JPH01150241A - 分離型光学ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光磁気ディスク等の光ディスクに対して情報
の書か込みおよび／または読み出しを行なうための光学
ヘッド装置に関するものである。

（従来の技術） この種の光学ヘッド装置は、一般的に、半導体レーザ等
のレーザ光をコリメート光に変換して投射する光源部と
、該コリメート光を光ディスク上に集光させる集光部と
、該光ディスクにより変調を受けた上記コリメート光を
受光して光電変換する受光部とを有するものとして構成
される。

従来のこの光学ヘッド装置として、第４図に示している
ように上記光学要素が一体的に構成されて、光ディスク
上の所望する記録部への情報書き込みもしくは読み出し
のために、上記光学ヘッド装置全体を移動（走査）させ
るようにした方式のものがある。この第４図において、
１はディスクスピンドル、２は光磁気ディスク、３は一
体型の光学ヘッド装置であり、可動ハウジング内に半導
体レーザ４．コリメートレンズ５．ビーム整形プリズム
６からなる光源部、立ち上げミラー８．対物レンズ９．
二次元アクチュエータｌＯからなる集光部、ビームスプ
リッタ７．１１．フォーカシングエラー及びトラッキン
グエラー検出光学系１２．偏光ビームスプリッタ１３．
集光レンズ１４．１Ｂ　、　フォトダイード１５．１７
からなる受光部を搭載している。

しかしこのような一体型の光学ヘッド装置では、アクセ
ス時の可動部重量が大群いため、一般に１００ｍ５ｅｃ
以上の平均アクセスタイムを要し、高速性を要求される
コビュータ用の外部メモリ等の用途には不適当である。

そこで第５図に示されるような、光源部と受光部を固定
光学系として構成させ、集光部のみを可動光学系として
光ディスクに対する走査を行なわせるようにした分離型
光学ヘッド装置が近年注目されている。この第５図の光
学ヘット装置は、上記した立ち上げミラー８．対物レン
ズ９．二次元アクチュエータ１０からなる集光部を可動
光学系１８として、固定光学系１９とは機械的には分離
した構成となっているものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし上記分離型光学ヘッド装置においては、集光部で
ある可動光学系１８の移動に伴なって固定光学系１９と
の間で、第３図で示したような角度ずれ、平行ずれなど
の光軸のずれが発生する′ことがあり、この光軸ずれが
集光スポットの劣化、焦点ずれおよびトラックずれ等の
原因となるから（例えば前田他、１９８４秋季応用物理
学会予稿１３ａ−Ｅ−５）　、可動光学系１８の■多動
（走査）手段は、光、軸ずれを殆ど生じない精密な機構
を必要とするが、このような精密な機構は高価で実用的
な装置への適用に難があるという問題がある。

また可動光学系１８全体を移動する粗アクセスだけでは
精密なトラッキング制御まで行なうことが一般に難かし
いため、例えば第５図の対物レンズ９のアクチュエータ
としてフォーカシング制御と同時に精密トラッキング制
御が可能な二次元アクチュエータを使用することが必要
であり、このことが可動光学系の構成を一層単純軽量化
することを妨げ、ひいては分離型光学ヘッド装置のアク
セス速度改善を図る上での障害となっている。

本発明は上記の問題点に鑑み、高価で精密な可動光学系
の移動のための機構を必要とせずに、光軸ずれによるト
ラックずれ等を抑制できる分離型光学ヘッド装置を提供
することを目的とする。

また本発明の他の目的は、精密なトラッキング制御を行
なうための機構を固定光学系側に設けることで、可動光
学系の構成を単純、軽量化し、高速アクセスを可能とし
た分離型光学ヘッド装置を提供するところにある。

（問題点を解決するための手段） 而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なる分離型光学ヘッド装置の特徴は、コリメート光を投
射する光源部と、該投射コリメート光を光ディスク上に
集光させる集光部と、光ディスクによって変調を受けた
帰還コリメート光を受光して光電変換する受光部とを有
し、上記光源部および受光部は固定光学系として構成さ
せると共に、上記集光部は光ディスク上を走査する可動
光学系として構成させた分離型光学ヘッド装置において
、上記固定光学系には、上記投射コリメート光を微小角
度偏向可能とするトラッキング制御用の光偏向手段と、
上記投射コリメート光と帰還コリメート光の光軸ずれを
検出する検出手段と、該検出手段からの検出信号に依存
して光軸ずれ解消方向に上記投射コリメート光を平行移
動さ、“せる投射コリメート光平行移動手段とを設けた
ところにある。

（作用） 本発明は前記の構成をなすことによって、固定光学系に
設けられた光偏向手段を駆動することにより精密トラッ
キングが可能であり、しかも該光偏向手段の駆動に伴な
って発生する光軸ずれ、および可動光学系の移動（走査
）に伴なって発生する光軸ずれを可及的に修正すること
ができる。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明よりなる分離型光学ヘッド装置の構成概
要−例を示したものであり、第２図はこの分離型光学ヘ
ッド装置における可動光学系部分の光路を示した図であ
る。

これらの図において、１はディスクスピンドル、２は光
磁気ディスクであり、該光磁気ディスク２はディスクス
ピンドル１により情報書き込みあるいは読み出しのため
に回転される（この回転を主走査という）。

４０は立ち上げミラー８．対物レンズ９および対物レン
ズフォーカスアクチニニータ２５を搭載した筐体からな
る可動光学系であり、情報書き込みあるいは読み出しの
ために光磁気ディスク２の系方向に不図示の駆動装置に
より該筐体が移動される（この移動を副走査という）。

上記駆動装置は公知の構成のものを使用して構成するこ
とができる。

４１は本例の特徴的構成を有する固定光学系であり、第
５図の固定光学系１９と同様の構成を有する光源部３７
．受光部３６（固定光学系１９と同様の構成であるため
詳細図示は省略した）を含み、これら光源部３７．受光
部３６と上記移動光学系４０との間に、該８動光学系側
から順次に平行平面板２６、平板ミラー２７、ガルバノ
ミラ−２８、ビームスプリッタ２日が光路に従って配置
されている。

上記平行平面板２６は、第１図の上下方向をなす釉を中
心として例えば電磁アクチュエータ等を用いて微小回転
が可能に設けられており（駆！ＩＩＩ機構は図示せず）
、この回転によりコリメート光を第１図の紙面に垂直な
方向に平行移動させることができるようになっている。

上記平板ミラー２７は、第１図の矢印で示した反射面に
垂直な方向にボイスコイルモータ等によって平行移動可
能に設けられており（駆！ＩＪ機構は図示せず）、この
平行８ＭｊＪによりコリメート光を第１図の上下方向に
平行移動させることができるようになっている。

上記ガルバノミラ−２８は、光磁気ディスク２上に結像
する光スポットを該光磁気ディスクの径方向に操作する
ことで精密トラッキング制御を行なうためのものであり
、第１図の紙面に垂直な回転軸を中心として時計回りあ
るいは反時計回りに微小回転することでコリメート光を
第１図の上下方向に徹小角度偏同できるように設けられ
ている（駆動機構は図示せず）。

そしてこの精密トラッキング制御のために、受光部３６
のトラッキングエラー検出光学系からの信号をガルバノ
ミラ−駆動回路３５に入力させ、このガルバノミラ−駆
動回路３５に別に入力されている光磁気記録装置本体（
図示せず）のメインコンピュータからのＩｔ制御信号に
対するフィードバック回路を構成させている。また受光
部３６のフォーカシングエラー検出光学系からの信号を
対物レンズフォーカスアクチュエータ駆動回路３４に入
力させ、対物レンズフォーカスアクチュエータ２５を駆
動させる。ようにしている。これらのトラッキング制御
およびフォーカス制御のための構成は従来公知のものを
用いて形成できる。

受光部で受光された記録情報信号は所定の送信平頭に従
い再生信号として上記光磁気記録装置本体のメインコン
ピュータに送られる。

ビームスプリッタ２９から分岐された光は集光レンズ３
０を通して４分割フォトダイオード３１に入射される。

これらの集光レンｐ３Ｑおよび４分割フォトダイオード
３１は投射コリメート光（固定光学系が投射するコリメ
ート光）と帰還コリメート光（光磁気ディスク２により
反射されて固定光学系に帰還するコリメート光）の光軸
の平行ずれを検出するための検出手段を構成するもので
あり、この４分割フォトダイオード３１の対角差動検出
信号により光軸のずれが検出されるようになっている。

すなわち上記両者の光軸に平行ずれがないときには帰還
コリメート光の光軸が４分割フォトダイオード３１の中
心を通るように予め調整設定しておき、ズレが生じたと
きには対角位置で対をなすダイオード部同士の信号を検
出し、これを差動増幅器３２または３３で増幅して、一
方の差動増幅器３２の出力は平板ミラー２７の駆動部に
入力させてずれを解消する方向に該平板ミラー２７を移
動させる系を構成させ、他方の差動増幅器３３の出力は
平行平面板２６の駆動部に人力させてずれを解消する方
向に該平行平面板２６を回転させる系を構成させている
。

以上の構成をなす分離型光学ヘッド装置における作用を
説明する。

基準動作状態においては、固定光学系４１から投射され
たコリメート光は、第２図で示した基準光軸２０に沿っ
て可動光学系４０に入射し、光ディスク面に照射された
後詰光ディスクによって変調を受けた反射光が再び同じ
基準光軸２０に沿って固定光学系４１側に帰還する。

ここで上記固定光学系４１が投射するコリメート光は、
精密トラッキング制御のために光（ＪｍＵ手段であるガ
ルバノミラ−２８により適宜に偏向操作される。このた
め上記コリメート光は一般に上記基準光軸２０に対して
の角度ずれ、平行ずれを生じた状態で可動光学系４０に
入射されることは避は難い。また分離型光学ヘッド装置
においては不可避的に、可動光学系の８勅軸と固定光学
系が投射するコリメート光の光軸とのずれが発生し、こ
れが上記角度ずれ、平行ずれに重畳する。

この角度ずれ、平行ずれなどの光軸のずれが、集光スポ
ットの劣化、焦点ずれおよびトラックずれ等の原因にな
ることは既に述べた通りである。

ところで上記固定光学系４１から投射されたコリメート
光が第２図で示しているように基準光軸２０からずれた
光軸２１に沿って可動光学系４０に入射したとすると、
このコリメート光は対物レンズの軸外収差の精度内で光
ディスク上に結像し、該光ディスクにより光学的変調を
受けた反射光が光軸２３に沿って固定光学系側に帰還す
ることになる。すなわち対物レンズ９のフォーカスサー
ボが維持される限り、固定光学系から投射されるコリメ
ート光が基準光軸２０に対して角度ずれ、平行ずれをも
って可動光学系に入射しても、その反射光の光軸は入射
光の光軸に対して平行にずれるだけである。

したがって上記入射光の光軸と反射光の光軸の間の平行
ずれを検出しつつ、入射光の光軸を反射光の光軸側に平
行移動する制御を行なえば、第３図の符合２４で示した
位置までこの移動を行なった時点でこれらの光軸が一致
することになる。なお光軸のずれは第２図の紙面に垂直
な方向についても同様に修正することができる。

そして本例においてはこの先軸の移動は、固定光学系に
おいて平行平面板２６の回転と、平板ミラー２７の平行
移動により２軸方向について行なわれるようになってい
ることは上述の通りである。

かくして光ディスクにより変調を受けた反射光は、常に
正しく所定の入射光軸と一致して固定光学系の受光部に
帰還するため、従来のような光軸ずれによって発生する
ことがあるトラックずれのトラッキングエラー信号のオ
セセット等を抑制する。

これらの構成により、光磁気ディスクにより変調を受け
た反射光は常に正しく所定の光軸に沿って受光部に帰還
することになり、トラッキングエラー信号のオフセット
発生等が防止される効果が得られ、る。

なお本発明は上記実施例のものに限定されるものではな
く、本発明の要旨を損なわない範囲で適宜変更した態様
を考えることができるのは言うまでもない。例えば、入
射光と反射光の光軸ずれの検出手段は、トラッキングエ
ラー検出手段もしくはフォーカシングエラー検出手段と
兼用して構成することも可能である。

（発明の効果） 本発明よりなる分離型光学ヘッド装置によれば、可動光
学系は対物レンズと対物レンズフォーカスアクチュエー
タおよび立ち上げミラーのみで構成することができ、ア
クセス時の可動部重量の低減、振動減衰時間の短縮等が
可能となり、アクセス速度の改善に有効となる。しかも
固定光学系からみた投射光と帰還光の光軸のずれが、リ
アルタイムで修正されるために、信頼性の高い記録再生
動作が可能な分離型光学ヘッド装置を提供できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなる分離型光学ヘッド装置の原
理的構成の概要−例を示した図、第２図は同装置におけ
る可動光学系の入射光と反射光の光軸の関係を説明する
ための図、第３図は光軸ずれの状態を説明するための図
、第４図および第５図は従来の光学ヘッド装置を示した
図である。 １：ディスクスピンドル ２；光磁気ディスク　３ニ一体型光学ヘッド４：半導体
レーザ　　５：コリメートレンズ６；ビーム整形プリズ
ム ７：ビームスブリツタ ８；立ち上げミラー　９：対物レンズ １０：２次元アクチュエータ １１：ビームスブリツタ １３：（扁光ヒ゛−ムスブリッタ １４、１６二集光レンズ １５．１７：フォトダイオード １８：可動光学系°１９：固定光学系 ２０：基準光軸　　　　２１，２２，２３　：光軸２４
：対物レンズ後側焦点 ２５：対物レンズフォーカスアクチュエータ２６：平行
平面板　　　２７：平板ミラー２８：ガルバノミラ−２
９：ビームスプリッタ３０：集光レンズ ３１：４分割フォトダイオード ３２．３３：差動増幅器 ３５：ガルバノミラ−駆動回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コリメート光を投射する光源部と、該投射コリメート光
   を光ディスク上に集光させる集光部と、光ディスクによ
   って変調を受けた帰還コリメート光を受光して光電変換
   する受光部とを有し、上記光源部および受光部は固定光
   学系として構成させると共に、上記集光部は光ディスク
   上を走査する可動光学系として構成させた分離型光学ヘ
   ッド装置において、 上記固定光学系には、上記投射コリメート光を微小角度
   偏向可能とするトラッキング制御用の光偏向手段と、上
   記投射コリメート光と帰還コリメート光の光軸ずれを検
   出する検出手段と、該検出手段からの検出信号に依存し
   て上記投射コリメート光を光軸ずれ解消方向に平行移動
   させる投射コリメート光平行移動手段とを設けたことを
   特徴とする分離型光学ヘッド装置。