ
ントロール手段にフィードバックすることによって上記
発振波長を変化させてフォーカスサーボを行なうように
したことを特徴とするフォーカスサーボ装置。