JP2843154B2

JP2843154B2 - 光学ヘッド

Info

Publication number: JP2843154B2
Application number: JP2417997A
Authority: JP
Inventors: 洋一穂坂
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-12-14
Filing date: 1990-12-14
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH04216332A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光記録媒体に対物レ
ンズを経て光スポットを投射して、光学的に情報の記録
および／または再生を行う光学式情報記録再生装置に用
いる光学ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学ヘッドにおいては、一般に、
レーザダイオード等の光源からの光ビームをレンズ、ミ
ラー等の複数の光学素子を経て対物レンズに導いて光記
録媒体上に集束させるようにしている。また、光ビーム
を光記録媒体の情報トラックに合焦状態で追従させるた
めに、対物レンズをフォーカスおよびトラッキング方向
に変位可能に支持して、コイルおよびマグネットを有す
る電磁駆動手段によりフォーカスおよびトラッキング方
向に駆動するようにしていると共に、目的トラックをア
クセスするために、ピックアップ全体をボイスコイルモ
ータ等により情報トラックと交差する方向に駆動するよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光学ヘッドにあっては、光源からの光ビームを
レンズやミラー等の複数の光学素子を経て対物レンズに
導くようにしているため、部品点数が多くなり、かつそ
れらの光学的位置調整が面倒となってコスト高になると
いう問題があると共に、重量も重くなって光学ヘッドの
駆動機構が大きくなり、装置全体が大型になるという問
題がある。

【０００４】このような問題を解決し得るものとして、
例えば特開昭６２−１４６４４４号公報において透明で
細長のビーム案内体を用いて光ビームを導くようにした
ものが、また特開平２−１０５２７号公報において光導
波路を用いて光ビームを導くようにしたものが提案され
ている。しかし、特開昭６２−１４６４４４号公報に開
示された光学ヘッドにあっては、ビーム案内体に対物レ
ンズ作用をも持たせて、光源からの光ビームを単にビー
ム案内体を経て光記録媒体に集束して投射するようにし
ているため、フォーカスおよびトラッキング制御を行う
場合には、光学ヘッド全体を２次元方向に駆動する必要
があり、これがため光学ヘッドの駆動機構が大きくなっ
て装置全体が大型になると共に、高速アクセスが困難に
なるという問題がある。また、特開平２−１０５２７号
公報に開示された光学ヘッドにあっては、光導波路とは
別に対物レンズを設け、光源からの光ビームを光導波路
および対物レンズを経て光記録媒体に集束して投射する
ようにしているため、フォーカスおよびトラッキング制
御を行う場合には、対物レンズを２次元方向に駆動する
電磁駆動手段が必要となり、これがためその部品点数が
多くなってコスト高になると共に、構成も複雑になりか
つ大型になるという問題がある。

【０００５】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、低コストにできると共に、小型
軽量化でき、したがって容易に高速アクセスできるよう
適切に構成した光学ヘッドを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、この発明の光学ヘッドにおいては、光ビー
ムを案内するためのビーム案内板と、このビーム案内板
に設けた光源と、半導体基板に形成したガルバノミラー
とを設け、前記光源からの光ビームを前記ビーム案内板
を透過させて前記ガルバノミラーで反射させた後、再び
前記ビーム案内板に入射させて該ビーム案内板を経て光
記録媒体にその情報トラックと交差する方向に変位可能
に投射するよう構成する。

【０００７】

【実施例】図１はこの発明の第１実施例を示すものであ
る。この実施例では、透明な細長いビーム案内板１を用
い、その一端部にレーザダイオード等の発光素子２を設
けると共に、一方の表面１ａにはガルバノミラー３を形
成した半導体基板４を設け、他方の表面１ｂにはコリメ
ータレンズとして作用するフレネルレンズ５を形成す
る。

【０００８】ガルバノミラー３は、半導体基板４をエッ
チングすることにより、例えば図２に斜視図を、図３に
断面図を示すように形成する。すなわち、半導体基板４
の表面に回転軸３ａを中心に回動自在に可動部３ｂを形
成し、この可動部３ｂの表面に反射膜３ｃを設けてミラ
ーとして作用させる。また、可動部３ｂの裏面には電極
３ｄを設けると共に、この電極３ｄと対向する半導体基
板４上には、可動部３ｂの回転軸３ａを中心に分離して
二個の対向電極３ｅおよび３ｆを設ける。このようにし
て、電源３ｇおよび３ｈにより電極３ｄと３ｅとの間お
よび３ｄと３ｆとの間に選択的に所要の電圧を印加する
ことにより、可動部３ｂを回転軸３ａを中心に揺動させ
るようにする。なお、このようなガルバノミラー３の構
成は、例えばIBM J.RES.DEVELOP.Vol24 No.5 SEPTEMBER
1980,Silicon Torsional Scanning Mirror に記載され
ている。

【０００９】この実施例では、発光素子２からの光をビ
ーム案内板１に入射させてその一方の表面１ａから屈折
透過させ、その屈折透過した光を半導体基板４に形成し
たガルバノミラー３で反射させて再び一方の表面１ａを
経てビーム案内板１に入射させ、その光をビーム案内板
１の他方の表面１ｂおよび一方の表面１ａで順次反射さ
せた後、他方の表面１ｂに形成したフレネルレンズ５に
より平行光束にして対物レンズ６を経て記録媒体７の記
録層８に集光させて、情報の記録再生を行うようにす
る。なお、ビーム案内板１の他方の表面１ｂ上で、少な
くとも光を反射させる部分には、好適には金属の反射膜
をコートしておく。

【００１０】このように構成すれば、ガルバノミラー３
でトラッキング制御を行うことができ、しかもこのガル
バノミラー３は図面では誇張して書いてあるが、極めて
小型、軽量にできる。したがって、フォーカス制御を行
う場合には、対物レンズ６を弾性支持手段によりフォー
カス方向にのみ変位可能に支持して駆動すれば良いの
で、ビーム案内板１を用いることと相俟って、全体を低
コストにできると共に、小型かつ軽量にでき、したがっ
て容易に高速アクセスすることができる。また、対物レ
ンズ６は弾性支持手段によりトラッキング方向に変位可
能に支持する必要がないので、全体を記録媒体７のトラ
ックを横切る方向に移動させて高速アクセスを行って
も、対物レンズ６がトラッキング方向に振れることはな
い。したがって、対物レンズを弾性支持手段によりトラ
ッキング方向に変位可能に支持する場合に必要な高速ア
クセス時の対物レンズ６の振れを検出する機構やその振
れを防止する機構が不要となるので、より低コストにで
きると共に、小型にできる。なお、この実施例におい
て、記録媒体７に記録されている情報の再生において
は、発光素子２の後方ビームをモニタすることにより、
いわゆるスクープ方式により記録情報を読み取ることが
できる。

【００１１】図４はこの発明の第２実施例を示すもので
ある。この実施例は、第１実施例においてフレネルレン
ズ５に対物レンズの作用を持たせて、対物レンズ６を省
略したもので、その他の構成は第１実施例と同様であ
る。したがって、この実施例では、フォーカス制御を行
う場合、ビーム案内板１およびガルバノミラー３を含む
全体をフォーカス方向に駆動する必要があるが、ビーム
案内板１やガルバノミラー３は小型かつ軽量にできるの
で、第１実施例と同様の効果を得ることができる。な
お、この実施例においても、記録媒体７に記録されてい
る情報の再生においては、発光素子２の後方ビームをモ
ニタすることにより、いわゆるスクープ方式により情報
を読み取ることができる。

【００１２】図５はこの発明の第３実施例を示すもので
ある。この実施例では、透明で細長いビーム案内板１１
を用い、その一端部にレーザダイオード等の発光素子１
２を設けると共に、一方の表面１１ａには枠状の支持体
１３を介してガルバノミラー１４、ＡＰＣ用の光検出器
１５および情報検出用の光検出器１６を形成した半導体
基板１７を設け、他方の表面１１ｂには対物レンズとし
て作用するフレネルレンズ１８を形成する。発光素子１
２からの光は、ビーム案内板１１に入射させて一方の表
面１１ａで二分割し、その透過光は光検出器１５で受光
し、反射光は他方の表面１１ｂで反射させた後、一方の
表面１１ａを屈折透過させてガルバノミラー１４で反射
させ、その後再び一方の表面１１ａに入射させてフレネ
ルレンズ１８を経て記録媒体１９の記録層２０に集光さ
せる。また、記録媒体１９の記録層２０での反射光は、
フレネルレンズ１８、ビーム案内板１１、ガルバノミラ
ー１４およびビーム案内板１１を経て情報検出用の光検
出器１６に入射させる。

【００１３】情報検出用の光検出器１６は、図６に平面
図をも示すように、同心円状の二つの受光領域をトラッ
キング方向と直交する方向に二分割した四つの受光領域
１６ａ〜１６ｄをもって構成し、内側の二つの受光領域
１６ａ，１６ｂの出力の和と、外側の二つの受光領域１
６ｃ，１６ｄの出力の和との差を差動増幅器２１ａで検
出することによりフォーカスエラー信号（ＦＥ）を得、
トラッキング方向と直交する方向の分割線を境とする一
方の側の二つの受光領域１６ａ，１６ｃの出力の和と、
他方の側の二つの受光領域１６ｂ，１６ｄの出力の和と
の差を差動増幅器２１ｂで検出することによりトラッキ
ングエラー信号（ＴＥ）を得、また四つの受光領域１６
ａ〜１６ｄの出力の和を加算器２２で検出することによ
り情報信号（ＲＦ）を得るようにする。なお、ビーム案
内板１１の一方の表面１１ａで、発光素子１２からの出
射光がＡＰＣ用の光検出器１５に入射する部分および記
録媒体１９からの戻り光が情報検出用の光検出器１６に
入射する部分はハーフミラーとして構成し、またビーム
案内板１１の他方の表面１１ｂ上で、少なくとも光を反
射させる部分には、好適には金属の反射膜をコートして
おく。このようにして、この実施例では、光検出器１５
の出力に基づいて発光素子１２のパワーを制御すると共
に、光検出器１６の出力に基づいてフォーカスエラー信
号およびトラッキングエラー信号を検出し、フォーカス
エラー信号に基づいて全体をフォーカス方向に変位さ
せ、トラッキングエラー信号に基づいてガルバノミラー
１４の駆動を制御しながら、情報の記録再生を行う。し
たがって、この実施例においても、第２実施例と同様の
効果を得ることができる。

【００１４】図７はこの発明の第４実施例を示すもので
ある。この実施例は、光磁気記録媒体に対して情報の記
録再生を行うものである。このため、この実施例では、
第３実施例において半導体基板１７にさらに二個の光検
出器２５ａ，２５ｂを形成すると共に、半導体基板１７
上に光導波路２６ａ、偏光回折格子２７ａ、光導波路２
６ｂおよび偏光回折格子２７ｂを順次に積層して設け
る。なお、光導波路２６ａはその一端を光検出器２５ａ
に、光導波路２６ｂはその一端を光検出器２５ｂにそれ
ぞれ連結して設け、偏光回折格子２７ａおよび２７ｂは
それらの格子方向を直交して設けると共に、偏光回折格
子２７ｂは好適にはその表面をビーム案内板１１の一方
の表面１１ａに接触させるようにする。

【００１５】このようにして、この実施例では、発光素
子１２からの光を、ビーム案内板１１に入射させて一方
の表面１１ａで二分割し、その透過光を光検出器１５で
受光し、反射光は他方の表面１１ｂで反射させた後、一
方の表面１１ａを屈折透過させてガルバノミラー１４で
反射させ、その後再び一方の表面１１ａに入射させて他
方の表面１１ｂおよび一方の表面１１ａで順次反射させ
てフレネルレンズ１８を経て光磁気記録媒体２８の記録
層２９に集光させる。また、光磁気記録媒体２８の記録
層２９での反射光は、フレネルレンズ１８を経てビーム
案内板１１の一方の表面１１ａで一部反射させると共
に、偏光回折格子２７ｂによって磁気光学効果により生
じた偏光成分の一方向を屈折させ、他の方向を透過させ
る。

【００１６】ビーム案内板１１の一方の表面１１ａで一
部反射された光磁気記録媒体２８からの戻り光は、他方
の表面１１ｂ、ガルバノミラー１４および他方の表面１
１ｂで順次反射させた後、一方の表面１１ａを透過させ
て光検出器１６で受光し、その四つの受光領域１６ａ〜
１６ｄの出力に基づいて第３実施例と同様にしてフォー
カスエラー信号およびトラッキングエラー信号を検出す
るようにする。また、偏光回折格子２７ｂで屈折される
光磁気記録媒体２８からの戻り光の一方向の偏光成分
は、光導波路２６ｂを経て光検出器２５ｂで受光し、偏
光回折格子２７ｂを透過する他方向の偏光成分は偏光回
折格子２７ａで屈折させて、光導波路２６ａを経て光検
出器２５ａで受光し、これら光検出器２５ａおよび２５
ｂの出力の差を差動検出器３０で検出することにより情
報信号（ＲＦ）を得るようにする。したがって、この実
施例においても、第２実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、光
源からの光ビームをビーム案内板を透過させて半導体基
板に形成したガルバノミラーで反射させた後、再びビー
ム案内板に入射させて該ビーム案内板を経て光記録媒体
にその情報トラックと交差する方向に変位可能に投射す
るようにしたので、部品点数を少なくでき、低コストに
できると共に、小型軽量にでき、高速アクセスも容易に
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す図である。

【図２】図１に示すガルバノミラーの構成を示す斜視図
である。

【図３】同じく図１に示すガルバノミラーの構成を示す
断面図である。

【図４】この発明の第２実施例を示す図である。

【図５】この発明の第３実施例を示す図である。

【図６】図５に示す光検出器の構成を示す平面図であ
る。

【図７】この発明の第４実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ビーム案内板２発光素子３ガルバノミラー４半導体基板５フレネルレンズ６対物レンズ７記録媒体８記録層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを案内するためのビーム案内板
と、このビーム案内板に設けた光源と、半導体基板に形
成したガルバノミラーとを具え、前記光源からの光ビー
ムを前記ビーム案内板を透過させて前記ガルバノミラー
で反射させた後、再び前記ビーム案内板に入射させて該
ビーム案内板を経て光記録媒体にその情報トラックと交
差する方向に変位可能に投射するよう構成したことを特
徴とする光学ヘッド。