JPH0573944A

JPH0573944A - 光デイスクメモリ装置

Info

Publication number: JPH0573944A
Application number: JP3236345A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Nomura; 浩朗野村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1993-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】光メモリディスク装置のヘッドにおけるフォ
ーカシング、アクセス、トラッキングの方法を変えるこ
とによって、アクセススピードの短縮、装置全体の小型
化・薄型化を図る。【構成】フォーカシングをリレーレンズの光軸方向移
動、アクセス、トラッキングをガルバノミラーの角度偏
向によって行い、かつ、非球面はね上げミラーによって
ディスクへのレーザー光の方向変換と絞り込みを同時に
行う。【効果】従来のような光ヘッドの移動が無く、光その
ものを走査するため、高速で、かつ、小型・薄型の光メ
モリ装置が実現できる。

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メモリ装置に
関する。更に詳しくは、光ディスクメモリ装置の光学ヘ
ッドの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は現在用いられている光ディスクメ
モリ装置の概略を示した図である。ディスク１は主軸モ
ーター２にチャッキングされ、一定速度で回転してい
る。これに対しデータを書き込み・読み出す光ヘッド３
は、ディスクの半径方向に直線的に移動し、レーザース
ポットをこのディスク上に照射することによって所望の
場所にデータの書き込み、消去、あるいは、読み出しを
行う。この時レーザースポットのディスク上でのフォー
カシング、トラッキングは対物レンズ４の２次元駆動に
よって行われる。

【０００３】また、図５、図６（図５の断面図ではな
い）は図４の光ヘッド３を分離型構造としたもので、対
物レンズ４のあるヘッド先端部のみを移動させる。即
ち、固定光学部５から出た光はキャリッジ６に取り付け
られたはね上げミラー１１によって上方に光路を変換さ
れた後、対物レンズ４によってディスク１上に集光され
る。キャリッジ６にはムービングコイル７が取り付けら
れており、このコイルの一部は磁気回路８の隙間内に挿
入されている。従って、コイルにはフレミングの左手の
法則に従って水平方向に力が作用し、キャリッジ６をデ
ィスクの半径方向に動かす。キャリッジ６の直線運動の
規制はスライド軸９と軸受またはベアリング１０によっ
て行われる。また、この場合フォーカシングは対物レン
ズ４の上下動で行い、トラッキングは固定ヘッド５側の
ガルバノミラー（図示せず）を振るか、あるいは、前述
の対物レンズ４を水平方向にも動かし、即ち、対物レン
ズの２次元駆動を行ない実現する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような光メモリ装
置用ヘッドではアクセススピードの短縮を目的に、可動
部の重量をゼロに近づけること、また、発生する力を大
にする努力がされているが、可動部重量は完全にはゼロ
にならないし、また、磁気回路の大きさにも制限がある
ので、ヘッドのアクセススピード短縮には限界が出る。
ちなみに、その値は２０ｍｓ程度と予測できる。また、
ヘッド全体、あるいは、ヘッドの先端部を移動させるた
めのリニアモーターは、そのモーターの外形・機能上の
制約から装置の小型、薄型、低コスト化には不利な点が
多い。例えば、上記磁気回路の厚み、平面的大きさ、キ
ャリッジ案内のスライド軸とその軸受けの設置など薄型
・小型化の構造設計は非常に難しい。

【０００５】本発明はこの様な点に留意し、従来にない
アクセススピードを達成し、かつ、装置の小型、薄型化
に有利な新規のヘッド構成を提供する事をその目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は半導体レーザー
とそのコリメート光学系、ディスク反射光からフォーカ
スエラー信号およびトラックエラー信号を検出するエラ
ー検出光学系、および、データ信号の検出光学系、さら
には、前記半導体レーザーからのコリメート光を集光し
つつ光走査系に導き、かつ、光軸方向に移動可能なリレ
ーレンズ、このリレーレンズからの光の方向を変換し、
そのトラッキング方向の微粗動制御をする可動ミラーと
レンズ系からなる光走査光学系、また、この光走査光学
系からの光をディスク側にはね上げ、かつ、光の集光を
行う非球面ミラーの各部から構成される光ヘッドを有す
ることを特徴とする光ディスクメモリ装置であり、さら
には、光走査系のレンズ、および、非球面ミラーの２
者、または、これにリレーレンズを加えた光学素子群に
よって無収差集束光学系を形成する事を特徴とする光デ
ィスクメモリ装置である。

【０００７】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明による光ディスクメモリ装置
の構成を示した概略図であり、ディスク２４の下に光学
系が設置されているものとして説明する。半導体レーザ
ー１２より出た光は、コリメーター１３によって平行光
に変換された後ビームスプリッター１４を透過し、リレ
ーレンズ１５に到達する。このリレーレンズ１５は光軸
方向にレンズが移動可能なように設置されており、ディ
スク２４上の集光スポットのフォーカシングを行う。な
お、レンズの支持機構には弾性材による種々のタイプが
考えられるが、ここでは図示しない。また、駆動方法に
ついても電磁駆動、圧電などの種々の方法が考えられる
ので、やはり図示しない。さて、リレーレンズ１５を出
た光はガルバノミラー１６によってその方向を変換され
た後、このガルバノミラー１６を挟んで対となるもう一
方のレンズ１７へと向かう。この時リレーレンズ１５を
出た光は、ガルバノミラー１６上で焦点を結ぶように
し、ガルバノの軸倒れに強い構造とする事がよい。な
お、ガルバノミラー１６は光軸に対しミラー面が回転
し、レーザー光をおおよそ９０度角度変換させると同時
に、光スポットのアクセス、トラッキングに必要な光軸
の粗密の角度制御を行う。その駆動方法はリレーレンズ
と同じように電磁、圧電などの方法が取られる。ガルバ
ノで方向変換をさせられたレーザー光は出口側のレンズ
１７を通過した後、ほぼ平行光となり非球面はね上げミ
ラー１８に至る。非球面はね上げミラー１８はレーザー
光の光路をディスク２４方向に９０度変換すると同時
に、光の絞り込みも同時に行う。絞り込まれたレーザー
スポットはディスク上のデータの再生、消去、書き込み
を行う。

【０００８】さて、ディスク１９で反射した帰りの光で
あるが、これはもと来た光路をそのままたどって最初の
ビームスプリッター１４に至り、信号検出側に光路を変
換される。信号検出系には他のビームスプリッター２０
があり、ここで光は更にフォーカス・トラックのエラー
信号検出系２１と、データ信号の検出系２２に分割され
る。エラー信号の検出方法には種々のものがある。例え
ばフォーカスエラー信号の検出方法では、非点収差法、
ナイフエッジ法、フーコー法などがある。また、トラッ
クのエラー信号検出では、プッシュプル法、３ビーム法
などがあるが、本発明とは本質的に関係が無いので、こ
こでは名前を列挙するにとどめる。データの検出は光磁
気ディスクでは検光子を設置し、偏光面の回転の方向を
光の強弱に変換し検出する。また、相変化型ディスク、
あるいは、ＲＯＭタイプのディスクではデータの有無に
対応して光の強弱が変化するので、直接フォトダイオー
ドでこの光の変化を検出すればよい。さらには、上記説
明ではフォーカス・トラックの検出系とデータ検出系を
分離していたが、兼用する構成も可能である。

【０００９】（実施例２）本発明による非球面ミラーの
実施例を図２に示す。３次元的表現では図３の如くな
り、反射面が非球面であることが特徴である。また、そ
れは光軸を含みディスクに垂直な面の断面形状２３が非
球面である回転体の場合と、光軸を含みディスクに平
行、垂直な２つの面方向の断面が、それぞれ異なった非
球面である場合も含まれる。たとえば、前者の放物面の
回転体である場合には、集光の様子は図２の点線のよう
にディスク基板２４が無ければ、理想的に無収差に近く
放物線の焦点２５に光が集まる。ところが、光メモリ装
置では基板厚１．２ｍｍの光ディスク２４を透過した
後、記録面１９に集光せねばならないため、実線のよう
に光は基板の中を進む間に屈折し、集光位置２６は本来
の焦点２５より後方に移動する。また、前記集光の過程
では４５度の平面ミラーと異なり、図の断面の左右で集
光位置に集まる光線は非対称に基板に入射すると考えら
れるため、集光スポットに収差も生じることとなる。従
って、非球面ミラーの設計にあたっては、ディスク基板
による収差発生の抑制も考慮した設計が必要である。ま
た、はね上げミラーだけで収差補正が不可能な場合は、
ガルバノ後方のレンズ、リレーレンズを加えた無収差系
を形成する事が実際的である。特に、レーザーをディス
クの半径方向にスキャンさせているので、ディスクの中
央部で無収差のスポットが得られても、ディスクの最内
周、最外周ではレンズ１７の軸外となるので、収差にた
いする配慮が必要である。例えば、ガルバノの出射側の
レンズ１７には、エフシーターレンズ等の考えを取り入
れる事が望まれるであろう。

【００１０】

【発明の効果】以上述べた如く本発明は従来には無いフ
ォーカス方法、即ち、リレーレンズによるフォーカシン
グと、レーザースポットそのものを記録領域全体に渡っ
て、スキャンする事によってアクセス動作、および、ト
ラッキング動作を実行する方式であり、この結果いわゆ
る従来のリニアモーターによるヘッドの送り系をなくす
事が出来た。また、非球面はねあげミラーを用いること
によって、図６のように従来４５度のはね上げミラーと
対物レンズで行っていたレーザーの９０度方向転換と絞
り込みの機能を、一つの素子で可能としたものである。
さらには、可動部は極小に抑え、かつ、ヘッド部分を全
て光メモリのシャーシに固定設置できるので、小型でか
つ光そのものを空中に飛ばす光本来の高速アクセスが可
能である。以上の結果、本発明によればドライブの小型
薄型化と、平均アクセス２０ｍｓ以下の高速化が同時に
図れ、特に、携帯型パーソナルコンピューター用外部メ
モリーに最適な光メモリドライブを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光メモリ装置の構成図である。

【図２】本発明による一実施例の説明図である。

【図３】本発明に用いる非球面ミラーの斜視図であ
る。

【図４】一体型ヘッドを用いた従来例の模型図であ
る。

【図５】分離型ヘッドの従来図である。

【図６】分離型ヘッド従来例の可動部断面図である。

【符号の説明】

１光ディスク２スピンドルモーター３光ヘッド４対物レンズ５固定光学系６キャリッジ７リニアモーターコイル８リニアモーター磁気回路９スライド軸１０ベアリング１１はね上げミラー１２半導体レーザー１３コリメーターレンズ１４ビームスプリッター１５リレーレンズ１６ガルバノミラー１７レンズ１８非球面ミラー１９ディスク記録面２０ビームスプリッター２１フォーカス・トラック・エラー検出系２２データ検出系２３非球面２４光ディスク２５本来の焦点２６フォーカス位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザーとそのコリメート光学
系、ディスク反射光からフォーカスエラー信号およびト
ラックエラー信号を検出するエラー検出光学系、およ
び、データ信号の検出光学系、さらには、前記半導体レ
ーザーからのコリメート光を集光しつつ光走査系に導
き、かつ、光軸方向に移動可能なリレーレンズ、このリ
レーレンズからの光の方向を変換し、そのトラッキング
方向の微粗動制御をする可動ミラーとレンズ系からなる
光走査光学系、また、この光走査光学系からの光をディ
スク側にはね上げ、かつ、光の集光を行う非球面ミラー
の各部から構成される光ヘッドを有することを特徴とす
る光ディスクメモリ装置。
【請求項２】光走査系のレンズ、および、非球面ミラ
ーの２者、または、これにリレーレンズを加えた光学素
子群によって無収差集束光学系を形成する事を特徴とす
る請求項１に記載の光ディスクメモリ装置。