JPS62157349A - 光学ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、光学的に媒体への記録・再生および消去を
行う光学ヘッドに関する。

従来の技術 従来、キュリ一点書き込みにより情報の記録を行い、カ
ー回転角の読み取りにより情報の再生を行う、いわゆる
磁気光学効果を利用して媒体に記録・再生および消去を
行う光学ヘッドは、第５図に示す光学系を備えて構成さ
れていた。

光学ヘッド１の光学系は、半導体レーザ２、開口数の大
きいコリメータレンズ３、一対のアナモルフィックパイ
プリズム４．４、ビームスプリッタ５．４５度ミラー６
、対物レンズ７をこの順に配設して構成されている。対
物レンズ７は、対物レンズアクチュエータを介して２軸
方向に微動可能に支持され、光検出系を介してフォーカ
スおよヒドラツキ７’ｆエラーを検出することにより、
フォーカス方向とトラッキング方向にサーボされるよう
になっている。

一方、媒体からの戻り光は、ビームスプリッタ５を介し
て信号検出光学系に導かれる。信号検出光学系には、１
／２彼長板８、凸レンズ９、偏光ビームスプリッタ１０
が配設されている。偏光ビームスプリンタ１０を直進す
る方向に２分割光センサ１１が配設され、この光センサ
１１の差動出力によってトラッキングエラー信号が検出
される。いわゆるプッシュプル法によりトラッキングエ
ラー信号の検出が行われる。一方、偏光ビームスプリッ
タ１０を介して９０度偏向される方向には、凹レンズ１
２、円筒レンズ１３．４分割光センサ１４が配設され、
この先センサ１４の対角方向の受光；ｊ」の和の差動出
力によってフォーカスエラー検出％ｊが検出される。い
わゆる非点収差法によりフォーカスエラー信号の検出が
行われる。そして、各光センサ１１．１４に受光される
受光縁ＩＪ１の差動出力により再生ＲＦ信号の検出が行
われている。この場合、戻り光を１／２波長板８を通し
て戻り光の偏光面角度を４５度回転させ、偏光ビームス
プリッタｌＯを通すことによって２分する。

この２分される光量は、光磁気ディスクに記録された垂
直磁界の印加方向によって異なる方向にカー回転される
戻り光の、カー回転角に応じて変化する。この変化を検
出することにより再生ＲＦ信号が検出される。

発明が解決しようとする問題点 上述したように、従来の構成の光学ヘッド１は、ビーム
効率を上げるために、開［１数の大きいコリメータレン
ズ３を用い半導体レーザから照射される非笠方に広がる
照射光の総てを利用するようにしている。このため、コ
リメータレンズ３によって変換される楕円平行ビームを
円形平行ビームに成形する一対のアナモルフィックパイ
プリズム（ビーム成形用の三角プリズム）４．４が用い
られている。ここで、開口数が（ＮＡ＝０．５５）のコ
リメータレンズ３を用いると、そのビーム成形比ＭはＭ
＝２．８程度である。この場合、偏向比７：３のビーム
スプリッタ５を設けた光学ヘッドにおいて、光磁気ディ
スクに達するビーム効率は４０％程度である。このよう
に、ビーム効率がさほど高くないにもかかわらず、従来
構造ではビーム成形用光学部品を必要とし、光学ヘッド
の簡略化・コンパクト化を図るとき不利なものとなる。

また、ビーム成形用光学部品であるアナモルフィノクバ
イブリスム４．４は、調整が困難であり高価なものであ
る。

さらに、フォーカスエラー検出を行う光検出系において
、１／２彼長板８、円筒レンズ１３等の光学部品を設け
て非点収差光学系が構成されているので、高価な部品を
７妥とし、また、フォーカスエラー検出系を構成する光
学部品の点数が多くなる。特に、１／２波長板８、フォ
ーカスエラー検出用の円筒レンズ１３、あるいは４分割
光センサ１４の調整は難しく手間を要するものである。

また、開口数Ｎａの大きいコリメータレンズ３を用いる
と、半導体レーザ２の非点収差をＡｓとした場合、ビー
ム照射方向に波面収差Φｐｐが生じる。この波面収差Φ
ｐｐは Φｐｐ＝卜Ａｓ（Ｎａ）２ の式で表される。この波面収差Φｐｐかλ／４ｐｐより
大きく生じると、信号再生に支障を来す。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、Ｌ記のよう
な光学ヘッドの光学系を簡素化し、そのコンパクト化を
図ると共に、その調整も容易化し、かつ信号検出が確実
に行えるようにすることを目的とする。

問題点を解決するための手段 以上の目的を達成するために、この発明は以下のような
構成を採用している。

この発明においては、レーザ光源と、レーザ光源からの
照射光を９０度偏向させる平板状ビームスプリッタと、
このビームスプリンタを介して９０度偏向する方向に配
設され前記レーザ光源から照射される非等方に広がる照
射光の短径からなる円形平行ビームを取り出す開口数の
小さいコリメータレンズと、このコリメータレンズを介
して変換された平行ビームを媒体に集束させるサーボア
クチュエータに支持された対物レンズと、前記媒体から
の戻り光が前記ビームスプリッタを直進する方向に光軸
を中心として４５度回転させて配設された２方向に分光
する偏光ビームスプリンタと、この２つの分光方向に夫
々間された光検出器からなる光検出系とにより光学系が
構成されている作用 以上の構成による本発明の光学ヘッドによれば、半導体
レーザ等のように非等方に広がる光を照射するレーザ光
源からの照射光を開口数の小さいコリメータレンズを用
い、楕円状の照射光の短径からなる円形平行ビームを取
り出し対物レンズを介して媒体に照射している。この媒
体からの戻り光をコリメータレンズと光軸に対して４５
度傾けて設けた平板状ビームスプリッタを直進させ光検
出器を配した光検出系に導き、フォーカスエラー検出の
ための非点収差を生じさせるようにしている。さらに、
光検出系を光軸を中心にして４５度傾けて設け、カー回
転角読み取りのための１７２波長板の役割りを持たせて
いる。

実施例 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図〜第４図は、本発明に係る光磁気ディスクに適用
される光学ヘッドの一実施例を示すも゛のて、図中、１
０はオプトベース、１１は半導体レーザ、１５は対物レ
ンズを示している。

オプトベース１０の側方には、半導体レーザ１１がレー
ザ光をディスク半径方向に平行な水平方向に照射するよ
うに設けられている。半導体レーザ１１の光軸方向には
、光軸ｆＯに対して４５度傾けて平板状のビームスプリ
ッタ１２が配設されている。平板状のビームスプリッタ
１２を介して９０度偏向される水平光軸方向ｆｌ上に開
口数の小さいコリメータレンズ１３と４５度ミラー１４
が配設されている。４５度ミラー１４を介して９０度反
射される垂直光軸方向ｆ２に、オプトベース１０の一端
部に設けた２軸アクチユエータ１６に支持された対物レ
ンズ１５が位置されている。

り・１物レンズ１５は、２軸アクチユエータ１６を介し
てディスク半径方向のトラッキング方向Ｔと、ディスク
垂直方向のフォーカス方向Ｆに移動制御され、対物レン
ズ１５を通してディスクに集束されるビームスポットが
ディスクのトラック溝を正確に追従するようにサーボが
かけられる。

一方、ディスクからの戻り光が平板状のビームスプリッ
タ１２を直進する方向には、凹レンズ１７と、偏光ビー
ムスプリッタ１８と、この偏光ビームスプリッタ１８を
直進する方向に設けた４分割光センサ１９と、偏光ビー
ムスプリッタ１８を介して９０度偏向される方向に設け
た２分割光センサ２０とを一体にした光検出系２１が設
けられている。この光検出系２１は、透明状円柱部材２
２に一体に組み込まれて構成されている。透明円柱状部
材２２の前部にはコ字状の切欠き部２２１が形成され、
この切欠き部２２１に偏光ビームスプリッタ１８が嵌合
されている。コ字状の切欠き部２２１の内面先端には、
湾曲状に切欠き部２２２．２２２が形成され、この切欠
き部２２２．２２２に凹レンズ１７が嵌合されている。

そして、円柱状部材２２の偏光ビームスプリッタ１８を
介して９０度偏向される方向に対応する側面には、偏光
ビームスプリッタ１８の側縁と平行な平面２２３が形成
され、この平面２２３に２分割光センサ２０が取り付け
られている。円柱状部材２２の後面には、４分割光セン
サ１９が取り付けられている。

光検出系２１を組み込んた円柱状部材２２は、その中心
軸が戻り光が平板状ビームスプリッタ１２を通して直進
する光軸ｆ３と同軸となるようにオプトベース１０の底
面と側面とに接触されている。更に円柱状部材２２は、
その円周方向に形成した溝２２４の部分で上部からベー
ス１０に設けた板バネ２３によって付勢保持されている
。これによって円柱状部材２２は光軸ｆ３を中心として
回動可能に保持されると共に、光軸ｆ３方向に位置決め
されている。円柱状部材２２は、偏光ビームスプリンタ
１８がオプトベース１０の水平向に対して４５度回転さ
せた状態に保持されている。

さらに、円柱状部材２２が４５度回転して保持された状
態のとき、水平方向の径端部の円柱状部材２２の側面に
位置するように、その軸方向にキー溝２２５が形成され
ている。

円柱状部材２２が設置されたオプトベース１０の側方裏
面には、駆動モータ２４が設けられている。駆動モータ
２４の駆動軸２４１はオプトベース１０の上方に突出さ
れ、この突出部分にウオームギア２５が取り付けられて
いる。オプトベース１０のウオームギア近傍に支持フレ
ーム２６が立設されている。この支持フレーム２６に軸
２７が円柱状部材２２の軸と直交する水平方向に沿って
軸承けされている。この軸２７の一端にウオームホイー
ル２８が取り付けられている。ウオームホイール２８に
は、ウオームギア２５が噛み合わされている。軸２７の
円柱状部材２２側の他端には、円筒°部材２９が取り付
けられている。円面部材２９の端面には、中心から偏心
した位置に軸方向とへ１工行にピン３０が突出されてい
る。ピン３０は光検出系２１を組み込んだ円柱部材２２
に形成したキー溝２２５に挿入されている。

このように構成された光検出系２１を組み込んで成る円
柱状部材２２の回動調整は、駆動モータ２４の回転駆動
によりピン３０を偏心回転させ、ピン３０が軸２７中心
に偏心回動されることにより行われる。ピン３０が偏心
回動すると、その偏心量に応じて円柱状部材２２がキー
溝２２５を介して一定角度で回動される。

実施例の場合、円柱状部材２２の回動調整は、光検出系
によりディスク周方向Ｊに対するジッタエラー信号を検
出し、この検出信号で駆動モータ２４を駆動制御するこ
とにより行われている。これにより、戻り光の光の偏光
面を４５°回転させる微調整がなされる。

第２図は、半導体レーザ１１から照射される非笠方に広
がる照射光のビーム成形状態を示している。

第２図に示すように、半導体レーザ１１から照射される
楕円状の照射光は、その長径を垂直方向に短径を水平方
向にして平板状のビームスプリッタ１２に照射され、こ
のビームスプリッタにより９０度偏向され、開口数の小
さいコリメータレンズ１３に導かれる。この場合、例え
ば、コリメータレンズ１３の開口数をＮａ＝０．２２程
度にし、照射光の短径を径とする円形平行ビームを取り
出し、対物レンズ１５に導（ようにする。その際、ビー
ムスプリッタ１２の偏向比を８：２以上にしてビーム！
！（１射を行えば、光磁気ディスクへのキュリ一点書き
込みを行うに必要な光磁気ヘッドの光照射パワーＰ＝８
ｍＷとなるビーム効率を得ることができる。そして、カ
ー効果による回転角読み取りにおける光照射パワーＰは
、２ｍＷ程度で行われる。本実施例のビーム成形構成、
すなわちビームスプリッタの偏向比８：２であれば記録
・ｒＩｆ生特性をＩ−分に満足することができる。

次に、第３図、第４図を参照してトラッキングおよびフ
ォーカスエラー信号、再生ＲＦ信号の検出について説明
する。

ディスクからの戻り光は、コリメータレンズ１３を通し
て収束され、平板状のビームスプリッタ１２を通して光
検出系２１に導かれる。光検出系２１の前部（光入射側
）に設けた凹レンズ１７は、コリメータレンズ１３によ
り収束される焦点距離を延ばし、光センサ１９．２０に
必要な結像を行わせるために設けられている。

戻り光を２分割光センサ１９で受光検出することにより
、プッシュプルｌ去によるトラッキングエラーの検出か
行われる。この検出法は、ビームスポットがディスクの
トラック溝からトラッキング方向（ディスク半径方向）
にズレることによって生じる戻り光のズレを２分割光セ
ンサ１９により２つの受光部１９Ｌ　　１９２で受光検
出し、その受光光ｉＪ１の差によりエラー信号を検出す
る方法である。

一方、フォーカスエラー信号の検出は、ディスクからの
反射・戻り光を４分割光センサ２０で受光検出すること
により行われる。フリメータレンズ１３を通して収束さ
れる戻り光は、傾けて配設した平板状のビームスプリッ
タ１２を直進させると、非点収差が生じる。そして、ジ
ャストフォーカス（合焦状態）のとき、４分割光センサ
２０に結像される像が円形となる位置に光センサ２０が
配置されている。このセンサ２０で結像される像はディ
スクの対物レンズに対する遠近により、その形状が縦に
長い楕円あるいは横に長い楕円に変形する。これより縦
方向の対角にある受光部２０１．２０３で検出した出力
の和と横方向の対角にある受光部２０２．２０４で検出
した出力の和との差動出力を得、この差動出力に基づい
てフォーカスエラー信号が取り出される。

以上のように検出されたトラッキングおよびフォーカス
エラー信号によって２軸アクチユエータ１６か作動され
、対物レンズ１５が各軸に対する補正方向に移動され、
ディスクに集束されるビームスポットがディスクのトラ
ック溝を正もｔに追従するようにサーボがかけられる。

次に、カー高価によるカー回転角の変化の読み取りによ
り行う＋Ｉｆ生ＲＦ信号の検出は、光センサ１９で受け
る戻り光の受光量の総和と光センサ２０で受ける戻り光
の総和との差動出力を検出することにより行われる。こ
の場合、カー回転が生じていない戻り光は、その偏光面
が偏光ビームスプリッタ１８によって４５度回転される
。そうすると、戻り光はディスクに情報信号が−Ｉき込
まれる際、印加される垂直磁界の方向によってソ４なる
方向にカー回転されることになるが、この戻り光が、偏
光ビームスプリッタ１８を通して分光され、センサ１９
．２０で受光される光ｈ１に差が生じることとなる。そ
の差を検出することにより、再生ＲＦ信号が検出される
。この構成を採ると、ビームスプリッタ１８が光の偏波
面を４５°回転させる機能を兼ね備えるので、そのため
に用いられていた１７２彼長板は不要となる。さらに、
光検出系２１を組み込んだ円柱状部材２２は、光検出系
によるジンタエラー信号の検出により微少量ずつ回動調
整することが可能であり、自動的に回動調整されるよう
になっている。これにより、ビームスポットのディスク
周方向に対する時間軸上のズレの修正が行われる。

発明の詳細 な説明したとおり、本発明に係る光学へ・ソドによれば
、光学系を構成する光学部品の部品点数を削減でき、光
学ヘッドをその分安価にかつコンパクトに構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光磁気ディスクに適用される光学
ヘッドの光学系を示す斜視図、第２図はそのレーザ光の
ビーム成形を示す部分斜視図、第３図は本発明による光
学系および信号検出系を示す斜視図、第４図は本発明に
よる検出系を示す斜視図、第５図は従来の光学ヘッドの
光学系を示す構成図である。 １０・・・オプトベース、 １１１１・・半導体レーザ、 １２・・・ビームスプリ、夕、 １３・・・コリメータレンズ、 １４・・・４５度ミラー、 １５・・・対物レンズ、 １６・・・２軸アクチユエータ、 １７・・・凹レンズ、 １８・拳・偏光ビームスプリッタ、 １９．２０・・Φ光センサ、 ２１・・・光検出系、 ２２１１拳・円柱状部材、 ２３・・・板バネ、 ２４・・・駆動モータ、 ２５．２６・・・ウオーム及ホイール、３０・・・（偏
心）、ピン、 ｆＯ〜３　・・一光軸。 特許出願人　　１１本電気ホームエレクトロニクス株式
会社 し−一−−−−−。 第　１　霞 ＠４閃

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光源と、レーザ光源からの照射光を９０度
   偏向させる平板状ビームスプリッタと、このビームスプ
   リッタを介して９０度偏向する方向に配設され前記レー
   ザ光源から照射される非等方に広がる照射光の短径から
   なる円形平行ビームを取り出す開口数の小さいコリメー
   タレンズと、このコリメータレンズを介して変換された
   平行ビームを媒体に集束させるサーボアクチュエータに
   支持された対物レンズと、前記媒体からの戻り光が前記
   ビームスプリッタを直進する方向に光軸を中心として４
   ５度回転させて配設された戻り光を２方向に分光する偏
   光ビームスプリッタと、この２つの分光方向に夫々配設
   された光検出器からなる光検出系とにより光学系が構成
   されたことを特徴とする光学ヘッド。
2. （２）前記光検出系が円柱状部材に一体化されて設けら
   れ、光軸を中心として回動可能に保持されると共に、こ
   の回動を光軸周りに微調整する送り機構を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。
3. （３）前記送り機構に駆動用モータを設け、このモータ
   を前記光検出系で検出されるジッターエラー信号に基づ
   いて駆動制御するようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の光学ヘッド。