JP2689574B2 - 光学的記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ディスク等光記録媒体を使用して情報の
記録・再生、あるいは記録・再生・消去を行う光学的記
録再生装置に係わり、特に、高速操作が可能で、しかも
必要な光量を光記録媒体の所定の収束面に確実に照射で
きる光学的記録再生装置の改良に関するものである。

［従来の技術］ この種の光学的記録再生装置としては、例えば、後藤
顕成著、オーム社発行『オプトエレクトロニクス入門』
の第187頁に記載されているものがある。

すなわち、この光学的記録再生装置は第５図に示すよ
うにレーザ光源（ａ）と、このレーザ光源（ａ）からの
レーザビーム（λ）を収束するレーザビーム収束レンズ
（ｂ）と、このレーザビーム収束レンズ（ｂ）からのレ
ーザビーム（λ）を光記録媒体（ｃ）側へ反射させるミ
ラー（ｄ）と、このミラー（ｄ）からのレーザビーム
（λ）を光記録媒体（ｃ）面に収束させる対物レンズ
（ｅ）と、この対物レンズ（ｅ）に取付けられ上記光記
録媒体（ｃ）の面振れに応じ対物レンズ（ｅ）を進退さ
せて自動的に焦点合せをする自動焦点調整機構（ｆ）と
でその主要部が構成されており、上記レーザ光源（ａ）
からのレーザビーム（λ）を光記録媒体（ｃ）の所定の
収束面に収束させて情報の記録、又は再生を行うように
なっている。

尚、上記光学ヘッド（He）はヘッド送り歯車（ｇ）に
噛合し、軸（ｈ）の回転によって矢印方向へ移動するよ
うになっており、光記録媒体（ｃ）の規定のトラック位
置へ順次移動走査されるようになっている。

ところで、従来の光学的記録再生装置においては自動
焦点調整機構（ｈ）が対物レンズ（ｇ）と一体化され、
かつ、レーザ光源（ａ）、図示外のトラックサーボアク
チュエータ、各種のアクセスエラー検出器等が光学ヘッ
ド（He）内に搭載されているため、光学ヘッド（He）の
重量が嵩んで移動機構に負担がかかり、アクセスタイム
が磁気ディスクより１桁程度長く（約100msec.以上）な
る不都合があった。

そこで、従来にあっては特開昭61−284836号公報、並
びに特開昭62−66428号公報等に記載されているよう
に、光学ヘッド（He）のシークのための移動部を光アイ
（ミラー等の反射部材と対物レンズ及びこれ等を搭載す
る筐体）のみとしてその軽量化と小型化を図り、かつ、
対物レンズ（ｅ）の自動焦点調整機構（ｆ）を分離した
構成のものが提案されている。

すなわち、この光学的記録再生装置は第６図に示すよ
うに基台（ｊ）と、この基台（ｊ）内に実装された移動
機構（ｋ）と、基台（ｊ）上に固定配置されレーザビー
ム（λ）を発生するレーザ光源（ａ）と、このレーザ光
源（ａ）の後段に固定配置されアクセスエラーを検出す
るアクセスエラージェネレータ（ｍ）と、このアクセス
エラージェネレータ（ｍ）の後段に固定配置され上記ア
クセスエラージェネレータ（ｍ）からのエラー信号に基
づき内蔵されたフォーカス調整レンズを移動させるアク
セスサーボアクチュエータ（ｎ）と、上記移動機構
（ｋ）の先端部に固定配置されミラー（ｄ）と対物レン
ズ（ｅ）が搭載された光アイ（ｐ）とでその主要部が構
成されており、特開昭61−284836号公報に開示された光
学的記録再生装置おいては、第７図に示すように上記フ
ォーカス調整レンズが、移動可能に設けられレーザ光源
（ａ）からのレーザビーム（λ）を焦点（Ｆ）に集光し
この焦点（Ｆ）から拡散させる拡散用凸レンズ（ｑ）に
て構成され、他方の特開昭62−66428号公報に開示され
た光学的記録再生装置においては、第８図に示すように
上記フォーカス調整レンズが、移動可能に設けられた拡
散用凹レンズ（ｒ）にて構成されているものであった。

また、これ等の光学的記録再生装置を更に改良し上記
フォーカス調整レンズの移動ストロークを短く設定可能
とした装置として、第９図に示すようにフォーカス調整
レンズが、凸レンズ若しくは凹レンズにより形成されレ
ーザ光源（ａ）からのレーザビーム（λ）を拡散する拡
散用レンズ（ｓ）と、この拡散用レンズ（ｓ）により拡
散されたレーザビームを平行ビームにするコリメート用
レンズ（ｔ）とで構成され、かつ、上記拡散用レンズ
（ｓ）又はコリメート用レンズ（ｔ）の少なくとも一方
が移動可能に設けられた光学的記録再生装置も開発され
ている。

そして、これ等の光学的記録再生装置においては、光
学ヘッド（He）の移動部をミラー（ｄ）と対物レンズ
（ｅ）のみが搭載された光アイ（ｐ）にて構成している
ため、その軽量化と小型化が図れてアクセスタイムを短
縮できる利点を有しており、かつ、アクセスエラージェ
ネレータ（ｍ）からのエラー検出信号に基づいて光軸方
向へ移動されるフォーカス調整レンズの作用によりレー
ザビーム（λ）の上記対物レンズ（ｅ）に対する入射角
度が変化し、レーザビーム（λ）の収束点が変動して光
記録媒体（ｃ）の面振れに応じレーザビーム（λ）を適
正位置に収束させることが可能となるため、対物レンズ
（ｅ）の上記自動焦点調整機構（ｆ）を分離でき光アイ
（ｐ）の軽量化を更に促進できる利点を有するものであ
った。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、この種の光学的記録再生装置におけるレー
ザ光源（ａ）の制御回路は、第９図に示された型の光学
的記録再生装置を例に挙げて説明すると、第10図に示す
ように複数のコンデンサ、トランジスタ、並びに抵抗器
等で形成された定電圧を得るための定電圧回路（a1）
と、比較器、コンデンサ、並びに抵抗器等で形成され半
導体レーザ（a0）への印加電圧を一定値に調整する差動
増幅回路（a2）と、この差動増幅回路（a2）からの出力
電圧に基づき上記半導体レーザ（a0）への供給電流を一
定値に制御するトランジスタ、並びに抵抗器等で形成さ
れる駆動回路（a3）とでその主要部が構成されており、
レーザ光源（ａ）から照射されるレーザビーム（λ）の
光量は常に一定になるように制御されていた。

しかし、第11図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように光記録媒
体（ｃ）の面振れに伴いコリメート用レンズ（ｔ）が基
準位置（δ０）から適量移動しそのレーザビーム（λ）
が対物レンズ（ｅ）の焦点距離（f0）より手前側（第11
図Ａ参照）、若しくは後方側（第11図Ｃ参照）へ収束さ
れた場合、波面収差の影響を受けて光記録媒体（ｃ）に
収束されるビームスポットの照度分布が変動してしまう
ため、上述の様にレーザビームの光量を一定に制御して
いると焦点距離（f0）の位置に収束されたビームスポッ
トの照度分布（第11図Ｂ参照）に較べてそのピークパワ
ーが極端に低減してしまう欠点があり、光記録媒体
（ｃ）へ照射されるレーザビーム（λ）の光量が不足し
て記録エラーや再生エラー等を引起こす問題点があっ
た。

尚、コリメート用レンズ（ｔ）の移動（±δ）に伴う
ピークパワーの減少率は第12図に示す通りであった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は以上の問題点に着目してなされたもので、そ
の課題とするところは、高速操作が可能で、しかも、光
記録媒体の所定の収束面に必要な光量を確実に照射でき
る光学的記録再生装置を提供するとにある。

すなわち本発明は、光源と、光記録媒体の近傍に配置
された対物レンズとの間の光軸上にフォーカス調整レン
ズを備え、光記録媒体の面振れに対応して上記フォーカ
ス調整レンズを光軸方向へ移動させ光源からの光を光記
録媒体の所定の収束面に収束させて情報の記録再生、若
しくは記録再生消去を行う光学的記録再生装置を前提と
し、 上記フォーカス調整レンズの移動量を検出する移動量
検出手段と、 この移動量に基づき上記光源の光量を調整する光量調
整手段とを具備することを特徴とするものである。

この様な技術的手段において、上記フォーカス調整レ
ンズについては従来同様、移動可能に設けられ光源から
の光を拡散する拡散用レンズでこれを構成することがで
きる。また、この構成に替えて上記拡散用レンズとこの
レンズにより拡散された光を平行光にするコリメート用
レンズとで形成し、その少なくとも一方を移動可能に設
けることで上記フォーカス調整レンズを構成してもよ
い。尚、上記拡散用レンズとしては凸レンズや凹レンズ
が利用できる。

また上記移動量検出手段としてはフォーカス調整レン
ズの移動量を検出できる手段なら任意であり、例えば、
フォーカス調整レンズの移動手段としてボイスコイルモ
ータを使用した場合には、このコイルへの駆動電圧を積
分する２の積分回路でもってこれを構成することができ
る。

一方、上記光量調整手段としては、移動量検出手段に
より求められた移動量に基づき半導体レーザ等光源への
供給電流を適宜調整できる手段なら任意に選択可能であ
る。

尚、光記録媒体の面振れ並びに面振れ量を検出する手
段については従来法がそのまま適用でき、例えば、非点
収差法、ビーム偏心法、ナイフエッヂ法、及びウォーブ
リング法等が利用できる。

［作用］ 上述したような技術的手段によれば、フォーカス調整
レンズの移動量を検出する移動量検出手段と、この移動
量に基づき光源の光量を調整する光量調整手段とを具備
しているため、光記録媒体の面振れに伴い上記光源から
の光の収束位置が変動しても光記録媒体の収束面に適量
の光量を常に供給することが可能となる。

［実施例］ 以下、拡散用レンズとコリメート用レンズとで構成さ
れるフォーカス調整レンズが組込まれた光学的記録再生
装置に本発明を適用した実施例について図面を参照して
詳細に説明する。

すなわち、この実施例に係る光学的記録再生装置は、
第１図に示すようにレーザ光源（１）と、このレーザ光
源（１）の後段に固定配置されてアクセスエラーを検出
するアクセスエラージェネレータ（２）と、このアクセ
スエラージェネレータ（２）の後段に固定配置され上記
アクセスエラージェネレータ（２）からのエラー信号に
基づいて作動するアクセスサーボアクチュエータ（３）
と、光ディスク（４）の近傍に配設されミラー（51）と
対物レンズ（52）が搭載された光アイ（５）と、この光
アイ（５）を光ディスク（４）の半径方向へ移動させる
移動機構（６）とでその主要部が構成されているもので
ある。

まず、上記レーザ光源（１）は第２図に示すように、
複数のコンデンサ、トランジスタ、及び抵抗器等で形成
された定電圧回路（10）と、比較器、コンデンサ、及び
抵抗器等で形成された差動増幅回路（11）と、トランジ
スタ、抵抗器等で等で形成された駆動回路（12）とでそ
の主要部を構成する制御回路にて供給電流が制御される
半導体レーザ（13）により構成されている。

また、上記アクセスエラージェネレータ（２）は、レ
ーザ光源（１）からのレーザビームを光アイ（５）側へ
通過させると共に光ディスク（４）からの反射ビームを
光アイ（５）を介して受光し所定方向へ反射させる偏光
ビームスプリッタ（20）と、この偏光ビームスプリッタ
（20）からの反射ビームの約1/2を遮光（100％遮光では
ない）するマスク板（21）と、偏光ビームスプリッタ
（20）からの反射ビームの内遮光されなかったビームを
受光しその受光量に応じた電気信号を出力する第一受光
素子（22）と、マスク板（21）を介して得られるビーム
を受光しその受光量に応じた電気信号を出力する第二受
光素子（23）とで構成されている。尚、第１図及び第２
図中（24）は、偏光ビームスプリッタ（20）を通過し直
線偏光であるレーザビームを円偏光に変換させる1/4波
長板を、また、（25）はシリンドリカルレンズを夫々示
している。

一方、上記アクセスサーボアクチュエータ（３）は、
レーザ光源（１）側に固定配置されレーザ光源（１）か
らのレーザビームを焦点（Ｆ）に集光しこの焦点（Ｆ）
から拡散させる拡散用凸レンズ（30）と、光アイ（５）
側に移動可能に設けられ拡散されたレーザビームを平行
ビームにするコリメートレンズ（31）と、上記アクセス
エラージェネレータ（２）からの出力信号に基づきコリ
メートレンズ（31）を光軸方向へ移動させて焦点位置を
調整するサーボ回路（32）とで構成されており、かつ、
上記拡散用凸レンズ（30）とコリメートレンズ（31）と
は、その基準位置において夫々の焦点距離が一致するよ
うに配置されている。

ここで、上記コリメートレンズ（31）を光軸方向へ移
動させる部材はボイスコイルモータにて構成されてい
る。すなわち、このボイスコイルモータは第３図（Ａ）
〜（Ｂ）に示すように外周面に駆動用コイル（33）が巻
回され内部にコリメートレンズ（31）を搭載したアルミ
ニウム合金製のボビン（34）と、このボビン（34）を一
対の板状バネ部材（35）（35）を介し移動可能に支持す
るハウジング（36）と、このハウジング（36）の内壁面
に設けられ上記ボビン（34）側へ向かう磁力線を形成す
る永久磁石（37）（37）とでその主要部が構成されてお
り、上記アクセスエラージェネレータ（２）の第一及び
第二受光素子（22）（23）に接続された比較器（38）と
トランジスタ（39）から成るサーボ回路（32）を介し上
記駆動用コイル（33）へ駆動電圧を印加してコリメート
レンズ（31）が適量移動操作されるようになっている。

また、上記駆動用コイル（33）には移動量検出手段
（７）を構成する２の積分回路（70）（71）が接続され
ており、駆動用コイル（33）に印加された駆動電圧を２
回積分することにより上記コリメートレンズ（31）の移
動量に対応する出力電圧が検出されるようになってい
る。更に、上記積分回路（70）（71）には光量調整手段
（８）を構成する絶対値回路（80）と比較器（81）が接
続され、この絶対値回路（80）により上記移動量に対応
する出力電圧の絶対値が求められると共に、その出力電
圧が上記比較器（81）に入力され、かつ、この比較器
（81）からの出力電圧が上記差動増幅回路（11）におけ
る半導体レーザ（13）への供給電流を制御する比較器
（15）に入力されレーザ光源（１）のビーム出力を適宜
高めるようになっている。尚、上記絶対値回路（80）が
組込まれる理由は、光ディスク（４）に照射されるビー
ムスポットのピークパワーの減少率が第12図に示すよう
にコリメートレンズ（31）の移動量の絶対値に略比例す
るためである。

このように構成された光学的記録再生装置において、
レーザ光源（１）から出力されたレーザビームはアクセ
スエラージェネレータ（２）及びアクセスサーボアクチ
ュエータ（３）の各々を経由して光アイ（５）に入射す
る。光アイ（５）に入射したレーザビームは、ミラー
（51）で反射した後に対物レンズ（52）を通過し、この
対物レンズ（52）によって光ディスク（４）の記録面へ
収束されて微小スポットを形成し、かつ、この光ディス
ク（４）から反射した反射ビームは光アイ（５）を経由
してアクセスエラージェネレータ（２）へ到達し、ここ
でフォーカスエラー、トラックエラー、スキューエラー
信号等のアクセスエラー信号が取出されると共に、情報
信号も取出されて情報の再生が行なわれるようになって
いる。

そして、上記光ディスク（４）の面振れに伴うフォー
カスエラー信号が取出されるとこの信号がアクセスサー
ボアクチュエータ（３）に入力され、そのサーボ回路
（32）が作動してコリメータレンズ（31）を適量移動
し、この移動に伴ってレーザビームの収束点が変動して
光ディスク（４）の適性位置にレーザビームを収束させ
ることができる。

このとき、上記レーザビームが対物レンズ（52）の焦
点距離（f0）より手前側、若しくは後方側へ収束されこ
れに伴う波面収差の影響でビームスポットの照度分布が
変動しても、上記移動量検出手段（７）並びに光量調整
手段（８）が作動してレーザ光源（１）のビーム出力を
移動量に応じて高めるようになっているため、第４図
（Ａ）〜（Ｃ）に示すようにビームスポットのピークパ
ワーが低減することがない。

従って、この光学的記録再生装置においては記録時若
しくは再生時におけるレーザビームの光量不足が起らな
くなるため、記録エラー、再生エラー等を確実に防止で
きる利点を有している。

［発明の効果］ 本発明は以上のように、フォーカス調整レンズの移動
量を検出する移動量検出手段と、の移動量に基づき光源
の光量を調整する光量調整手段とを具備しているため、
光記録媒体の面振れに伴い上記光源からの光の収束位置
が変動しても光記録媒体の収束面に適量の光量を常に供
給することが可能となる。

従って、記録時若しくは再生時における照射光の光量
不足が起らなくなるため、記憶エラー、再生エラー等を
確実に防止できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示しており、第１図
は実施例に係る光学的記録再生装置の概略構成図、第２
図はこの装置の回路図、第３図（Ａ）はコリメートレン
ズを移動操作するボイスコイルモータの斜視図、第３図
（Ｂ）は第３図（Ａ）のＢ−Ｂ面断面図、第４図（Ａ）
〜（Ｃ）はコリメートレンズの移動に伴うレーザビーム
の収束点の変位とそのビームスポットの照度分布を示す
説明図であり、また、第５図〜第６図は従来の光学的記
録再生装置の概略側面図、第７図〜第９図はこれ等装置
の概略構成図、第10図は第９図における光学的記録再生
装置の回路図、第11図（Ａ）〜（Ｃ）はコリメートレン
ズの移動に伴うレーザビームの収束点の変位とそのビー
ムスポットの照度分布を示す説明図、及び、第12図はコ
リメートレンズの移動量とビームスポットにおけるピー
クパワーとの関係を示すグラフ図である。 ［符号説明］ （１）……レーザ光源 （４）……光ディスク （７）……移動量検出手段 （８）……光量調整手段 （30）……拡散用凸レンズ （31）……コリメートレンズ （52）……対物レンズ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、光記録媒体の近傍に配置された対
   物レンズとの間の光軸上にフォーカス調整レンズを備
   え、光記録媒体の面振れに対応して上記フォーカス調整
   レンズを光軸方向へ移動させ光源からの光を光記録媒体
   の所定の収束面に収束させて情報の記録再生、若しくは
   記録再生消去を行う光学的記録再生装置において、 上記フォーカス調整レンズの移動量を検出する移動量検
   出手段と、 この移動量に基づき上記光源の光量を調整する光量調整
   手段とを具備することを特徴とする光学的記録再生装
   置。
2. 【請求項２】上記フォーカス調整レンズが、光源からの
   光を拡散し、かつ、移動可能に設けられた拡散用レンズ
   により構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光学的記録再生装置。
3. 【請求項３】上記フォーカス調整レンズが、光源からの
   光を拡散する拡散用レンズと、この拡散用レンズにより
   拡散された光を平行光にするコリメート用レンズとで構
   成され、かつ、上記拡散用レンズ又はコリメート用レン
   ズの少なくとも一方が移動可能に設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生
   装置。