JPH11134684A - 光情報記録再生ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面記録密度の高い光磁気ディスクのトラック
と交差する方向に移動する粗動用アームの先端部に設け
た対物光学系に対するレーザ光束の入射角をガルボミラ
ー等の偏向手段により微調整して微動トラッキングを行
うような装置において,正確な微動トラッキングが可能
な光情報記録再生ヘッドを提供すること。 【解決手段】レーザ光源から出射された光束を平行光束
とした後、偏向手段を介して対物光学系に入射させて光
ディスクに集光させる光情報記録再生ヘッドであって、
前記偏向手段と前記対物光学系との間に、リレーレンズ
群とイメージングレンズ群からなるアフォーカルなリレ
ー光学系を配置して、前記偏向手段の偏向面近傍と前記
対物光学系の主平面位置とが略共役関係となるようにす
ると共に、前記リレーレンズ群と前記イメージングレン
ズ群との間にレーザ光束を分離する光束分離手段を設
け、且つ前記イメージングレンズを前記光束分離手段に
一体成形し、このレンズ一体型の光束分離手段により分
離されたレーザ光束を光検出器で受光することにより前
記偏向手段の偏向面の回動量を検出するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光情報記録再生
ヘッドに関し、特にレーザ光束を偏向して光ディスクの
微動トラッキングを行うヘッドの偏向量を検出する技術
に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近時、面記録密度が１
０Gビット／(インチ)²を越える光磁気ディスク装置の開
発が進んでいる。この装置では、光磁気ディスクのトラ
ックと交差する方向に例えば回動する粗動用アームの先
端部に設けた対物光学系に対するレーザ光束の入射角を
ガルボミラー等の偏向手段により微調整して、微動トラ
ッキングを例えば０.３４μmと狭いトラックピッチレベ
ルで正確に行うようなことが考えられている。この場
合、微動トラッキングを実現するためには、ガルボミラ
ーのミラー回動量を検出する必要がある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述のよう
な背景に鑑みてなされたものであり、請求項１の発明
は、レーザ光源から出射された光束を平行光束とした
後、偏向手段を介して対物光学系に入射させて光ディス
クに集光させる光情報記録再生ヘッドであって、前記偏
向手段と前記対物光学系との間に、リレーレンズ群とイ
メージングレンズ群からなるアフォーカルなリレー光学
系を配置して、前記偏向手段の偏向面近傍と前記対物光
学系の主平面位置とが略共役関係となるようにすると共
に、前記リレーレンズ群と前記イメージングレンズ群と
の間にレーザ光束を分離する光束分離手段を設け、且つ
前記イメージングレンズを前記光束分離手段に一体成形
し、このレンズ一体型の光束分離手段により分離された
レーザ光束を光検出器で受光することにより前記偏向手
段の偏向面の回動量を検出するようにしたことを特徴と
する。

【０００４】

【発明の実施の形態】まず、近年のコンピューターにま
つわるハード，ソフトの進歩に伴う外部記憶装置への要
求、特に大記憶容量への要求の高まりに対して提案され
たニア・フィールド記録（ＮＦＲ ： near field recor
ding） 技術と呼ばれる記録再生方式を用いた光磁気デ
ィスク記録再生装置の概要を図１乃至図５を参照して説
明する。

【０００５】図１はその光ディスク装置の全体概要図で
ある。ディスクドライブ装置１には光ディスク２が図示
しないスピンドルモータの回転軸に装着されている。一
方、光ディスク２の情報を再生または記録するために回
動（粗動）アーム３が光ディスク２の記録面に対して平
行になるように取り付けられている。この回動アーム３
はボイスコイルモーター４によって回転軸５を回転中心
として回動可能となっている。この回動アーム３の光デ
ィスク２に対向する先端には、光学素子を搭載した浮上
型光学ヘッド６が搭載されている。また、回動アーム３
の回転軸５近傍には光源ユニットおよび受光ユニットを
備えた光源モジュール７が配設され、回動アーム３と一
体となって駆動する構成となっている。

【０００６】図２、図３は回動アーム３の先端部を説明
するものであり、特に浮上型光学ヘッド６を詳細に説明
するものである。浮上型光学ユニット６はフレクシャー
ビーム８に取り付けられており、光ディスク２に対向し
て配置されている。また、フレクシャービーム８は他端
で回動アーム３に固着されており、フレクシャービーム
８の弾性力により先端部の浮上光学ユニット６を光ディ
スク２に接触させる方向に加圧している。

【０００７】浮上型光学ユニット６は浮上スライダー
９，対物レンズ１０，ソリッドイマージョンレンズ（Ｓ
ＩＬ）１１，磁気コイル１２から構成されており、光源
モジュール７から出射された平行なレーザー光束１３を
光ディスク２上に収束させるはたらきをする。また、回
動アーム３の先端部には前記レーザー光束１３を浮上型
光学ユニット６に導くために立ち上げミラー３１が固着
されている。 立ち上げミラー３１により対物レンズ１
０に入射したレーザー光束１３は、対物レンズ１０の屈
折作用により収束される。この集光点近傍にはソリッド
イマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１が配置されており、
前記収束光を更に微細なエバネッセント光１５として光
ディスク２に照射させる。

【０００８】また、光ディスク２に面したソリッドイマ
ージョンレンズ（ＳＩＬ）１１の周囲には、光磁気記録
方式で記録するための磁気コイル１２が形成されてお
り、記録時には必要な磁界を光ディスク２の記録面上に
印加出来るようになっている。このエバネッセント光１
５と磁気コイル１２により、光ディスク２への高密度な
記録および再生が可能となる。なお、浮上型光学ユニッ
ト６は光ディスク２の回転による空気流により微小量浮
上するものであり、光ディスク２の面振れ等に追従す
る。このため従来の光ディスク装置では必要であった対
物レンズの焦点制御（フォーカスサーボ）が不要となっ
ている。

【０００９】以下、図４，図５を用いて回動アーム３上
に搭載された光源モジュール７および浮上型光学ユニッ
ト６へ導かれる光束に関し詳細に説明する。回動アーム
３は先端部に浮上型光学ユニット６を搭載し、他端には
ボイスコイルモーター４を駆動するための駆動コイル１
６が固着されている。駆動コイル１６は扁平状のコイル
であり、図示せぬ磁気回路内に空隙をおいて挿入配置さ
れている。回転軸５と回動アーム３はベアリング１７，
１７により回動自在に締結されており、駆動コイルに電
流を印加すると磁気回路との電磁作用により回転軸５を
回転中心として回動アーム３を回動させることができ
る。

【００１０】回動アーム３上に搭載された光源モジュー
ル７には半導体レーザー１８，レーザー駆動回路１９，
コリメートレンズ２０，複合プリズムアッセイ２１，レ
ーザーパワーモニターセンサー２２，反射プリズム２
３，データ検出センサー２４，およびトラッキング検出
センサー２５が配置されている。半導体レーザー１８か
ら放出された発散光束状態のレーザー光束は、コリメー
トレンズ２０によって平行光束に変換される。この平行
光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性から長円状
であり、光ビームを光ディスク２上に微小に絞り込むに
は都合が悪いため略円形断面に変換する必要がある。こ
のためコリメートレンズ２０から出射された断面長円状
の平行光束を、複合プリズムアッセイ２１に入射させる
ことにより平行光束の断面形状を整形する。

【００１１】複合プリズムアッセイ２１の入射面２１ａ
は入射光軸に対して所定の斜面を形成しており、入射光
を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状
から略円形形状に整形することが出来る。整形されたレ
ーザー光束は複合プリズムアッセイ２１内を進み第１の
ハーフミラー面２１ｂに入射する。第１のハーフミラー
面２１ｂは光ディスク２から得られた情報を、データ検
出センサー２４，およびトラッキング検出センサー２５
に導くために設定されているが、往路においては半導体
レーザー１８から出射されたレーザーの出力パワーを検
出するためのレーザーパワーモニターセンサー２２への
光束を分離する役目を果たす。

【００１２】レーザーパワーモニターセンサー２２は受
光した光の強度に比例した電流を出力するため、図示せ
ぬレーザーパワーコントロール回路にこの出力を帰還さ
せることにより半導体レーザー１８の出力を安定化させ
ることが出来る。複合プリズムアッセイ２１から出射さ
れた略円形断面形状をもったレーザー光束１３は偏向ミ
ラー２６に照射され、レーザー光束１３の進行方向が変
えられる。この偏向ミラー２６は紙面に垂直な軸を回動
中心とするガルバノモーター２７に取り付いており、レ
ーザー光束１３を紙面に平行な方向に微小角度振ること
が出来るようになっている。

【００１３】また、ガルバノモーター２７には偏向ミラ
ー２６の回転角度を検出する偏向ミラー位置検出センサ
ー２８が配設されている。偏向ミラー２６を反射したレ
ーザー光束１３は、第１のリレーレンズ２９および第２
のリレーレンズ（イメージングレンズ）３０を経て、立
ち上げミラー３１で反射後浮上型光学ユニット６に至
る。この第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレ
ンズ３０は、偏向ミラー２６の反射面と浮上型光学ユニ
ット６に配置されている対物レンズ１０の瞳面（主平
面）との関係を共役関係になるようにするもので、リレ
ーレンズ光学系を形成するものである。すなわち光ディ
スク２上の集光ビームが所定のトラックから僅かにずれ
た場合、偏向ミラー２６を僅かに回転させることにより
対物レンズ１０に入射させるレーザー光束１３を傾か
せ、光ディスク２上の焦点を移動させて補正するもので
ある。しかしながら、この方式で焦点の補正を行う時、
偏向ミラー２６と対物レンズ１０の光学的距離が長い場
合は、対物レンズ１０へ入射するレーザー光束１３の移
動量が大きくなり、対物レンズ１０に入射出来なくなる
場合がある。

【００１４】この様な現象を回避するため、第１のリレ
ーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０によって、
偏向ミラー２６の反射面と対物レンズ１０の瞳面との関
係を共役関係になるように設定し、偏向ミラー２６が回
動しても対物レンズ１０に入射するレーザー光束１３は
移動せず、正確なトラッキング制御が可能となるように
している。なお、光ディスク２の内周／外周に渡るアク
セス動作は、ボイスコイルモーター４により回動アーム
３を回動させて行い、極微小なトラッキング制御のみ偏
向ミラー２６を回動させて行う。

【００１５】光ディスク２から反射されて戻ってきた復
路のレーザー光束１３は、往路と逆に進み偏向ミラー２
６に反射されて複合プリズムアッセイ２１に入射する。
その後第１のハーフミラー面２１ｂで反射され、第２の
ハーフミラー面２１ｃに向かう。第２のハーフミラー面
２１ｃは、トラッキング検出センサー２５へ向かう透過
光と、データ検出センサー２４へ向かう反射光を生成
し、復路のレーザー光束を分離する。第２のハーフミラ
ー面２１ｃを透過したレーザー光束はトラッキング検出
センサー２５へ照射され、トラッキング誤差信号を出力
する。

【００１６】一方、第２のハーフミラー面２１ｃで反射
されたレーザー光束はウォラストンプリズム３２により
偏光分離され、かつ集光レンズ３３によって収束光に変
換後、反射プリズム２３で反射されてデータ検出センサ
ー２４に照射される。データ検出センサー２４は２つの
受光領域をもっており、ウォラストンプリズム３２によ
り偏光分離された２つの偏光ビームをそれぞれ受光する
ことにより、光ディスク２に記録されているデータ情報
を読みとりデータ信号を出力する。なお、正確には前記
トラッキング誤差信号およびデータ信号は図示せぬヘッ
ドアンプ回路によって生成され、制御回路または情報処
理回路に送られるものである。

【００１７】次に図６から図９を参照して、上記のよう
に構成されたディスクドライブ装置１に偏向ミラー２６
の偏向面の回動量を検出する検出装置を組み込んだ変形
例について説明する。図６は検出装置が組み込まれたリ
レーレンズ光学系の構成を示す光学配置図である。な
お、図６は、光束が設計中心の光軸上にある場合の図で
ある。図７は、検出装置を図６における矢印Ａの方向か
ら見た図である。図６においては上下方向、図７におい
ては紙面に垂直な方向がトラッキング方向となる。

【００１８】偏向ミラー２６に照射される平行光束は、
偏向ミラー２６の表面に施された反射コートによりその
進行方向が偏向される。前述のように偏向ミラー２６は
回転軸Ｏ１を回転中心として僅かな回動が可能な構造に
なっている。この回動動作は図示せぬガルバノモーター
によって行われており、偏向ミラー２６はいわゆるガル
バノミラーの構成をなす。

【００１９】図６に示すように、本変形例では、上述の
実施形態におけるイメージングレンズ３０に代えて、第
２のリレーレンズとして集光プリズム６０を用いてい
る。集光プリズム６０は、全体で平凸レンズを形成し、
第１のリレーレンズ２９と略同じパワーを持つ。さら
に、集光プリズム６０は、設計中心光軸に対し略４５度
の角度で傾く半透過膜６０Ａを中間部に有する分離プリ
ズムの機能をも有する。偏向ミラー２６により反射され
た平行光束は第１のリレーレンズ２９に入射し収束光と
なる。第１のリレーレンズ２９および集光プリズム６０
は、その焦点位置を一致させて配置されており、偏向ミ
ラー２６の回動中心（回転軸Ｏ１）と対物レンズ１０の
主平面（入射瞳位置）との関係がいわゆる共役関係にな
るようなリレーレンズ系として構成されている。このた
め偏向ミラー２６が回転して反射された平行光束が設計
中心の光軸に対して傾いても、対物レンズ１０に入射す
る平行光束は入射角が変わるだけでシフトせず、対物レ
ンズ１０への入射光のケラレを防止できる構成となって
いる。図７に示すように、集光プリズム６０により平行
光束に戻された光束は、立ち上げミラー３１によって反
射され対物レンズ１０に入射する。対物レンズ１０の集
光点近傍には半球状のソリッドイマージョンレンズ(Ｓ
ＩＬ)１１が対物レンズ１０と一体的に配置されてお
り、対物レンズ１０によって収束された光束をさらに微
細なエバネッセント光束として光ディスク２に照射す
る。

【００２０】上記構成の光学系において、検出装置は以
下のような構成をなす。半透過膜６０Ａは、集光プリズ
ム６０に入射したの往路の光束の一部を分離し、光検出
器５０に照射させる。この光検出器５０には偏向ミラー
２６の回動によって光ビームが移動する方向において２
分割された受光領域をもつ受光素子５０Ａ、５０Ｂが設
けられており、受光素子５０Ａ、５０Ｂの差動出力によ
り、光検出器５０に照射された光ビームＳＰの位置を検
出することができる。従って、偏向ミラー２６の回転量
を検知することができる。

【００２１】図８は偏向ミラー２６が図６に比べて角度
θだけ回動した場合の光束の変化を示す図である。ま
た、図９は偏向ミラーを回動させた場合の、光検出器５
０に入射する光束の位置を説明するための図で、図８に
おける矢印Ｂから見た図である。偏向ミラー２６の回転
角θに対して平行光束の反射角の変化量は２θとなり、
平行光束は第１のリレーレンズ２９へ斜入射される。こ
のため第１のリレーレンズ２９と集光プリズム６０によ
って形成されたリレーレンズ系の光束は、紙面に平行な
方向で移動することになる。この時、集光プリズム６０
の半透過膜６０Ａによって反射され光検出器５０に照射
されているビームも移動し、受光素子５０Ａ、５０Ｂ上
での照射ビームＳＰの位置が変化する（図９参照）。前
述のように、光検出器５０は受光素子５０Ａ、５０Ｂを
有する２分割素子であり、偏向ミラー２６により偏向さ
れた光束が設計中心光軸に一致している図６の基準位置
において、光検出器５０に照射される光ビームＳＰが受
光素子５０Ａ、５０Ｂの中間位置になるように光検出器
５０の位置を設定すれば、光ビームＳＰの移動により受
光素子５０Ａ、５０Ｂの電気出力に差が出るため、偏向
ミラー２６の回転による、設計中心光軸に対する光束の
位置変化を検出することができ、従って、それに比例し
た偏向ミラーの回転角を検出することが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、たとえ
ば、極めて面記録密度の高い光磁気ディスクのトラック
と交差する方向に移動する粗動用アームの先端部に設け
た対物光学系に対するレーザ光束の入射角をガルボミラ
ー等の偏向手段により微調整して、微動トラッキングを
行うような装置において、第２のリレーレンズを、集光
プリズムにより構成し、かつ集光プリズムに半透過膜を
形成して、集光プリズムに入射する光束の一部を光検出
器に導き偏向ミラーの回転量を検出するように構成した
ため、簡単な構成で偏向手段による光束の移動量を正確
に知ることができ、正確な微動トラッキングを実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の光磁気ディスク装置の基本構成を示
す図である。

【図２】回動アームの先端部を示す図である。

【図３】浮上型光学ユニットを示す断面図である。

【図４】偏向ミラーと浮上型光学ユニットを示す平面図
である。

【図５】回動アームの側断面図である。

【図６】集光プリズムと光検出器の配置を示す図であ
る。

【図７】光検出器に入射する光束の位置を説明するため
の図である。

【図８】偏向ミラーを回動させた場合の光束の進路を示
す図である。

【図９】偏向ミラーを回動させた場合の、光検出器に入
射する光束の位置を説明するための図である。

【符号の説明】

２ 光ディスク ３ 回動アーム ６ 浮上型光学ユニット ８ フレクシャー ２６ 偏向ミラー ２９ 第１のリレーレンズ ３０ 第２のリレーレンズ（イメージングレン
ズ） ５０ 光検出器 ６０ 集光プリズム ６０Ａ 半透過膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源から出射された光束を平行光
   束とした後、偏向手段を介して対物光学系に入射させて
   光ディスクに集光させる光情報記録再生ヘッドであっ
   て、前記偏向手段と前記対物光学系との間に、リレーレ
   ンズ群とイメージングレンズ群からなるアフォーカルな
   リレー光学系を配置して、前記偏向手段の偏向面近傍と
   前記対物光学系の主平面位置とが略共役関係となるよう
   にすると共に、前記リレーレンズ群と前記イメージング
   レンズ群との間にレーザ光束を分離する光束分離手段を
   設け、且つ前記イメージングレンズを前記光束分離手段
   に一体成形し、このレンズ一体型の光束分離手段により
   分離されたレーザ光束を光検出器で受光することにより
   前記偏向手段の偏向面の回動量を検出するようにしたこ
   とを特徴とする光情報記録再生ヘッド。