JPH11144278A - 光情報記録再生ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ガルバノミラーのミラー回動量を正確に検出
する。 【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１２６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、偏向手段と対物光学系との間に、リレーレンズ
群２９とイメージングレンズ群３０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を略共役関
係とし、偏向手段の偏向部材を前面が平坦な第１、第２
の領域からなり、後面１２８が球面乃至円柱面の変形プ
リズムで構成し、その入射面１２７の第１の領域に平行
光束の一部を透過する透過コートを施し、透過した光束
を反射する反射コートを後面に施し、反射した光束を第
２の領域から出射させる反射防止コートを第２の領域に
施し、この第２の領域から出射されるレーザ光束を光検
出器４０で検出することにより入射面の回動量を検出す
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、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、前記偏向手段の偏向部材を前面が平坦な第１の領域
及び第２の領域からなり、後面が球面乃至円柱面の変形
プリズムで構成し、この変形プリズムの入射面の第１の
領域に前記平行光束の一部を透過する透過コートを施
し、この透過コートを介して透過した光束を反射する反
射コートを前記後面に施し、この反射コートにより反射
した光束を前記第２の領域から出射させる反射防止コー
トを前記第２の領域に施し、この第２の領域から出射さ
れるレーザ光束を光検出器で検出するこにより前記偏向
手段の偏向面である前記入射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】次に上記のディスクドライブ装置１の光学
系の変形例について説明する。図６は、偏光ミラー２６
に代えて偏光ミラープリズム１２６を用いた場合の、偏
光ミラー２６Ｍ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。偏向ミラープリズム１２６は表面に反射
／透過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
動動作は上記実施の形態と同様、ガルバノモーター２７
によって行われており、偏向ミラープリズム１２６はい
わゆるガルバノミラーの構成をなす。偏向ミラープリズ
ム１２６で反射された平行光束１１１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、偏向ミラープリズム１２６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プリズム１２６
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７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】本変形例においては、図９に示すように、
偏向ミラープリズム１２６の偏向面１２７に半透過膜１
２７ａが形成されており、入射された平行光束１１１の
一部を半透過膜１２７ａで透過させる。半透過膜１２７
ａを透過した透過光束は偏向ミラープリズム１２６の裏
面１２８で反射される。偏向ミラープリズム１２７の裏
面１２８は球面状で外側に反射コート１２８ａが形成さ
れており、半透膜１２７ａを透過して入射された光束を
収束光として出射面１２９に向かって反射する。出射面
１２９は偏向面１２７に対して所定の角度をもって形成
されており、出射面１２９の表面には透過膜（反射防止
コート）１２９ａが形成されている。裏面１２８で反射
された光束は収束光の状態で出射面１２９に達する。出
射面１２９で僅かに屈折した透過光束１１１ｂは光検出
器４０に照射する。

【００２１】図８に示すように、光検出器４０には偏向
ミラープリズム１２６の回動によって透過光束１１１ｂ
が移動する方向に対して２分割された領域をもつ受光素
子４０ａ、４０ｂが形成されており、その差動出力（受
光素子４０ａ、４０ｂの出力の差）により照射された透
過光束１１１ｂの位置を検出することが出来る。なお光
ディスク２から反射されて戻ってきた復路の光束は、往
路と同様に偏向ミラープリズム１２６の表面１２７の半
透過膜１２７ａに入射する。ここで必要な光束は反射光
束のみであり、透過光束は不要光となる。このため不要
光は裏面１２８で反射され、検出光学系（図示省略）に
影響を及ぼさない方向へ不要光束１１１ｃとして透過さ
せている。

【００２２】図１０および図１１は偏向ミラープリズム
１２６がθだけ回動した場合の光束の変化を示す図であ
る。偏向ミラープリズム１２６の回転角θに対して平行
光束１１１ａの反射角は２θとなり、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２
９と第２のリレーレンズ３０によって形成されたリレー
レンズ系における光束の収束点は、紙面に平行な方向で
移動することになる。

【００２３】この時、偏向ミラープリズム１２６の表面
１２７の半透過膜１２７ａを透過し、裏面１２８で反射
され出射面１２９の透過膜１２９ａから出射された透過
光束１１１ｂは偏向ミラープリズム１２６の回転によっ
て移動し、光検出器４０に照射される位置が変化する。
図６に示す偏光ミラープリズム１２６の基準位置におい
て透過光束１１１ｂが受光素子４０ａ，４０ｂの中間位
置に照射するように設定すれば、透過光束１１１ｂの移
動により受光素子４０ａ、４０ｂの電気出力に差が出る
ため（図１１参照）、図６、図８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
ラープリズム２の回転角を検出することが可能となる。

【００２４】

【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】偏光ミラープリズム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】第２のリレーレンズを透過した光束の光路を示
す図である。

【図８】光検出器の構成を示す図である。

【図９】偏光ミラープリズムの構造を示す図である。

【図１０】偏光ミラープリズムが回動された場合の、光
束の進路を示す図である。

【図１１】偏光ミラープリズムが回動された場合の、光
検出器に入射する光束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 １２６ 偏光ミラープリズム

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、前記偏向手段の偏向部材を前面が平坦な
   第１の領域及び第２の領域からなり、後面が球面乃至円
   柱面の変形プリズムで構成し、この変形プリズムの入射
   面の第１の領域に前記平行光束の一部を透過する透過コ
   ートを施し、この透過コートを介して透過した光束を反
   射する反射コートを前記後面に施し、この反射コートに
   より反射した光束を前記第２の領域から出射させる反射
   防止コートを前記第２の領域に施し、この第２の領域か
   ら出射されるレーザ光束を光検出器で検出するこにより
   前記偏向手段の偏向面である前記入射面の回動量を検出
   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。