JPH04364236A - 光学ヘッド及び光ディスク記録再生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク（光磁気デ
ィスクを含む）に対して記録再生を行うための光学ヘッ
ド及びその光学ヘッドを用いた光ディスク記録再生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、追記型用或いは書き換え型用の光
ディスクに情報を記録再生させるための光学ヘッドとし
て、光学ヘッド全体が光ディスクに対して半径方向に移
動するように構成されたもの（例えば、特開平２−４４
５３２号、特開平２−２５２１３７号、特開平２−２３
５２２６号公報参照）と、光学ヘッドが光学ヘッド固定
部と光学ヘッド可動部とからなりその光学ヘッド可動部
のみが光ディスクに対して半径方向に移動するように構
成されたものがある。

【０００３】図７は、後者の光学ヘッドを備えた従来の
光ディスク記録再生装置を示すものであり、この光ディ
スク記録再生装置は、光ディスク１を所定速度で回転駆
動する駆動モータ２と、光ディスク１に対して情報を記
録再生させるための光学ヘッドを構成する光学ヘッド固
定部３及び光学ヘッド可動部４と、光ディスク１の半径
方向に光学ヘッド可動部４を移動させるための移送ユニ
ット５と、装置本体６等を備えている。光学ヘッド固定
部３は装置本体６上の所定位置に固定されるものであり
、レーザ光を照射する半導体レーザ１０と、その半導体
レーザ１０からのレーザ光を平行光に変えるコリメータ
レンズ１１と、コリメータレンズ１１を出たレーザ光は
通過させるが、光ディスクから戻ってきた反射光は反射
して方向変換するビームスプリッタ１２と、ビームスプ
リッタ１２からの反射光を光路変更するプリズム１３と
、検出レンズ１４と、検光子１５と、ビームスプリッタ
１６と、フォーカス信号検出器１７と、再生信号検出器
１８と、これらの部品を取付ける固定部本体１９等を有
している。また、光学ヘッド可動部４は、光学ヘッド固
定部３から出射された平行光２０を光ディスク１に向け
るよう光路変更するプリズム２１と、そのプリズム２１
で光路変更された平行光を集光して光ディスク１上に光
スポットを形成する対物レンズ２２と、その対物レンズ
２２をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動する
磁気回路を構成したアクチュエータ２３と、光学ヘッド
可動部の位置検出を行うための発光素子２４と、これら
の部品を取付ける可動部本体２５等を有している。更に
装置本体６には、光学ヘッド可動部４の走行位置に沿っ
て受光素子列からなる位置センサ２６が配置されている
。

【０００４】上記構成の光ディスク記録再生装置におい
ては、光学ヘッド可動部４のみが移送ユニット５によっ
て光ディスク１に対して移動し、光学ヘッド固定部３か
らのレーザ光を光ディスク１の所望位置にスポット光と
して照射し、光ディスクの記録再生を行っていた。この
時、光学ヘッド可動部４に設けている発光素子２４から
の検出光を位置センサ２６が検出することによって、光
学ヘッド可動部４の位置が検出されており、その検出信
号は光学ヘッド可動部４の高速アクセスに使用されてい
た。

【０００５】ところで、追記型或いは書き換え型用の光
ディスクに情報を書き込む際、光ディスク上のスポット
サイズをより小さくすることが高密度記録には必須条件
となる。対物レンズ２２によって集光されるビーム径ｄ
（図４参照）は、レーザ光の波長λ、対物レンズの開口
数ＮＡに依存し、　　ｄ＝Ｋ・λ／ＮＡ（Ｋ：定数）と
表される。従って、ｄを小さくするには、レーザ光の波
長をより短くするか、対物レンズのＮＡを大きくするか
であるが、どちらもそれ自体の開発が困難となっている
。 そこで、改善方法の一つとして、非球面モールドレンズ
の中心部に、ある半径範囲で遮蔽するマスクを設けるこ
とにより、収束ビーム径の小径化を図ったものが提案さ
れている（例えば、特開平２−３０６４４０号公報参照
）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように非
球面モールドレンズの中心部に正確に円形の遮蔽マスク
を設けることは極めて困難であり、対物レンズが極めて
高価となるという問題があった。また、対物レンズはト
ラッキングのため横方向に変位をしており、このため中
心の遮蔽マスクも変位するが、対物レンズに入射する平
行光の光量は、中心部が大きくかつその変化率（光量の
勾配）も大きくなっており、その中心部を遮蔽マスクが
移動することよりビームスポットの光量変動が大きく、
スポット品質が悪いという問題もあった。

【０００７】更に、遮蔽マスクを設けてビームスポット
径を小さくした対物レンズを、図７に示す光学ヘッドの
対物レンズ２２として使用することができるが、その場
合には、入射する平行光の中央の部分を単に遮蔽マスク
で遮るのみとなるので、その部分の光を有効利用できず
、無駄になるという問題が生じる。

【０００８】本発明は、上述の問題点に鑑みて為された
もので、ビームスポットの径を小さく且つその光量変動
を少なくすることができ、しかも製造の容易な光学ヘッ
ドを提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明は、上記した光学ヘッドを使
用し、且つレーザ光を有効に利用可能な光ディスク記録
再生装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明は上記問題点を解決するため、コリメータレンズに
よって平行光とされたレーザ光の光路に、その平行光の
光路を変更する反射手段を設け、その反射手段の中心位
置に円形の非反射部を設けるという構成をそなえたもの
である。ここで、非反射部としては、光を透過させるよ
うにしたものでも、光を吸収するようにしたものでもよ
い。

【００１１】本願の請求項２に記載の発明は、光学ヘッ
ド固定部と光学ヘッド可動部からなる光学ヘッドを備え
た光ディスク記録再生装置において、この光学ヘッド可
動部に設けられ、光学ヘッド固定部からの平行光を光デ
ィスクに向けるよう光路変更する反射手段の中心位置に
円形のレーザ光透過部を設け、更に、その光学ヘッド可
動部に、レーザ光透過部を透過したレーザ光を位置検出
用レーザ光として、光学ヘッド可動部の走行位置に沿っ
て配置されている位置センサに向ける光路変更部材を設
けるという構成を備えたものである。

【００１２】更に、本願の請求項３に記載の発明は、光
学ヘッド固定部と光学ヘッド可動部からなる光学ヘッド
と、光ディスクの書込み位置に外部磁界を印加する外部
磁界印加装置とを備えた光ディスク記録再生装置におい
て、光学ヘッド可動部と外部磁界印加装置との走行位置
に沿って、光学ヘッド可動部からの位置検出用レーザ光
を外部磁界印加装置に向ける固定ミラーを設け、且つ、
前記光学ヘッド可動部に設けられ、光学ヘッド固定部か
らの平行光を光ディスクに向けるよう光路変更する反射
手段の中心位置に円形のレーザ光透過部を設け、更に、
その光学ヘッド可動部には前記レーザ光透過部を透過し
たレーザ光を位置検出用レーザ光として前記固定ミラー
に向ける光路変更部材を設けると共に前記外部磁界印加
装置には前記光学ヘッド可動部から固定ミラーを介して
照射されて来る位置検出用レーザ光を受ける位置に位置
検出器を設けるという構成を備えたものである。

【００１３】

【作用】上記したように本願の請求項１に記載の光学ヘ
ッドは、対物レンズに向かう平行光の光路内に配置され
た反射手段の中心位置に円形の非反射部を有しているの
で、この反射手段で反射した平行光は中心部の光がカッ
トされており、従って対物レンズは、中心部の光がカッ
トされた平行光を集光することとなり、換言すれば対物
レンズの中心部は光が通過せず、このため、より絞られ
たビームスポットを得ることができる。また、前記した
反射手段は平坦な表面を有するものであるので、その中
心に容易に且つ正確に非反射部を形成でき、対物レンズ
に遮蔽マスクを形成する場合よりも容易である。更に、
対物レンズに入射する平行光は既に中心部の光をカット
された光であり、その光量は一定であるので、トラッキ
ングのために対物レンズが横に移動してもその対物レン
ズによるビームスポットの光量変化は少なく、高品質の
ビームスポットが得られる。

【００１４】本願の請求項２及び請求項３に記載の光デ
ィスク記録再生装置は、光学ヘッド可動部の反射手段の
中心位置に円形のレーザ光透過部を形成しているので、
この部分が非反射部となり、請求項１記載の光学ヘッド
と同様に、より絞られた且つ光品質のビームスポットを
得ることができる。更に、請求項２の光ディスク記録再
生装置では、この反射手段のレーザ光透過部を透過した
レーザ光を光路変更部材によって位置センサに向け、こ
のレーザ光を位置検出用レーザ光として使用できる。こ
のため、従来のように光学ヘッド可動部に発光素子を設
ける必要がなく、装置を簡略化できる。

【００１５】また、請求項３に記載の光ディスク記録再
生装置では、反射手段のレーザ光透過部を透過したレー
ザ光を光路変更部材によって反射させこれを位置検出用
レーザ光として使用し、この位置検出用レーザ光を固定
ミラーで反射させて、外部磁界印加装置に設けている位
置検出器に入射させ、光学ヘッド可動部に対する外部磁
界印加装置の位置決めに使用することができる。このた
め、光学ヘッド可動部に、位置決め用の発光素子を設け
る必要がなく、装置を簡略化できる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の一実施例による光ディスク記
録再生装置の概略構成を示す断面図、図２はその概略斜
視図であり、図７に示す従来例と同一又は相当する部分
には同一符号を付して示している。図１、図２において
、１は光ディスク、２は光ディスク１を所定速度で回転
駆動する駆動モータ、３は光ディスク１に対して情報を
記録再生させるための光学ヘッドの一部を構成する光学
ヘッド固定部、４は光学ヘッド固定部３と共に光学ヘッ
ドを構成する光学ヘッド可動部、５は光学ヘッド可動部
４を光ディスク１の半径方向に移動させるためのリニア
モータ等の移送ユニット、６は装置本体である。

【００１７】光学ヘッド固定部３は装置本体６上の所定
位置に固定されるものであり、レーザ光を照射する半導
体レーザ１０と、その半導体レーザ１０からのレーザ光
を平行光に変えるコリメータレンズ１１と、コリメータ
レンズ１１を出たレーザ光は通過させるが、光ディスク
から戻ってきた反射光は反射して方向変換するビームス
プリッタ１２と、ビームスプリッタ１２からの反射光を
光路変更するプリズム１３と、検出レンズ１４と、検光
子１５と、ビームスプリッタ１６と、フォーカス信号検
出器１７と、再生信号検出器１８と、これらの部品を取
付ける固定部本体１９等を有している。また、光学ヘッ
ド可動部４は、光学ヘッド固定部３から出射された平行
光２０を光ディスク１に向けるよう光路変更する反射手
段を構成するプリズム２７と、そのプリズム２７で光路
変更された平行光を集光して光ディスク１上に光スポッ
トを形成する対物レンズ２２と、その対物レンズ２２を
フォーカス方向及びトラッキング方向に駆動する磁気回
路を構成したアクチュエータ２３と、これらの部品を取
付ける可動部本体２５等を有している。

【００１８】光学ヘッド可動部４に設けられているプリ
ズム２７には、その中心位置に、光学ヘッド固定部３か
らの平行光２０の光路と平行に延びるレーザ光透過部を
形成する貫通孔２７ａが形成されている。この貫通孔２
７ａのうしろには、貫通孔２７ａを通過したレーザ光２
０ａを位置検出用レーザ光として、光学ヘッド可動部４
の走行位置に沿って配置されている受光素子列からなる
位置センサ２６に向ける光路変更部材を構成するプリズ
ム２８が配置されている。なお、図１では位置センサ２
６が光学ヘッド可動部４の下に配置され、図２では側方
に配置されていて矛盾しているが、これは図面を分かり
易くするためであって、位置センサ２６は光学ヘッド可
動部の横又は下のいずれか一方に配置されるものである
。

【００１９】以上のように構成された光ディスク記録再
生装置について、以下その動作を説明する。

【００２０】光学ヘッド固定部３において、半導体レー
ザ１０からのレーザ光はコリメータレンズ１１によって
平行光２０に変換され、出射される。一方、光学ヘッド
可動部４は移送ユニット５によって光ディスク１に対す
る所定位置に移動し、光学ヘッド固定部３からの平行光
２０を入射し、それをプリズム２７で方向変換して対物
レンズ２２に向け、対物レンズ２２は光ディスク１上に
ビームスポットを形成する。これにより、光ディスク１
に対する所定の書込みが行われる。また、再生を行う場
合には、光ディスク１からの反射光が対物レンズ２２、
プリズム２７を経て光学ヘッド固定部３に戻り、ビーム
スプリッタ１２によって方向変換し、プリズム１３、検
出レンズ１４等を経て、フォーカス誤差信号検出器１７
、再生信号検出器１８に送られ、処理される。

【００２１】以上の動作において、図３（ａ）に示すよ
うに、プリズム２７に向かう平行光２０は、プリズム２
７によって対物レンズ２２に向けて反射するが、その際
プリズム２７の中央に貫通孔２７ａがあるため、その部
分の光２０ａはプリズム２７を通り抜ける。従って、プ
リズム２７で反射した平行光２０ｂは中央の光をカット
されており、これが対物レンズ２２によってビームスポ
ットに収束される。対物レンズ２２は、中心部を通過す
る光に対する収束性が悪いが、上記したように平行光２
０ｂはその中心部を通過する光をカットしているので、
平行光２０ｂは小さい径のビームスポットに収束される
。図５は同じ対物レンズ２２に対して、従来の全反射プ
リズムで平行光２０を反射させて入射させた場合の焦点
位置における光量分布（破線）と、本実施例による貫通
孔付プリズム２７で反射させた平行光２０ｂを入射させ
た場合の焦点位置における光量分布（実線）を示すもの
であり、中心部をカットした平行光２０ｂの場合には光
量分布が狭くなっている。このように、貫通孔付プリズ
ム２７を使用することにより、通常の対物レンズ２２を
使用しながら、ビームスポットサイズｄ（図４参照）が
小さくなっており、高密度の記録が可能となる。また、
対物レンズ２２がトラッキングのため横方向に移動して
も、ビームスポットの光量変化はあまり生じないので、
ビームスポットを品質が安定しており、良好な記録、再
生が行われる。

【００２２】一方、プリズム２７を透過したレーザ光２
０ａはプリズム２８によって、位置センサ２６に向けら
れ、位置センサ２６はそのレーザ光２０ａの入射位置を
検出することで、光学ヘッド可動部４の位置を検出する
。かくして、光学ヘッド可動部４に従来のように発光素
子を設けることなく位置検出が可能となり、装置が簡単
となる。

【００２３】図６は本発明の他の実施例による光ディス
ク記録再生装置を示す概略斜視図である。この光ディス
ク記録再生装置は光磁気ディスクに対する記録再生を行
うためのものであるが、図１、図２に示す実施例と同一
部分には同一符号を付けて示している。図６に示す実施
例でも、光学ヘッド可動部４は、図１に示す光学ヘッド
可動部４と同一構造となっており、図１に示すように、
プリズム２７が中心部に貫通孔２７ａを有し、かつその
貫通孔２７ａを透過したレーザ光２０ａを位置検出用レ
ーザ光としてプリズム２８によって横方向に向けるよう
になっている。更に、図６の実施例では、光ディスク１
の上側に、外部磁界印加装置３０と、それを光学ヘッド
可動部４と同方向に移送させるためのリニアモータ等の
移送ユニット３１が設けられており、その外部磁界印加
装置３０には、位置検出用レーザ光を受光し且つその入
射位置に応じた信号を出力する位置検出器即ち２分割デ
ィテクタ３２が取付けられている。光学ヘッド可動部４
と外部磁界印加装置３０の側方には、両者の走行位置に
沿って一対の固定ミラー３３、３４が定位置に固定して
設けられている。この固定ミラー３３、３４は、光学ヘ
ッド可動部４と外部磁界印加装置３０とが所定の相対的
位置関係を保っている限り、光ディスク１の半径方向の
どの位置にあっても、光学ヘッド可動部４からの位置検
出用レーザ光２０ａを２分割ディテクタ３２の中央（分
割位置）に入射させることができるように配置されてい
る。２分割ディテクタ３２には、２分割された各検出部
からの信号の差を検出する検出回路（図示せず）が接続
され、外部磁界印加装置３０を移送する移送装置３１の
制御に使用されるようになっている。

【００２４】図６に示す実施例においても、光学ヘッド
固定部３からの平行光２０が光学ヘッド可動部４のプリ
ズムによって中心部の光をカットして対物レンズ２２に
送られ、対物レンズ２２によって、小さいビームスポッ
トに絞られ、光ディスク１に対する記録、再生に使用さ
れる。また、プリズムを透過したレーザ光２０ａは、プ
リズム２８で方向変換し、固定ミラー３３、３４を介し
て外部磁界印加装置３０に設けられた２分割ディテクタ
３２に導かれ、移送装置３１はその２分割ディテクタ３
２からの検出信号によって外部磁界印加装置３０を光学
ヘッド可動部４に同期して移動させる。このように、プ
リズムを透過したレーザ光２０ａが位置制御に有効に利
用される。

【００２５】なお、図６の実施例において、固定ミラー
３３をハーフミラーとし、その後ろに受光素子列からな
る位置センサを設けてもよい。このような構成とすると
、光学ヘッド可動部４からの位置検出用レーザ光２０ａ
の一部が固定ミラー３３を透過してその後ろの位置セン
サに入射し、光学ヘッド可動部４の位置検出を行うこと
もできる。

【００２６】また、上記実施例では、図３（ａ）に示す
ように、プリズム２７に貫通孔２７ａを形成してレーザ
光透過部としているが、本発明はこれに限らず、図３（
ｂ）に示すように、プリズム２７の中央に反射膜のない
部分（透過膜はコートされている）２７ｂを形成し、そ
れによってレーザ光透過部を形成してもよい。更に、上
記実施例では、光学ヘッド固定部３からの平行光２０を
対物レンズ２２に向けるための反射手段としてプリズム
２７を用いたが、これはプリズムに限らず、ミラーを用
いてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願の
請求項１記載の光学ヘッドは、対物レンズに向かう平行
光の光路に配置される反射手段の中心位置に円形の非反
射部を設けることによって、対物レンズに入射する平行
光の中央部の光をカットすることができ、より小径に絞
られたかつ光量の安定したビームスポットを形成でき、
しかも、対物レンズには何ら加工を施す必要がないので
、製造が容易となるという効果を有している。

【００２８】また、本願の請求項２記載の光ディスク記
録再生装置は、光学ヘッド可動部に設ける反射手段の中
心位置に円形のレーザ光透過部を形成し、そのレーザ光
透過部を透過したレーザ光を位置検出用レーザ光として
位置センサに向けるように構成しているので、そのレー
ザ光を用いて光学ヘッド可動部の位置検出を行うことが
でき、光学ヘッド可動部に位置検出用の発光素子を設け
る必要がなくなり、光学ヘッド可動部に対する配線の負
担軽減及び発光素子用の制御回路を無くすことができる
等の効果を有している。

【００２９】更に、本願の請求項３記載の光ディスク記
録再生装置は、光学ヘッド可動部に設ける反射手段の中
心位置に円形のレーザ光透過部を形成し、そのレーザ光
透過部を透過したレーザ光を位置検出用レーザ光として
、外部磁界印加装置に設けている位置検出器に向けるよ
うに構成しているので、そのレーザ光を用いて光学ヘッ
ド可動部に対する外部磁界印加装置の同期移動を行うこ
とができ、光学ヘッド可動部に同期位置検出用の発光素
子を設ける必要がなくなり、光学ヘッド可動部に対する
配線の負担軽減及び発光素子用の制御回路を無くすこと
ができる等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光ディスク記録再生装
置の概略構成を示す断面図

【図２】上記実施例の概略斜視図

【図３】（ａ）上記実施例に用いるプリズム及び対物レ
ンズの概略断面図 （ｂ）他の実施例によるプリズム及び対物レンズの概略
断面図

【図４】対物レンズによるレーザ光収束状態を説明する
概略側面図

【図５】対物レンズの焦点位置における光量分布を示す
グラフ

【図６】本発明の他の実施例による光ディスク記録再生
装置の概略斜視図

【図７】従来の光ディスク記録再生装置の概略断面図

【符号の説明】

１　　光ディスク ３　　光学ヘッド固定部 ４　　光学ヘッド可動部 ５　　移送ユニット ６　　装置本体 １０　　半導体レーザ １１　　コリメータレンズ ２０、２０ａ、２０ｂ　　レーザ光 ２２　　対物レンズ ２６　　位置センサ ２７　　プリズム ２７ａ　　貫通孔（レーザ光透過部） ２８　　プリズム ３０　　外部磁界印加装置 ３１　　移送ユニット ３２　　位置検出器 ３３、３４　　固定ミラー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ光を照射する手段と、そのレー
   ザ光を平行光に変換するコリメータレンズと、平行光を
   光路変更する反射手段と、その反射手段で光路変更され
   た平行光を集光してディスク上に光スポットを形成する
   対物レンズと、ディスクからの反射光を処理する手段と
   を有し、前記反射手段が、その中心位置に円形の非反射
   部を有することを特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】　　光ディスクを回転駆動する手段と、こ
   の光ディスクに対してレーザ光により情報を記録再生さ
   せるための光学ヘッドであって、レーザ光を照射する手
   段、レーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ及び
   光ディスクからの反射光を処理する手段を有し、定位置
   に固定して設けられた光学ヘッド固定部と、この光学ヘ
   ッド固定部からの平行光を光ディスクに向けるよう光路
   変更する反射手段及びその反射手段で光路変更された平
   行光を集光してディスク上に光スポットを形成する対物
   レンズとを有し、光ディスクに沿って移動可能な光学ヘ
   ッド可動部とを備えた光学ヘッドと、その光学ヘッド可
   動部を光ディスクの半径方向に移送する移送装置と、前
   記光学ヘッド可動部の走行位置に沿って配置された受光
   素子列からなる位置センサとを有し、前記光学ヘッド可
   動部に設けられている反射手段はその中心位置に円形の
   レーザ光透過部を有しており、更に前記光学ヘッド可動
   部は、前記レーザ光透過部を透過したレーザ光を位置検
   出用レーザ光として前記位置センサに向ける光路変更部
   材を有していることを特徴とする光ディスク記録再生装
   置。
3. 【請求項３】　　光ディスクを回転駆動する手段と、こ
   の光ディスクに対してレーザ光により情報を記録再生さ
   せるための光学ヘッドであって、レーザ光を照射する手
   段、レーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ及び
   光ディスクからの反射光を処理する手段を有し、定位置
   に固定して設けられた光学ヘッド固定部と、この光学ヘ
   ッド固定部からの平行光を光ディスクに向けるよう光路
   変更する反射手段及びその反射手段で光路変更された平
   行光を集光してディスク上に光スポットを形成する対物
   レンズとを有し、光ディスクに沿って移動可能な光学ヘ
   ッド可動部とを備えた光学ヘッドと、その光学ヘッド可
   動部を光ディスクの半径方向に移送する移送装置と、光
   ディスクの書込み位置に外部磁界を印加する外部磁界印
   加装置と、その外部磁界印加装置を光ディスクの半径方
   向に移送する移送装置と、前記光学ヘッド可動部と外部
   磁界印加装置の走行位置に沿って配置され、光学ヘッド
   可動部からの位置検出用レーザ光を光路変更して前記外
   部磁界印加装置に向ける固定ミラーとを具備し、前記光
   学ヘッド可動部に設けられている反射手段はその中心位
   置に円形のレーザ光透過部を有しており、更に前記光学
   ヘッド可動部は、前記レーザ光透過部を透過したレーザ
   光を位置検出用レーザ光として前記固定ミラーに向ける
   ように方向変換する光路変更部材を有し、前記外部磁界
   印加装置は、前記光学ヘッド可動部から固定ミラーを介
   して照射されてくる位置検出用レーザ光を受ける位置に
   位置検出器を有していることを特徴とする光ディスク記
   録再生装置。