JP2003296963A - 光学記録／再生装置 - Google Patents

光学記録／再生装置

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JP2003296963A
JP2003296963A JP2002346957A JP2002346957A JP2003296963A JP 2003296963 A JP2003296963 A JP 2003296963A JP 2002346957 A JP2002346957 A JP 2002346957A JP 2002346957 A JP2002346957 A JP 2002346957A JP 2003296963 A JP2003296963 A JP 2003296963A
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optical recording
objective lens
reproducing apparatus
unit
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JP2002346957A
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Young-Sik Kim
キム，ヨン・シク
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LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズ及び収束レンズが発光部及び受光
部との位置に関係なく、ディスク上に安定的に焦点を維
持できる光学記録／再生装置を提供する。 【解決手段】 駆動部の駆動によって移動する移動部
と、移動部の自由端に設置されるスライダーと、スライ
ダーの上面に装着された対物レンズ及び対物レンズを通
過した光線を記録媒体上に収束させるために、対物レン
ズの下側に装着された収束レンズから構成されるヘッド
レンズ部と、対物レンズの上方側に対物レンズの上側に
配置されて、対物レンズの光軸方向のみに進行する光線
のみを透過させる選択透過面を有する光路偏向部と、移
動部に装着されて、光路偏向部及びヘッドレンズ部を通
して記録媒体上に照射するための光線を発生及び伝達す
るための発光部と、記録媒体から反射される光線を感知
するための受光部から構成された光学部と、を含んで光
学記録／再生装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学記録／再生装
置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】高容量の情報を格納するための記録媒体
としては、磁気方式を利用するＨＤＤのような磁気ディ
スクと、光学方式を利用するＣＤ又はＤＶＤのような光
ディスクがあり、さらに、光磁気効果を利用した光磁気
ディスクなどがある。
【０００３】光学方式を利用する光ディスクは、ビット
（ｂｉｔ記録マーク）の大きさが小さくなり、トラック
の幅が狭くならなければ高密度記録容量を有することが
できない。しかし、ディスクの記録膜にビットを形成す
るため、ディスク上に集光される光のスポットの大きさ
が回折限界により制約されるため、記録密度を向上させ
ることには限界がある。
【０００４】情報の大容量化の要求がより強くなり、既
存の光学記録／再生方式の限界を克服できる新しい光学
記録／再生方式が要求されている。最近では、記録容量
を画期的に向上できるニアフィールドを利用したニアフ
ィールド光学記録／再生に対する研究が増えている。
【０００５】ニアフィールド光学記録及び再生の原理
は、次の通りである。レンズの内部に臨界角以上の角度
で入射する光は、屈折率が密の所から疎の所に進む時、
光が全反射される。この時、光の全反射によってレンズ
の表面には極めて微細な強さの光が存在するが、これを
エバネッセント波という。このエバネッセント波を利用
すると、既存のファーフィールドでは光の回折現象によ
る分解能の絶対的な限界のために不可能であった高分解
能が可能になる。
【０００６】ニアフィールド光記録及び再生光学系は、
レンズの内部で光を全反射させてレンズの表面にエバネ
ッセント波を発生させ、エバネッセント波とディスクの
カップリングによってデータを記録及び再生する。
【０００７】従来のニアフィールド光学記録再生装置に
おいては、図５に示したように、所定角度で回転可能に
装着されたスイングアーム２１と、スイングアーム２１
を回転駆動するアクチュエータ２３と、空気動圧により
ディスク１０上に浮上されてディスク１０のトラックを
スキャンできるようにスイングアーム２１の端部に装着
されたヘッド３０とを備えていた。
【０００８】ヘッド３０は、図６に示したように、対物
レンズ６１と焦点距離だけ離隔されて装着された収束レ
ンズ６２から構成されたレンズ部と、そのレンズ部を装
着するためのスライダ３３とを含んでいる。
【０００９】収束レンズ６２としては、ソリッドイマー
ジョンレンズ（ＳＩＬ）又はソリッドイマージョンミラ
ー（ＳＩＭ）が使われることが一般的である。
【００１０】スライダ３３の底面には、スライダ３３を
ディスク１０上に浮上させるためにディスク１０及びス
ライダ３３に空気圧を発生させる空気ベアリングシステ
ム（ＡＢＳ）３６が設けられる。
【００１１】ヘッド３０の上方には、記録媒体のディス
ク１０に情報を記録／再生するためにレーザー光線を発
生させる発光部（図示されず）及びディスク１０から反
射される光線を感知するための受光部（図示されず）及
びヘッド３０に光線を送るための光学系で構成された光
学部４０が設置されている。
【００１２】発光部としてはレーザーダイオードが用い
られることが多く、受光部としてはフォトダイオードが
使われ、光学系はビームスプリッター、コリメータレン
ズなどで構成される。
【００１３】この時、対物レンズ６１を通過する光線
は、対物レンズ６１に直角に入射されなければならない
ため、光線の伝達経路を変化させなければならないが、
そのために通常、図６に示したように、反射鏡４１又は
プリズムなどが使われる。すなわち、従来は光学部から
の光をスライダ３３の表面に平行に放射させて反射鏡４
１で９０゜向きを変えてヘッドに導いていた。
【００１４】前記のような構造を有する光学記録再生装
置は、アクチュエータ２３の駆動によってスイングアー
ム２１が回転することで、ヘッド３０がディスク１０上
を移動する。
【００１５】ヘッド３０は、スライダ３３の底面に設置
されたＡＢＳ３６によってディスク１０上に浮上された
状態で移動する。移動しながらディスク１０に情報を記
録したり読み出したりする。
【００１６】光学記録再生装置がディスク１０に情報を
記録／再生するを簡単に説明する。作動させられると光
学部４０の発光部がレーザー光線を発生させ、光学系を
通して反射鏡４１に送り、反射鏡４１によって対物レン
ズ６１に入射するレーザー光線を収束レンズ６２を通し
てディスク１０上に入射させる。
【００１７】上記のようにディスク１０にレーザー光線
を入射させて、ディスク１０の表面を変化させて情報を
記録するか、反対に、入射されたレーザー光線がディス
ク１０表面の状態に従って反射されて逆に収束レンズ６
２、対物レンズ６１、反射鏡４１及び光学系を経て受光
部に送られてディスク１０に記録された情報を再生す
る。
【００１８】しかるに、このような従来の光学記録再生
装置においては、光学部４０がアクチュエータ２３に設
置され、ヘッド３０には反射鏡４１、対物レンズ６１及
び収束レンズ６２のみが装着される構造である場合に
は、発光部から発生されたレーザー光線又は光学部４０
の受光部に送られる光線がスイングアーム２１などの部
材上を通過するため、その進行経路が長くなり、誤差が
発生する可能性があり、また光学部４０の設置作業の困
難性などの問題に指摘されてきた。
【００１９】一方、これを防止するため、光学部４０を
スライダ３３上に設置する場合、スライダ３３の部分の
厚さ及び荷重が増加するため、スイングアーム２１の駆
動電力が増加してその駆動速度を制御することが困難に
なり、光学記録再生装置の性能が低下するという不都合
な点があった。
【００２０】ディスク１０に非常に近接して移動するス
ライダ３３は、周辺条件に従って上下に振動することが
あり、その振動によってレーザー光線の伝達誤差が発生
するという不都合な点があった。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の課題に鑑みてなされたもので、対物レンズ及び収
束レンズが発光部及び受光部との位置に関係なく、ディ
スク上に安定的に焦点を維持できる光学記録／再生装置
を提供することを目的とする。また、レーザー光線を発
生させる発光部及びレーザー光線を感知する受光部から
成る光学部を分離して設置することで、駆動特性を画期
的に改善できる光学記録／再生装置を提供することを目
的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る光学記録／再生装置は、駆動部の
駆動によって移動する移動部、移動部の自由端に設置さ
れるスライダと、スライダの上面に装着された対物レン
ズ、対物レンズを通過した光線を記録媒体上に収束させ
るために対物レンズの下側に装着された収束レンズから
構成されるヘッドレンズ部と、対物レンズの上方に対物
レンズの上側に配置されて、対物レンズの光軸方向のみ
に進行する光線のみを透過させる選択透過面（selectio
n surface）を有する光路偏向部、移動部に装着され
て、光路偏向部及びヘッドレンズ部を通して記録媒体上
に照射するための光線を発生及び伝達するための発光
部、記録媒体から反射される光線を感知するための受光
部で構成された光学部とを含んでいることを特徴とす
る。
【００２３】また、本発明は、対物レンズ及びその下側
に位置して、記録媒体上に光線を収束させる収束レンズ
を含む光学記録／再生装置において、対物レンズの上側
に配置されて、対物レンズの光軸方向のみに進行する光
線のみを透過させる選択透過面が形成された光路偏向部
を含むことを特徴とする光学記録再生装置を提供する。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。本発明実施形態に係る光学
記録／再生装置は、図１〜図４に示したように、駆動部
１２３の駆動によって記録媒体１００上を移動する移動
部１２１と、移動部１２１の自由端に設置されるスライ
ダ１３０とを備えている。スライダ１３０にはその上面
に装着された対物レンズ１６１と対物レンズ１６１を通
過した光線を記録媒体１００上に収束させるために対物
レンズ１６１の下側に装着された収束レンズ１６２から
構成されるヘッドレンズ部１６０が取り付けられてい
る。さらに、本実施形態は、対物レンズ１６１の上側に
配置されて、対物レンズ１６１の光軸方向のみに進行す
る光線のみを透過させる選択透過面（selection surfac
e）１５１を有する光路偏向部１５０と移動部１２３に
装着された光学部１１０とを含んでいる。光学部１１０
は、図４に示すように、光路偏向部１５０とヘッドレン
ズ部１６０を通して記録媒体１００上に照射するための
光線を発生させる発光部１１１と、発光部１１１からの
光を伝達する光学系と、記録媒体１００から反射される
光線を感知するための受光部１１２を備えている。
【００２５】駆動部１２３及び移動部１２１は、ＨＤＤ
のように、それぞれ回転駆動のためのアクチュエータ及
び所定角度回転可能なスイングアームが使われる。
【００２６】対物レンズ１６１は一定の焦点距離を有す
るレンズで、収束レンズ１６２としてはＳＩＬ又はＳＩ
Ｍが使われる。
【００２７】スライダ１３０は、移動部１２３の自由端
部に設置される支持部材１３１に設置される。支持部材
１３１は、螺子のような締結手段又は接着手段によって
移動部１２１の下側に一端が固定される。
【００２８】又、光路偏向部１５０は、図３に示したよ
うに、三角プリズムからなり、面に直角に入射する光線
のみを透過させる選択透過面１５１である第１面１５１
と、入射される光線を通過させる第２面１５２と、入射
される光線を全て反射させる第３面１５３とを含んでい
る。
【００２９】光学部１１０から伝達されたレーザー光線
が第２面１５２から入射する。第２面１５２から入射し
た光線は屈折されて第１面１５１に向かうが、第１面は
その面に直角に入射した光線のみを透過させ、その他の
光は反射させるので、第１面１５１で反射して第３面に
向かう。第３面１５３に入射した光はその面で全て反射
させて第１面１５１にその面に直角に向かわせる。した
がって、その直角に入射した光線が第１面１５１を透過
して対物レンズ１６１に入射する。要するに、三角プリ
ズムからなる光路偏向部１５０は、第２面から入射した
光を第１面から第１面に直角方向に放出するように形成
されている。
【００３０】ディスク１００上に入射され、反射された
レーザー光線は、収束レンズ１６２及び対物レンズ１６
１を経て光路偏向部１５０に入射して逆に進行して第１
面１５１を通過して後述する光学部１１０に進行する。
【００３１】本実施形態の光路偏向部１５０は、第１面
１５１と第２面１５２とが成す角をθ、第２面１５２に
入射される光線の直径をＤ2、第１面を透過する光線の
直径をＤ1、光路偏向部の屈折率をｎとする時、式
【数２】 を満足する。逆に言えばそれらを満足するように三角プ
リズムを形成する。
【００３２】従って、ヘッドレンズ部１６０の対物レン
ズ１６１及び収束レンズ１６２の必要条件、例えば、デ
ィスク１００上に形成されるスポットの大きさ、即ち、
Ｄ1／Ｄ2によってθ値が決定される。
【００３３】ｎ、Ｄ1及びＤ2を調節してθ値を小さくで
きることで、光学記録／再生装置の厚さを低減できる。
【００３４】光ファイバーを通過した光線の断面は楕円
形となる場合がある。そのため、光学部１１０と光路偏
向部１５０の間に後述する光ファイバーを使用してレー
ザー光線を伝達する場合には、θ値を調節して、即ち、
Ｄ1／Ｄ2値を調節して第２面１５２を透過する光線の断
面を円形に形成することができる。
【００３５】一方、光路偏向部１５０は、対物レンズ１
６１の上方に固定部材１５４によって設置されるが、そ
の固定部材１５４は、図２（Ａ）に示したように、スラ
イダ１５５が固定された支持部材１３１とは別に連結部
材１５５を使用して移動部１２１の端部に設置すること
ができる。
【００３６】本実施形態では固定部材１５４として金属
部材を使用しているが、他の電気素子などの設置が容易
なシリコンウエハを使用することもできる。また、光学
部１１０は移動部１２１に固定部剤１５４から離して取
り付けているが、図２（Ｂ）に示したように、固定部材
１５４に一緒に設置することもできる。
【００３７】固定部材１５４は、シリコンウエハを利用
することで、印刷回路基板の製作工程を活用して部材の
設置のための溝、貫通孔及び回路素子などを容易に形成
することができる。即ち、シリコンウエハの表面に回路
のプリンティングを実施し、光学素子の位置選定のため
の溝を形成した後、光学素子を結合させることで、簡単
な工程により一つの超小型超軽量のチップに光学部１１
０、光路偏向部１５０を形成させることができる。
【００３８】固定部材１５４は、光路偏向部１５０を通
過した光線が対物レンズ１６１に入射できるように対物
レンズ１６１と対応される光透過孔１５６が形成され
る。
【００３９】一方、固定部材１５４は、図２（Ｃ）に示
したように、スライダ１３０の上面に設置することがで
きる。
【００４０】光学部１１０は、図４に示したように、装
着プレート１１３及び装着プレート１１３の一方側に設
置される発光部１１１と、発光部１１１から発生された
レーザー光線の進行方向に配置されたビームスプリッタ
ー１１４と、ビームスプリッター１１４の上方（図面
上）に位置して、ビームスプリッター１１４の反射面１
１４ａによって反射された光線を感知する受光部１１２
と、レーザー光線の進行方向にビームスプリッター１１
４の次に設置されて、ビームスプリッター１１４を通過
した光線を平行光に変換させるコリメータレンズ１１５
とを含んでいる。
【００４１】発光部１１１はレーザー光線を発生させる
レーザーダイオードを用い、受光部１１２はフォトダイ
オードを使用する。
【００４２】前述したように、光学部１１０は、図２
（Ｂ）に示したように、光路偏向部１５０が設置される
固定部材１５４上に光路偏向部１５０と共に設置するこ
とができる。この場合には、装着プレート１１３を固定
部材１５４として利用することもできる。
【００４３】光学部１１０は、図２（Ａ）に示したよう
に、スイングアーム１２１の回転軸１２２に近接させて
スイングアーム１２１に設置してもよく、特に、図２
（Ｃ）に示したように、光学部１１０と光路偏向部１５
０の間をレーザー光線の伝達のために光ファイバー１４
３を使用して連結することで、光学部１１０の設置位置
条件を自由にすることができる。
【００４４】この時、光ファイバー１４３を固定させる
ため、装着プレート１１３及び固定部材１５４には光フ
ァイバー１４３を固定させるための光ファイバー固定部
材１１７、１５４を設けることが望ましい。そして、光
学部１１０と光ファイバー１４３の間に光ファイバー１
４３端部に光線を照射するための集光レンズを設置して
もよい。
【００４５】特に、光ファイバー１４３を使用して光学
部１１０の設置位置を自由にすることで、スライダ１３
０の近くに光学部１１０を設置する必要がなくなり、ス
ライダ１３０に作用する荷重を低減することで、スライ
ダ１３０を含んだスイングアーム１２１の駆動のための
所要電力を低減できると共に、その制御も容易となる。
又、スライダ１３０に設ける必要がある部材を低減する
ことで、その厚さを低減できるため、電子機器の薄型
化、コンパクト化に適応することができる。
【００４６】又、光ファイバー１４３を通して光路偏向
部１５０に光線が送られるため、光学部１１０とスライ
ダ１３０間の位置を直線配置、所定距離維持などの必要
条件に合うように固定させる必要がなくなり、スライダ
１３０を固定させる支持部材１３１を曲がる弾性がある
部材を使用してスライダ１３０がディスク１００上に移
動する時に発生する振動に対抗してディスク１００上の
焦点を一定に維持させることができ、振動及び距離など
による光誤差などを低減することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光学
記録／再生装置においては、光誤差の発生の可能性を減
少させて、スイングアームの駆動速度及び精密度に影響
を及ぼすことなく、スライダの振動にかかわらず光線の
焦点を維持できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光学記録／再生装置の平面図で
ある。
【図２】 図１の光学記録／再生装置の一部を示した一
部断面図である。
【図３】 図１の光学記録／再生装置の光路偏向部の構
成を示した断面図である。
【図４】 図１の光学部の構成を示した概念図である。
【図５】 従来のニアフィールド光学記録再生装置を示
した平面図である。
【図６】 図５のニアフィールド光学記録再生装置の光
学部及びヘッドの一部を示した断面図である。
【符号の説明】 １００：記録媒体 １１０：光学部 １１１：発光部 １１２：受光部 １２３：駆動部 １２１：移動部 １３０：スライダ １６０：ヘッドレンズ部 １６１：対物レンズ １６２：収束レンズ １５０：光路偏向部 １５１：選択透過面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA02 AA11 AA22 AA38 BA01 CA06 CA09 CA20 DA01 DA05 EB02 FA05 JA02 JA07 JA11 JA35 JA44 JA57 JA64 JC06 KA02 MA05 MA06

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動部の駆動によって移動する移動部
    と、 その移動部の自由端に設置されるスライダと、 そのスライダの上側に装着された対物レンズ及びその対
    物レンズを通過した光線を記録媒体上に収束させるため
    に、前記対物レンズの下に装着された収束レンズから構
    成されるヘッドレンズ部と、 前記対物レンズの上方に配置されて、前記対物レンズの
    光軸方向のみに進行する光線のみを透過させる選択透過
    面を有する光路偏向部と、 前記移動部に装着されて、前記光路偏向部及びヘッドレ
    ンズ部を通して前記記録媒体上に照射するための光線を
    発生るための発光部と前記記録媒体から反射される光線
    を感知するための受光部から構成された光学部とを含ん
    でいることを特徴とする光学記録／再生装置。
  2. 【請求項２】 前記スライダは、前記移動部の自由端に
    設置される支持部材の端部に設置されることを特徴とす
    る請求項１記載の光学記録／再生装置。
  3. 【請求項３】 前記駆動部は、前記移動部を所定角度往
    復回転させるアクチュエータであることを特徴とする請
    求項１記載の光学記録／再生装置。
  4. 【請求項４】 前記移動部は、所定角度範囲内で往復回
    転するスイングアームであることを特徴とする請求項１
    記載の光学記録／再生装置。
  5. 【請求項５】 前記光路偏向部は、前記選択透過面の第
    １面と、入射される光線を通過させる第２面と、入射さ
    れる光線を全て反射させる第３面とを含んでいることを
    特徴とする請求項１記載の光学記録／再生装置。
  6. 【請求項６】 前記第１面と第２面とが成す角をθ、前
    記第２面に入射される光線の直径をＤ2、前記第１面を
    透過する光線の直径をＤ1及び光路偏向部の屈折率をｎ
    とする時、式 【数１】 を満足することを特徴とする請求項５記載の光学記録／
    再生装置。
  7. 【請求項７】 前記光路偏向部は、Ｄ1／Ｄ2に従ってθ
    値が決定されることを特徴とする請求項６記載の光学記
    録／再生装置。
  8. 【請求項８】 前記光路偏向部は、前記第１面と第２面
    とが成す各θを調節して前記第１面を通過する光線を円
    形に作ることを特徴とする請求項５記載の光学記録／再
    生装置。
  9. 【請求項９】 前記光路偏向部は、三角プリズムである
    ことを特徴とする請求項１記載の光学記録／再生装置。
  10. 【請求項１０】 前記光路偏向部は、前記対物レンズの
    上方に設置される固定部材に装着されることを特徴とす
    る請求項１記載の光学記録／再生装置。
  11. 【請求項１１】 前記固定部材はシリコンウエハである
    ことを特徴とする請求項１０記載の光学記録／再生装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記固定部材は、前記スライダの上面
    に設置されて、前記対物レンズの位置に対応した位置に
    光透過孔が形成されることを特徴とする請求項１０記載
    の光学記録／再生装置。
  13. 【請求項１３】 前記固定部材は、前記移動部の自由端
    に設置されて、前記対物レンズの位置に対応した位置に
    光透過孔が形成されることを特徴とする請求項１０記載
    の光学記録／再生装置。
  14. 【請求項１４】 前記光学部は、前記固定部材上に設置
    されることを特徴とする請求項１０記載の光学記録／再
    生装置。
  15. 【請求項１５】 前記光学部は、前記移動部に設置され
    ることを特徴とする請求項１記載の光学記録／再生装
    置。
  16. 【請求項１６】 前記光学部と光路偏向部との間に光線
    を伝達するための光ファイバーが設置されることを特徴
    とする請求項１記載の光学記録／再生装置。
  17. 【請求項１７】 前記スライダは、前記移動部の端部に
    設置される支持部材の端部に設置されることを特徴とす
    る請求項１６記載の光学記録／再生装置。
  18. 【請求項１８】 前記支持部材は、曲がる弾性を持つこ
    とを特徴とする請求項１７記載の光学記録／再生装置。
  19. 【請求項１９】 前記収束レンズは、ＳＩＬ又はソリッ
    ドイマージョンミラーであることを特徴とする請求項１
    記載の光学記録／再生装置。
  20. 【請求項２０】 対物レンズ及びその下側に位置して記
    録媒体上に光線を収束させる収束レンズを含む光学記録
    ／再生装置であって、 前記対物レンズの上側に配置されて、前記対物レンズの
    光軸方向のみに進行する光線のみを透過させる選択透過
    面が形成された光路偏向部を含むことを特徴とする光学
    記録再生装置。
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