JPH0670857B2

JPH0670857B2 - 光学式情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH0670857B2
Application number: JP1173297A
Authority: JP
Inventors: 伸夫竹下; 輝雄藤田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: US5068843A; JPH0337836A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、光学式情報記録再生装置に関するものであ
り、特に、光学的に情報の記録、再生および消去が可能
な光ディスク媒体に対して、情報の書き込みや読み出し
を複数の光ビームを用いて行う光学式情報記録再生装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第14図は、石田他、“２レーザを用いた光ヘッドと応
用”光メモリシンポジウム'86、P.P.121〜126（1986）
で報告された従来の光学式情報記録再生装置で、特に、
光ヘッドを示すものである。図において、基台となるベ
ース（１）に対して固定的に設けられた固定光学系
（２）には、情報記録または再生のための光ビーム
（３），（４）をそれぞれ出射するための半導体レーザ
（５），（６）、コリメータレンズ（７），（８）、反
射ミラー（９）、ビームスプリッタ（10）、ウェッジプ
リズム（11）、不図示の光検出器等が設けられている。
光ディスク（12）は、光学的に情報の記録再生を行うた
めに同心円状またはスパイラル状の情報トラックを有し
ており、図示しない手段で回転される。対物レンズ（1
3）は、光ディスク（12）上に光ビーム（３），（４）
を集光させる。フォーカスコイル（14a），（14b）は、
対物レンズ（13）に対して固定的に巻回され、通電電流
に応じて図示しない永久磁石との間に発生する電磁力に
より対物レンズ（13）をフォーカス調整方向（図示矢印
Ａ方向）に駆動制御する。トラッキングコイル（15
a），（15b）は同じく対物レンズ（13）をトラッキング
調整方向（図中矢印Ｂ方向）に駆動制御する。可動キャ
リッジ（17）は、ベース（１）上に固定的に配置された
ガイドシャフト（16）に沿って、ベアリング（18a），
（18b）を介して図中矢印Ｃ方向に移動可能に配置され
ている。対物レンズ（13）は、可動キャリッジ（17）に
対して図中矢印Ａ方向およびＢ方向に移動自在に、不図
示の支持機構により支持されている。反射ミラー（19）
は、可動キャリッジ（17）に固定され、光ビーム
（３），（４）を直角に反射して対物レンズ（13）に導
く。

また、第15図は、光ディスク（12）上に集光された光ス
ポットと光ディスク上の情報トラックとの関係を示して
いる。第15図において、情報トラック（20）が光ディス
ク（12）上に形成されている。光ビーム（３），（４）
が対物レンズ（13）により集光されて集光スポット（2
1），（22）が形成される。記録ピット（23a）〜（23
d）は集光スポット（21）により形成される。なお、光
ディスク（12）は図中矢印Ｒ方向に回転している。

以上の構成において、固定光学系（２）内のレーザ光源
（５），（６）より出射した光ビーム（３），（４）
は、各々コリメータレンズ（７），（８）により平行光
に変換される。光ビーム（３）はウェッジプリズム（1
1）を通過した後、さらに、ビームスプリッタ（10）を
透過し、固定光学系（２）から出射する。他方の光ビー
ム（４）は、反射ミラー（９）、ビームスプリッタ（1
0）で反射された後、固定光学系（２）から出射する。

次に、固定光学系（２）より出射された光ビーム
（３），（４）は、可動キャリッジ（17）内の反射ミラ
ー（19）により反射され、対物レンズ（13）に入射し、
光ディスク（12）上に集光されてそれぞれ光スポット
（21），（22）を形成する。

情報の記録を行う場合には、光ビーム（３）または
（４）の強度を変調し、例えばピット（23a）〜（23d）
として情報を記録する。

一方、情報再生は、光ディスク（12）上の記録ピット
（23a）〜（23d）に光ビーム（３）もしくは（４）を集
光照射し、その反射光を固定光学系（２）内の光検知器
で受光することにより行われる。すなわち、光ディスク
（12）により反射された光ビーム（３），（４）は、前
述の逆の光路を経て固定光学系（２）に戻り、図示しな
い光検知器によりそれぞれ受光され、情報再生あるいは
フォーカス制御、トラッキング制御のために用いられ
る。フォーカスエラー、トラッキングエラーの検出方法
としては、周知の方法、例えば非点収差法、プッシュプ
ル法が使えるのは言うまでもない。

この装置のトラッキング制御は、以下のように行われ
る。光ディスク（12）上の任意の情報トラックを選択す
る場合は、まず可動キャリッジ（17）を、図示しない送
り機構を通じて図中矢印Ｃ方向に駆動してトラック位置
の粗調整を行う。次に情報トラック（20）に対する光ス
ポット（22）のトラッキング方向のズレ量に応じた前記
不図示のトラッキング誤差検出用光検知器からのトラッ
キング制御信号をトラッキングコイル（15a），（15b）
に通電することにより対物レンズ（13）を図中矢印Ｂ方
向に駆動制御し、光ディスク（12）上の光スポット（2
1），（22）を同時に第15図中矢印Ｄ方向に微調整す
る。これにより、光スポット（22）は、情報トラック
（20）上に制御される。しかしながら、光スポット（2
1）と光スポット（22）が若干量離間しているため情報
トラック（20）に対する光スポット（21）のトラッキン
グ方向位置は、必ずしも情報トラック（20）上には来な
い。そこで、情報トラック（20）に対する光スポット
（21）のトラッキング方向のズレ量を検出する前記不図
示の光検知器からのトラッキング誤差信号を用いて、固
定光学系（２）内のウェッジプリズム（11）を不図示の
駆動機構により、Ｅ点を中心として図中矢印Ｆ方向に回
転制御する。これにより、光ビーム（３）の進行方向が
傾けられ光ディスク（12）上の光スポット（21）の位置
が第15図中矢印Ｇ方向にさらに微調整されることにな
る。以上により、２つの光スポット（21），（22）は情
報トラック（20）上に正しく制御される。

また、光スポット（21），（22）の光ディスク（12）に
対するフォーカス方向のズレに対しては、光スポット
（22）の光ディスク（12）に対するフォーカス方向のズ
レ量を検出する前記不図示の光検知器からのフォーカス
誤差信号が用いられる。このフォーカス誤差信号から発
信されるフォーカス制御信号がフォーカスコイル（4
a），（14b）に通電されることにより対物レンズ（13）
は、図示矢印Ａ方向に駆動制御され、光スポット（2
1），（22）は、光ディスク（12）上にフオーカシング
される。

［発明が解決しようとする課題］従来の光学式情報記録再生装置は以上のように構成され
ているので、固定光学系（２）内のウェッジプリズム
（11）の回動によって光スポット（21）の精密トラッキ
ングを行った場合に、次のような問題があった。

第16図に示すように、固定光学系（２）内のウエッジプ
リズム（11）から、対物レンズ（13）までの距離をｌ、
対物レンズ（13）の焦点距離をｆ、ウェッジプリズム
（11）の回動θによって生じる光ビーム（３）の偏向角
をφとすれば、光ディスク（12）から反射され固定光学
系（２）内のウェッジプリズム（11）に再入射する光ビ
ームの中心光線（31）は、固定光学系（２）から出射す
る光ビーム（３）の中心光線（32）に対し、ｄ＝２（ｌ
−ｆ）φの横ずれを起こすことになる。また、偏向角φ
によるトラッキング量δはｆφとなる。

ここで、標準的な５インチディスク使用のアクチュエー
タ部分離方式ヘッドの場合を考えると、対物レンズ（1
3）の焦点距離ｆは4mm、ウェッジプリズム（11）から対
物レンズ（13）までの距離ｌは120mm程度である。い
ま、光スポット（21）に対して、１トラック（δ＝1.6
μｍ）分の精密トラッキングを行う場合を考えると、φ
は、0.4mrad（φ＝δ／ｆ）となり、中心光線の横ずれ
ｄは、約100μｍ［ｄ＝２（ｌ−ｆ）φ］となる。中心
光線が100μｍずれるということは、対物レンズ（13）
のトラック追従量に換算して、その半分の50μｍに相当
し、トラッキングセンサとして周知のプッシュプル法を
用いた場合、この中心光線ずれに起因するトラッキング
オフセットは、第17図よりほぼ0.05μｍということにな
る。なお、第17図は文献、井上他“追記ディスク用２軸
直交形光ヘッド”光メモリシンポジウム、P.P.97〜102
（1985）から抜粋した。

全ての要因を考慮したトラッキングオフセットの許容値
は、0.05〜0.1μｍと言われており、上記条件では、±
１〜±２トラックの精密トラッキングだけでオフセット
許容を越えてしまう。

また、アクチュエータ分離方式では、対物レンズと固定
光学系間の距離が変化するので、精密トラッキング時
に、光ビーム（３）に対するトラッキングオフセットが
上記の距離ｌによって変化するという問題点もあった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、複数の光ビームを用いて情報の記録再生を行う場
合、精密トラッキングに起因するトラッキングオフセッ
トを低減でき、しかも構造が簡単で、小形で安価な光学
式情報記録再生装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明の第一の発明に係る光学式情報記録再生装置
は、光学系より出射したそれぞれ波長の異なる複数の光
ビームを反射できる反射ミラー部を配置し、この反射ミ
ラー部は、複数の光ビームをそれぞれ独立に偏向できる
ように、層状に配置した複数のダイクロイックミラーか
らなっている。

また、第二の発明に係る光学式情報記録再生装置は、第
一の発明におけるダイクロイックミラーの少なくとも一
部が、圧電手段により駆動される。

［作用］この発明においては、複数のダイクロイックミラーでな
る反射ミラー部により、複数の光ビームをそれぞれ独立
に、トラックに対して垂直方向に駆動制御を行う、ま
た、対物レンズの直前でトラッキング制御を行うため、
光ディスクで反射された光ビームの入射光に対する光軸
ずれを小さく抑えることが可能となり、かつ、光軸ずれ
量が可動キャリッジの位置に無関係となる。

［実施例］以下、この発明の第一の実施例を第１図〜第６図につい
て説明する。第１図において、半導体レーザ（101），
（102）はそれぞれ波長λ₁,λ_２の光ビーム（103），
（104）をそれぞれ出射する。ここではλ_１＞λ_２とす
る。反射ミラー部（201）は以下の部品から構成されて
いる。第１のダイクロイックミラー（105）には波長λ
_１の光ビーム（103）を透過し、波長λ_２の光ビーム（1
04）を反射する第１の誘電体多層膜（106）が設けられ
ている。第１のダイクロイックミラー（105）に並設さ
れた第２のダイクロイックミラー（107）には、波長λ
_１の光ビーム（103）を反射し、波長λ_２の光ビーム（1
04）は透過する第２の誘電体多層膜（108）が形成され
ている。第２図および第３図に、それぞれ第１の誘電体
多層膜（106）および第２の誘電体多層膜（108）の反射
率、透過率の波長依存性を示す。

第２のダイクロイックミラー（107）には、これを駆動
制御するための圧電素子（109a），（109b）が設けられ
ている。以上を反射ミラー部（201）と称する。

第４図は、ダイクロイックミラー（107）を圧電素子（1
09a），（109b）で傾けることにより、光ビーム（103）
のトラッキング制御を行っている概略図であり、図にお
いて、ダイクロイックミラー（107）は圧電素子（109
a），（109b）により基準状態、すなわち第１の誘電体
多層膜（106）と第２の誘電体多層膜（108）が平行な状
態からθ_Ｍ傾けられ、これにより、光ビーム（103）は
対物レンズ（13）の光軸からθ_Ｂ（＝２θ_Ｍ）傾けられ
る。従って、光ディスク（12）上の光スポット（120）
は、ｆθ_Ｂだけトラックを横切る方向に移動することに
なる。

第５図は、光ディスク上に集光された光スポットと、光
ディスク上の情報トラックとの関係を示す図であり、図
において、光ディスク（12）上に形成された情報トラッ
ク（20）、光ビーム（103），（104）それぞれの集光ス
ポット（120），（121）、各集光スポット（120）によ
り形成された記録ピット（122a）〜（122b）を示してい
る。なお、光ディスク（12）は図中矢印Ｒ方向に回転し
ている。

その他、第14図におけると同一符号は同一乃至相当部分
を示しており、説明は省略する。

次に動作について説明する。固定光学系（２）内のレー
ザ光源（101），（102）より出射した光ビーム（10
3），（104）はそれぞれコリメータレンズ（７），
（８）により平行光に変換され、光ビーム（103）はビ
ームスプリッタ（10）を透過し、光ビーム（104）は、
反射ミラー（９）およびビームスプリッタ（10）で反射
され、固定光学系（２）からそれぞれ出射される。

固定光学系（２）より出射された光ビーム（103），（1
04）のうち、光ビーム（104）は、第１のダイクロイッ
クミラー（105）上の第１の誘電体多層膜（106）により
反射され、光ビーム（103）については、第１のダイク
ロイックミラー（105）を透過し、第２のダイクロイッ
クミラー（107）上の第２の誘電体多層膜（108）により
反射され第１のダイクロイックミラー（105）を再度透
過し、それぞれ対物レンズ（13）に入射し、光ディスク
（12）上に各々光スポット（120），（121）として集光
される。

情報の記録を行う場合には、光ビーム（103）もしくは
（104）を変調し、変調に応じた情報を記録領域（122
a）〜（122d）として記録する。一方、情報再生に当た
っては、光ディスク（12）上に記録された情報（122a）
〜（122d）によりもう一方の光ビーム（104）もしくは
（103）が変調される。

光ディスク（12）により反射された光ビーム（103），
（104）は、前述の逆の光路を経て固定光学系（２）に
戻り、図示しない光検知器によりそれぞれ受光され、信
号再生あるいは、フォーカス制御、トラッキング制御の
ために用いられる。

光ディスク（12）上の任意のトラックを選択する場合
は、可動キャリッジ（17）を、図示しない送り機構を通
じて図中矢印Ｃ方向に駆動してトラック位置の粗調整を
行い、さらに情報トラック（20）に対する光スポット
（121）のトラッキング方向のズレ量に応じた、前記不
図示の光検知器からのトラッキング制御信号を可動キャ
リッジの送り機構に通電することにより対物レンズ（1
3）を図中矢印Ｂ方向に駆動制御し、光ディスク（12）
上の光スポット（120），（121）を同時に第５図中矢印
Ｄ方向に微調整する。

その際に、情報トラック（20）に対する光スポット（12
0）のトラックに垂直な方向の位置は、光スポット（12
0）と光スポット（121）が若干量離間しているため必ず
しも光スポット（121）と同じ状態には無い。

そこで情報トラック（20）に対する光スポット（121）
のトラッキング方向のズレ量に応じた前記不図示の光検
知器からのトラッキング制御信号を用いて、可動キャリ
ッジ（17）上の圧電素子（109a），（109b）を図中矢印
Ｋ方向に各々独立に駆動制御し、第２のダイクロイック
ミラー（107）を第４図に示したように基準状態から傾
け（たとえばθ_Ｍ）、光ビーム（103）の対物レンズ（1
3）に対する入射角を変化させることにより、第５図中
矢印Ｇ方向に光スポット（121）のみのトラッキング制
御を行う。

この実施例では、第１図からわかるように、対物レンズ
直下で精密トラッキングを行っているので、対物レンズ
と精密トラッキング用アクチュエータ（従来例ではウェ
ッジプリズム）の間の距離ｌが従来例に比べてずっと短
くできる。従って、精密トラッキングに起因するトラッ
キングオフセット量は、従来例に比べ十分小さくできる
のである。さらに、第６図に示すように、２つの圧電素
子（109a），（109b）を制御して、ビーム（103）に対
する反射面、すなわち誘電体多層膜（108）の回転中心
が、対物レンズ（13）の後側主面上に保持されるように
すれば、光ディスク（12）によって反射される光ビーム
（103）の中心光線の横ずれは０にできるため、この横
ずれに起因するトラッキングオフセットは、ほぼ０に抑
えることができる。

次に、光スポット（120），（121）の光ディスク（12）
に対するフオーカス方向のズレに対しては、光スポット
（122）の光ディスク（12）に対するフォーカス方向の
ズレ量に応じた前記不図示の光検知器からのフォーカス
制御信号を、フォーカスコイル（14a），（14b）に通電
することにより対物レンズ（13）を第４図中矢印Ａ方向
に駆動制御し、光スポット（121），（122）を同時にフ
ォーカス方向に微調整する。

第７図は第二の実施例を示し、第１のダイクロイックミ
ラー（105）にも、これを駆動制御する圧電素子（110
a），（110b）が設けられている。

その他の構成は第一の実施例と同様である。

この第二の実施例では、まず、可動キャリッジ（17）を
駆動してトラック位置の粗調整を行い、さらに情報トラ
ック（20）に対する光スポット（121）のトラッキング
方向のズレ量に応じた光検出信号を圧電素子（110a），
（110b）に加え、第１のダイクロイックミラー（105）
を駆動して、第８図中矢印ｄのように、光ディスク（1
2）上の光スポット（121）を微調整する。次に、圧電素
子（109a），（109b）により第２のダイクロイックミラ
ー（107）を駆動し、光スポット（120）を矢印Ｇ方向に
微調整する。

第９図は第三の実施例を示し、第１、第２のダイクロイ
ックミラー（105），（107）間を圧電素子（111a），
（111b）で結合するとともに、これらのダイクロイック
ミラー群に圧電素子（109a），（109b）を設けてなるも
のである。

その他の構成は第４図と同様である。

かかる構成により、情報トラック（20）に対する光スポ
ット（120）のトラッキング方向のズレ量に応じた信号
を圧電素子（109a），（109b）に加え、圧電素子（109
a），（109b）を独立に伸縮させ、反射ミラー部（201）
全体を矢印Ｂ方向に傾けるように駆動制御し、第５図中
の光スポット（120），（121）を同時に矢印Ｄ方向に微
調整する。つぎに、光スポット（121）のみのトラッキ
ング制御を圧電素子（111a），（111b）により行う。

第10図は第四の実施例を示し、ダイクロイックミラー
（107）に取り付けられたトラッキングコイル（112
a），（112b）は、永久磁石（113a），（113b）との電
磁作用により、ダイクロイックミラー（105），（107）
および圧電素子（111a），（111b）の全体を、Ｈ点を中
心として矢印Ｂ方向に傾ける。

その他の構成は第９図と同様である。

以上の構成により、トラッキングコイル（112a），（11
2b）により光ビーム（103）のトラッキング制御を行
い、光スポット（121）のみのトラッキング制御を圧電
素子（111a），（111b）によって行う。

なお、上記各実施例では、第１のダイクロイックミラー
（105）を第２のダイクロイックミラー（107）の手前側
に配置した例を示したが、例えば第一の実施例では、第
11図に示したように、逆の配置としても良い。

また、上記各実施例では、第１のダイクロイックミラー
（105）上の第１の誘電体多層膜（106）を、光ビーム
（104）が第１のダイクロイックミラー（105）の外表面
で反射するように、第２のダイクロイックミラー（10
7）に対して反対側の面に設けたものを示したが、光ビ
ーム（103）と（104）の主光線の位置をより近接させる
ために、例えば第一の実施例では、第12図に示すよう
に、第１のダイクロイックミラー（105）上の第１の誘
電体多層膜（106）を、第２のダイクロイックミラー（1
07）側に設けても良い。

さらに、上記各実施例では、第１図に示したように、固
定光学系（２）と可動キャリッジ（17）を分離した例を
示したが、固定光学系も可能キャリッジ上に搭載し、一
体形の光学式情報記録再生装置としても良い。

また、上記各実施例では、光ビームが２個の場合につい
て示したが、光ビームがｎ個の場合には、ｎ個のダイク
ロイックミラーにより反射ミラー部を構成すれば、同様
の効果が得られることは言うまでもない。

また、上記各実施例では、可動キャリッジ（17）内に反
射ミラー部（201）を設けた例を示したが、固定光学系
（２）の内部に設けても良い。

さらに、第13図に第一の実施例の場合を例として示した
ように、別に設けたトラッキングコイル（15a），（15
b）により対物レンズ（13）を矢印Ｂ方向に駆動制御す
ることによりトラッキング制御を行う装置と組み合わせ
て用いても良い。

また、前述の各実施例では、複数の光スポットを同一ト
ラック上にトラッキング制御しているが、各光スポット
がそれぞれ別のトラック上にあっても、この発明により
有効にトラッキング制御可能なことは言うまでもない。

［発明の効果］以上のように、第一のこの発明によれば、波長の異なる
複数の光ビームを、各々別々のダイクロイックミラーに
より反射させ、その各々のダイクロイックミラーを各々
独立にトラッキング制御可能なように反射ミラー部を形
成したので、トラッキングセンサオフセットの発生量を
低減することができる。

また、第二のこの発明によれば、ダイクロイックミラー
を圧電手段で駆動するので、装置の小形化、および部品
点数の削減による低価格化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
側面図、第２図及び第３図は第１および第２の誘電体多
層膜の透過率の波長依存特性線図、第４図は要部の側面
図、第５図は集光スポット状態図、第６図は動作説明の
ための一部側面図である。第７図は第二の実施例の要部
側面図、第８図は第７図のものの集光スポット状態図、
第９図は第三の実施例の要部側面図、第10図は第四の実
施例の要部側面図、第11図〜第13図はそれぞれ上記各実
施例の変形の要部側面図である。第14図〜第17図は従来の光学式情報記録再生装置を示
し、第14図は側面図、第15図は集光スポット状態図、第
16図は動作説明のための一部側面図、第17図は対物レン
ズのトラッキング追従量に対するトラックオフセット量
特性線図である。（12）……光ディスク、（13）……対物レンズ、（10
3），（104）……光ビーム、（105），（107）……ダイ
クロイックミラー、（109a），（109b），（110a），
（110b），（111a），（111b）……圧電素子（圧電手
段）、（201）……反射ミラー部。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに波長の異なる複数の光ビームを反射
させて記録媒体上に導く反射ミラー部を有した光学式情
報記録再生装置において、前記反射ミラー部は、前記複数の光ビームの偏向角をそ
れぞれ選択的に変化させることでトラッキング制御をす
る層状に配置された複数個のダイクロイックミラーから
なることを特徴とする光学式情報記録再生装置。
【請求項２】前記反射ミラー部のダイクロイックミラー
は、圧電手段により駆動されることを特徴とする請求項
（１）記載の光学式情報記録再生装置。