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【発明の名称】 光学素子のセンサ
【発明者】 【氏名】池亀 哲夫
【要約】 【課題】光ピックアップの光照射部の剛性を従来よりも高くするとともに、所定方向に移動する部分のバランスを大幅に崩すおそれをほとんどなくす。

【解決手段】光照射部３７には、ＬＥＤ３３からの光が照射されるとともにコリメータレンズ６の移動とともにｘ方向における位置が変化し、このような位置変化に従ってスリット３８を通過するＬＥＤ３３からの光の量を調整する。ポジションセンサ３５は、スリット３８を通過した光の量に基づいて、コリメータレンズ２０のｘ方向における位置を検出する。ＬＥＤ３３から出射される光の光軸４１は、コリメータレンズ２０の光軸４２と鋭角θを成す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１方向に光を出射する光源と、前記第１方向に対して鋭角を成す第２方向に移動可能な光学素子と、前記光源からの光が照射されるとともに前記光学素子の移動とともに前記第２方向における位置が変化し、このような位置変化に従って前記光源からの光の通過光を調整する手段と、その光の通過光に基づいて、前記光学素子の第２方向における位置を検出する手段とを具えることを特徴とする光学素子のセンサ。
【請求項２】 第１方向に光を出射する光源と、前記第１方向に対して鋭角を成す第２方向並びに前記第１方向及び第２方向とは異なる第３方向に移動可能な光学素子と、前記光源からの光が照射されるとともに前記光学素子の移動とともに前記第３方向における位置が変化し、このような位置変化に従って前記光源からの光の通過光を調整する手段と、その光の通過光に基づいて、前記光学素子の第３方向における位置を検出する手段とを具えることを特徴とする光学素子のセンサ。
【請求項３】 前記光の通過光を調整する手段及び／又は前記通過光を受光する受光素子を、前記光学素子に対して前記第２方向に配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子のセンサ。
【請求項４】 前記光学素子の第２方向に対して垂直な第４方向を検出する手段を更に具えることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の光学素子のセンサ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ，光カード等の光記録媒体に対して情報を記録し及び／又は再生する情報記録及び／又は再生装置、例えば、光磁気ディスクドライブ、追記型ディスクドライブ及び相変化型ディスクドライブに含まれる光ピックアップなどに使用される光学素子のセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ピックアップなどに使用される光学素子のセンサは、所定方向に移動可能に支持された光学素子（例えば、対物レンズ、コリメートレンズ）の位置、速度又は加速度についての情報を得るために情報記録及び／又は再生装置内等に配置されている。得られた位置、速度又は加速度についての情報は、光学素子の位置制御、光学素子に関連する他の光学素子の位置制御等に利用される。
【０００３】従来、特開平８-２６３８５２号に記載されたような光学素子のセンサが提案されており、これを図８及び９に示す。この場合、トラック状に記録された記録媒体の情報を読み出すために、光学素子１は、図示しない記録媒体の面にほぼ垂直なフォーカシング方向及びその面に平行であるとともに情報トラックを横切るトラッキング方向に駆動され、固定ヨーク２に固定された発光素子３から出射した光束は、保持部材２に固定された受光素子４の二つの受光領域に指導される。
【０００４】発光素子３から受光素子４への光束は、位置検出方向であるトラッキング方向と、それに垂直なタンジェンシャル方向に延長し、発光素子３と受光素子４との間に光照射部５を位置させる。受光素子４は二つの受光領域を有し、各受光領域の出力信号を比較することによって、光学素子１の位置を検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような光学素子のセンサでは、発光素子３から受光素子４に至る光路は、光学素子１の移動方向に対して垂直になるように存在する。光照射部５は、その位置の検出範囲において、対物レンズ１又はその保持部材２、発光素子３及び受光素子４に悪影響を及ぼさないようにする必要がある。
【０００６】その結果、光照射部５と光学素子１又はその保持部材２との間隔を比較的大きくする必要があるが、これらの間隔を比較的大きくした場合、光照射部５の剛性がそれに応じて低くなり、共振が発生しやすくなる傾向にある。また、光照射部５のモーメントが大きくなり、所定方向に移動する部分（例えば、光学素子）のバランスが大きくくずれてしまうという不都合がある。
【０００７】本発明の目的は、光照射部の剛性を従来よりも高くすることができ、かつ、所定方向に移動する部分のバランスを大幅に崩すおそれが少ない光学素子のセンサを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１記載の光学素子のセンサは、第１方向に光を出射する光源と、前記第１方向に対して鋭角を成す第２方向に移動可能な光学素子と、前記光源からの光が照射されるとともに前記光学素子の移動とともに前記第２方向における位置が変化し、このような位置変化に従って前記光源からの光の通過光を調整する手段と、その光の通過光に基づいて、前記光学素子の第２方向における位置を検出する手段とを具えることを特徴とするものである。
【０００９】本発明によれば、第１方向と第２方向とが鋭角を成すようにすることによって、光源を光学素子の移動に影響をほとんど及ぼさない位置に配置できるとともに、光が照射される手段（光照射部）を光学素子から大幅に突出しないように構成することができる。その結果、光が照射される手段の剛性を従来よりも高くすることができ、かつ、所定方向（第２方向）に移動する部分（光学素子）のバランスを大幅に崩すおそれが少なくなる。
【００１０】本発明による請求項２記載の光学素子のセンサは、第１方向に光を出射する光源と、前記第１方向に対して鋭角を成す第２方向並びに前記第１方向及び第２方向とは異なる第３方向に移動可能な光学素子と、前記光源からの光が照射されるとともに前記光学素子の移動とともに前記第３方向における位置が変化し、このような位置変化に従って前記光源からの光の通過光を調整する手段と、その光の通過光に基づいて、前記光学素子の第３方向における位置を検出する手段とを具えることを特徴とするものである。
【００１１】本発明によれば、光が照射される手段の剛性を従来よりも高くすることができ、かつ、所定方向（第２方向）に移動する部分（光学素子）のバランスを大幅に崩すおそれが少なくなる。
【００１２】本発明による請求項３記載の光学素子のセンサは、前記光の通過光を調整する手段及び／又は前記通過光を受光する受光素子を、前記光学素子に対して前記第２方向に配置したことを特徴とするものである。
【００１３】本発明によれば、光が照射される手段の剛性を従来よりも更に高くすることができ、かつ、所定方向に移動する部分のバランスを大幅に崩すおそれが更に少なくなる。
【００１４】本発明による請求項４記載の光学素子のセンサは、前記光学素子の第２方向に対して垂直な第４方向を検出する手段を更に具えることを特徴とするものである。
【００１５】本発明によれば、光学素子の２次元的な位置を検出することができ、その結果、光が照射される手段の剛性を従来よりも一層高くするとともに、所定方向に移動する部分のバランスを大幅に崩すおそれを一層少なくするのに有利になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明による光学素子のセンサの実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１−４は、本発明による光学素子のセンサの第１の実施の形態を光ディスクの記録再生装置に適用した例を示す図である。
【００１７】ホログラムユニット１１、ミラー１２及びコリメートレンズアクチュエータ１３は、デッキベース１００に固定される。キャリッジ１４は、デッキベース１００に対して、図示しないガイドレール、コイル及び磁気回路によって、トラッキング方向Ａに移動可能に支持駆動される。
【００１８】図示しないディスクは、スピンドルモータ１５によってデッキベース１００に固定される。ディスクを、例えば、相変化記録媒体とし、そのカバーガラスの厚さを比較的薄くし、例えば、５−１００μｍ程度にする。
【００１９】ホログラムユニット１１は、レーザ１６、ディテクタ１７及びホログラムプレート１８を有し、プレート１９を介してデッキベースに固定される。コリメートレンズアクチュエータ１３は、トラッキング方向Ａにほぼ平行な光軸を有するコリメートレンズ２０を有し、コリメートレンズ２０を、その光軸方向に支持駆動できるようにする。
【００２０】キャリッジ１４には、ミラー２１及び対物レンズアクチュエータ２２が配置される。対物レンズアクチュエータ２２は対物レンズ２３を有し、対物レンズ２３を、例えば、２群レンズによって構成し、そのＮＡ（開口数）を０．７−０．９程度にするとともに、ＷＤ（ワーキングディスタンス）を１０−１００μｍ程度にする。対物レンズアクチュエータ２２は、対物レンズ２３をトラッキング方向Ａ及びフォーカス方向Ｂに支持駆動できるようにするために、ばね、図示しないコイル及び磁気回路を有する。
【００２１】レーザ１６を出射した光は、ホログラムプレート１８のホログラム２４を０次光で通過し、ミラー１２で反射され、コリメートレンズ２０によって略平行にされる。略平行にされた光は、ミラー２１を通じて対物レンズ２３に入射し、図示しないディスクの記録トラックに光スポット２５を形成する。その記録トラックによって反射された光は、逆の光路を進行してホログラム２４に至り、その１次回折光はディテクタ１７に入射する。ディテクタ１７は、その表面が分割され、その出力によってフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び情報再生信号を得る。
【００２２】コリメートレンズ２０は、その光軸方向に移動可能にコリメートレンズアクチュエータ１３に支持駆動される。コリメートレンズ２０は、光軸方向に移動することによってレーザ１６との間隔を変化させ、対物レンズ２３に入射する光の平行度を調整する。これによって、２枚構成の対物レンズの間隔変動、レーザ１６の波長変動等による光スポット２５の球面収差を補正する。
【００２３】ここで、コリメートレンズアクチュエータ１３について説明する。コリメートレンズ２０は、レンズホルダ２６の中央に固定される。ばね２７ａ，２７ｂの一端はそれぞれレンズホルダ２６に固定され、その他端はばねホルダ２８に固定される。
【００２４】ばねホルダ２８は、ベース２９の折り曲げ部２９ａに固定され、レンズホルダ２６の両側の面にはコイル３０ａ，３０ｂが固定される。マグネット３１ａ，３１ｂはそれぞれ、ヨークとなるベース２９の折り曲げ部２９ｂ，２９ｃにそれぞれ固定される。ばねホルダ２８とばね２７ｂとの間には、ダンピング材となる硬化したゲル３２ａ，３２ｂが注入されている。
【００２５】ＬＥＤ３３を保持したＬＥＤホルダ３４は、ベース２９に固定される。ポジションセンサ３５を有するディテクタ３６は、折り曲げ部２９ｃに固定される。レンズホルダ２６のコーナー部には光照射部３７が形成され、光照射部３７の中央には長方形のスリット３８が形成されている。
【００２６】２枚のばね２７ａ，２７ｂを通じてコイル３０ａ，３０ｂに電流を流すと、マグネット３１ａ，３１ｂによる磁界との相互作用によって、コリメートレンズ２０はｘ方向に駆動される。
【００２７】ＬＥＤ３３、ＬＥＤホルダ３４、ディテクタ３６及び光照射部３７によってセンサ３９を構成し、センサ３９は、コリメートレンズ２０の光軸方向すなわちｘ方向及びコリメートレンズ２０のｘ方向における位置を検出する。
【００２８】ＬＥＤ３３から出射した光は、ＬＥＤホルダ３４の絞り４０によって絞られた後、光照射部３７に照射される。照射された光のうちのスリット３８を通過したものは、ポジションセンサ３５に入射する。ポジションセンサ３５は、その受光部に部分的に照射される光の強度の中心位置に関連した信号を出力する。本実施の形態では、ポジションセンサ３５として、ｘ方向の位置のみを検出する１次元のポジションセンサを用いる。
【００２９】コリメートレンズ２０すなわちレンズホルダ２６がレンズの光軸方向すなわちｘ方向に移動すると、光照射部３７及びスリット３８もｘ方向に移動し、スリット３８を通過したポジションセンサ３５における光の位置もｘ方向に移動する。これによって、ＬＥＤ３３からの光のうち光照射部３７を通過した光の位置を変化させる。ポジションセンサ３５からの出力によって、コリメートレンズ２０のｘ方向の位置が検出される。なお、このように検出された位置についての信号を微分することによって、速度信号及び加速度信号を取得することもできる。
【００３０】光照射部３７及びスリット３８は、ＬＥＤ３３とポジションセンサ３５とを結ぶ直線上であり、ＬＥＤ３３とポジションセンサ３５との間の光路中に配置される。ＬＥＤ３３から出射される光の光軸４１及びコリメートレンズ２０の光軸４２すなわちコリメートレンズ２０の移動方向であるとともに位置の検出方向であるｘ軸は、９０°ではなく、鋭角θ（０°＜θ＜９０°）を成す。なお、本実施の形態では、θを７０°前後とする。
【００３１】光軸４１と光軸４２とが鋭角θを成すようにすることによって、ＬＥＤ３３及びＬＥＤホルダ３４をばね２７ａに影響をほとんど及ぼさない位置に配置できるとともに、光照射部３７をレンズホルダ２６から大幅に突出しないように構成することができる。その結果、光照射部の剛性を従来よりも高くすることができ、かつ、レンズホルダ２６のバランスを大幅に崩すおそれがなくなる。
【００３２】本実施の形態によれば、光照射部３７をコリメートレンズ２０又はレンズホルダ２６に近接して配置することができ、その結果、光照射部３７の剛性を比較的高くすることができるとともに、共振周波数が高くなり、サーボ特性への影響を小さくすることができる。
【００３３】なお、本実施の形態では、ポジションセンサ３５として１次元のポジションセンサを使用したが、２次元のポジションセンサを使用することもでき、この場合、光軸４１の方向の位置だけでなく、ｚ方向（図２）の位置も検出することができる。また、光照射部３７による可動部のバランスの影響を小さくすることができるので、装置設計が容易となる。なお、ＬＥＤ３３とポジションセンサ３５との位置を入れ替えてもよい。また、本実施の形態では、θを７０°としたが、０°より大きく９０°より小さい任意の角度にすることもできる。この角度は、周辺の部品などに合わせて適切に設定することができる。
【００３４】また、図３に示すように光軸４１とＸ軸のなす角をθではなくφのようにとれば、φは、９０°ではなく、９０°より大きく１８０°より小さな値となる。本実施の形態では、θ又はφが、９０°ではなく、９０°からずれた値に設定される。また、ポジションセンサの代わりに、表面が分割され又は分割されていないフォトディテクタを使用することもできる。表面が分割されていないフォトディテクタを使用する場合、その出力信号のレベルで位置を検出し、表面が分割されている、例えば２分割されている場合、差動出力を利用する。
【００３５】図５及び６は、本発明による光学素子のセンサの第２の実施の形態を対物レンズアクチュエータに適用した例を示す図である。本実施の形態では、対物レンズ５１を保持したレンズホルダ５２のばね５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの固定部の間に、開口５４ａ，５４ｂを有する光照射部５５ａ，５５ｂを設ける。
【００３６】また、ディテクタ５６に含まれるポジションセンサ５７として、２次元のポジションセンサを使用する。ＬＥＤ６２は、ベース１０１の取付部１０１ａに固定されている。ディテクタ５６はヨーク６１に固定されている。ＬＥＤ６２から出射した光は光照射部５５ａを照射し、一部の光は、開口５４ａを通過した後にポジションセンサ５７に入射する。対物レンズ５１とともに開口５４ａがトラッキング方向Ｂ又はフォーカス方向Ｃに移動すると、ポジションセンサ５７上の光がＢ又はＣ方向に移動する。したがって、ポジションセンサ５７の出力を用いて対物レンズ５１の位置を検出できる。
【００３７】なお、対物レンズ５１をトラッキング方向Ｂ及びフォーカス方向Ｃに移動させるために、マグネット５８、トラッキングコイル５９、フォーカスコイル６０及びヨーク６１によって磁気回路を構成する。
【００３８】ＬＥＤ６２からポジションセンサ５７に向かって出射される光の光軸６３と、トラッキング方向Ｂとによって成す角度θを、９０°ではなく、０°より大きくするとともに９０°より小さくし、例えば、６０°にする。光軸６３とフォーカス方向Ｃとの成す角度を９０°とする。これによって、ＬＥＤ６２を、ばね５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ及びばねホルダ６４にほとんど悪影響を及ぼさない位置に配置することができ、光照射部５５ａ，５５ｂ及び開口５４ａ，５４ｂを、レンズホルダ５２から大幅に突出しない形状にすることができる。センサとして２次元のポジションセンサを用いたが、これに加えて、図５に示すように、受光面が５７−１ａ，５７−１ｂ，５７−１ｃ，５７−１ｄの四つに分割されたフォトディテクタ５７−１を用いてＢ及びＣ方向の位置を検出してもよく、Ｃ方向又はＢ方向に２分割された受光面５７−２ａ，５７−２ｂ又は５７−３ａ，５７−３ｂを用いて１方向のみの位置を検出することもできる。
【００３９】フォトディテクタ５７−１を用いる場合、受光面５７−１ａ，５７−１ｂ，５７−１ｃ，５７−１ｄの各出力信号をそれぞれａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１とすると、（ａ１＋ｂ１）−（ｃ１＋ｄ１）を演算することによって、Ｂ方向の位置検出が行われ、かつ、（ａ１＋ｃ１）−（ｂ１＋ｄ１）を演算することによって、Ｃ方向の位置検出が行われる。一方、フォトディテクタ５７−２，５７−３を用いる場合、二つの受光面の出力信号の差信号によって、Ｂ又はＣ方向の位置が検出される。
【００４０】図７は、本発明による光学素子のセンサの第２の実施の形態の変形例を示す図である。この場合、ＬＥＤ６２をばね５３ｂの真下に配置して、光軸６３とフォーカス方向Ｃとのなす角を、９０°ではなく、角度θ（本実施の形態では７０°）としている。なお、光軸６３とトラッキング方向Ｂとのなす角を９０°としている。これによって、ＬＥＤ６２を、ばね５３ｂに干渉することなく配置することができ、照射部５５ａのホルダ５２からの突出量を少なくすることができる。
【００４１】本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、位置を検出する光学素子としてコリメートレンズを使用したが、対物レンズ、ミラー、レーザ等の他の任意の種類の光学素子を使用することができる。また、光学素子の支持駆動方式として任意の方式を採用することができる。さらに、可動部にマグネットを配置する駆動構成や、軸の周りで摺動する支持構成等を採用することもでき、光の照射部を、開口だけでなく光の一部を遮光するバーや、通過光を曲げるプリズム、レンズ等とすることもできる。
【出願人】 【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス光学工業株式会社
【出願日】 平成１２年１２月２７日（２０００．１２．２７）
【代理人】 【識別番号】１０００７２０５１
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 興作 （外１名）
【公開番号】 特開２００２−１９６２０７（Ｐ２００２−１９６２０７Ａ）
【公開日】 平成１４年７月１２日（２００２．７．１２）
【出願番号】 特願２０００−３９８０７１（Ｐ２０００−３９８０７１）