JP2921107B2 - 光学ヘッド - Google Patents
光学ヘッドInfo
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- JP2921107B2 JP2921107B2 JP2315383A JP31538390A JP2921107B2 JP 2921107 B2 JP2921107 B2 JP 2921107B2 JP 2315383 A JP2315383 A JP 2315383A JP 31538390 A JP31538390 A JP 31538390A JP 2921107 B2 JP2921107 B2 JP 2921107B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学的情報記録再生装置に用いられる光学
ヘッドに関する。
ヘッドに関する。
［従来の技術］ 近年、情報産業の発展がめざましく、取り扱われる情
報の量も増大する傾向にある。そのため、現在の補助記
憶装置の代表的なものである固定磁気ディスク記憶装置
に比べて容量やディスクの可換性で優れている光学的情
報記録再生装置が注目されている。一方、半導体メモリ
の高容量化に伴い、光学的情報記録再生装置の記録密度
の向上が求められている。光記録媒体に記録されている
ピット情報の検出可能な最小ピット周期は、空間周波数
fc＝2NA/λによって決定される。ここで、NAは対物レン
ズの開口率、λは光記録媒体に照射される光の波長であ
る。従って、対物レンズに入射するレーザ光波長を短く
すると高密度化が可能となる。
報の量も増大する傾向にある。そのため、現在の補助記
憶装置の代表的なものである固定磁気ディスク記憶装置
に比べて容量やディスクの可換性で優れている光学的情
報記録再生装置が注目されている。一方、半導体メモリ
の高容量化に伴い、光学的情報記録再生装置の記録密度
の向上が求められている。光記録媒体に記録されている
ピット情報の検出可能な最小ピット周期は、空間周波数
fc＝2NA/λによって決定される。ここで、NAは対物レン
ズの開口率、λは光記録媒体に照射される光の波長であ
る。従って、対物レンズに入射するレーザ光波長を短く
すると高密度化が可能となる。
そこで従来より例えば特開平２−966937号公報等に記
載されたように、III−Ｖ族半導体レーザの波長が670nm
と750〜850nmの光源を組み合わせた記録再生法や、特開
昭62−128034号公報等に記載されたように第２高調波光
によって記録再生することが提案されている。
載されたように、III−Ｖ族半導体レーザの波長が670nm
と750〜850nmの光源を組み合わせた記録再生法や、特開
昭62−128034号公報等に記載されたように第２高調波光
によって記録再生することが提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術では光記録媒体に集光される
レーザ光の波長が短くなり集光スポットの焦点深度が浅
くなるため、フォーカシングサーボの高精度化、広周波
数帯域化が必要となるが、対物レンズは大型（有効径4m
m前後）であるため、高い周波数帯域での動作に悪影響
を及ぼしサーボ残差が大きくなる。このため、検出可能
なピット周期が充分小さくならず、期待されたほどの記
録密度向上が達成されないという課題を有する。
レーザ光の波長が短くなり集光スポットの焦点深度が浅
くなるため、フォーカシングサーボの高精度化、広周波
数帯域化が必要となるが、対物レンズは大型（有効径4m
m前後）であるため、高い周波数帯域での動作に悪影響
を及ぼしサーボ残差が大きくなる。このため、検出可能
なピット周期が充分小さくならず、期待されたほどの記
録密度向上が達成されないという課題を有する。
そこで本発明はこのような課題を解決するもので、そ
の目的とするところは、細径のレーザ光を用い、高周波
帯域で駆動可能な小径のレンズと対物レンズによる二段
フォーカシングサーボを行なうことにより、集光スポッ
トのフォーカシング精度に優れた光学ヘッドを提供する
ところにある。これにより、光学的情報記録再生装置の
大容量化が実現できる。
の目的とするところは、細径のレーザ光を用い、高周波
帯域で駆動可能な小径のレンズと対物レンズによる二段
フォーカシングサーボを行なうことにより、集光スポッ
トのフォーカシング精度に優れた光学ヘッドを提供する
ところにある。これにより、光学的情報記録再生装置の
大容量化が実現できる。
［課題を解決するための手段］ 本発明の光学ヘッドは、波長変換された光源からの出
射光を、対物レンズの有効径より細径の平行光に整形す
る光学系を備えたレーザ光出射部と、平行光を集光し、
かつ光軸方向に移動可能な機構を有する第１の凸レンズ
と、当該第１の凸レンズで集光された後の発散光を集光
する第２の凸レンズと、当該第２の凸レンズで集光され
た光線を光記録媒体上に集光させ、かつ光軸方向に移動
可能な機構を有する対物レンズとを備え、第１の凸レン
ズは小径に構成し、対物レンズはそれよりも大径に構成
したことを特徴とする。
射光を、対物レンズの有効径より細径の平行光に整形す
る光学系を備えたレーザ光出射部と、平行光を集光し、
かつ光軸方向に移動可能な機構を有する第１の凸レンズ
と、当該第１の凸レンズで集光された後の発散光を集光
する第２の凸レンズと、当該第２の凸レンズで集光され
た光線を光記録媒体上に集光させ、かつ光軸方向に移動
可能な機構を有する対物レンズとを備え、第１の凸レン
ズは小径に構成し、対物レンズはそれよりも大径に構成
したことを特徴とする。
この場合、第１の凸レンズと対物レンズとを光軸方向
に駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、フォーカシン
グサーボ帯域において、第１の凸レンズを高周波帯域で
駆動し、対物レンズを低周波帯域で駆動することが望ま
しい。
に駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、フォーカシン
グサーボ帯域において、第１の凸レンズを高周波帯域で
駆動し、対物レンズを低周波帯域で駆動することが望ま
しい。
［作用］ 本発明の上記の構成によれば、フォーカシングサーボ
帯域において対物レンズ駆動を低い周波数帯域、小径の
レンズ駆動を高い周波数帯域と役割分担することで、フ
ォーカシングを高精度に行なうことが可能となる。
帯域において対物レンズ駆動を低い周波数帯域、小径の
レンズ駆動を高い周波数帯域と役割分担することで、フ
ォーカシングを高精度に行なうことが可能となる。
［実施例］ 以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。１が
光学ヘッドである。レーザ光出射部２からの細径の平行
光に整形されたレーザ光は、ビームスプリッタ３で反射
され、第１の凸レンズ４によって一旦焦点を結んだ後発
散光となり第２の凸レンズ５よって平行光となり、対物
レンズ６を通って光記録媒体８に集光される。第１のレ
ンズと対物レンズはそれぞれリニアアクチュエータ９、
10によって光軸方向に移動可能となっている。第１の凸
レンズは小径であるため、リニアアクチュエータ９は駆
動する磁気回路が小型軽量化でき、高感度で高い周波数
帯域においても位相遅れの少ないものである。光ディス
ク７から反射され情報を含んだレーザ光は、対物レン
ズ、第２の凸レンズ、第１の凸レンズを通って信号検出
部11で電気信号に変換される。
光学ヘッドである。レーザ光出射部２からの細径の平行
光に整形されたレーザ光は、ビームスプリッタ３で反射
され、第１の凸レンズ４によって一旦焦点を結んだ後発
散光となり第２の凸レンズ５よって平行光となり、対物
レンズ６を通って光記録媒体８に集光される。第１のレ
ンズと対物レンズはそれぞれリニアアクチュエータ９、
10によって光軸方向に移動可能となっている。第１の凸
レンズは小径であるため、リニアアクチュエータ９は駆
動する磁気回路が小型軽量化でき、高感度で高い周波数
帯域においても位相遅れの少ないものである。光ディス
ク７から反射され情報を含んだレーザ光は、対物レン
ズ、第２の凸レンズ、第１の凸レンズを通って信号検出
部11で電気信号に変換される。
次にフォーカシングの機構を説明する。エラー検出回
路12で生成されたフォーカスエラー信号を位相補償を施
し、第１の凸レンズと対物レンズを駆動する。対物レン
ズはローパスフィルタ15を通過した後の信号で駆動する
ため、対物レンズが周波数の低域側を、第１の凸レンズ
が高域側を分担する二段フォーカシングサーボとなる。
これによって、対物レンズのみを駆動した場合には抑圧
できなかった、高い周波数の微小なフォーカスずれにも
対応可能となる。
路12で生成されたフォーカスエラー信号を位相補償を施
し、第１の凸レンズと対物レンズを駆動する。対物レン
ズはローパスフィルタ15を通過した後の信号で駆動する
ため、対物レンズが周波数の低域側を、第１の凸レンズ
が高域側を分担する二段フォーカシングサーボとなる。
これによって、対物レンズのみを駆動した場合には抑圧
できなかった、高い周波数の微小なフォーカスずれにも
対応可能となる。
そこで、本発明の光学ヘッドを用いて光磁気記録再生
を行なった。光磁気記録媒体にはNdDyFeCo薄膜を用い
た。まず波長830nmの半導体レーザを用い磁界変調記録
を行ない、短波長光で再生した。第２図にレーザ光出射
部の光学系を示す。波長830nmの半導体レーザ18から出
射されたレーザビームはビーム整形された後、カップリ
ングレンズ21で集光され非線形光学結晶体22へ入射され
る。カップリングレンズ23によって平行光とされたレー
ザ光は長波長カットフィルタ24を通り、第２高調波光
（波長415nm）に変換されたレーザ光のみが出射され
る。本実施例では非線形光学結晶体にLiNbO3を用いた。
第３図に信号検出部の光学系を示す。ビームスプリッタ
25で分割されたレーザ光の一方は、シリンドリカルレン
ズ26を通して４分割フォトダイオード27に入射される。
もう一方はウォラストンプリズムを用いたデータ情報検
出系に入射される。28は位相補償板、29は1/2波長板、3
0はウォラストンプリズム、31は集光レンズ、32はフォ
トダイオードである。第４図に記録ピット長に対する再
生信号強度を示す（○印）。比較例として対物レンズの
みを駆動してフォーカシングを行なった場合の再生信号
強度を示す（□印）。本実施例の方が短いピットまで再
生できることが明かである。
を行なった。光磁気記録媒体にはNdDyFeCo薄膜を用い
た。まず波長830nmの半導体レーザを用い磁界変調記録
を行ない、短波長光で再生した。第２図にレーザ光出射
部の光学系を示す。波長830nmの半導体レーザ18から出
射されたレーザビームはビーム整形された後、カップリ
ングレンズ21で集光され非線形光学結晶体22へ入射され
る。カップリングレンズ23によって平行光とされたレー
ザ光は長波長カットフィルタ24を通り、第２高調波光
（波長415nm）に変換されたレーザ光のみが出射され
る。本実施例では非線形光学結晶体にLiNbO3を用いた。
第３図に信号検出部の光学系を示す。ビームスプリッタ
25で分割されたレーザ光の一方は、シリンドリカルレン
ズ26を通して４分割フォトダイオード27に入射される。
もう一方はウォラストンプリズムを用いたデータ情報検
出系に入射される。28は位相補償板、29は1/2波長板、3
0はウォラストンプリズム、31は集光レンズ、32はフォ
トダイオードである。第４図に記録ピット長に対する再
生信号強度を示す（○印）。比較例として対物レンズの
みを駆動してフォーカシングを行なった場合の再生信号
強度を示す（□印）。本実施例の方が短いピットまで再
生できることが明かである。
次に記録再生波長として532nmを用いた。第５図にレ
ーザ光出射部の光学系を示す。33は半導体レーザ、34、
37は集光レンズ、35はミラー、36は固体レーザ、38は非
線形光学結晶体、39は出力カップラー用凹面ミラー、40
はコリメート用レンズ対、41は光変調器、42は検光子で
ある。809nmの半導体レーザによって励起されたNd:YAG
固体レーザの出射光をNTiPO4非線形光学結晶体によって
波長変換し第２高調波を得ている。記録時のレーザ光変
調は電気光学素子からなる変調器で行ない、信号検出部
は第３図に示したものを用いた。第６図に記録ピット長
に対する再生信号強度を前記と同様に比較例とともに示
す。ここでも本実施例の方が短いピットまで再生できる
ことがわかる。また比較例においては記録ピットに大き
なジッタがあるが本実施例では減少され、記録時のフォ
ーカシングサーボ残差も抑圧されている。
ーザ光出射部の光学系を示す。33は半導体レーザ、34、
37は集光レンズ、35はミラー、36は固体レーザ、38は非
線形光学結晶体、39は出力カップラー用凹面ミラー、40
はコリメート用レンズ対、41は光変調器、42は検光子で
ある。809nmの半導体レーザによって励起されたNd:YAG
固体レーザの出射光をNTiPO4非線形光学結晶体によって
波長変換し第２高調波を得ている。記録時のレーザ光変
調は電気光学素子からなる変調器で行ない、信号検出部
は第３図に示したものを用いた。第６図に記録ピット長
に対する再生信号強度を前記と同様に比較例とともに示
す。ここでも本実施例の方が短いピットまで再生できる
ことがわかる。また比較例においては記録ピットに大き
なジッタがあるが本実施例では減少され、記録時のフォ
ーカシングサーボ残差も抑圧されている。
以上、高記録密度の記録再生が可能な光学ヘッドを提
供できる。なお、本発明の光学ヘッドで長い波長のレー
ザ光（波長750nm〜850nm）を用いて記録再生を行なう
と、光ディスクの回転数を高速にすることが可能で、高
速データ転送速度の光情報記録再生装置に応用可能であ
る。
供できる。なお、本発明の光学ヘッドで長い波長のレー
ザ光（波長750nm〜850nm）を用いて記録再生を行なう
と、光ディスクの回転数を高速にすることが可能で、高
速データ転送速度の光情報記録再生装置に応用可能であ
る。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、フォーカシングサ
ーボ帯域において対物レンズ駆動を低い周波数帯域、小
径のレンズ駆動を高い周波数帯域と役割分担すること
で、フォーカシングの精度が向上し、短波長のレーザ光
を用いた高密度記録再生が可能な光学ヘッドが得られ
る。本発明の光学ヘッドは、コンピュータメモリ、光デ
ィスクファイル、音楽用映像用等の光情報記録再生装置
に応用が可能で、装置の高性能化などの多大な効果を有
するものである。
ーボ帯域において対物レンズ駆動を低い周波数帯域、小
径のレンズ駆動を高い周波数帯域と役割分担すること
で、フォーカシングの精度が向上し、短波長のレーザ光
を用いた高密度記録再生が可能な光学ヘッドが得られ
る。本発明の光学ヘッドは、コンピュータメモリ、光デ
ィスクファイル、音楽用映像用等の光情報記録再生装置
に応用が可能で、装置の高性能化などの多大な効果を有
するものである。
第１図は本発明の光学ヘッドの一実施例を示す構成図。 第２図はレーザ光出射部（波長415nm）の光学系を示す
図。 第３図は信号検出部の光学系を示す図。 第４図は波長415nmにおける記録ピット長に対する再生
信号強度を示す図。 第５図はレーザ光出射部（波長532nm）の光学系を示す
図。 第６図は波長532nmにおける記録ピット長に対する再生
信号強度を示す図。 １……光学ヘッド ２……レーザ光出射部 ４……第１の凸レンズ ５……第２の凸レンズ ６……対物レンズ ８……光記録媒体 ９……第１の凸レンズ用リニアアクチュエータ 10……第２の凸レンズ用リニアアクチュエータ
図。 第３図は信号検出部の光学系を示す図。 第４図は波長415nmにおける記録ピット長に対する再生
信号強度を示す図。 第５図はレーザ光出射部（波長532nm）の光学系を示す
図。 第６図は波長532nmにおける記録ピット長に対する再生
信号強度を示す図。 １……光学ヘッド ２……レーザ光出射部 ４……第１の凸レンズ ５……第２の凸レンズ ６……対物レンズ ８……光記録媒体 ９……第１の凸レンズ用リニアアクチュエータ 10……第２の凸レンズ用リニアアクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 昇二郎 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−267741（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162238（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/095 G11B 7/135
Claims (2)
- 【請求項１】波長変換された光源からの出射光を、対物
レンズの有効径より細径の平行光に整形する光学系を備
えたレーザ光出射部と、 前記平行光を集光し、かつ光軸方向に移動可能な機構を
有する第１の凸レンズと、 当該第１の凸レンズで集光された後の発散光を集光する
第２の凸レンズと、 当該第２の凸レンズで集光された光線を光記録媒体上に
集光させ、かつ光軸方向に移動可能な機構を有する対物
レンズとを備え、 前記第１の凸レンズは小径に構成し、前記対物レンズは
それよりも大径に構成したことを特徴とする光学ヘッ
ド。 - 【請求項２】前記第１の凸レンズと前記対物レンズとを
光軸方向に駆動する駆動手段を備え、 前記駆動手段は、フォーカシングサーボ帯域において、
前記第１の凸レンズを高周波帯域で駆動し、前記対物レ
ンズを低周波帯域で駆動することを特徴とする請求項１
記載の光学ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315383A JP2921107B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315383A JP2921107B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 光学ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04184722A JPH04184722A (ja) | 1992-07-01 |
| JP2921107B2 true JP2921107B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=18064747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2315383A Expired - Fee Related JP2921107B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921107B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2315383A patent/JP2921107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04184722A (ja) | 1992-07-01 |
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Legal Events
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