JPH11144277A - 光情報記録再生ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 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、ガルバノミラーにより微調
整して微動トラッキングを行う光情報記録再生ヘッドに
おいて、ガルバノミラーのミラー回動量を正確に検出す
ること。 【解決手段】 偏向手段２６と対物光学系との間に、リ
レーレンズ群２９，３０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、偏向手段の
偏向面近傍と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、リレーレンズ群と偏光面を挟ん
だレーザ光源側に透過型で鋸歯状断面の格子を有しその
格子方向が偏光面の回動軸と直交する回折格子５０を配
置し、回折格子により０次回折光と空間的に分離され、
偏光面で反射された１次回折光を光位置検出器４０で受
光することにより偏向手段の偏向面の回動量を検出す
る。

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偏光面を挟んだ前記レー
ザ光源側に透過型で鋸歯状断面の格子を有しその格子方
向が前記偏光面の回動軸と直交する回折格子を配置し、
この回折格子により０次回折光と空間的に分離され、前
記偏光面で反射された１次回折光を光位置検出器で受光
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 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】図６は上記のディスクドライブ装置１に適
用可能な、偏光ミラー２６の回動量を検出するための検
出装置の構成を示す光学配置図であり、光束が設計中心
の光軸上にある場合の図である。光源部モジュール７か
ら発せられた平行光束は、偏向ミラー２６に照射されそ
の進行方向が偏向される。偏向ミラー２６は表面に反射
コートが施されており、回転軸Ｏ１を回転中心として所
定範囲で回動が可能な構造になっている。この回動動作
はガルバノモーター２７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。偏向
ミラー２６で反射された平行光束１は、第１のリレーレ
ンズ２９に入射し収束光となる。

【００１８】第１のリレーレンズ２９と第２のリレーレ
ンズ３０は、第１のリレーレンズ２６の後側焦点と、第
２のリレーレンズ３０の前側焦点とが一致するよう配置
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に設定され
ている。このため偏向ミラー２６が回転して反射された
平行光束が傾いても、対物レンズ１０に入射する平行光
束は、その入射位置はシフトせず入射角度だけが変わ
り、対物レンズ１０への入射光のケラレが防止できる構
成となっている。

【００１９】図８に示すように、第２のリレーレンズ３
０を出て平行光束に戻った光束は、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(ＳＩＬ)１１が対物レンズ１０と一体となって配
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として光ディスク２に
照射する。なお図中Ｔはトラッキング方向である。

【００２０】上記構成の光学系において偏光ミラー２６
の回動量を検出するための検出装置は以下のような構成
をなす。すなわち、図６に示すように、偏向ミラー２６
と光源モジュール７との間の平行光束中に回折格子５０
を配置し、平行光束１１１を透過させる。回折格子５０
は鋸歯状断面をもった透過型光学素子であり、格子方向
が前記偏光面の回動軸と直交するよう配置されており
（図６、図７参照）、入射した平行光束１１１を、直進
する０次光１１１ａ及び所定の分離角をもった１次光１
１１ｂに分離することができる。０次光と１次光の光量
比及び分離角は、格子の深さ、ピッチによってその設定
を変えることができる。

【００２１】回折格子５０の配置方向は図７に示す方向
であり、偏向ミラー２６によって平行光束が偏向される
面と直交する方向に１次光を分離させる。なお、方向を
示すため、図６、図７にはＸ−Ｙ−Ｚ直交座標軸を示し
た。なお、本実施の形態においては、１次回折光１１１
ｂは偏光ミラー２６で反射された後、図８において、第
１のリレーレンズ２９の下側に向かうような設定となっ
ている。

【００２２】偏向ミラー２６によって反射された１次光
１１１ｂは光検出器４０へ照射される。図１０に示すよ
うに、光検出器４０には、１次回折光１１１ｂを受光す
るための受光素子４０ａ，４０ｂが、偏光ミラー２６の
回動方向に沿って並んで設けられている。図６の状態で
は、１次回折光１１１ｂは、受光素子４０ａ、４０ｂの
ちょうど中央にまたがって照射されている（すなわち、
受光素子４０ａ、４０ｂに照射される光量が等しくなっ
ている）。

【００２３】図６〜８、１０に示す状態から、偏向ミラ
ー２６が回動して１次光１１１ｂが光検出器４０に対し
て対して移動した場合、受光素子４０ａ、４０ｂに照射
される１次光１１１ｂの光量が変化するため、受光素子
４０ａ、４０ｂの出力の差動出力により、平行光束の位
置を検出することができる。

【００２４】図１１、図１２は偏向ミラー２６がθだけ
回動した場合の光束の位置の変化を示す図である。偏向
ミラー２６の回転角θに対して平行光束の反射角は２θ
となり、０次光は第１のリレーレンズ２９へ斜入射す
る。このため第１のリレーレンズ２９と第２のリレーレ
ンズ３０によって形成されたリレーレンズ系による光束
の収束点は、図９の紙面に平行な方向で移動することに
なる。

【００２５】この時、偏向ミラー２６で反射された１次
光１１１ｂも偏向ミラー２６の回転によって図９の紙面
に平行な方向に移動し、光検出器４０での照射位置が変
化する。図６の基準位置において設定した１次光１１１
ｂの受光素子４０ａ、４０ｂ上照射光の位置を基準とし
て、１次光１１１ｂの移動により、受光素子４０ａ、４
０ｂに照射する光量が変化により受光素子４０ａ、４０
ｂの電気出力が変化するため、図６に示した基準光軸か
らの光束の変化を知ることができ、それに比例した偏向
ミラー２６の回転角を検出することが可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上の構成により、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
バノミラー等の偏向手段により微調整して、微動トラッ
キングを正確に行う光情報記録再生ヘッドにおいて、ガ
ルバノミラーのミラー回動量を正確に検出することが可
能となり、従って、正確に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】偏光ミラーの回動量を検出するための検出装置
の構成を示す光学配置図である。

【図７】回折格子と偏光ミラーの配置を示す図である。

【図８】偏光ミラーの回動量を検出するための検出装置
の構成を示す光学配置図である。

【図９】回折格子の構成を示す図である。

【図１０】光検出器の構成を示す図である。

【図１１】偏光ミラーが回動された場合の光路を示す図
である。

【図１２】偏光ミラーが回動された場合の、光検出器に
入射する１次光の位置を示す図である。

【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 フレクシャービーム 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 光検出装置 ５０ 回折格子

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偏光面を挟ん
   だ前記レーザ光源側に透過型で鋸歯状断面の格子を有し
   その格子方向が前記偏光面の回動軸と直交する回折格子
   を配置し、この回折格子により０次回折光と空間的に分
   離され、前記偏光面で反射された１次回折光を光位置検
   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。