JPH02210620A - 光学的記録再生装置 - 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、光デイスク等光記録媒体を使用して情報の記
録・再生、あるいは記録・再生・消去を行う光学的記録
再生装置に係わり、特に、高速操作が可能で、しかも必
要な光量を光記録媒体の所定の収束面に確実に照射でき
る光学的記録再生装置の改良に関するものである。

［従来の技術］ この種の光学的記録再生装置としては、例えば、後藤顕
成著、オーム社発行「オプトエレクトロニクス入門」の
第１８７頁に記載されているものがある。

すなわち、この光学的記録再生装置は第５図に示すよう
にレーザ光源（ａ）と、このレーザ光源（ａ）からのレ
ーザビーム〈λ）を収束するレーザビーム収束レンズ（
ｂ）と、このレーザビーム収束レンズ（ｂ）からのレー
ザビーム（λ）を光記録媒体（Ｃ）側へ反射させるミラ
ー（ｄ）と、このミラー（ｄ）からのレーザビーム（λ
）を光記録媒体（Ｃ）面に収束させる対物レンズ（ｅ）
と、この対物レンズ（ｅ）に取付けられ上記光記録媒体
（Ｃ）の面振れに応じ対物レンズ（ｅ）を進退させて自
動的に焦点合せをする自動焦点調整機構（ｆ）とでその
主要部が構成されており、上記レーザ光源（ａ）からの
レーザビーム（λ）を光記録媒体（Ｃ）の所定の収束面
に収束させて情報の記録、又は再生を行うようになって
いる。

尚、上記光学ヘッド（ｆｌｃ）はヘッド送り歯車（ｇ）
に噛合し、軸（ｈ）の回転によって矢印方向へ移動する
ようになっており、光記録媒体（Ｃ）の規定のトラック
位置へ順次移動走査されるようになっている。

ところで、従来の光学的記録再生装置においては自動焦
点調整機構（ｈ）が対物レンズ（Ｑ）と一体化され、か
つ、レーザ光源（ａ）、図示外のトラックサーボアクチ
ュエータ、各種のアクセスエラー検出器等が光学ヘッド
（Ｈｅ）内に搭載されているため、光学ヘッド（ｔｉｅ
）の重量が嵩／νで移動機構に負担がかかり、アクセス
タイムが磁気ディスクより１桁程度長く（約１００ｍ５
ｅｃ、以上）なる不都合があった。

そこで、従来にあっては特開昭６１−２８４８３６号公
報、並びに特開昭６２−６６４２１公報等に記載されで
いるように、光学ヘッド（ｌｉｅ）のシークのための移
動部を光アイ（ミラー等の反射部材と対物レンズ及びこ
れ等を搭載Ｊる筐体）のみとしてその軽す化と小型化を
図り、かつ、対物レンズ（ｅ）の自動焦点調整機構（ｆ
）を分離した構成のものが提案されている。

寸なわら、この光学的記録再生装置は第６図に示すよう
に基台（ｊ）と、この基台（ｊ）内に実装された移動機
構（ｋ）と、基台（ｊ＞上に固定配置されレーザビーム
（λ）を発生するレーザ光源（ａ）と、このレーザ光源
（ａ）の後段に固定配置されアクセスエラーを検出する
アクセスエラージェネレータ（ｍ＞と、このアクセスエ
ラージェネレータ（ｍ）の後段に固定配置され上記アク
セスエラージェネレータ（ｍ）からのエラー信ｙ）に基
づき内蔵されたフォーカス調整レンズを移動ざじるアク
セスサ＝ボアクチュエータ（ｎ）と、上記移動機構（ｋ
）の先端部に固定配置されミラー（ｄ）と対物レンズ（
ｅ）が搭載された光アイ（ｐ）とでその主要部が構成さ
れており、特開昭６ｌ−２８４８３ｆ３号公報に開示さ
れた光学的記録再生装置おいては、第７図に示すように
上記フォーカス調整レンズが、移動可能に設（プられレ
ーザ光源（ａ）からのレーザビーム（λ）を焦点（Ｆ）
に集光しこの焦点（Ｆ）から拡散させる拡散用凸レンズ
（（１）にて構成され、他方の特開昭６２−６６４２８
号公報°に開示された光学的記録再生装置においては、
第８図に示すように上記フォーカス調整レンズが、移動
可能に設けられた拡散用凹レンズ（ｒ）にて構成されて
いるものであった。

また、これ等の光学的記録再生装置を更に改良し上記フ
ォーカス調整レンズの移動ストロークを短く設定可能と
した装置として、第９図に示１ようにフォーカス調整レ
ンズが、凸レンズ若しくは凹レンズにより形成されレー
ザ光源（ａ）からのレーザビーム（λ）を拡散する拡散
用レンズ（Ｓ）と、この拡散用レンズ（Ｓ）により拡散
されたレーザビームを平行ビームにするコリメート用レ
ンズ（１）とで構成され、かつ、上記拡散用レンズ（Ｓ
）又はコリメート用レンズ（１）の少なくとも一方が移
動可能に設けられた光学的記録再生装置も開発されてい
る。

イして、これ等の光学的記録再生装置においては、光学
ヘッド（ｔｌｅ）の移動部をミラー（ｄ）と対物レンズ
（ｅ）のみが搭載された光アイ（ｐ）にて構成している
ため、その軽１化と小型化が図れてアクセスタイムを短
縮できる利点を有しており、かつ、アクセスエラージェ
ネレータ（ｍ）からのエラー検出信号に基づいて光軸方
向へ移動ざれるフォーカス調整レンズの作用によりレー
ザビーム〈λ）の上記対物レンズ（ｅ）に対り−る入射
角が変化し、レーザビーム（λ）の収束点が変動して光
記録媒体（Ｃ）の面振れに応じレーザビーム（λ）を適
正位置に収束させることが可能となるため、対物レンズ
（ｅ）の上記自動焦点調整機構（ｆ）を分離でき光アイ
＜ｐ＞の軽量化を更に促進できる利点を有するものであ
った。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、この種の光学的記録再生ｖｃｌにおけるレー
ザ光源（ａ）の制御回路は、第９図に示された型の光学
的記録再生装２を例に挙げて説明すると、第１０図に示
すように複数のコンデンサ、トランジスタ、並びに抵抗
器等で形成された定電圧を得るための定電圧回路（ａｌ
）と、比較器、コンデンサ、並びに抵抗器等で形成され
半導体レーザ（ａＯ）への印加電圧を一定値に調整する
差動増幅回路（ａ２）と、この差動増幅回路（ａ２）か
らの出力電圧に基づき上記半導体レーザ（ａＯ）への供
給電流を一定値に制御するトランジスタ、並びに抵抗器
等で形成される駆動回路（ａ３）とでその主要部が構成
されており、レーザ光源（ａ）から照射されるレーザビ
ーム（λ）の光量は常に一定になるように制御されてい
た。

しかし、第１１図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように光記録媒
体（Ｃ）の面振れに伴いコリメート用レンズ（１）が基
準位置（δ０）から適ｍ移動しそのレーザビーム（λ）
が対物レンズ（ｅ）の焦点距離（ｒｏ）より手前側（第
１１図Ｃ参照）、若しくは後方側（第１１図Ｃ参照）へ
収束された場合、波面収差の影響を受けて光記録媒体（
Ｃ）に収束されるビームスポットの照度分布が変動して
しまうため、上述の様にレーザビームの光量を一定に制
御していると焦点距離（１０）の位置に収束されたビー
ムスポットの照度分布（第１１図Ｃ参照）に較べてその
ピークパワーが極端に低減してしまう欠点があり、光記
録媒体（Ｃ）へ照射されるレーザビーム（λ）の光量が
不足して記録エラーや再生エラー等を引起こす問題点が
あった。

尚、コリメート用レンズ（１）の移動（±δ）に伴うビ
ークパワーの減少率は第１２図に示す通りであった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は以上の問題点に着目してなさ−れたもので、そ
の課題とするところは、高速操作が可能で。

しかも、光記録媒体の所定の収束面に必要な光量を確実
に照射できる光学的記録再生装置を提供するとにある。

すなわち本発明は、光源と、光記録媒体の近傍に配置さ
れた対物し、ンズとの間の光軸上にフォーカス調整レン
ズを備え、光記録媒体の面撮れに対応して上記フォーカ
ス調整レンズを光軸方向へ移動させ光源からの光を光記
録媒体の所定の収束面に収束させて情報の記録再生、若
しくは記録再生消去を行う光学的記録再生Ｈ＠を前提と
し、上記フォーカス調整レンズの移動量を検出する移動
量検出手段と、 この移動量に基づき上記光源の光量を調整する光量調整
手段とを具備することを特徴とづるものである。

この様な技術釣手゛段において、上記フォーカス調整レ
ンズについては従来同様、移動可能に設けられ光源から
の光を拡散する拡散用レンズでこれを構成することがで
きる。また、この構成に替えて上記拡散用レンズとこの
レンズにより拡散された光を平行光にするコリメート用
レンズとで形成し、その少なくと一方を移動可能に設け
ることで上記フォーカス調整レンズを構成してもよい。

尚、上記拡散用レンズとしては凸レンズや凹レンズが利
用できる。

また、上記移動量検出手段としてはフォーカス調整レン
ズの移動量を検出できる手段なら任意であり、例えば、
フォーカス調整レンズの移動手段としてボイスコイルモ
ータを使用した場合には、このコイルへの駆動電圧を積
分する２の積分回路でもってこれを構成することができ
る。

一方、上記光量調整手段としては、移動ω検出手段によ
り求められた移動量に基づき半導体レーザ等光源への供
給電流を適宜調整できる手段なら任意に選択可能である
。

尚、光記録媒体の面振れ並びに面成れ聞を検出する手段
については従来法がそのまま適用でき、例えば、非点収
差法、ビーム偏心法、ナイフエッチ法、及びウォーブリ
ング法等が利用できる。

［作用］ 上述したような技術的手段によれば、フォーカス調整レ
ンズの移動量を検出づる移動は検出手段と、この移動量
に基づき光源の光ｍを調整する光か調整手段とを具備し
ているため、光記録媒体の面振れに伴い上記光源からの
光の収束位置が変動しても光記録媒体の収束面に適量の
先爪を常に供給することが可能となる。

［実施例１ 以下、拡散用レンズとコリメート用レンズとで構成され
るフォーカス調整レンズが組込まれた光学的記録再生装
置に本発明を適用した実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

すなわち、この実施例に係る光学的記録再生装置は、第
１図に示すようにレーザ光源（１）と、このレーザ光源
（１）の後段に固定配置されてアクセスエラーを検出す
るアクセスエラージェネレータ（２）と、このアクセス
エラージェネレータ（２）の後段に固定配置され上記ア
クセスエラージェネレータ（２）からのエラー信号に基
づいて作ｉｌｌするアクセスサーボアクチュエータ（３
）と、光ディスク（４）の近傍に配設されミラー（５１
）と対物レンズ（５２）が搭載された光アイ（５）と、
この光アイ（５）を光ディスク（４）の半径方向へ移動
させる移動機構（６）とでその主要部が構成されている
ものである。

まず、上記レーザ光源（１）は第２図に示すように、複
数のコンデンサ、トランジスタ、及び抵抗器等で形成さ
れた定電圧回路（１０）と、比較器、コンデンサ、及び
抵抗器等で形成された差動増幅回路（１１）と、トラン
ジスタ、抵抗器等で等で形成された駆動回路（１２）と
でその主要部を構成するｌ！１１１１回路にて供給電流
が制御される半導体レーザ（１３）により構成されてい
る。

また、上記アクセスエラージェネレータ（２）は、レー
ザ光ｉ［Ｇｔ（１）からのレーザビームを光アイ（５）
側へ通過させると共に光ディスク（４）からの反射ビー
ムを光アイ（５）を介して受光し所定方向へ反射させる
偏光ビームスプリッタ（２０）と、この偏光ビームスプ
リッタ（２０）からの反射ビームの約１７２を遮光（１
００％遮光ではない）するマスク板（２１）と、偏光ビ
ームスプリッタ（２０）からの反射ビームの内遮光され
なかったビームを受光しその受光量に応じた電気信号を
出力する第一受光素子（２２）と、マスク板（２１）を
介して得られるビームを受光しその受光量に応じた電気
信号を出力する第二受光素子（２３）とで構成されてい
る。尚、第１図及び第２図中（２４）は、偏光ビームス
プリッタ（２０）を通過し直線偏光であるレーザビーム
を円偏光に変換させる１７４波長板を、また、（２５）
はシリンドリカルレンズを夫々示している。

一方、上記アクセスサーボアクチュエータ（３）は、レ
ーザ光源（１）側に固定配置されレーザ光源（１）から
のレーザビームを焦点（Ｆ）に集光しこの焦点（Ｆ）か
ら拡散させる拡散用凸レンズ〈３０）と、光アイ（−５
）側に移動可能に設けられ拡散されたレーザビームを平
行ビームにするコリメートレンズ（３１）と、上記アク
セスエラージェネレータ（２ンからの出力信号に基づき
コリメートレンズ（３１）を光軸方向へ移動さぽて焦点
位置を調整するサーボ回路（３２）とで構成されＵ　ｄ
３す、かつ、上記拡散用凸レンズ（３０）とコリメート
レンズ（３１）とは、その基準位置において夫々の焦点
距離が一致するように配置されている。

ここで、上記コリメートレンズ（３１）を光軸方向へ移
動させる部材はボイスコイルモータにて構成されている
。すなわち、このボイスコイルモータは第３図（Ａ）〜
（Ｂ）に示すように外周面に駆動用コイル（３３）が巻
回され内部にコリメートレンズ（３１）を搭載したアル
ミニウム合金製のボビン（３４）と、このボビン（３４
）を一対の根状バネ材（３５）　　（３５）を介し移動
可能に支持するハウジング（３６）と、このハウジング
（３Ｇ）の内壁面に設けられ上記ボビン（３４）側へ向
かう磁力線を形成する永久磁石（３ｉ’）　　＜３７）
とでその主要部が構成されており、上記アクセスエラー
ジェネレータ（２）の第−及び第二受光素子（２２）　
　（２３）に接続された比較器（３８）とトランジスタ
（３９）から成るサーボ回路（３２）を介し上記駆動用
コイル（３３）へ駆動電圧を印加してコリメートレンズ
（３１）が適り移動操作されるようになっている。

また、上記駆動用コイル（３３）には移動口検出手段（
７）を構成する２の積分回路（７０）　　（７１）が接
続されており、駆動用コイル（３３）に印加された駆動
電圧を２目積分することにより上記コリメートレンズ（
３１）の移動量に対応する出力電圧が検出されるように
なっている。更に、上記積分回路（７０）　　（７１）
には光量調整手段（８）を構成する絶対値回路（８０）
と比較器（８１）が接続され、この絶対値回路（８０〉
により上記移動量に対応する出力電圧の絶対値が求めら
れると共に、その出力電圧が上記比較器（８１）に入力
され、かつ、この比較器（８１）からの出力電圧が上記
差動増幅回路（１１）における半導体レーザ（１３）、
への供給電流を制御する比較ｉＭ（１５）に入力されレ
ーザ光源（１）のビーム出力を適宜高めるようになって
いる。尚、上記絶対値回路（８０）が組込まれる理由は
、光ディスク（４）に照射されるビームスポットのビー
クパワーの減少率が第１２図に示すようにコリメートレ
ンズ（３１）の移動量の絶対値に略比例するためである
。

このように構成された光学的記録再生装置において、レ
ーザ光源（１）から出力されたレーザビームはアクセス
エラージェネレータ（２）及びアクセスサーボアクチュ
エータ（３）の各々を経由して光アイ（５）に入射する
。光アイ（５）に入射したレーザビームは、ミラー（５
１）で反射した後に対物レンズ（５２）を通過し、この
対物レンズ（５２）によって光ディスク（４）の記録面
へ収束されて微小スポットを形成し、かつ、この光ディ
スク（４）から反射した反射ビームは光アイ（５）を経
由してアクセスエラージェネレータ（２）へ到達し、こ
こでフォーカスエラー、トラックエラー、スキューエラ
ー信号等のアクセスエラー信号が取出されると共に、情
報信号も取出されて情報の再生が行なわれるようになっ
ている。

そして、上記光ディスク（４）の而振れに伴うフォーカ
スエラー信号が取出されるとこの信号がアクセスサーボ
アクチュエータ（３）に入力され、そのυ−ボ回路（３
２）が作動してコリメータレンズ（３１）を適量移動し
、この移動に伴ってレーザビームの収束点が変動して光
ディスク（４）の適性位置にレーザビームを収束させる
ことができる。

このとき、上記レーザビームが対物レンズ（５２）の焦
点距１！１ｌｉ（ｆＯ）より手前側、若しくは後方側へ
収束されこれに伴う波面収差の影響でビームスポットの
照度分布が変動しても、上記移動量検出手段（７）並び
に光量調整手段（８）が作動してレーザ光源（１）のビ
ーム出力を移動量に応じて高めるようになっているため
、第４図（Ａ）〜（Ｃ）に承りようにビームスポットの
ピークパワーが低減することがない。

従って、この光学的記録再生装置においては記録時若し
くは再生時におけるレーザビームの光ｓ不足が起らなく
なるため、記録エラー、再生エラー等を確実に防止でき
る利点を有している。

［発明の効果］ 本発明は以上のように、フォーカス調整レンズの移動量
を検出する移動８検出手段と、この移動量に基づき光源
の光重を調整する光量調整手段とを具備しているため、
光記録媒体の面振れに伴い上記光源からの光の収束位置
が変動しても光記録媒体の収束面に適Ｒの光ｍを常に供
給Ｊることが可能となる。

従って、記録時若しくは再生時における照射光の光ｍ不
足が起らなくなるため、記録エラー、再生エラー等を確
実に防止できる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示しており、第１図
は実施例に係る光学的記録再生装置の概略構成図、第２
図はこの装置の回路図、第３図（Ａ）はコリメートレン
ズを移動操作覆るボイスコイルモータの斜視図、第３図
（Ｂ）は第３図（Ａ＞のＢ−Ｂ面断面図、第４図（Ａ）
〜（Ｃ）はコリメートレンズの移動に伴うレーザビーム
の収束点の変位とそのビームスポットの照度分布を示す
説明図であり、また、第５図〜第６図は従来の光学的記
録再生装置の概略側面図、第７図〜第９図はこれ等装置
の概略構成図、第１０図は第９図における光学的記録再
生装置の回路図、第１１図（Ａ）〜（Ｃ）はコリメート
レンズの移動に伴うレーザビームの収束点の変位とその
ビームスポットの照度分布を示す説明図、及び、第１２
図はコリメートレンズの移動量とビームスポットにおけ
るビークパワーとの関係を示すグラフ図である。 ［符号説明］ （１）・・・レーザ光源 （４）・・・光ディスク （７）・・・移動最検出手段 （８）・・・光量調整手段 （３０）・・・拡散用凸レンズ （３１）・・・］コリメートレン ズ５２）・・・対物レンズ 特　許　出　願　人　富士ゼロックス株式会社代　　理
　　人　　弁理士　　中　　村　　智　　廣　（外３名
）第３図 第５図 Ｃ 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、光記録媒体の近傍に配置された対物レン
   ズとの間の光軸上にフォーカス調整レンズを備え、光記
   録媒体の面振れに対応して上記フォーカス調整レンズを
   光軸方向へ移動させ光源からの光を光記録媒体の所定の
   収束面に収束させて情報の記録再生、若しくは記録再生
   消去を行う光学的記録再生装置において、 上記フォーカス調整レンズの移動量を検出する移動量検
   出手段と、 この移動量に基づき上記光源の光量を調整する光量調整
   手段とを具備することを特徴とする光学的記録再生装置
   。
2. （２）上記フォーカス調整レンズが、光源からの光を拡
   散し、かつ、移動可能に設けられた拡散用レンズにより
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光学的記録再生装置。
3. （３）上記フォーカス調整レンズが、光源からの光を拡
   散する拡散用レンズと、この拡散用レンズにより拡散さ
   れた光を平行光にするコリメート用レンズとで構成され
   、かつ、上記拡散用レンズ又はコリメート用レンズの少
   なくとも一方が移動可能に設けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装置。