JP3641896B2 - Optical head - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置の光ヘッドに関する。
近年、光磁気ディスク(MO)が多用されているが、さらにMOより高記録密度化された光ディスク、例えばデジタル・ビデオ・ディスク(DVD)が大容量のROMディスクとして開発されている。このような高記録密度の光ディスクと低記録密度の光ディスクとを1つの光磁気ディスク装置で取り扱えること、即ちデータの再生や記録・再生が1つの光ヘッドでできることが強く要望されている。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来の光磁気ディスク装置の光ヘッドの光学系を例示する。
光源1、即ちレーザダイオード(LD)から出射された光ビームは、コリメートレンズ2で平行光となり真円補正プリズム3で断面が円形の平行光ビームとなる。この平行光ビームは第1ビームスプリッタ4を透過して対物レンズ5により集光され、MO6上にデータの記録・再生のための光スポットが形成される。 MO6からの反射光は対物レンズ5で平行光となった後、第1ビームスプリッタ4により直角に反射される。この反射光はつぎの第2ビームスプリッタ7で分割され、直角に反射した方がフォーカシングとトラッキングとを行うために、集光レンズ8とシリンドリカルレンズ9と4分割光検出器10とからなるフォーカス・トラック制御信号検出系に、第2ビームスプリッタ7を真っ直ぐに透過した方がデータ再生を行うための、1/2波長板11と偏光ビームスプリッタ12と光検出器13とからなるデータ再生信号検出系とに導かれるようになっている。
【0003】
対物レンズ5のフォーカシングとトラッキングは、図4の分解した組立斜視図に示したアクチュエータ15により行っている。
このアクチュエータ15は、ロータ15aとステータ15bとでなり、ロータ15aは軸受15a−1にトラッキングコイル15a−2とフォーカシングコイル15a−3を巻回し、軸受15a−1の上端に固着した菱形プレート15a−4の両端に前記対物レンズ5とバランサ15a−5とをそれぞれに取着して構成され、ステータ15bは一対のN,S極の永久磁石15b−1,15b−2の中心に設けられた摺動軸15b−3に浮動自在に挿入して構成されている。
【0004】
そして、アクチュエータは、フォーカス・トラック制御信号検出系から得られるフォーカス・トラック制御信号により、フォーカシングコイル・トラッキングコイルに電磁力を発生させ、対物レンズを摺動軸に沿ってフォーカス方向Y(ディスク面の垂直方向)に上下移動させて光スポットをMO上にフォーカス制御するとともに、対物レンズをトラック方向X(ディスク半径方向)に回動させて光スポットをMOの記録トラックに追従移動させている。
【0005】
そして、データ再生信号検出系から得られる再生信号から、MOに記録されたプリフォーマットデータおよび光磁気記録データを再生している。
この光ヘッドでMOにデータを記録する場合、対物レンズの有効径Dと平行光ビーム径1/e2 (eは自然対数の底)で表した直径Wとの比、D/W(図5を参照、ケラレの係数と呼ぶ)は、MOにデータを記録する光パワーI0 を得るために、対物レンズによるケラレを抑えてD/Wを0.93程度とし、そのときの対物レンズを透過する対物レンズ透過光量比は図6のケラレの係数D/W(横軸)と対物レンズ透過光量比(縦軸)との関係図から0.83となっており、MOにデータを十分に記録することができる。
【0006】
また、データを再生する場合においても、従来のMOの記録マークの長さは最短で0.64μmであり、図7のケラレの係数D/W(横軸)と1/e2 で表した光スポット径(縦軸)との関係図から、D/Wが0.93で光スポット径を1.03μmとしているので十分に再生可能であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように上記従来の光磁気ディスク装置の光ヘッドでは、MOに対しデータを記録・再生することができる。一方、高記録密度の光ディスク、例えばDVDの最短ピットの長さは0.40μmとなっている。一般に、データの安定した再生には再生波形分解能は20%程度以上が必要であるため、光スポット径は図8の光スポット径1/e2 (横軸)とDVD再生波形分解能(縦軸)との関係図より0.97μm以下にする必要がある。
【0008】
しかし、従来の上記光ヘッドの光学系では、DVDのような高記録密度の光ディスクのデータ再生に必要な20%程度以上の再生波形分解能、0.97μm以下の光スポット径にすることができないため、高記録密度の光ディスク(DVD)と低記録密度の光ディスク(MO)に対し同一の光スポットを使用できず、互換性がないといった問題があった。
【0009】
上記問題点に鑑み、本発明は記録密度による光ディスクの種類に応じてデータの再生や記録・再生を1つで行える光ヘッドを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光ヘッドにおいては、対物レンズに入射する平行光ビーム径Wと対物レンズの有効径Dとの比D/Wを光ディスクの記録密度の高低に対応して変化するように構成する。
【0011】
このように構成することにより、D/Wの変化により、例えば、DVDの場合にはD/Wを0.4以下にすると、図7より、従来のMOの光ヘッドでは得られなかったDVDのデータ再生に必要な光スポット径0.97μm以下を得ることができ、例えばMOとDVDとの再生互換が可能となる。
【0012】
このD/Wでは、対物レンズ透過光量比が0.27まで低下するのでMOに記録を行う光パワーを照射することはできないが、DVDは再生のみであるので問題ない。MOへの記録再生は、D/Wの変化によりD/Wを従来と同じ0.93程度とすることで従来と同様に行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明の要旨を詳細に説明する。
図1は、本発明の光ヘッドの光学系を例示する。なお、従来の図3において説明した部分は同一符号を用い、その説明も省略する。
【0014】
この第1の実施例は図示するように、第1ビームスプリッタ4を透過した平行光ビームを分割する第4ビームスプリッタ16と、この第4ビームスプリッタ16で直角に反射した方の平行光ビームをさらに直角に反射するミラー17と、このミラー17で反射された平行光ビームの直径を拡大するための凸レンズ18aと凹レンズ18bとでなるビーム径変換光学系18とを備える点が従来構成と異なる。
【0015】
このビーム径変換光学系18は、分岐した平行光ビームを対物レンズ5の有効径より大きな直径に拡大し、高記録密度の光ディスク19、即ちDVDのデータを再生するようにケラレの係数D/Wを0.4に設定する。
【0016】
一方、第4ビームスプリッタ16を真っ直ぐに透過した方の平行光ビームの直径はそのままで、低記録密度の光ディスク6、即ちMOに対しデータを記録または再生するようにD/Wを0.93に設定し、対物レンズ5の移動によりD/Wを0.4または0.93に切り替える構成とする。
【0017】
第4ビームスプリッタ16の透過光量比を75%、反射光量比を25%とすると、MO6のデータ再生の光スポットパワーは通常1.5mWであり、D/W=0.93での対物レンズ透過光量比は0.83であるから、
1.5mW/0.83/0.75=2.4mW
の光量を第4ビームスプリッタ16に入射してMO6のデータを再生する。
【0018】
一方、DVDのデータ再生の光スポットパワーは0.2mWであり、D/W=0.4での対物レンズ透過光量比は0.27であるから、
0.2mW/0/27/0.25=3.0mW
の光量を第4ビームスプリッタ16に入射してDVD19のデータを再生する。
【0019】
MO6にデータを記録する光スポットパワーは、第4ビームスプリッタ16があるために75%に減少するが、この程度ならば、例えばディスク回転数を3600rpmから2700rpmに減らすことでデータを十分に記録することができる。
【0020】
また、この光ヘッドの対物レンズ5のフォーカシングとトラッキングは、図4に示した従来のアクチュエータ15を用いることができる。
また、このアクチュエータ15は、トラッキング方向の可動範囲が対物レンズ5の摺動軸回りの回転により大きく取れるので、MO6またはDVD19に対して対物レンズ5を大きく回して移動することにより、対物レンズ5を、対物レンズ5に入射する平行光ビームのビーム径Dと対物レンズの有効径Wとの比D/Wを0.93または0.4の何れかの光路に切り替えることができ、光路切り替え後は従来どおりにフォーカス・トラック制御を行うことができる。
【0021】
つぎの図2は第2の実施例である。
この第2の実施例では第1の実施例のように対物レンズ5を移動させるのではなく、対物レンズ5に入射する平行光ビーム光路中にビーム径変換光学系18を出し入れするビーム径変換光学系移動手段、即ち図4に示したアクチュエータ(図2では図示を省略)を備え、このビーム径変換光学系18の方を平行光ビーム光路中に挿入するか、しないかによりD/Wを0.93または0.4に切り替える。
【0022】
ビーム径変換光学系移動手段は、図4に示したアクチュエータにビーム径変換光学系を成す凸レンズと凹レンズを載せて回動し、平行ビーム光路中に挿入するか、しないかによりD/Wを0.93または0.4に切り替える。
【0023】
この第2の実施例では、前記実施例と同様に高記録密度の光ディスク(DVD)と低記録密度の光ディスク(MO)のそれぞれに対応してデータの再生と記録・再生とを1つの光ヘッドで行うことができる。
【0024】
また更に、第1ビームスプリッタを透過した平行光ビームは第1の実施例のように2分されることはないので、前記第1の実施例よりも光パワーの損失は小さいという利点がある。
【0025】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、ケラレの係数D/Wを変化可能にし、平行光ビームの光路中の対物レンズの有効径より大きな直径の平行光ビームをその対物レンズに入射することにより、所定の光スポット径が容易に得ることができ、例えばD/Wを0.4以下に変化させることにより、従来の光ディスク装置の光ヘッドでは得られなかった光スポット径0.97μm以下が得られ、光磁気ディスク装置でDVDのような高記録密度の光ディスクのデータ再生とMOのような低記録密度の光ディスクのデータ記録・再生との互換が同じ1つの光ヘッドで可能になるといった産業上極めて有用な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による一実施例の光ヘッドの光学系図
【図2】 本発明による他の実施例の光ヘッドの光学系図
【図3】 従来技術の光ヘッドの光学系図
【図4】 図1及び図3に用いるアクチュエータの分解した組立斜視図
【図5】 対物レンズによるケラレの説明図
【図6】 ケラレの係数D/Wと対物レンズ透過光量比との関係図
【図7】 ケラレの係数と光スポット径との関係図
【図8】 光スポット径とDVD再生波形分解能との関係図
【符号の説明】
5:対物レンズ
6:低記録密度の光ディスク(MO)
15:対物レンズ移動手段(アクチュエータ)
18:ビーム径変換光学系
19:高記録密度の光ディスク(DVD)
W:平行光ビームの直径
D:対物レンズの有効径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical head of an optical disc apparatus.
In recent years, although a magneto-optical disk (MO) has been widely used, an optical disk having a higher recording density than the MO, such as a digital video disk (DVD), has been developed as a large-capacity ROM disk. There is a strong demand that such a high recording density optical disk and a low recording density optical disk can be handled by a single magneto-optical disk device, that is, data can be reproduced and recorded / reproduced by a single optical head.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 illustrates an optical system of an optical head of a conventional magneto-optical disk apparatus.
The light beam emitted from the
[0003]
The focusing and tracking of the
The actuator 15 is composed of a
[0004]
The actuator generates an electromagnetic force in the focusing coil / tracking coil in accordance with the focus / track control signal obtained from the focus / track control signal detection system, and moves the objective lens in the focus direction Y (on the disk surface) along the sliding axis. The optical spot is moved up and down in the vertical direction to control the focus on the MO, and the objective lens is rotated in the track direction X (disk radial direction) to move the optical spot following the MO recording track.
[0005]
The preformat data and magneto-optical recording data recorded in the MO are reproduced from the reproduction signal obtained from the data reproduction signal detection system.
When data is recorded on the MO with this optical head, the ratio of the effective diameter D of the objective lens to the parallel
[0006]
Also in the case of reproducing data, the length of the conventional MO recording mark is 0.64 μm at the shortest, and the vignetting coefficient D / W (horizontal axis) and the light expressed by 1 / e 2 in FIG. From the relationship diagram with the spot diameter (vertical axis), since the D / W was 0.93 and the light spot diameter was 1.03 μm, it was sufficiently reproducible.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, the optical head of the conventional magneto-optical disk apparatus can record / reproduce data with respect to the MO. On the other hand, the shortest pit length of an optical disc having a high recording density, such as a DVD, is 0.40 μm. In general, since the reproduction waveform resolution needs to be about 20% or more for stable reproduction of data, the light spot diameter is the
[0008]
However, the conventional optical system of the above optical head cannot achieve a reproduction waveform resolution of about 20% or more and a light spot diameter of 0.97 μm or less necessary for data reproduction of a high recording density optical disc such as a DVD. However, the same light spot cannot be used for a high recording density optical disc (DVD) and a low recording density optical disc (MO), and there is a problem in that they are not compatible.
[0009]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an optical head capable of reproducing data and recording / reproducing data by one according to the type of optical disk depending on the recording density.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the optical head of the present invention, the ratio D / W between the parallel light beam diameter W incident on the objective lens and the effective diameter D of the objective lens corresponds to the recording density of the optical disc. Configure to change.
[0011]
With this configuration, due to changes in D / W, for example, in the case of DVD, if D / W is set to 0.4 or less, it is possible to obtain a DVD that cannot be obtained with a conventional MO optical head as shown in FIG. An optical spot diameter of 0.97 μm or less necessary for data reproduction can be obtained, and for example, reproduction compatibility between MO and DVD becomes possible.
[0012]
With this D / W, the objective lens transmitted light amount ratio decreases to 0.27, so that it is impossible to irradiate the MO with optical power for recording, but there is no problem because the DVD is only for reproduction. Recording / reproducing to / from the MO can be performed in the same manner as in the prior art by setting the D / W to about 0.93, which is the same as in the past, by changing the D / W.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the gist of the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 illustrates an optical system of an optical head of the present invention. In addition, the part demonstrated in the conventional FIG. 3 uses the same code | symbol, and abbreviate | omits the description.
[0014]
In the first embodiment, as shown in the figure, a
[0015]
This beam diameter converting
[0016]
On the other hand, the diameter of the parallel light beam that has passed straight through the
[0017]
When the transmitted light amount ratio of the
1.5 mW / 0.83 / 0.75 = 2.4 mW
Is input to the
[0018]
On the other hand, the light spot power for DVD data reproduction is 0.2 mW, and the objective lens transmitted light amount ratio at D / W = 0.4 is 0.27.
0.2 mW / 0/27 / 0.25 = 3.0 mW
Is input to the
[0019]
The light spot power for recording data in MO6 is reduced to 75% due to the presence of the
[0020]
The focusing and tracking of the
Further, since the actuator 15 has a large movable range in the tracking direction by rotation around the sliding axis of the
[0021]
Next, FIG. 2 shows a second embodiment.
In the second embodiment, the
[0022]
The beam diameter converting optical system moving means is rotated by placing a convex lens and a concave lens constituting the beam diameter converting optical system on the actuator shown in FIG. 4 and inserting or not in the parallel beam optical path. .Switch to 93 or 0.4.
[0023]
In the second embodiment, as in the above-described embodiment, one optical head performs data reproduction and recording / reproduction corresponding to each of a high recording density optical disc (DVD) and a low recording density optical disc (MO). Can be done.
[0024]
Furthermore, since the parallel light beam transmitted through the first beam splitter is not divided into two as in the first embodiment, there is an advantage that the optical power loss is smaller than that in the first embodiment.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the vignetting coefficient D / W can be changed, and a parallel light beam having a diameter larger than the effective diameter of the objective lens in the optical path of the parallel light beam is incident on the objective lens. Thus, a predetermined light spot diameter can be easily obtained. For example, by changing D / W to 0.4 or less, a light spot diameter of 0.97 μm or less that could not be obtained by an optical head of a conventional optical disc apparatus. With the same optical head, the magneto-optical disk device can be compatible with data recording / reproduction of a high recording density optical disk such as a DVD and data recording / reproduction of a low recording density optical disk such as MO. Exhibits extremely useful effects in industry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical system diagram of an optical head according to another embodiment of the present invention. FIG. 2 is an optical system diagram of an optical head according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is an exploded perspective view of the actuator used in FIGS. 1 and 3. FIG. 5 is an explanatory diagram of vignetting by the objective lens. FIG. 6 is a diagram of the relationship between the vignetting coefficient D / W and the transmitted light ratio of the objective lens. Relationship between coefficient and optical spot diameter [Fig. 8] Relationship between optical spot diameter and DVD playback waveform resolution [Explanation of symbols]
5: Objective lens 6: Low recording density optical disk (MO)
15: Objective lens moving means (actuator)
18: Beam diameter conversion optical system 19: High recording density optical disc (DVD)
W: Diameter of parallel light beam D: Effective diameter of objective lens
Claims (1)
前記対物レンズに入射する平行光ビームを分割するビームスプリッタと、分割された一方の平行光ビーム径を変換するビーム径変換光学系と前記対物レンズを前記ビーム径変換光学系に移動させる対物レンズ移動手段とを備え、
該対物レンズ移動手段は、前記光ディスク上の光スポットのトラック制御手段が兼ね、
記録密度による光ディスクの種類に応じて、前記対物レンズを前記対物レンズ移動手段によって移動させて、前記対物レンズに入射する平行光ビームのビーム径Wと対物レンズの有効径Dとの比D/Wを変化させることを特徴とする光ヘッド。The light beam emitted from the light source is converted into a parallel light beam by a collimating lens, and focused on an optical disk by an objective lens to form a light spot for recording or reproduction, and the error for focus / track control from the reflected light of the optical disk In an optical head that obtains a signal and performs focus / track control of the light beam, and obtains a data reproduction signal recorded on the optical disk from the reflected light,
A beam splitter that splits the parallel light beam incident on the objective lens, a beam diameter conversion optical system that converts one of the split parallel light beam diameters, and an objective lens movement that moves the objective lens to the beam diameter conversion optical system Means and
The objective lens moving means also serves as a light spot track control means on the optical disc,
Depending on the type of optical disk depending on the recording density, the objective lens is moved by the objective lens moving means, and the ratio D / W of the beam diameter W of the parallel light beam incident on the objective lens and the effective diameter D of the objective lens. an optical head, characterized in that Modulate.
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- 1997-03-14 JP JP06149797A patent/JP3641896B2/en not_active Expired - Fee Related
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