JPH0470699B2

JPH0470699B2 -

Info

Publication number: JPH0470699B2
Application number: JP2924187A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Aoyanagi
Original assignee: Nakamichi Corp
Current assignee: Nakamichi Corp
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1992-11-11
Also published as: JPS63197033A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光デイスク上に照射するレーザー光
の光偏向方法に関し、特に半導体レーザーから光
デイスクの反射光を検出するデイテクタまでの一
連の光学部材を有する光ピツクアツプを、光デイ
スク面のトラツクを横切る方向に移動することな
く、トラツキング制御を可能とする光偏向方法に
関する。

（従来の技術）従来、光デイスクのトラツク上にレーザー集束
光を照射し、このレーザー集束光を光デイスクの
トラツクを横切る方向に移動する場合、光ピツク
アツプ内の反射板、或いは対物レンズ等を駆動し
て比較的高速且つ小移動幅に対応して動作する第
１の移動手段と、光ピツクアツプ全体を前記方向
に移動制御して比較的低速且つ大移動幅に対応し
て動作する第２の移動手段とを用い、これら二つ
の手段を適当に動作させることにより行なわれて
いた。また前記第２の移動手段のみで全ての移動
をカバーする方法もあるが、何れの場合も光ピツ
クアツプ全体を移動する手段を有していた。

（発明が解決しようとする問題点）光デイスク上のレーザー集束光の照射ポイント
を所望する位置に移動する場合、光ピツクアツプ
を光デイスクのトラツクを横切る方向に移動させ
る必要がある。しかし、この光ピツクアツプの慣
性質量が大きいためその移動に時間がかかり、光
デイスクへの信号書き込み、また光デイスクから
の信号読み出しを速やかに行なうことが難しい欠
点があつた。

本発明は、光ピツクアツプ全体を移動する手段
を用いず、従来の欠点を解決する光偏向方法を提
供するものである。

（問題を解決するための手段）所定の光路のレーザー光を、ある円錐を想定し
たとき、その底面に相当する基準面と鋭角をなし
且つこの基準面と平行な面で切断したときの断部
が円弧となる前記円錐の側面に相当する反射面に
照射すべく、前記レーザー光の光軸を、前記円錐
の中心軸上の一点からこの中心軸と一定角度をな
す放射方向に光路偏向する。

（作用）以上の如く光路偏向することにより、この光路
偏向されたレーザー光の前記基準面までの光路長
が、放射方向に拘らず常に一定となる。

（実施例）第１図は、本発明光偏向方法の一実施例を示す
構成図で、光磁気デイスクによるＥ−DRAW（イ
レーザブルーダイレクト・リード・アフター・ラ
イト）方式の光デイスク装置に用いたものであ
る。

第１図ａにはその上面図を、第１図ｂには第１
図ａ中の基準線Ａ−Ａでの断面図の要部をそれぞ
れ示す。

図中の半導体レーザー１から出射されたレーザ
ー光はコリメータレンズ２で平行光とされた後、
整形プリズム３でその断面が円形になるように整
形される。この整形されたレーザー光は、凹レン
ズと凸レンズの組合せからなる集光レンズ４によ
り集束光となつてハーフミラー５を通過した後、
回動ミラー６に至る。この回動ミラー６は、その
回動軸６₂が駆動モータ１６により回転駆動され
るが、この回動軸６₂の軸中心は光磁気デイスク
８の照射面８₁と垂直になると共に、その一点が
平面状の反射面６₁上の光スポツトの中心と一致
するように構成されている。従つて、回動ミラー
６の平面状の反射面６₁が光磁気デイスク８の照
射面と所定の角度を保つて回動し、この反射面で
反射するレーザー集束光は、この回動に伴つて上
記光スポツトの中心から放射方向に反射して円弧
状ミラー７に至る。

円弧状ミラー７で反射したレーザー集束光はプ
リグループを有する光磁気デイスク８の照射面８
_１に至る。

この円弧状ミラー７の反射面７₁は、光磁気デ
イスク８の照射面８₁と所定の角度を保ちつつ、
回動ミラー６の回動中心を中心とする円弧状に光
磁気デイスクの記録領域８₂を横断するように形
成されている。以上の様に回動ミラー６及び円弧
状ミラー７を形成することにより、集光レンズ４
から出たレーザー集束光が光磁気デイスク８の照
射面８₁まで至る光路距離は、回動ミラー６の回
動位置に拘らず常に一定となる。従つて、回動ミ
ラー６のある回動位置において、光磁気デイスク
８の照射面８₁がレーザー集束光の焦点位置とな
るように集光レンズ４を調整することにより、回
動ミラー６の回動に応じてレーザー集束光の照射
ポイントは、光磁気デイスク８の記録領域８₂内
を円弧に沿つて移動するも、その焦点位置は常に
光磁気デイスクの照射面と一致する。

尚、回動ミラー６及び円弧状ミラー７の各反射
面が光磁気デイスクの照射面８₁となす角度は、
レーザー集束光が光磁気デイスクの照面に垂直に
照射されるように設定されるがレーザー集束光の
光路の設定に応じて定まるものである。

光磁気デイスクの照射面８₁で反射した反射戻
り光は、円弧状ミラー７、回動ミラー６でそれぞ
れ反射されてハーフミラー５に至る。そしてこの
ハーフミラー５で反射した反射戻り光は、ハーフ
ミラー９で分割され、一方の反射戻り光は集光レ
ンズ１０を通過してトラツキングエラー信号検出
用の２分割フオトデイテクタ１１に至り、他方の
反射戻り光は集光レンズ１２、検光子１３を通過
して記録信号検出器１４に至る。

回動ミラー６の回動に応じて光磁気デイスクの
照射面８₁上を移動する照射ポイントの周辺には、
記録及び消去時にバイアス磁界を形成すべくコイ
ル１５₂を巻回したヨーク１５₁からなるバイアス
マグネツト１５が円弧上ミラー７に沿つて形成さ
れている。このバイアスマグネツト１５は、コイ
ル１５₂に所定方向の直流電流を流すことにより、
照射ポイント周辺にバイアス磁界を形成する。

第１図ｃに駆動モータ１６のモータ制御装置の
一例を示す。

図中、引き算器２９は、２分割フオトデイテク
タ１１の各デイテクタ１１ａ，１１ｂからの光量
信号を入力し、これらの光量信号の差をとること
により、光磁気デイスクに形成されたプリグルー
ブに対する照射ポイントの位置情報に基づくトラ
ツキングエラー信号を出力する。モータ制御回路
２１は、このトラツキングエラー信号を入力し、
照射ポイントをプリグルーブの所定位置に規制す
べく駆動モータ制御信号をモータドライバー２２
に出力して駆動モータ１６を制御する。

以上の制御系により、通常の記録再生時におけ
る照射ポイントのトラツキング制御が行なわれ
る。

一方、光磁気デイスク８上の照射ポイントを所
望する照射位置にアクセスすべくトラツク移動を
行なう場合は、トラツク移動指令回路２０から指
令信号を出力する。モータ制御回路２１は、入力
した指令信号を入力すると前記したトラツキング
制御を中断し、この指令信号に応じて駆動モータ
１６を駆動すべくモータドライバー２２に制御信
号を出力する。

このトラツク移動指令回路２０は、種々の情報
を基に指令信号を出力するものであり、例えば、
光磁気デイスク８に記録された位置情報を記録信
号検出器１４で検出した再生信号から選択し、こ
の位置情報と操作者により指定された指定位置と
が一致すべく指令信号を出力したり、回動ミラー
６の回動位置を検出するポテンシオメータを設
け、光磁気デイスク上の照射ポイントの半径位置
と関係するこのポテンシオメータからの出力信号
と、操作者により指定される半径位置が一致する
ように指令信号を出力したり、また光デイスクの
プリグルーブが同心円状に形成されている場合
は、光デイスクの一回転毎にトラツクジヤンプ指
令を出力するなど、用途に応じて適当に構成され
るものであるが、本発明と直接関係しないのでそ
の詳細な説明を省略する。

以上の構成において信号記録を行なう場合、光
磁気デイスク８の照射ポイント周辺にバイアス磁
界を発生させるため、図示しない電流供給手段に
よりバイアスマグネツト１５のコイル１５₂に所
定方向の直流電流を供給する。そしてこの状態で
でレーザー１から出力されるレーザー光を記録信
号で変調した所定レベルのレーザー光とすること
により行なわれる。

一方、光磁気デイスク８からの信号再生を行な
う場合、レーザー１から出力されるレーザー光を
所定の再生レベルのレーザー光とし、光磁気デイ
スクに記録された記録信号に応じて検光子１２を
通過する反射戻り光を記録信号検出器１４で検出
することにより行なわれる。

尚、上記した光磁気デイスクを用いた記録再生
は、その記録時においてはキユーリー点記録を、
再生時においてはカー効果を利用して行なうもの
であるが、その原理、最適レーザー出力、変調方
法、及び最適バイアス磁界等についてはその詳細
な記述を省略する。

第２図は、本発明方法を用いた別の実施例を示
す構成図で、第１図と同様に光磁気デイスクによ
るＥ−DRAW方式の光デイスク装置に用いたも
のである。

第２図ａにその上面図を、第２図ｂに第２図ａ
中の基準線Ｂ−Ｂでの断面図の要部をそれぞれ示
し、第１図と共通部分については同符号を付して
示す。

図中の半導体レーザー１から出射されたレーザ
ー光は、コリメータレンズ２で平行光とされた
後、整形プリズム３でその断面が円形になるよう
に整形される。この整形されたレーザー光は、凹
レンズと凸レンズの組合せからなる集光レンズ４
により集束光となつてハーフミラー５を通過した
後、光偏向素子１７に至る。そしてこの光偏向素
子１７でその進行方向が所望する方向に変えられ
たレーザー光は、前記した円弧状ミラー７′で反
射した後にプリグルーブを有する光磁気デイスク
８の反射面８₁に至る。この反射面で反射した反
射戻り光は同じ光路でハーフミラー５に至つて反
射された後、前記した第１図での説明と同様の処
理が行なわれる。

光偏向素子１７は、光一弾性効果の大きい結晶
（例えばPbMO₄、TiO₂等の単結晶）で構成され、
周波数ｆの超音波振動を加えることにより、この
周波数ｆに応じて光を偏向することが出来るもの
である。

また円弧状ミラー７′は、第１図と同様にその
反射面７₁′を光磁気デイスク８の照射面と所定の
角度とするもの、その円弧の中心は前記光偏向素
子１７のレーザー光路中心点Ｐとなるように形成
されるものである。以上の如く形成されることに
より、集光レンズ４から出たレーザー集束光が光
磁気デイスク８の照射面８₁まで至る光路距離は、
光偏向素子１７による偏向角αに拘らず常に一定
となる。従つて、ある偏向角において光磁気デイ
スク８の照射面８₁がレーザー集束光の焦点位置
となるように集行レンズ４を調整することによ
り、レーザー集束光の照射ポイントは、光偏向素
子１７の偏向角に応じて光磁気デイスク８の記録
領域８₂内を円弧に沿つて移動するも、その焦点
位置は常に光磁気デイスクの照射面と一致する。

尚、円弧状ミラー７′の反射面が光磁気デイス
クの照射面となす角度は、レーザー集束光が光磁
気デイスクの照射面に垂直に照射されるように設
定されるが、レーザー集束光の光路の設定に応じ
て定まるものである。

また、円弧状ミラー７′の近傍に配置されたバ
イアスマグネツト１５は、第１図と同じ構成、効
果を有するものでその説明を省略する。

第２図ｃに光偏向素子１７の駆動制御装置の一
例を示す。

図中、１９は駆動電圧発生器、１８は偏向信号
発生器、１７₁は光偏向素子と超音波駆動する電
気音響変換器、２３は光偏向素子制御回路をそれ
ぞれ示す。

光偏向素子制御回路２３は、デイテクタ１１
ａ，１１ｂからの各光量信号を入力する引き算器
２９から出力されるトラツキングエラー信号を入
力し、照射ポイントをプリグルーブの所定位置に
規制すべく制御信号を駆動電圧発生器１９に出力
する。駆動電圧発生器１９は、入力した制御信号
に応じた電圧信号を出力して偏向信号発生器１８
から出力される出力信号の周波数を変化させる。
そして光偏向素子１７を超音波駆動する電気音響
変換器１７₁の超音波振動周波数を変化させて光
偏向素子による光の偏向角を制御する。以上の制
御系により照射ポイントのトラツキング制御が行
なわれる。

以上の構成に於いて信号記録再生を行なう場合
の動作、及びトラツク移動指令回路２０による照
射ポイントのトラツク移動動作は、前記した第１
図と同様であり、重複するのでその説明を省略す
る。

第３図は、本発明方法を用いた別の実施例を示
す構成図で、DRAW（ダイレクト・リード・アフ
ター・ライト）、或いは再生専用の光デイスクの
為の装置を示したものである。

第３ａにはその上面図を、第３図ｂには第３図
ａ中の基準線Ｃ−Ｃでの断面図の要部をそれぞれ
示し、第１図と共通部分については同符号を付し
て示す。

図中の半導体レーザー１から出射されたレーザ
ー光は、コリメータレンズ２で平行光とされた
後、整形プリズム３でその断面が円形になるよう
に整形される。この整形されたレーザー光は、凹
レンズと凸レンズの組合せからなる集光レンズ４
により集束光となつて偏光ビームスプリツタ２４
を通過した後λ／４板２５を通つて回動ミラー６
に至る。この反射面で反射したレーザー集束光
は、円弧状ミラー７で反射した後に光デイスク
８′の照射面８₁′に至る。

円弧状ミラー７、回動ミラー６、及びこの回動
ミラーの駆動手段の構成は前記第１図と同じもの
とし、その説明を省略する。

光デイスクの照射面８₁′で反射した反射戻り光
は、同じ光路で偏光ビームスプリツタ２４に至つ
て反射された後、集光レンズ２６を通過して２分
割フオトデイテクタ１１に至る。

この２分割フオトデイテクタ１１の各デイテク
タ１１ａ，１１ｂから出力される各光量信号は、
その加算信号により光デイスクに記録された記録
信号情報が、また差信号により光デイスクに形成
されたプリグルーブまたはピツトに対する照射ポ
イントの位置情報に基づくトラツキングエラー信
号がそれぞれ検出されるものである。

このトラツキングエラー信号を得て行なわれる
トラツキング制御の一方法としては、第１図ｃに
示すモータ制御装置により可能となるが、記録信
号情報検出については、その説明を省略する。

以上の構成において、DRAW方式の光デイス
クへの信号記録を行なう場合、レーザー１から出
力されるレーザー光を記録信号で変調した所定レ
ベルのレーザー光とすることにより行なわれる。
また光デイスクからの信号再生を行なう場合はレ
ーザー１から出力されるレーザー光を所定の再生
レベルのレーザー光とし、光デイスクに記録され
た記録信号に応じて変化する反射戻り光を２分割
フオトデイテクタ１１で検出することにより行な
われる。

この光デイスクを用いた信号記録再生の原理、
レーザー制御方法、トラツキングエラー信号検出
方法等は公知技術であると共に、本発明と直接関
係しないのでそれらの詳細な説明は省略する。

第４図は、本発明方法の別の実施例を示し、第
１図と同様に光磁気デイスクによるＥ−DRAW
方式の装置であるが、２つのレーザーを用いて記
録再生を行なう構成となつている。

第１図と共通部分については同符号を付して示
す。

図中、１〜１４の符号を付した部分は第１図の
構成と同一であつてこれらの説明を省略する。但
し、同図に示す回動ミラー６の基準回動位置にお
いて、半導体レーザー１から出たレーザー光の照
射ポイントが、光磁気デイスク８の記録領域８₂
の最内周トラツクに位置するように設定される。
一方、半導体レーザー１′から出射されたレーザ
ー光は、コリメータレンズ２′で平行光とされた
後、整形プリズム３′でその断面が円形になるよ
うに整形される。この整形されたレーザー光は、
凹レンズと凸レンズの組合せからなる集光レンズ
４′により集束光となつてハーフミラー５′を通過
した後、回動ミラー６に至る。この回動ミラーの
反射面６₁で反射したレーザー集束光は、円弧状
ミラー７で反射した後、光磁気デイスク８の照射
面８₁に至る。この照射面８₁で反射した反射戻り
光は、円弧状ミラー７、回動ミラー６でそれぞれ
反射されてハーフミラー５′に至る。そしてこの
ハーフミラー５′で反射した反射戻り光は、集光
レンズ１２′、検光子１３′を通過して記録信号検
出器１４′に至る。

この半導体レーザー１′による照射ポイントの
位置は、回動ミラー６の回動位置が前記した基準
位置にあるとき、光磁気デイスク８の記録領域８
_２の中央のトラツクに位置するよう設定される。
従つて、回動ミラー６が基準位置から第４図の矢
印Ｂ方向に回動し、これにつれて半導体レーザー
１の照射ポイントP₁が記録領域８₂の内側半部の
記録領域８₃を移動するとき、半導体レーザー
１′の照射ポイントP₂は照射ポイントP₁と等距離
を維持したまま記録領域８₂の外側半部の記録領
域８₄を移動する。

また、回動ミラー６の駆動の一例としては、第
１図に示した駆動モータ１６、及びモータ制御装
置が参照されるもである。

以上に示した構成の如く半導体レーザーを２つ
用いると、半導体レーザーが１つの場合に比べて
照射ポイントの移動距離が半分になると共に、並
列記録再生が可能となる。従つて、信号記録再
生、及びアクセスに要する時間を半減することが
出来る。

次に、本発明方法を用いることにより、光磁気
デイスクの照射面にプリグルーブを形成すること
なく容易に可能となるトラツキング制御方法を、
第５図、及び第６図を用いて説明する。

この方法は、第１図に示した光デイスク装置の
円弧状ミラー７の反射面７₁に、光磁気デイスク
の所望する記録半径位置に対応してスリツト状の
反射部と非反射部を形成することにより行なわ
れ、この反射部と非反射部を形成した円弧状ミラ
ー２８を有する光デイスク装置を第５図ａに示
す。

第５図ｂに円弧状ミラーの反射面２８₁に形成
された反射部２８₂、非反射部２８₃、レーザー集
束光の反射ポイントR₁、及び２分割フオトデイ
テクタ１１の各デイテクタ１１ａ，１１ｂによる
この反射面上での仮想的な各光量検出範囲をそれ
ぞれ示す。

この場合、各デイテクタ１１ａ，１１ｂで検出
される各光量に基づいて回動ミラー６を制御する
ことにより、反射ポイントR₁を反射部２８₂のほ
ぼ中央に位置制御することが出来る。

また第６図は、反射面２８₁に非反射部を形成
する代わりにグループ２８₄を形成した構成図で
あり、第６図ａには、円弧状ミラーの反射面２８
_１に形成されたグループ２８₄、レーザー集束光の
反射ポイントR₁、及び２分割フオトデイテクタ
１１の各デイテクタ１１ａ，１１ｂによるこの反
射面上での仮想的な各光量検出範囲をそれぞれ示
した正面図を示し、第６図ｂにはＤ−Ｄ線での断
面図を示す。

形成されるグルーブ２８₄の深さｈは、このグ
ルーブで反射するレーザー光の光路長と、グルー
ブ外で反射するレーザー光の光路長との差がレー
ザー光の1/2波長となるように設定されるもので
あり、レーザー光の波長λ、反射面２８₁に対す
るレーザー光の入射角θ等で定まるものである。

このグルーブ２８₄が形成された円弧状ミラー
の反射面２８₁で反射されるレーザー光を２分割
デイテクタ１１ａ，１１ｂで検出し、こ各検出光
量に基づいて回動ミラー６を制御することにより
反射ポイントR₁をグルーブ間に位置制御するこ
とが出来る。

但し、以上の円弧状ミラー２８を用いて形成さ
れる記録トラツクは、同心円状となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、例えば回動ミラー６の駆動モータ１６の
代わりにピエゾ素子を用い、これを制御する制御
回路も適時変更してもよい。

また、レーザー光のフオーカス制御を行う場合
は、必要に応じて非点収差法、臨界角法等の光学
系、４分割フオトデイテクタ及びフオーカス制御
回路を採用して集光レンズ４を駆動制御すること
により可能となるなど、種々の態様が考えられる
ものである。

（発明の効果）本発明光偏向方法によれば、回動ミラー６、光
偏向素子１７等の慣性質量の小さい光路偏向手段
を制御することにより、光デイスクの照射面上の
照射ポイントのトラツキング制御、及び移動制御
が出来るので、光デイスクへの信号書き込み、ま
た光デイスクからの信号読み出しを速やかに行な
うことが可能となる。

また、円弧状ミラーの反射面に所定のスリツト
状非反射部、またはグルーブを設けることによ
り、光デイスクの記録面にプリグルーブを形成す
ることなくトラツキング制御が出来るので、同心
円状の記録トラツクの形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、それぞれ本発明の一実施例
を示す構成図である。１…半導体レーザー、２…コリメータレンズ、
３…成形プリズム、４，１０，１２，２６…集光
レンズ、５，９…ハーフミラー、６…回動ミラ
ー、７…円弧状ミラー、８…光磁気デイスク、１
１…２分割フオトデイテクタ、１３…検光子、１
４…記録信号検出器、１５…バイアスマグネツ
ト、１６…駆動モータ、１７…光偏向素子、１８
…偏向信号発生器、１９…駆動電圧発生器、２０
…トラツク移動指令回路、２１…モータ制御回
路、２２…モータドライバー、２３…光偏向素子
制御回路、２４…偏光ビームスプリツタ、２５…
λ／４板、２９…引き算器。

Claims

【特許請求の範囲】

１所定の光路のレーザー光を、ある円錐を想定
したとき、その底面に相当する基準面と鋭角をな
し、且つこの基準面と平行な面で切断したときの
断部が円弧となる前記円錐の側面に相当する反射
面に照射すべく、前記レーザー光の光軸を、前記
円錐の中心軸上の一点からこの中心軸と一定角度
をなす放射方向に光路偏向し、この光路偏向され
たレーザー光の光軸の、前記一点から前記基準面
までの光路長が常に一定になるようにした光偏向
方法。