JPH02195519A

JPH02195519A - フォーカシング機構及び光学ヘッド

Info

Publication number: JPH02195519A
Application number: JP1014415A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yokoyama; 修横山; Shoichi Uchiyama; 正一内山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1990-08-02

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、レンズによる像点の位置を変えられるフォー
カシング機構、及びそれを用いてフォーカシングを行な
う光学ヘッドの構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、レンズによる結像点を光軸方向へ動かすには、ア
クチュエータなどによってレンズを光軸方向へ動かす機
械的な手段が用いられていた。

また、光を用いて情報の記録、再生を行なうための光学
ヘッドにおいても、第５図に示すように対物レンズ５０
２によって形成される光スポット５０３を記録媒体５０
４上に合焦させるために、フォトダイオード５０６によ
って検出されたフォーカスエラー信号のフィードバック
５０７によって対物レンズ５０２を、磁石及びコイルか
らなるレンズアクチュエータ５０８でフォーカス方向Ｆ
へ移動させていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の像点を移動させる機構にはレンズを移動
させるためのアクチュエータが必要なために、移動機構
を小型軽量化できないという問題があった。

また、従来の光学ヘッドではレンズアクチュエータが必
要なためにアクセス時に移動すべき重量が重くなり、ア
クセス時間を短くてきないという問題があった。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、回折格子構造を持つレンズ及び
波長可変である光源を組み合わせることによってレンズ
を固定したまま像点の位置を移動させるシステムを提供
するところにある。

また、そのようなシステムを用いることによって、高速
アクセスが可能な光学ヘッドを提供するところにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明のフォーカシング機構は、回折格子構造から成る
レンズと、半導体レーザの外部に設けられた波長可変手
段によって発振波長を変える光源とから成ることを特徴
とし、波長可変手段が、半導体レーザ端面からの距離を
変えられるミラーであること、あるいは、波長可変手段
が、回転可能な回折格子であることを特徴とする。

また、本発明の光学ヘッドは、前記フォーカシング機（
１１？を用いたことを特徴とする。

〔作　用〕

マイクロフレネルレンズなど、回折格子構造を持つレン
ズは、入射する光の波長によってその像点の位置が光軸
方向に移動する。例えば第１図を用いて説明すると、半
導体レーザ１０１からの光の波長がマイクロフレネルレ
ンズ１０２の設計波長と同じであれば像点１０３に集光
されるとする。

このようなマイクロフレネルレンズに設工１波長より短
い波長の光が半導体レーザ１０１から入射したとすると
、その像点１０４はレンズから遠ざかる方向へ移動する
。逆に長い波長で入射すると像点１０５はレンズに近づ
く方向へ移動する。

従って、発振波長が可変である光源と回折格子構造を持
つレンズとを組み合わせ、光源の発振波長を変えること
によってレンズによる像点の位置を変えることができる
。

発振波長が可変である光源として本発明では、第１図に
示すような、半導体レーザ１０１の後端面１０６の外部
にミラー１０７を配置して半導体レーザ１０１の共振器
の他に外部共振器を構成した構造の物を用いている。

ミラー１０７と半導体レーザ後端面１０６の間隔を、ミ
ラー１０７で取り付けである圧電アクチュエータ１０８
で変えることによって発振波長を変化させることができ
る。

また、第２図に示すような構造を持つ光源によっても波
長を変えることができる。半導体レーザ１０１の後端面
１０６からでた光をコリメータレンズ２０１で平行光に
し、回折格子２０２に入射させ、その回折光を再び半導
体レーザ１０１に戻す。回折格子２０２を回転２０３さ
せることにより半導体レーザ１０１の発振波長を変える
ことができる。

このような像点位置可変光学系を光学ヘッドのフォーカ
シングに用いる場合は、フォーカシングを、第３図に示
すようにフォーカスエラー信号を検出するフォトダイオ
ード３１０からのフィードバック３１１によって圧電ア
クチュエータ１０８に印加する電圧を制御し、半導体レ
ーザ１０１の発振波長を変化させ、光スポット３０７の
位置を光軸方向に動かすことによって行なう。また、第
４図に示すように半導体レーザ１０１の外部の回折格子
２０２を回転させることによって発振波長を変えること
によって行なうこともできる。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

〔実　施　例〕

実施例１第１図は本発明のフォーカシング機構の１つの実施例を
示す主要断面図である。

半導体レーザ１０１の後端面１０６側に積層型圧電アク
チュエータ１０８に取り付けられたミラー１０７が配置
されている。マイクロフレネルレンズ１０２のパターン
は、半導体レーザ１０１からの発散光を像点１０３に集
光するように形成されている。

このような配置において、圧電アクチュエータ１０８に
よって半導体レーザ１０１とミラー１０７の間隔を変え
て半導体レーザ１０１からの光の波長を短くすると、マ
イクロフレネルレンズ１０２による像点１０４は、マイ
クロフレネルレンズ１０２の設計波長での像点１０３よ
りもマイクロフレネルレンズ１０２から遠ざかる方向へ
移動する。逆に発振波長を長くすると像点１０５はマイ
クロフレネルレンズ側へ移動する。

本実施例ではレンズとしてマイクロフレネルレンズを用
いたがこれに限定されるものでなく、波長によって像点
位置が変わる回折格子（１■造を持つレンズであれば良
い。

実施例２第２図は本発明のフォーカシング機構の他の実施例を示
す主要断面図である。

半導体レーザ１０１の後端面１０６側からの放射光はコ
リメータレンズ２０１で平行光に変換され回折格子２０
２へ入射する。回折格子２０２での回折光は再び半導体
レーザ１０１に戻るが、回折格子２０２を回転２０３さ
せることによって半導体レーザ１０１の発振波長を変え
ることができる。

フォーカシングについては実施例１と同様であるので説
明は省く。

実施例３第３図は本発明の光学ヘッドの実施例の１つを説明する
主要断面図である。半導体レーザ１０１からでた光はコ
リメータレンズ３０１によって平行光にされ、ビームス
プリッタ３０２を通ってガルバノミラ−３０３、及びミ
ラー３０５で反射され、マイクロフレネルレンズ構造を
持つ対物レンズ３０６て記録媒体３０８に集光される。

記録媒体３０８での反射光は再び対物レンズ３０６、ミ
ラー３０５、ガルバノミラ−３０３を通ってビームスプ
リッタ３０２て光路を曲げられ、レンズ３０９によって
フォトダイオード３１０に集光される。

フォトダイオード３１０では、記録媒体３０８に記録さ
れている情報を検出するとともに、対物レンズ３０６に
よって形成される光スポット３０７が記録媒体３０８上
の所望の位置からずれていることを示すフォーカシング
エラー及びトラッキングエラーを検出する。

フォーカシングエラー信号によって、半導体レーザ１０
１の後端面側に配置された、ミラー１０７の取り付けら
れた圧電アクチュエータ１０８にフィードバック３１１
がかかり、半導体レーザ１０１とミラー１０７の間隔を
変えることによって発振波長を変え、実施例１で説明し
たように光スポット３０７をフォーカス方向へ移動させ
てフォーカシングを行なう。

トラッキングは、フォトダイオード３１０で得られたト
ラッキングエラー信号によってガルバノミラ−を振る（
３０４）ことによって行なう。

半導体レーザ１０１からビームスプリッタ３０２に入射
した光の一部はビームスプリッタ３０２で反射され、レ
ンズ３１２を通ってフォトダイオード３１３へ入射する
。このフォトダイオード３１３で半導体レーザ１０１か
らの光のパワーをモニタし、半導体レーザからの光出力
が一定になるように半導体レーザ１０１への注入電流に
フィードバック３１４をかける。

ミラー３０５及び対物レンズ３０６は、その他の要素が
固定されている筐体３１５とは分離された移動可能な筐
体３１６に固定され、記録媒体３０８上の所望のトラッ
クへ光スポット３０７を移動させる場合は、筺体３１６
だけがボイスコイルモータなどで移動（３１７）させら
れる。この様な（１ｖ１成にすることによって、移動す
べき筐体３１６には対物レンズを動かすためのコイル及
び磁石が不必要になって移動すべき重量を軽くすること
ができ、アクセス時間を短縮することが可能になる。

なお、記録媒体に記録されている情報が光の偏光面の回
転方向の違いとして検出される光磁気記録用の光学ヘッ
ドにおいても本実施例のフォーカシング機構が適用でき
る。

実施例４第４図は本発明の光学ヘッドの他の実施例を示す主要断
面図である。

半導体レーザ１０１の後端面側に配置されたコリメータ
レンズ２０１及び回転可能な回折格子２０２によって発
振波長を変え、フォーカシングを行なう。光学ヘッドと
しての機能は実施例３と同様であるので説明は省く。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみらな
ず、広く像点を移動させる必要があるシステムに適用で
きる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のフォーカシング機構によれば
、波長によって結像位置が変わる回折格子構造からなる
レンズと、半導体レーザの外部に配置された移動可能な
ミラー、あるいは回転可能な回折格子によって発振波長
を変えられる半導体レーザを組み合わせることによって
、レンズを機械的に動かすことなしに像点を移動させる
ことができるという効果を有する。

また、本発明のフォーカシング機構によってフォーカシ
ングを行なう光学ヘッドによれば、対物レンズをフォー
カス方向へ移動させる機械的なアクチュエータが不要に
なるために、光学ヘッドにおいて移動させるべき重量を
軽くすることができ、アクセス時間を短縮できるという
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフォーカシング機構の第１の実施例を
示す主要断面図。第２図は本発明のフォーカシング機構の第２の実施例を
示す主要断面図。第３図は本発明の光学ヘッドの第１の実施例を示す主要
断面図。第４図は本発明の光学ヘッドの第２の実施例を示す主要
断面図。第５図は、従来のフォーカシング機構、及び光学ヘッド
の主要断面図。１０１・・・半導体レーザ１０２・・・マイクロフレネルレンズ１０３．１０４．１０５・・・像点１０６　・　・１０７φ争１０８φ　・２０１　・　・２０２　・　・２０３・　・３０１　・　・３０２・　・３０３４　・３０４　・　・３０５・　０３０６　・　・３０７　・　・３０８・　・３０９．３３１０．３３１１．３・半導体レーザ後端面 φミラー・圧電アクチュエータ・コリメータレンズ・回折格子・回転・コリメータレンズ・ビームスプリッタ Φガルバノミラー・ガルバノミラ−振動方向争ミラー・対物レンズ・光スポット・記録媒体・レンズ・フォトダイオード・フィードバック３１５．３１６・　・筐体３１７・・・筐体移動方向４０１・・・筐体５０１・・・ビームスプリッタ５０２・・・対物レンズ５０３・Φ・光スポット５０４・・・記録媒体５０５・・・レンズ５０６・・・フォトダイオード５０７・・・フィードバック５０８・・・レンズアクチュエータ以上出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回折格子構造から成るレンズと、半導体レーザの
外部に設けられた波長可変手段によって発振波長を変え
る光源とから成ることを特徴とするフォーカシング機構
。
（２）波長可変手段が、半導体レーザ端面からの距離を
変えられるミラーであることを特徴とする請求項１記載
のフォーカシング機構。
（３）波長可変手段が、回転可能な回折格子であること
を特徴とする請求項１記載のフォーカシング機構。
（４）請求項１記載のフォーカシング機構を用いたこと
を特徴とする光学ヘッド。