JPH11142774A - ガルバノミラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光磁気ディスク装置に用いられるアームの軽
量小型化を可能とするガルバノミラーを提供すること。 【解決手段】 電磁駆動により偏向ミラーを取り付け
た可動部を回転軸を中心に所定角度範囲回動させるガル
バノミラーであって、前記偏光ミラーを楔状のプリズム
とすると共に、このプリズムの光束入射面を透過面と
し、且つ前記プリズムの後面を反射面とし、（数１）を
満たすことで、前記光束入射面から入射した光束を前記
プリズム内で前記反射面により反射させて前記光束入射
面から出射させる構成とした。

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、ガルバノミラー
の改良に関し、特に光学式情報記録再生装置の微動トラ
ッキングに好適な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
をガルバノ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。とこ
ろで、このような粗動用アームではレーザ光源からのレ
ーザ光束を整形するアナモフィックプリズムが必要であ
るが、アームの軽量小型化を考えると出来うる限り他の
光学部品との共用化が望まれていた。

【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、電磁駆動により偏向ミラーを取り付けた可動部を回
転軸を中心に所定角度範囲回動させるガルバノミラーで
あって、前記偏光ミラーを楔状のプリズムとすると共
に、このプリズムの光束入射面を透過面とし、且つ前記
プリズムの後面を反射面とし、（数１）を満たすこと
で、前記光束入射面から入射した光束を前記プリズム内
で前記反射面により反射させて前記光束入射面から出射
させるようにした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 recordin
g） 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
を読み取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８を参照して、変形例に
ついて説明する。図６は変形例に於ける光学系の配置を
示す図である。図６においては、３は回動アーム、２は
回転する光ディスク、２aはその情報記録面で、光ディ
スク２はここでは光磁気ディスクである。回動アーム３
は、レーザーダイオード１８、回動可能な偏向手段とし
てのガルバノ楔形裏面反射ミラー１２６、データ検出セ
ンサー２４、トラッキング検出センサー２５、レーザー
パワーモニターセンサー２０、立ち上げミラー３１、を
坦持している。図１に示す実施の形態と同様、回動アー
ム３にはフレクシャービーム８を介して対物レンズ１０
とソリッドイマージョンレンズ１１が取り付けられてい
る。又、ガルバノ楔形裏面反射ミラー１２６はガルバノ
モーター２７により回動される。

【００１８】なお、図６では、立ち上げミラー３１から
光ディスク２に至る部分は紙面上で連続的に表現するた
めに便宜的に描かれたもので、実際にはガルバノ楔形裏
面反射ミラー１２６からの光束は立ち上げミラー３１に
よって紙面に垂直な方向に反射される。従って図６で描
かれているＴ’方向は、実際にはＴで示す方向である。
また、図面を簡単にするためソリッドイマージョンレン
ズ１１の図示は省略してある。また、図７では、ガルバ
ノ楔形裏面反射ミラー１２６とトラッキングの説明に必
要のない立ち上げミラー３１の図示も省略してある。

【００１９】レーザーダイオード１８から射出された光
束は、コリメーターレンズ２０により楕円形状の平行光
束Ｐとされ、ガルバノ楔形裏面反射ミラー１２６に導か
れる。その平行光束Ｐはガルバノ楔形裏面反射ミラー１
２６により立ち上げミラー３１に向けて反射される。ガ
ルバノ楔形裏面反射ミラー１２６は、上記実施の形態に
於ける偏光ミラー２６と同様、トラッキングの微調整を
行うため、入射した平行光束Ｐを光ディスク２のトラッ
キング方向Ｔ（図６、７では便宜上Ｔ’で示されてい
る）に移動させる。さらに、ガルバノ楔形裏面反射ミラ
ー１２６は、入射する楕円形状の平行光束Ｐを円形の平
行光束に整形させる役割を果たしている。

【００２０】ガルバノ楔形裏面反射ミラー１２６は、特
性を以下に示す式（数２）〜（数８）のように表す事が
できる。

【数２】 より

【数３】 が得られる。

【００２１】また、

【数４】

【数５】

【数６】 の関係があり、さらに

【数７】 より

【数８】 が得られる。ただし、 α：楔角、すなわち面Ｓ１に対する面Ｓ２の倒れ角、 θ：面の法線からの倒れ角、 また、角度は時計回りを正とする。

【００２２】また、アナモ倍率をＭとすると、Ｍは以下
の式

【数９】 により求められる。なお、W1は入射光束のビーム径、W2
は出射光束のビーム径とする。

【００２３】例えば、θ1の初期値を70°、αを15°と
すると図９〜１１の三つのグラフの様な特性が得られ
る。

【００２４】なお、本発明が成り立つための条件とし
て、（数１）を満たしている必要がある。

【００２５】ガルバノ楔形裏面反射ミラー１２６の回動
角Δθ1に対する、ガルバノ楔形裏面反射ミラー１２６
出射角回動角はΔθ1+Δθ6となる。Δθ6の算出は上記
関係式（数２）〜（数８）のθ1をΔθ1+θ1に置き換え
る事によって求める事ができる。情報記録面２aにより
反射された反射光束は、対物レンズ１０、反立ち上げミ
ラー３１を介して、ガルバノ楔形裏面反射ミラー１２６
に入射し、元の光路をたどってビームスプリッター１２
０に導かれ、ビームスプリッター１２０の反射面１２０
aにより第２のビームスプリッター１２１に入射する。

【００２６】第２のビームスプリッター１２１に入射し
た光束は、反射面１２１aを透過しトラッキング検出セ
ンサー２５に向かう光束と、反射面１２１により反射さ
れる光束とに分離される。反射面１２１aを透過した光
束はそのままトラッキング検出センサー２５に入射す
る。トラッキング検出センサー２５の受光出力はトラッ
キングエラーの検出信号として用いられ、対物レンズ１
０のトラッキング方向Ｔのずれが検出される。ガルバノ
楔形裏面反射ミラー１２６を出射し対物レンズ１０へ向
かう平行光束がトラッキング方向Ｔに対してずれている
ときには、ガルバノ楔形裏面反射ミラー１２６の回動角
度を調整して、トラッキングずれが生じないようにサー
ボ制御が行われる。

【００２７】また、反射面１２１aで反射された光束
は、ウォラストンプリズム３２を透過する際２つの偏光
方向の違う光に分割され、更に集光レンズ３３により集
光されつつデータ検出センサー２４に導かれる。データ
検出センサー２４の受光出力は情報記録面２aに記録さ
れた情報データの検出信号として用いられ、情報記録面
２aに記録された情報が検出される。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、変形例に示す構成
によれば、ガルバノ楔形裏面反射ミラーを用いることに
より、ビーム整形プリズムと偏光ミラーを一つの光学素
子で兼用しているため、アームの軽量小型化が可能とな
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】変形例の回動アームの基本構成を示す図であ
る。

【図７】変形例の回動アームの作用を説明する図であ
る。

【図８】ガルバノ楔形裏面反射ミラーの作用を説明する
図である。

【図９】、

【図１０】、

【図１１】ガルバノ楔形裏面反射ミラーの特性を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

２ 光ディスク ３ 回動アーム ４ ボイスコイルモーター ６ 浮上型光学ユニット ８ フレクシャービーム ２６ 偏向ミラー １２０ 第１のビームスプリッター １２１ 第２のビームスプリッター １２６ ガルバノ楔形裏面反射ミラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁駆動により偏向ミラーを取り付けた
   可動部を回転軸を中心に所定角度範囲回動させるガルバ
   ノミラーであって、前記偏光ミラーを楔状のプリズムと
   すると共に、このプリズムの光束入射面を透過面とし、
   且つ前記プリズムの後面を反射面とし、以下の式、 【数１】 を満たすことで、前記光束入射面から入射した光束を前
   記プリズム内で前記反射面により反射させて前記光束入
   射面から出射させるようにしたことを特徴とするガルバ
   ノミラー。