JP3548439B2

JP3548439B2 - 光センサの位置調整方法および装置

Info

Publication number: JP3548439B2
Application number: JP30533298A
Authority: JP
Inventors: 博西川; 大剛藤井
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JP2000132841A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光情報記録再生装置における光センサの位置調整方法および装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、半導体レーザなどの光源から射出された光束を対物レンズを介して光ディスクに照射し、その反射光を光センサで受光して光ディスクに記録されている情報を読取り／書き込みするよう構成された光情報記録再生装置が知られている。
【０００３】
このような装置においては、光センサの位置を正確に調整する必要がある。従来、光センサの位置調整の際には、複数の受光部を光センサ上に形成し、各受光部の受光光量を比較することにより所定の光束と光センサとの位置関係を検出し、検出結果に基づいて光センサの位置を調整する方法が採られていた。しかし、このような従来の方法では、精度を上げるためには、光センサを極めて小さいピッチで移動させる必要があり、かつ、各受光部の光量を光センサの各移動位置において正確に検出する必要があり、非常に手間の掛かる作業が要求されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の背景に鑑み、本発明の光センサの位置調整方法は、レーザ光源から出射された光束を対物光学系を介して光ディスクに集光させ、前記光ディスクからの反射光を受光する光センサを備えた光情報記録再生装置において光センサの位置を調整する方法であって、前記光センサの受光部および前記光ディスクで反射され前記光センサの受光部に入射する光束を撮像し、表示装置に撮像した前記光センサの受光部および前記受光部に入射する光束を表示し、前記表示装置上で前記受光部に入射する光束が前記光センサの受光部のほぼ中央に位置するよう前記光センサの位置を調整することを特徴としている。
【０００５】
また、本発明の光センサの位置調整装置は、レーザ光源から出射された光束を対物光学系を介して光ディスクに集光させ、前記光ディスクからの反射光束を受光する光センサを備えた光情報記録再生装置において光センサの位置を調整するための装置であって、前記光センサの受光部での反射光を、前記光ディスクから前記受光部に至る前記反射光束の光路の外で受光し撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された前記受光部および前記受光部に入射する光束の反射光を表示する表示手段と、を有することを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、近年のコンピューターにまつわるハード、ソフトの進歩に伴う外部記憶装置への要求、特に大記憶容量への要求の高まりに対して提案されたニア・フィールド記録（ＮＦＲ：ｎｅａｒｆｉｅｌｄｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）技術と呼ばれる記録再生方式を用いた光磁気ディスク記録再生装置の概要を図１から図５を参照して説明する。
【０００７】
図１はその光ディスク装置の全体概要図である。ディスクドライブ装置１には光ディスク２が図示しないスピンドルモータの回転軸に装着されている。一方、光ディスク２の情報を再生または記録するために回動（粗動）アーム３が光ディスク２の記録面に対して平行になるように取り付けられている。この回動アーム３はボイスコイルモーター４によって回転軸５を回転中心として回動可能となっている。この回動アーム３の光ディスク２に対向する先端には、光学素子を搭載した浮上型光学ヘッド６が搭載されている。また、回動アーム３の回転軸５近傍には光源ユニットおよび受光ユニットを備えた光源モジュール７が配設され、回動アーム３と一体となって駆動する構成となっている。
【０００８】
図２、図３は回動アーム３の先端部を説明するものであり、特に浮上型光学ヘッド６を詳細に示す図である。浮上型光学ユニット６はフレクシャービーム８に取り付けられており（図３）、光ディスク２に対向して配置されている。また、フレクシャービーム８は他端で回動アーム３に固着されており、フレクシャービーム８の弾性力により先端部の浮上光学ユニット６は光ディスク２に接触する方向（図３においては下方向）に付勢されている。
【０００９】
浮上型光学ユニット６は浮上スライダー９、対物レンズ１０、ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１、磁気コイル１２から構成されており、光源モジュール７から出射された平行光束であるレーザー光束１３を光ディスク２上に収束させる働きをする。また、回動アーム３の先端部には前記レーザー光束１３を浮上型光学ユニット６に導くための立ち上げミラー３１が固着されている。立ち上げミラー３１により反射されて対物レンズ１０に入射したレーザー光束１３は、対物レンズ１０の屈折作用により収束される。この集光点近傍にはソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１が配置されており、前記収束光は更に微細なエバネッセント光１５としてＳＩＬ１１から射出され、光ディスク２に照射される。
【００１０】
また、光ディスク２に面したソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１の周囲には、光磁気記録方式で記録するための磁気コイル１２が形成されており、記録時には必要な磁界を光ディスク２の記録面上に印加出来るようになっている。このエバネッセント光１５と磁気コイル１２とにより、光ディスク２への高密度な記録および再生が可能となる。なお、浮上型光学ユニット６は光ディスク２の回転による空気流により微小量浮上するものであり、光ディスク２の面振れ等に追従する。このため従来の光ディスク装置では必要であった対物レンズの焦点制御（フォーカスサーボ）が本装置では不要となっている。
【００１１】
以下、図４、図５を用いて回動アーム３上に搭載された光源モジュール７および浮上型光学ユニット６へ導かれる光束に関し詳細に説明する。回動アーム３は先端部に浮上型光学ユニット６を搭載し、他端にはボイスコイルモーター４を駆動するための駆動コイル１６が固着されている。駆動コイル１６は扁平状のコイルであり、図示せぬ磁気回路内に空隙をおいて挿入配置されている。回転軸５と回動アーム３はベアリング１７により回動自在に締結されており、駆動コイル１６に電流を印加することにより、駆動コイル１６と磁気回路との間の電磁作用により、回転軸５を回転中心として回動アーム３を回動させることができる。
【００１２】
回動アーム３上に搭載された光源モジュール７には半導体レーザー１８、レーザー駆動回路１９、コリメートレンズ２０、複合プリズムアッセイ２１、レーザーパワーモニターセンサ２２、データ検出センサ２４、およびトラッキング検出センサ２５が配置されている。半導体レーザー１８から射出された発散光束状態のレーザー光束は、コリメートレンズ２０によって平行光束に変換される。この平行光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性から長円状である。光ビームを光ディスク２上に微小に絞り込むには長円状の断面では都合が悪いため、コリメートレンズ２０から射出されたビームの断面を略円形断面に変換する必要がある。このためコリメートレンズ２０から射出された断面長円状の平行光束を、複合プリズムアッセイ２１に入射させることにより平行光束の断面形状を整形する。
【００１３】
複合プリズムアッセイ２１の、光束が入射する面２１ａは入射光線に対して所定の傾きを持つ斜面として形成されており、入射光を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状から略円形形状に整形することが出来る。整形されたレーザー光束は複合プリズムアッセイ２１内を進み第１のハーフミラー面２１ｂに入射する。第１のハーフミラー面２１ｂは光ディスク２から得られた情報を、データ検出センサ２４、およびトラッキング検出センサ２５に導くために設けられているが、光束の往路においては半導体レーザー１された光源モジュール７には半導体レーザー１８、レーザー駆動回路１９、コリメートレンズ２０、複合プリズムアッセイ２１、レーザーパワーモニターセンサ２２、データ検出センャ＾ーセンサ２２は受光した光の強度に比例した電流を出力するため、図示せぬレーザーパワーコントロール回路にレーザーパワーモニターセンサ２２の出力を帰還させることにより、半導体レーザー１８の出力を安定化させることが出来る。複合プリズムアッセイ２１から出射された略円形断面形状をもったレーザー光束１３は偏向ミラー２６に照射され、その進行方向が変えられる。この偏向ミラー２６は図４の紙面に垂直な軸を回動中心とするガルバノモーター２７に取り付けられており、レーザー光束１３を紙面に平行な方向に微小角度振る（偏向させる）ことが出来るようになっている。
【００１４】
偏向ミラー２６で反射されたレーザー光束１３は、第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレンズ（イメージングレンズ）３０を経て、立ち上げミラー３１で反射された後、浮上型光学ユニット６に至る。この第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０は、偏向ミラー２６の反射面近傍と浮上型光学ユニット６に配置されている対物レンズ１０の瞳面（主平面）との関係が共役関係になるようにするもので、リレーレンズ光学系を形成する。
【００１５】
光ディスク２上の集光ビームが所定のトラックから僅かにずれた場合、偏向ミラー２６を僅かに回転させることにより対物レンズ１０に入射させるレーザー光束１３を傾かせ、光ディスク２上の焦点を移動させてトラッキング補正を行う。しかし、この方式で焦点位置の補正を行う時、偏向ミラー２６と対物レンズ１０の光学的距離が長い場合は、対物レンズ１０へ入射するレーザー光束１３の移動量が大きくなり、対物レンズ１０に入射しなくなる場合がある。
【００１６】
この様な現象を回避するため、第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０によって、偏向ミラー２６の反射面と対物レンズ１０の瞳面との関係を共役関係になるように設定し、偏向ミラー２６が回動しても対物レンズ１０に入射するレーザー光束１３の入射位置は移動せず、傾きだけが変化するようにして、正確なトラッキング制御が可能となるようにしている。なお、基本的には光ディスク２の内周／外周に渡るアクセス動作は、ボイスコイルモーター４により回動アーム３を回動させて行い、極微小なトラッキング制御のみ偏向ミラー２６を回動させて行う。
【００１７】
光ディスク２から反射されて戻ってきた復路のレーザー光束１３は、往路と逆に進み偏向ミラー２６により反射されて複合プリズムアッセイ２１に入射する。その後第１のハーフミラー面２１ｂで反射され、第２のハーフミラー面２１ｃに向かう。第２のハーフミラー面２１ｃは、入射光束をトラッキング検出センサ２５へ向かう透過光と、データ検出センサ２４へ向かう反射光とに分離する。第２のハーフミラー面２１ｃを透過したレーザー光束はトラッキング検出センサ２５へ照射され、トラッキング検出センサ２５は入射光束に基づいてトラッキング誤差信号を出力する。
【００１８】
一方、第２のハーフミラー面２１ｃで反射されたレーザー光束はウォラストンプリズム３２により偏光分離され、かつ集光レンズ３３によって収束光に変換後、データ検出センサ２４に照射される。データ検出センサ２４は２つの受光領域をもっており、ウォラストンプリズム３２により偏光分離された２つの偏光ビームｃ１、ｃ２をそれぞれ受光することにより、光ディスク２に記録されているデータ情報を読みとりデータ信号を出力する。なお、正確には前記トラッキング誤差信号およびデータ信号は図示せぬヘッドアンプ回路によって生成され、制御回路または情報処理回路に送られるものである。
【００１９】
次に、装置組立時の上記データ検出センサ２４の位置調整について説明する。図６は、データ検出センサ２４の位置調整に用いられる調整装置１２５の概略構成を示す図である。調整装置１２５は、データ検出センサ２４の位置調整時にアーム３上に配置される反射ミラー１２３（図４参照）、結像光学系１２６、撮像素子１２７を備えている。データ検出センサ２４の受光部２４ａ、２４ｂは、入射光ｃ１、ｃ２に対しわずかに傾いており、データ検出センサ２４の受光部２４ａ、２４ｂに入射した光束ｃ１およびｃ２の一部はさらに受光部２４ａ、２４ｂにおいて反射され、反射ミラー１２３に入射する。反射ミラー１２３で進路を変えられた光束ｃ１、ｃ２は結像光学系１２６により撮像素子１２７上に収束する。なお、受光部２４ａ、２４ｂと撮像素子１２７はほぼ共役関係となっている。図６では、結像光学系１２６から見たデータ検出センサ２４の虚像が破線で示されている。
撮像素子１２７から出力された映像信号は、映像信号処理回路１２８で処理されて、ディスプレイ１２９に表示される。
【００２０】
図７は、ディスプレイ１２９に表示された、受光部２４ａ、２４ｂおよび受光部に入射した光束ｃ１、ｃ２により形成されたスポットの像の例を示す図である。図７は、光束ｃ１およびｃ２がそれぞれ受光部２４ａおよび２４ｂのほぼ中央に入射している場合（すなわちデータ検出センサ２４の位置調整が完了している場合）の受光部２４ａ、２４ｂと光束ｃ１、ｃ２との位置関係を示している。データ検出センサ２４の位置がずれている場合には、ディスプレイ２９上で容易に確認することができ、また、データ検出センサ２４の位置あわせもディスプレイ２９を見ながら素早くかつ正確に行うことができる。
【００２１】
上記のようにしてデータ検出センサ２４の位置調整を行った後、接着剤などでデータ検出センサ２４をアーム３に固定することにより、データ検出センサ２４の取り付けが完了する。
【００２２】
なお、受光部２４ａおよび２４ｂで散乱が起きる場合、光束ｃ１、ｃ２の入射位置と受光部２４ａおよび２４ｂとの位置関係がディスプレイ１２９上で確認できるのであれば、受光部２４ａおよび２４ｂは、入射光束ｃ１、ｃ２に対して傾いている必要は無い。逆に、受光部２４ａ、２４ｂが鏡面として形成されている場合には、反射光束を確実に撮像素子１２７へと導くために、かつ受光部２４ａ、２４ｂでの反射光が再び光ディスクへと進むのを防ぐため、受光部２４ａ、２４ｂは光束ｃ１、ｃ２に対して傾いた配置とすることが望ましい。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、データ検出センサ２４の位置調整に本装置を用いる場合について説明したが、トラッキング検出センサ２５の位置調整にも利用できる。
【００２４】
また、本発明は、上記の光情報記録再生装置に限らず、種々の装置において光束を受光するセンサの位置調整に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光磁気ディスク装置の基本構成を示す図である。
【図２】回動アームの先端部を示す図である。
【図３】浮上型光学ユニットを示す断面図である。
【図４】偏向ミラーと浮上型光学ユニットを示す平面図である。
【図５】回動アームの側断面図である。
【図６】光センサ位置調整装置の構成を示す図である。
【図７】表示装置に表示された受光部および入射光束により形成された光スポットの例を示す図である。
【符号の説明】
２光ディスク
３回動アーム
６浮上型光学ユニット
８フレクシャー
２６偏向ミラー

Claims

レーザ光源から出射された光束を対物光学系を介して光ディスクに集光させ、前記光ディスクからの反射光を受光する光センサを備えた光情報記録再生装置において光センサの位置を調整する方法であって、
前記光センサの受光部での反射光を、前記光ディスクから前記受光部に至る反射光束の光路の外に配置された反射ミラーにより反射し、
前記反射ミラーにより反射された、前記光センサの受光部での反射光を、前記光ディスクから前記受光部に至る反射光束の光路の外で撮像し、
表示装置に撮像した前記光センサの受光部および前記受光部に入射する光束を表示し、前記表示装置上で前記受光部に入射する光束が前記光センサの受光部のほぼ中央に位置するよう前記光センサの位置を調整すること、
を特徴とする光センサの位置調整方法。
前記前記光センサの受光部は、前記光ディスクから前記受光部に至る前記反射光束に対し傾いていること、
を特徴とする請求項１に記載の光センサの位置調整方法。
レーザ光源から出射された光束を対物光学系を介して光ディスクに集光させ、前記光ディスクからの反射光束を受光する光センサを備えた光情報記録再生装置において光センサの位置を調整するための装置であって、
前記光ディスクから前記受光部に至る前記反射光束の光路の外に設けられ、前記光センサの受光部からの反射光を反射する反射手段と、
前記反射ミラーにより反射された、前記光センサの受光部での反射光を、前記光ディスクから前記受光部に至る前記反射光束の光路の外で受光し撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記受光部および前記受光部に入射する光束の反射光を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする光センサの位置調整装置。
前記前記光センサの受光部は、前記光ディスクから前記受光部に至る前記反射光束に対し傾いていること、
を特徴とする請求項３に記載の光センサの位置調整装置。