JPH0384738A - フォーカシング機構及び光学ヘッド - 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、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、対物レンズを固定したままフォーカシングを行な
う光学ヘッドの一例としては、特開昭６４−３５７３４
にあるようにレンズに対する光源の位置を移動させるこ
とによって像点を移動させるものがあった。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来のフォーカシング８１構では、像点の移動
とともに収差が大きくなり、良好な像を保ったまま像点
を移動させられる範囲が小さいという問題点があった。

従って、従来のフォーカシング機構を用いた光学ヘッド
では記録媒体の大きな面振れには追従できないという問
題点があった。

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、レンズを固定したまま像点を移
動させる際に、広い像点移動範囲にわたって収差を抑え
ることのできるフォーカシング機構、及びそのフォーカ
シング機構を用いることによって記録媒体の大きな面振
れにも追従できる光学ヘッドを提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のフォーカシング機構は、波長が可変である光源
と、該光源からの光を第１の像点に集光する第１のレン
ズと、前記第１の像点から発散する光を第２の像点に集
光する第２のレンズとを含み、前記第１．のレンズ、前
記光源の少なくヒも一方が光軸方向に移動可能で、かつ
、前記第１のレンズには回折格子構造からなる面が含ま
れてい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構を
含むことを特徴とする。

［作用］ 第９図、第１０図を用いて本発明のフォーカシング機構
の作用を説明す゛る。

第９図の配置９１０には、光軸９０４上の点光源９０２
から出た光を像点９０３に結像するレンズ９０１を示し
である。第９図の配置９１１に示すように、点光源９０
２を光軸上で移動（９０５）させると、近軸像点９０６
も光軸上を移動（９０７）し、収差が発生する。図には
像面９０８を基準起した縦収差ａＺの曲線９０９を示し
である。

この現象を逆に考えれば、配置９】】において、収差９
０９をもつ光をレンズ９０１の右側から入れてやれば、
レンズを通った光は点光源９０２の位置に無収差で結像
する。

第１０図を用いてフォーカシングについて説明する。レ
ンズ９０１は第９図の場合εは左右逆に配置されている
。

第１０図の配置１０１０は、第９図の配置９１０に対応
しており、光源を含む収差発生光学系１００１の作る第
１の像点は収差がなく、レンズ９０１に対する点光源１
００２となる。この点光源１００２からの光はレンズ９
０１によって像点１００３に無収差で結像される。点光
源１００２ば第９図の配置９１０の像点９０３に対応し
、像点１００３は第９図の配置９】０の点光源９０２に
対応する。

次に第１０図の配置１０１１に示すように、収差発生光
学系１００１によって、収差発生光学系の近軸像点１０
０４を移動（１００５）させ、ヒともに第９図の配置９
１】で示した収差９０９と同じ収差１００６を発生させ
ることにより、上述したようにレンズ９０１による像点
１００７を無収差で移動（１００Ｂ　）させることがで
きる。

収差発生光学系としては、第９図と同様のｌノンズに対
する点光源の位置を変える構成、回折格子構造を有する
レンズと点光源の組合せにおいて点光源の波長を変える
構成、この両者の組合せ等の構成を利用することができ
る。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

［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第１の実施例の
主要構成図である。

発振波長が可変である半導体レーザ１０１から出た光は
マイクロフレネルレンズ１０２からなる面を含む第１の
レンズ１０３によって第１の像点に結像される。この第
］の像点は第２のレンズ］０５に対しての点光源１０４
となり、第２のｌ／ンズによって第２の像点１０６が形
成される。

半導体レーザ１の１と第１のレンズ１０３は、一体とし
てアクチュエータ１０７によって光軸方向に移動可能で
あり、従って点光源１０４を光軸方向に移動させること
ができる。アクチュエータＬ　Ｏ’ｌ：しては、コイル
と磁石とから成る電磁式のもの、あるいは、圧電体から
成る圧電アクチュエータなどを用いることができる。

半導体レーザ１０１の発振波長を変えることによっても
点光源＞、　０４の位置は移動し、かつ収差が発生する
。アクチュエータ１０７による点光源１０４の移動、及
び半導体レーザ１０１の発振波長の変化による点光源の
移動及び収差の発生によって、作用の項で述べたように
第２の像点１０６を、収差の発生を抑えながら光軸上を
移動させることができる。

波長が可変である半導体レーザ１０１としては、波長制
御領域を発光領域εモノリシックに集積化した構造のも
の、半導体レーザチップの外部に配置された回折格子あ
るいはミラーを制御する構造のもの、注入電流あるいは
温度を制御するもの等が利用できる。また、半導体レー
ザに限らず波長が可変である光源であればよい。

なお、第１のレンズ１０３、第２のレンズ１０５として
は、複数枚のレンズから構成されるレンズ、非球面を含
むレンズ、屈折率分布を含むレンズなどが利用でき、回
折格子構造を持つレンズとしてはマイクロフレネルレン
ズに限定されるものではない。また、回折格子構造が形
成される面は平面に限定されるものではない。

実施例２ 第２図は本発明のフォーカシング機構の第２の実施例の
主要構成図である。実施例１の第１図と同じ要素には同
じ番号を付けである。

発振波長が可変である半導体レーザ１０°１から出た光
はコリメータレンズ２０１によって平行光にされレンズ
２０２によって一旦集光された後マイクロフレネルレン
ズからなる面を含む第１のレンズ１０３に入射し点光源
１０４を形成する。レンズ２０２と第１のレンズ１０３
は一体としてアクチュエータ１０７によって光軸方向に
移動させられる。アクチュエータによる移動及び半導体
レーザの発振波長の変化によるフォーカシングの方法は
実施例１と同様である。

実施例３ 第３図は本発明のフォーカシング機構の第３の実施例を
示す主要構成図である。

発振波長が可変である半導体レーザ１０１から出た光は
コリメータレンズ２０１によって平行光にされ、マイク
ロフレネルレンズから成る面を含む第１のレンズ１０３
によって一旦集光された後、第２のレンズ１０５で第２
の像点１０６に集光される。第１のレンズ１０３はアク
チュエータ１゜７によって光軸方向に移動させられる。

アクチュエータによる移動及び半導体レーザの発振波長
の変化によるフォーカシングの方法は実施例１と同様で
ある。

実施例４ 第４図は本発明のフォーカシング機構の第４の実施例を
示す主要構成図である。

発振波長が可変である半導体レーザ１０１から出た光は
マイクロフレネルレンズからなる面ヲ含む第１のレンズ
１０３によって第１の像点に結像される。この第１の像
点は第２のレンズ１０５に対しての点光源１０４となり
、第２のレンズによって第２の像点１０６が形成される
。

第１のレンズ１０３の移動及び半導体レーザ１ｏ１のｆ
Ｆ！振波長波長化に加えて、第１のレンズ１０３に対す
る半導体レーザ１０１の位置をアクチュエータ４０１で
移動させることにより、点光源１０４の位置及び収差を
より細かく制御できる。

実施例５ 第５図は本発明のフォーカシング機構の第５の実施例の
主要構成図である。

基本的な構成は第２図にある実施例２と同様であるが、
第１のレンズ１０３に対してレンズ２゜２を移動可能と
したために、実施例４と同様に細かな収差の制御が可能
になる。

実施例６ 第６図は本発明のフォーカシング機構の第６の実施例を
示す主要構成図である。

上記の実施例より収差補正の自由度はないが、半導体レ
ーザ１０１の位置及び発振波長を変えることによって、
発生する収差を低減しながら第２の像点１０６を移動さ
せることができる。

実施例７ 第７図は本発明のフォーカシング機構の第７の実施例を
示す主要構成図である。

第６図にある実施例６において、半導体レーザ１０１を
移動させるかわりにレンズ２０２をアクチュエータ４０
１で移動させるものである。

以上本発明のフォーカシングａ構の実施例を述べたが、
点光源１０４の移動、あるいは半導体レーザの波長の変
化だけで収差を抑えながらフォーカシングできる構成で
あれば、この両者を同時に行なう必要はない。

実施例８ 第８図は本発明の光学ヘッドの実施例を示す主要構成図
である。

発振波長が可変である半導体レーザ１０１から出た光は
コリメータレンズ２０１、ビームスプリッタ８０１、レ
ンズ２０２、マイクロフレネルレンズからなる面を含む
第１のレンズ１０３を通って点光源１０４を形成し、コ
リメータレンズ８０２によって平行光にされてミラー８
０３で光路を曲げられ、対物レンズ８０４で記録媒体８
０５上に像点１０６を形成する。記録媒体８０５の情報
を含んだ反射光はビームスプリッタ８０１によってフォ
トダイオード８０７に導かれ、情報が検出される。

レンズ８０６によってフォトダイオードに入射する光に
非点収差が生じ、フォーカシングエラー信号が検出され
る。フォーカシングエラー信号は半導体レーザ１０１及
びアクチュエータ１０７にフィードバックされ、実施例
１で説明したように、半導体レーザ１０１の発振波長を
変えるとともに、第１のレンズ１０３を光軸方向（Ｆ）
に移動させることによって像点・１０６をフォーカス方
向に移動させ、記録媒体８０５に合焦させる。

また像点１０６が記録媒体上の所望のトラックからずれ
ていることを示すトラッキングエラー信号もフォトダイ
オード８０７で検出され、光軸に垂直方向に移動可能で
あるアクチュエータ８０９でコリメータレンズ８０２を
光軸に垂直方向（Ｔ）に移動させることによって、像点
１０６を所望のトラックに合わせる。

移動可能な筐体８１１に含まれるミラー８０３、対物レ
ンズ８０４以外の要素は筐体８１０に組まれ、光メモリ
装置のシャーシに固定される。従って、記録媒体８０５
の所望の位置に像点１０６を送るアクセス時に移動させ
るべき重量は、ミラー８０３、対物レンズ８０４及び筐
体８１１だけと軽くなり、アクセスを高速化できる。

なお、情報の再生だけでなく記録も行なう光学ヘッド、
記録媒体に記録されている情報が光の偏光方向の違いと
して検出される光磁気記録用の光学ヘッドなどにおいて
も本発明のフォーカシング機構を適用できる。また、光
メモリ装置用以外でもフォーカシングが必要であるシス
テムに適用が可能である。

［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
、光源の移動と光源の発振波長の変化を組み合わせてレ
ンズに入射する光に収差を与えることによって、レンズ
を固定したまま、発生する収差を抑えながら像点を広い
範囲にわたって移動させることができるという効果を有
する。

また、本発明の光学ヘッドは、前記フォーカシング機構
を用いることにより、高速アクセスが可能で、記録媒体
の大きな面振れにも追従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の実施例の
主要構成図。 第２図は本発明のフォーカシング機構の第２の実施例の
主要構成図。 第３図は本発明のフォーカシング機構の第３の実施例を
示す主要構成図。 第４図は本発明のフォーカシング機構の第４の実施例を
示す主要構成図。 第５図は本発明のフォーカシング機構の第５の実施例の
主要構成図。 第６図は本発明のフォーカシング機構の第６の実施例を
示す主要構成図。 第７図は本発明のフォーカシング機構の第７の実施例を
示す主要構成図。 第８図は本発明の光学ヘッドの実施例を示す主要構成図
。 第９図、第１０図は本発明のフォーカシング機構の作用
を説明する図。 ０１ ０２ ０３ ０４ ０５ ０６ ０７ 半導体レーザ マイクロフレネルレンズ 第１のレンズ 点光源 第２のレンズ 第２の像点 アクチュエータ ０１ ２０２ ０１ ０１ ０２ ０３ ０４ ０５ ０６ ０７ ０８ ０９ １０ １１ １２ ０１ ０２ ０３ ０４ ０５ コリメータレンズ レンズ アクチュエータ ビームスプリッタ コリメータレンズ ミラー 対物レンズ 記録媒体 レンズ フォトダイオード フィードバック アクチュエータ 筐体 移動可能な筐体 アクセス方向 レンズ 点光源 像点 光軸 光源の移動 ０６　・・・近軸像点 ０７　・・・像点の移動 ０８　・・・像面 ０９　・・・縦収差曲線 １０．９１１　　・・・配置 ００１　・・・収差発生光学系 ００２　　・・・点光源 ００３　　・・・像点 ００４　　・・・近軸像点 ００５　　・・・像点の移動 ００６　・・・縦収差曲線 ００７　・・・像点 ００８　・・・像点の移動 ０１０．１０１１　　・・・配置 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）波長が可変である光源と、該光源からの光を第１
   の像点に集光する第１のレンズと、前記第１の像点から
   発散する光を第２の像点に集光する第２のレンズとを含
   み、前記第１のレンズ、前記光源の少なくとも一方が光
   軸方向に移動可能で、かつ、前記第１のレンズには回折
   格子構造からなる面が含まれていることを特徴とするフ
   ォーカシング機構。
2. （２）前記フォーカシング機構を含むことを特徴とする
   光学ヘッド。