JP3939873B2

JP3939873B2 - トラッキングセンサの位置調整装置

Info

Publication number: JP3939873B2
Application number: JP02117299A
Authority: JP
Inventors: 新平篠崎; 良一中西; 博西川
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: JP2000222748A

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（トラッキングセンサ）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】
近時、面記録密度が１０Ｇビット／（インチ）²を越える光磁気ディスク装置の開発が進んでいる。この装置では、光磁気ディスクのトラックと交差する方向に移動する粗動用アームの先端部に対物光学系を設け、対物光学系に対するレーザ光束の入射角をガルバノミラー等の偏向手段により微調整して、微動トラッキングを、例えば0.34μmという狭いトラックピッチレベルで、正確に行うようなことが考えられている。
【０００３】
ところで、このような装置においては、光源から射出されたレーザ光束を光磁気ディスクの記録面に形成されたトラック上に正確に照射させる必要がある。このため、光情報記録再生装置には、光ディスクで反射された光束を受光してトラッキングエラーを検出するためのトラッキングセンサが設けられており、トラッキングセンサの検出信号（トラッキングエラー信号）に基づいて偏向手段を制御して微動トラッキングを行っている。
【０００４】
このため、光情報記録再生装置の組立時には、トラッキングセンサの位置を正確に調整する必要がある。従来、トラッキングセンサの位置調整の際には、上記ガルバノミラーを所定の位置（設計角度位置）に固定した状態で、光ディスクの代わりにミラーを配置し、光源から射出されたレーザ光束をミラーで反射させ、その反射光をトラッキングセンサで受光しつつトラッキングセンサの位置を調整していた。すなわち、射出されるレーザ光束がミラーに垂直に入射するように（すなわち光束の往路と復路とが一致するように）ミラーの傾きを調整し、そしてトラッキングセンサを複数の受光領域を有するセンサとして構成し、複数の受光領域それぞれで受光した反射光の光量に応じて出力される電気信号に基づいてトラッキングセンサが所定の位置に来るよう調整し、固定するという作業を行っていた。
【０００５】
しかし、複数の受光領域の受光光量に対応した電気信号に基づいてトラッキングセンサの位置決めを行うのは非常に手間の掛かる作業であり、効率の良い位置調整方法が望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の背景に鑑み、請求項１に記載のトラッキング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、回動可能な偏向ミラーを介して光ディスクに照射し、前記光ディスクからの反射光を光センサにより受光してトラッキングエラーを検出するよう構成された光ディスク装置の光学ヘッドのトラッキングセンサの位置調整装置であって、前記光学ヘッドから射出される光束の一部を透過させ一部を反射するハーフミラーと、前記ハーフミラーにより反射された光束の一部を透過させ他を外部へ向けて反射させるビームスプリッタと、前記ハーフミラーを透過した光束を反射するコーナーキューブとを有し、前記ハーフミラーにより反射された光束の光路と、前記ハーフミラーを透過し前記コーナーキューブにより反射された後に再度前記ハーフミラーを透過した光束の光路とが一致するよう前記ハーフミラーの角度を調整し、前記ハーフミラーで反射され前記ビームスプリッタを透過した光束が前記トラッキングセンサに入射するよう前記偏向ミラーをサーボ制御し、前記光学ヘッドから射出され前記ハーフミラーで反射される光束の光路と、前記ハーフミラーを透過し前記コーナーキューブにより反射された後に再度前記ハーフミラーを透過した光束の光路とが一致するまで前記トラッキングセンサを移動させることにより、前記トラッキングセンサの位置調整を行うことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に記載のトラッキングセンサの位置調整装置は、前記光学ヘッドから射出され前記ハーフミラーで反射される光束と、前記ハーフミラーを透過し前記コーナーキューブにより反射された後に再度前記ハーフミラーを透過した光束とを、前記ビームスプリッタにより反射された後に撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された光束をそれぞれ光点として画像表示する表示手段とを更に備え、前記光点を一致させることにより前記ハーフミラーにより反射された光束と、前記ハーフミラーを透過し前記コーナーキューブにより反射された後に再度前記ハーフミラーを透過した光束の光路とを一致させることを特徴としている。
【０００８】
【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：near field recording）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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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１８、レーザ駆動回路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１８から射出された発散光束状態のレーザ光束は、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。
【００１５】
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１８から出射されたレーザの出力パワーを検出するためのレーザパワーモニターセンサ２２への光束を分離する役目を果たす。
【００１６】
レーザパワーモニターセンサ２２は受光した光の強度に比例した電流を出力するため、図示せぬレーザパワーコントロール回路にレーザ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。
【００１７】
偏向ミラー２６で反射されたレーザ光束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。
【００１８】
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すを行う。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。
【００１９】
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の反射面近傍と対物レンズ１０の瞳面（主平面）とが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。
【００２０】
光ディスク２から反射されて戻ってきた復路のレーザ光束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。
【００２１】
一方、第２のハーフミラー面２１ｃで反射されたレーザ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。
【００２２】
次に、装置組立時のトラッキング検出センサ２５の位置調整について説明する。なお、トラッキングセンサの位置調整は、対物光学系（対物レンズ１０およびＳＩＬ１１）が取り付けられていない状態で行われる。
【００２３】
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１００の概略構成を示す図である。調整装置１００は、回動アーム３側から順に配置されるビームスプリッタ１２１、ハーフミラー１２２、コーナーキューブ１２３を有する。さらに、調整装置１００は、結像レンズ１２４、撮像装置１２５、表示装置１２６を有している。
【００２４】
上記調整装置１００を用いた調整方法について以下に説明する。
まず、トラッキング検出センサ２５の出力に基づく偏向ミラー２６の角度位置のフィードバック制御を行わないように設定し、この状態で、レーザダイオード１８から射出された光束を、偏向ミラー２６、リレーレンズ２９、３０、反射ミラー３１を介してビームスプリッタ１２１に入射させる。
【００２５】
ビームスプリッタ１２１に入射した光束は光束分離面１２１ａにて透過光束と反射光束とに分離される。透過光束はハーフミラー１２２に入射し、その一部はここで反射され、他はハーフミラー１２２を透過してさらにコーナーキューブ１２３に入射する。
【００２６】
ハーフミラー１２２で反射された光束は、ビームスプリッタ１２１の光束分離面１２１ａに図中下方から入射し、その一部がレンズ１２４に向けて反射され、撮像装置１２５で撮像されて、表示装置１２６に光点が表示される。また、ハーフミラー１２２を透過し、コーナーキューブ１２３で反射され、さらにハーフミラー１２２を透過した後、光束分離面１２１ａで反射された光束も、同様に、レンズ１２４を介して撮像装置１２５に入射し、対応する光点が表示装置１２６に表示される。なお、ハーフミラー１２２およびコーナーキューブ１２３で反射され、光束分離面１２１ａを透過した光束は、反射ミラー３１に向かい、上述のように、反射ミラー３１、リレーレンズ３０、２９を介して偏向ミラー２６に入射し、さらに複合プリズムアッセイ２１に入射し、その一部がトラッキング検出センサ２５に入射する。
【００２７】
ここで、レーザダイオード１８から射出され、ビームスプリッタ１２１を介してハーフミラー１２２に入射する光束が、ハーフミラー１２２の反射面に対してほぼ垂直であれば（すなわち、入射角度がほぼ９０度であれば）、ハーフミラー１２２で反射された光束と、コーナーキューブ１２３で反射された光束とにより表示装置１２６に表示される光点はほぼ一致する。
【００２８】
もしも、レーザダイオード１８から射出され、ビームスプリッタ１２１を介してハーフミラー１２２に入射する光束が、ハーフミラー１２２の反射面に対して垂直でなければ（すなわち、入射角度がほぼ９０度でなければ）、ハーフミラー１２２で反射された光束と、コーナーキューブ１２３で反射された光束とにより表示装置１２６に表示される光点は一致しない。
【００２９】
そこで、トラッキング検出センサ２５の出力による偏向ミラー２６のフィードバック制御を停止した状態で、ハーフミラー１２２を、図６中に示す軸α、β回りに回動させ、表示装置１２６に表示される光点を一致させる。この操作により、ハーフミラー１２２への光束の入射角をほぼ９０度とする事ができる。すなわち、レーザダイオード１８から射出された光束とハーフミラー１２２で反射された光束との光路を一致させることができる。
【００３０】
次に、トラッキング検出センサ２５の出力に基づく偏向ミラー２６の角度位置のフィードバック制御が行われるように設定する。
ハーフミラー１２２およびコーナーキューブ１２３から戻ってきた光束がトラッキング検出センサ２５の出力上の中心にない場合には、トラッキング検出センサ２５の出力に基づき、トラッキングセンサ２５への入射光束をトラッキング検出センサ２５の出力上の中心に合わせるべく、偏向ミラー２６が回動される。この時、偏向ミラー２６が回動することにより、レーザダイオード１８から射出されハーフミラー１２２に入射する光束の入射角が変化するため、表示装置１２６上で一致していた２つの光点はトラッキング相当方向において離れることになる。
【００３１】
この状態で、表示装置１２６に表示される２つの光点が一致するようトラッキング検出センサ２５の位置をトラッキング相当方向に沿って移動する。表示装置１２６に表示される２つの光点が一致するのはトラッキングセンサ２５に入射する光束がトラッキング検出センサ２５の出力上の中心に一致している時である。従って、表示装置１２６に表示される２つの光点が一致するのは、レーザダイオード１８から射出された光束とハーフミラー１２２で反射された光束とが一致しており、かつトラッキングセンサ２５に入射する光束がトラッキング検出センサ２５の出力上の中心に一致しているときである。この時の（すなわち表示装置１２６上で２つの光点が一致している時の）トラッキング検出センサ２５の位置が、調整完了位置となる。その位置でトラッキング検出センサ２５を回動アーム３に固定することにより、トラッキング検出センサ２５の位置調整作業は完了する。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、トラッキング検出センサの位置調整を視覚的にわかりやすい状態で行うことができ、作業効率を高めることができる。
【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】トラッキング検出センサ位置調整装置の構成を示す図である。
【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フレクシャービーム
２５トラッキング検出センサ
２６偏向ミラー
１２１ビームスプリッタ
１２２ハーフミラー
１２３コーナーキューブ
１２４レンズ
１２５撮像装置
１２６表示装置

Claims

レーザ光源から出射された光束を、回動可能な偏向ミラーを介して光ディスクに照射し、前記光ディスクからの反射光をトラッキングセンサにより受光してトラッキングエラーを検出するよう構成された光ディスク装置の光学ヘッドのトラッキングセンサの位置調整装置であって、
前記光学ヘッドから射出される光束の一部を透過させ一部を反射するハーフミラーと、
前記ハーフミラーにより反射された光束の一部を透過させ他を外部へ向けて反射させるビームスプリッタと、
前記ハーフミラーを透過した光束を反射するコーナーキューブとを有し、
前記ハーフミラーにより反射された光束の光路と、前記ハーフミラーを透過し前記コーナーキューブにより反射された後に再度前記ハーフミラーを透過した光束の光路とが一致するよう前記ハーフミラーの角度を調整し、前記ハーフミラーで反射され前記ビームスプリッタを透過した光束が前記トラッキングセンサに入射するよう前記偏向ミラーをサーボ制御し、前記光学ヘッドから射出され前記ハーフミラーで反射される光束の光路と、前記ハーフミラーを透過し前記コーナーキューブにより反射された後に再度前記ハーフミラーを透過した光束の光路とが一致するまで前記トラッキングセンサを移動させることにより、前記トラッキングセンサの位置調整を行うことを特徴とするトラッキングセンサの位置調整装置。
前記光学ヘッドから射出され前記ハーフミラーで反射される光束と、前記ハーフミラーを透過し前記コーナーキューブにより反射された後に再度前記ハーフミラーを透過した光束とを、前記ビームスプリッタにより反射された後に撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された光束をそれぞれ光点として画像表示する表示手段とを更に備え、前記光点を一致させることにより前記ハーフミラーにより反射された光束と、前記ハーフミラーを透過し前記コーナーキューブにより反射された後に再度前記ハーフミラーを透過した光束の光路とを一致させることを特徴とする請求項１に記載のトラッキングセンサの位置調整装置。