JPH11144274A - ガルバノミラーの偏向角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度に偏向ミラーの偏向角を検出すること
ができる偏向角検出装置を提供すること。 【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
ノミラーにおいて、前記偏光ミラーに角度検出光を入射
させてその反射光を入射角度に応じて反射率が変化する
分離面を有する光束分離手段によって２光束に分離し、
これらの２光束の光量を２つの光検出器で独立に検出
し、これら２つの光検出器の出力の差により前記偏向ミ
ラーの偏向角を検出する 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
の偏向角検出装置に関し、特に光学式情報記録再生装置
の微動トラッキングの認識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。この
場合、微動トラッキングを実現するためには、ガルバノ
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せたものであり、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に
おいて、前記偏光ミラーに角度検出光を入射させてその
反射光を入射角度に応じて反射率が変化する分離面を有
する光束分離手段によって２光束に分離し、これらの２
光束の光量を２つの光検出器で独立に検出し、これら２
つの光検出器の出力の差により前記偏向ミラーの偏向角
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 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６〜９を参照して、上記ディスク
ドライブ装置１に適用されるガルバノミラーの位置検出
センサー２８の構成について説明する。図６に示すよう
に、偏向ミラー２６（ガルバノミラー）の裏面（光源モ
ジュール７から射出された光束が反射され第１のリレー
レンズ７へ向かう面２６ａと反対側の面）２６ｂに反射
面１２６が形成されており、反射面１２６に向けて、光
源６０から角度検出用の光束が照射される。角度検出用
光束は所定の方向の偏光光束である。反射面１２６で反
射された光束は、ビームスプリッター４０に入射し、そ
の一部は分離面４０ａで光検出器５１に向けて反射さ
れ、一部は分離面４０ａを透過して光検出器５２に照射
される。ここで、ビームスプリッター４０の分離面４０
ａは、入射光束（偏光光束）の入射角に応じてその反射
率が変化するようなコーティングがなされている。図９
にビームスプリッター４０の傾角特性（分離面４０ａへ
の光束の入射角θと反射率との関係）を示す。

【００１８】図６〜図８に示すように、偏向ミラー２６
が回動すると、それに応じて反射面１２６で反射されて
ビームスプリッター４０へ入射する光束と分離面４０ａ
とがなす角θが変化する。この時、光検出器５１、５２
上には常に光束（入射角θに応じて光検出器５１にはP
1、P2またはP3、光検出器５２にはP1'、P2'またはP3'）
が入射する。しかし、図８に示す関係から、光検出器５
１、５２に入射する光量は偏向ミラー２６の偏向角に応
じて変化する。すなわち、光検出器５１に入射する光束
の光量は、入射各θが小さくなるに従って増加し、光検
出器５２に入射する光束の光量はθが小さくなるに従っ
て減少する。この関係を利用して、光検出器５１の出力
Ａと光検出器５２の出力Ｂとの差（Ａ−Ｂ）に基づき、
偏向ミラーの偏向角を正確検出することができる。

【００１９】

【発明の効果】上述の通り、偏向ミラーに角度検出光を
入射し、その反射光をさらに入射角度に応じて反射率が
変化する分離面で分離させ、その分離面で反射した反射
光の光量と分離面を透過した光束の光量とをそれぞれ光
検出器で検出し、その出力の差に基づいて前記偏向ミラ
ーの偏向角を検出するようにしたため、偏向ミラーの特
定の方向の角度検出を高精度に行うことができ、さらに
は、光検出器の調整も容易に行うことが可能になる。

【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】位置検出センサーの構成を詳細に示す図であ
る。

【図７】偏向ミラーの異なる回動位置における光検出器
への入射光束の位置を示す図である。

【図８】偏向ミラーの異なる回動位置における光検出器
への入射光束の位置を示す図である。

【図９】ビームスプリッターの傾角特性を示す図であ
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 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） ４０ ビームスプリッター ５１ 光検出器 ５２ 光検出器 ６０ 角度検出用光源

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
   ノミラーにおいて、前記偏光ミラーに角度検出光を入射
   させてその反射光を入射角度に応じて反射率が変化する
   分離面を有する光束分離手段によって２光束に分離し、
   これらの２光束の光量を２つの光検出器で独立に検出
   し、これら２つの光検出器の出力の差により前記偏向ミ
   ラーの偏向角を検出するようにしたことを特徴とするガ
   ルバノミラーの偏向角検出装置。