JPS63197034A - 光偏向装置 - 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） 本発明は、光デイスク上に照射するレーザー光の光偏向
装置に関し、特に半導体レーザーから光ディスクの反射
光を検出するディテクタまでの一連の光学部材を有する
光ピツクアップを、光デイスク面のトラックを横切る方
向に移動することなく、トラッキング制御を可能とする
光偏向装置に関する。

（従来の技術） 従来、光ディスクのトラック上にレーザー集束光を照射
し、このレーザー集束光を光ディスクのトラックを横切
る方向に移動する場合、光ピツクアップ内の反射板、或
いは対物レンズ等を駆動して比較的高速且つ小移動幅に
対応して動作する第１の移動手段と、光ピツクアップ全
体を前記方向に移動制御して比較的低速且つ大移動幅に
対応して動作する第２の移動手段とを用い、これら二つ
の手段を適当に動作させることにより行なわれていた。

また前記第２の移動手段のみで全ての移動をカバーする
方法もあるが、何れの場合も光ピツクアップ全体を移動
する手段を有していた。

（発明が解決しようとする問題点） 光デイスク上のレーザー集束光の照射ポイントを所望す
る位置に移動する場合、光ピツクアップを光ディスクの
トラックを横切る方向に移動させる必要がある。しかし
、この光ピツクアップの慣性質量が大きいためその移動
に時間がかかり、光ディスクへの信号書き込み、また光
ディスクからの信号読み出しを速やかに行なうことが難
しい欠点があった。

本発明は、光ピツクアップ全体を移動する手段を用いず
、従来の欠点を解決する光偏向装置を提供するものであ
る。

（問題を解決するための手段） 基準面と鋭角をなす所定の角度を保ち、且つこの基準面
と平行な面で切断したとき円弧となる反射面を有する光
反射手段と、 所定の光路のレーザー光を入射して前記反射面の所望位
置にこのレーザー光を照射すべく、前記反射面の中心軸
上の一点を中心とし、且つこの軸と所定角度をなす面の
放射方向にこのレーザー光を出射する光路偏向手段とか
らなる。

（作用） 前記光路偏向手段から出射されるレーザー光の前記基準
面までの光路長が、前記放射方向に拘らず常に一定とな
るようにする。

（実施例） ＝４− 第１図は、本発明光偏向装置の一実施例を示す構成図で
、光磁気ディスクによるＥ−ＤＲＡＷ（イレーザブル−
ダイレクト・リード・アフター・ライト）方式の光デイ
スク装置に用いたものである。

第１図（ａ）にはその上面図を、第１図（ｂ）には第１
図（ａ）中の基準線Ａ−Ａでの断面図の要部をそれぞれ
示す。

図中の半導体レーザー１から出射されたレーザー光はコ
リメータレンズ２で平行光とされた後、整形プリズム３
でその断面が円形になるように整形される。この整形さ
れたレーザー光は、凹レンズと凸レンズの組合せからな
る集光レンズ４により県東光となってハーフミラ−５を
通過した後、回動ミラー６に至る。この回動ミラー６は
、その回動軸６□が駆動モータ１６により回転駆動され
るが、この回動軸６□の軸中心は光磁気ディスク８の照
射面８□と垂直になると共に、その一点が平面状の反射
面６１上の光スポットの中心と一致するように構成され
ている。従って、回動ミラー＝５− ６の平面状の反射面６１が光磁気ディスク８の照射面と
所定の角度を保って回動し、この反射面で反射するレー
ザー集束光は、この回動に伴って上記光スポットの中心
から放射方向に反射して円弧状ミラー７に至る。

円弧状ミラー７で反射したレーザー集束光はプリグルー
プを有する光磁気ディスク８の照射面８１に至る。

この円弧状ミラー７の反射面７１は、光磁気ディスク８
の照射面８１と所定の角度を保ちつつ、回動ミラー６の
回動中心を中心とする円弧状に光磁気ディスクの記録領
域８□を横断するように形成さおでいる。以上の様に回
動ミラー６及び円弧状ミラー７を形成することにより、
集光レンズ４から出たレーザー集束光が光磁気ディスク
８の照射面８１まで至る光路距離は、回動ミラー６の回
動位置に拘らず常に一定となる。従って、回動ミラー６
のある回動位置において、光磁気ディスク８の照射面８
□がレーザー集束光の焦点位置となるように集光レンズ
４を調整することにより、回動ミラー６の回動に応じて
レーザー集束光の照射ポイントは、光磁気ディスク８の
記録領域８□内を円弧に沿って移動するも、その焦点位
置は常に光磁気ディスクの照射面と一致する。

尚、回動ミラー６及び円弧状ミラー７の各反射面が光磁
気ディスクの照射面８□となす角度は、レーザー集束光
が光磁気ディスクの照射面に垂直に照射されるように設
定されるがレーザー集束光の光路の設定に応じて定まる
ものである。

光磁気ディスクの照射面８□で反射した反射戻り光は、
円弧状ミラー７、回動ミラー６でそれぞれ反射されてハ
ーフミラ−５に至る。そしてこのハーフミラ−５で反射
した反射戻り光は、ハーフミラ−９で分割され、一方の
反射戻り光は集光レンズ１０を通過してトラッキングエ
ラー信号検出用の２分割フォトディテクタ１１に至り、
他方の反射戻り光は集光レンズ１２、検光子１３を通過
して記録信号検出器１４に至る。

回動ミラー６の回動に応じて光磁気ディスクの照射面８
１上を移動する照射ポイントの周辺には、＝７− 記録及び消去時にバイアス磁界を形成すべくコイル１５
□を巻回したヨーク１５１からなるバイアスマグネット
１５が円弧上ミラー７に沿って形成されている。このバ
イアスマグネット１５は、コイル１５□に所定方向の直
流電流を流すことにより、照射ポイント周辺にバイアス
磁界を形成する。

第１図（ｃ）に駆動モータ１６のモータ制御装置の一例
を示す。

図中、引き算器２９は、２分割フォトディテクタ１１の
各ディテクタｌｌａ、ｌｌｂからの光量信号を入力し、
これらの光量信号の差をとることにより、光磁気ディス
クに形成されたプリグループに対する照射ポイントの位
置情報に基づくトラッキングエラー信号を出力する。モ
ータ制御回路２１は、このトラッキングエラー信号を入
力し、照射ポイントをプリグループの所定位置に規制す
べく駆動モータ制御信号をモータドライバー２２に出力
して駆動モータ１６を制御する。

以上の制御系により、通常の記録再生時における照射ポ
イントのトラッキング制御が行なわれる。

一方、光磁気ディスク８上の照射ポイントを所望する照
射位置にアクセスすべくトラック移動を行なう場合は、
トラック移動指令回路２０から指令信号を出力する。モ
ータ制御回路２１は、入力した指令信号を入力すると前
記したトラッキング制御を中断し、この指令信号に応じ
て駆動モータ１６を駆動すべくモータドライバー２２に
制御信号を出力する。

このトラック移動指令回路２０は、種々の情報を基に指
令信号を出力するものであり、例えば、光磁気ディスク
８に記録された位置情報を記録信号検出器１４で検出し
た再生信号から選択し、この位置情報と操作者により指
定された指定位置とが一致すべく指令信号を出力したり
、回動ミラー６の回動位置を検出するポテンシオメータ
を設け、光磁気ディスク上の照射ポイントの半径位置と
関係するこのポテンシオメータからの出力信号と、操作
者により指定される半径位置が一致するように指令信号
を出力したり、また光ディスクのプリグループが同心円
状に形成されている場合は、光ディスクの一回転毎にト
ラックジャンプ指令を出力するなど、用途に応じて適当
に構成されるものであるが、本発明と直接関係しないの
でその詳細な説明を省略する。

以上の構成において信号記録を行なう場合、光磁気ディ
スク８の照射ポイント周辺にバイアス磁界を発生させる
ため、図示しない電流供給手段によりバイアスマグネッ
ト１５のコイル１５□に所定方向の直流電流を供給する
。そしてこの状態ででレーザー１から出力されるレーザ
ー光を記録信号で変調した所定レベルのレーザー光とす
ることにより行なわれる。

一方、光磁気ディスク８からの信号再生を行なう場合、
レーザー１から出力されるレーザー光を所定の再生レベ
ルのレーザー光とし、光磁気ディスクに記録された記録
信号に応じて検光子１２を通過する反射戻り光を記録信
号検出器１４で検出することにより行なわれる。

尚、上記した光磁気ディスクを用いた記録再生は、その
記録時においてはキューリ一点記録を、再生時において
はカー効果を利用して行なうものであるが、その原理、
最適レーザー出力、変調方法、及び最適バイアス磁界等
についてはその詳細な記述を省略する。

第２図は、本発明装置を用いた別の実施例を示す構成図
で、第１図と同様に光磁気ディスクによるＥ−ＤＲＡＷ
方式の光デイスク装置に用いたものである。

第２図（ａ）にその上面図を、第２図（ｂ）に第２図（
ａ）中の基準線Ｂ−Ｂでの断面図の要部をそれぞれ示し
、第１図と共通部分については同符号を付して示す。

図中の半導体レーザー１から出射されたレーザー光は、
コリメータレンズ２で平行光とされた後、整形プリズム
３でその断面が円形になるように整形される。この整形
されたレーザー光は、凹レンズと凸レンズの組合せから
なる集光レンズ４により集束光となってハーフミラ−５
を通過した後、光偏向素子１７に至る。そしてこの光偏
向素子１７でその進行方向が所望する方向に変えられた
レーザー光は、前記した円弧状ミラー７′で反射した後
にプリグループを有する光磁気ディスク８の反射面８□
に至る。この反射面で反射した反射戻り光は同じ光路で
ハーフミラ−５に至って反射された後、前記した第１図
での説明と同様の処理が行なわれる。

光偏向素子１７は、光−弾性効果の大きい結晶（例えば
ＰｂＭＯ４、ＴｉＯ２等の単結晶）で構成され、周波数
ｆの超音波振動を加えることにより、この周波数ｆに応
じて光を偏向することが出来るものである。

また円弧状ミラー７′は、第１図と同様にその反射面７
１′を光磁気ディスク８の照射面と所定の角度とするも
、その円弧の中心は前記光偏向素子１７のレーザー光路
中心点Ｐとなるように形成されるものである。以上の如
く形成されることにより、集光レンズ４から出たレーザ
ー集束光が光磁気ディスク８の照射面８１まで至る光路
距離は、光偏向素子１７による偏向角αに拘らず常に一
定となる。従って、ある偏向角において光磁気ディスク
８の照射面８□がレーザー集束光の焦点位置となるよう
に集光レンズ４を調整することにより、レーザー集束光
の照射ポイントは、光偏向素子１７の偏向角に応じて光
磁気ディスク８の記録領域８２内を円弧に沿って移動す
るも、その焦点位置は常に光磁気ディスクの照射面と一
致する。

尚、円弧状ミラー７′の反射面が光磁気ディスクの照射
面となす角度は、レーザー集束光が光磁気ディスクの照
射面に垂直に照射されるように設定されるが、レーザー
集束光の光路の設定に応じて定まるものである。

また、円弧状ミラー７′の近傍に配置されたバイアスマ
グネット１５は、第１図と同じ構成、効果を有するもの
でその説明を省略する。

第２図（ｃ）に光偏向素子１７の駆動制御装置の一例を
示す。

図中、１９は駆動電圧発生器、１８は偏向信号発生器、
１７１は光偏向素子を超音波駆動する電気音響変換器、
２３は光偏向素子制御回路をそれぞれ示す。

光偏向素子制御回路２３は、ディテクタｌｌａ、１１ｂ
からの各光量信号を入力する引き算器２９から出力され
るトラッキングエラー信号を入力し、照射ポイントをプ
リグループの所定位置に規制すべく制御信号を駆動電圧
発生器１９に出力する。

駆動電圧発生器１９は、入力した制御信号に応じた電圧
信号を出力して偏向信号発生器１８から出力される出力
信号の周波数を変化させる。そして光偏向素子１７を超
音波駆動する電気音響変換器１７□の超音波振動周波数
を変化させて光偏向素子による光の偏向角を制御する。

以上の制御系により照射ポイントのトラッキング制御が
行なわれる。

以上の構成に於いて信号記録再生を行なう場合の動作、
及びトラック移動指令回路２０による照射ポイントのト
ラック移動動作は、前記した第１図と同様であり、重複
するのでその説明を省略する。

第３図は、本発明装置を用いた別の実施例を示す構成図
で、ＤＲＡＷ　（ダイレクト・リード・アフタ−・ライ
ト）、或いは再生専用の光ディスクの為の装置を示した
ものである。

第３（ａ）にはその上面図を、第３図（ｂ）には第３図
（ａ）中の基準線Ｃ−Ｃでの断面図の要部をそれぞれ示
し、第１図と共通部分については同符号を付して示す。

図中の半導体レーザー１から出射されたレーザー光は、
コリメータレンズ２で平行光とされた後、整形プリズム
３でその断面が円形になるように整形される。この整形
されたレーザー光は、凹レンズと凸レンズの組合せから
なる集光レンズ４により集束光となって偏向ビームスプ
リッタ２４を通過した後λ／４板２５を通って回動ミラ
ー６に至る。この反射面で反射したレーザー集束光は、
円弧状ミラー７で反射した後にプリグループを有する光
ディスク８′の照射面８□′に至る。

円弧状ミラー７、回動ミラー６、及びこの回動ミラーの
駆動手段の構成は前記第１図と同じものとし、その説明
を省略する。

光ディスクの照射面８１′で反射した反射戻り光は、同
じ光路で偏向ビームスプリッタ２４に至って反射された
後、集光レンズ２６を通過して２分割フォトディテクタ
１１に至る。

この２分割フォトディテクタ１１の各ディテクタｌｌａ
、ｌｌｂから出力される各光量信号は、その加算信号に
より光ディスクに記録された記録信号情報が、また差信
号により光ディスクに形成されたプリグループまたはピ
ットに対する照射ポイントの位置情報に基づくトラッキ
ングエラー信号がそれぞれ検出されるものである。

このトラッキングエラー信号を得て行なわれるトラッキ
ング制御の一方法としては、第１図（ｃ）に示すモータ
制御装置により可能となるが、記録信号情報検出につい
ては、その説明を省略する。

以上の構成において、ＤＲＡＷ方式の光ディスクへの信
号記録を行なう場合、レーザー１から出力されるレーザ
ー光を記録信号で変調した所定レベルのレーザー光とす
ることにより行なわれる。

また光ディスクからの信号再生を行なう場合はレーザー
１から出力されるレーザー光を所定の再生レベルのレー
ザー光とし、光ディスクに記録された記録信号に応じて
変化する反射戻り光を２分割フォトディテクタ１１で検
出することにより行なわれる。

この光ディスクを用いた信号記録再生の原理、レーザー
制御方法、トラッキングエラー信号検出方法等は公知技
術であると共に、本発明と直接関係しないのでそれらの
詳細な説明は省略する。

第４図は、本発明装置の別の実施例を示し、第１図と同
様に光磁気ディスクによるＥ−ＤＲＡＷ方式の装置であ
るが、２つのレーザーを用いて記録再生を行なう構成と
なっている。

第１図と共通部分については同符号を付して示す。

図中、１〜１４の符号を付した部分は第１図の構成と同
一であってこれらの説明を省略する。但し、同図に示す
回動ミラー６の基準回動位置において、半導体レーザー
１から出たレーザー光の照射ポイントが、光磁気ディス
ク８の記録領域８□の最内周トラックに位置するように
設定される。

一方、半導体レーザー１′から出射されたレーザー光は
、コリメータレンズ２′で平行光とされた後、整形プリ
ズム３′でその断面が円形になるように整形される。こ
の整形されたレーザー光は、凹レンズと凸レンズの組合
せからなる集光レンズ４′により集束光となってハーフ
ミラ−５′を通過した後、回動ミラー６に至る。この回
動ミラーの反射面６１で反射したレーザー集束光は、円
弧状ミラー７で反射した後、光磁気ディスク８の照射面
８１に至る。この照射面８□で反射した反射戻り光は、
、円弧状ミラー７、回動ミラー６てそれぞれ反射されて
ハーフミラ−５′に至る。そしてこのハーフミラ−５′
で反射した反射戻り光は、集光レンズ１２′、検光子１
３′を通過して記録信号検出器１４′に至る。

この半導体レーザー１′による照射ポイントの位置は、
回動ミラー６の回動位置が前記した基準位置にあるとき
、光磁気ディスク８の記録領域　□８゜の中央のトラッ
クに位置するよう設定される。

従って、回動ミラー６が基準位置から第４図の矢印Ｂ方
向に回動し、これにつれて半導体レーザー１の照射ポイ
ントＰ１が記録領域８２の内側半部の記録領域８３を移
動するとき、半導体レーザー１′の照射ポイントＰ２は
照射ポイントＰ工と等距離を維持したまま記録領域８□
の外側半部の記録領域８４を移動する。

また、回動ミラー６の駆動の一例としては、第１図に示
した駆動モータ１６、及びモータ制御装置が参照される
ものである。

以上に示した構成の如く半導体レーザーを２つ用いると
、半導体レーザーが１つの場合に比べて照射ポイントの
移動距離が半分になると共に、並列記録再生が可能とな
る。従って、信号記録再生、及びアクセスに要する時間
を半減することが出来る。

次に、本発明装置を用いることにより、光磁気ディスク
の照射面にプリグループを形成することなく容易に可能
となるトラッキング制御方法を、第５図、及び第６図を
用いて説明する。

この方法は、第１図に示した光デイスク装置の円弧状ミ
ラー７の反射面７１に、光磁気ディスクの所望する記録
半径位置に対応してスリット状の反射部と非反射部を形
成することにより行なわれ、この反射部と非反射部を形
成した円弧状ミラー２８を有する光デイスク装置を第５
図（ａ）に示す。

第５図（ｂ）に円弧状ミラーの反射面２８１に形成され
た反射部２８□、非反射部２８３、レーザー集束光の反
射ポイントＲ工、及び２分割フォトディテクタ１１の各
ディテクタｌｌａ、ｌｌｂによるこの反射面上での仮想
的な各光量検出範囲をそれぞれ示す。

この場合、各ディテクタｌｌａ、ｌｌｂで検出される各
光量に基づいて回動ミラー６を制御することにより、反
射ポイントＲ１を反射部２８゜のほぼ中央に位置制御す
ることが出来る。

また第６図は、反射面２８１に非反射部を形成する代わ
りにグループ２８４を形成した構成図であり、第６図（
ａ）には、円弧状ミラーの反射面２８１に形成されたグ
ループ２８４、レーザー集束光の反射ポイントＲ１、及
び２分割フォトディテクタ１１の各ディテクタｌｌａ、
ｌｌｂによるこの反射面上での仮想的な各光量検出範囲
をそれぞれ示した正面図を示し、第６図（ｂ）にはＤ−
Ｄ線での断面図を示す。

形成されるグループ２８４の深さｈは、このグループで
反射するレーザー光の光路長と、グループ外で反射する
レーザー光の光路長との差がレーザー光の１／２波長と
なるように設定されるものであり、レーザー光の波長λ
、反射面２８１に対するレーザー光の入射角θ等で定ま
るものである。

このグループ２８４が形成された円弧状ミラーの反射面
２８□で反射されるレーザー光を２分割ディテクタｌｌ
ａ、ｌｌｂで検出し、この各検出光量に基づいて回動ミ
ラー６を制御することにより反射ポイントＲ１をグルー
プ間に位置制御することが出来る。

但し、以上の円弧状ミラー２８を用いて形成される記録
トラックは、同心円状となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば回動ミラー６の駆動モータ１６の代わりにピエゾ
素子を用い、これを制御する制御回路も適時変更しても
よい。

また、レーザー光のフォーカス制御を行う場合は、必要
に応じて非点収差法、臨界角法等の光学系、４分割フォ
トディテクタ及びフォーカス制御回路を採用して集光レ
ンズ４を駆動制御することにより可能となるなど、種々
の態様が考えられるものである。

（発明の効果） 本発明光偏向装置によれば、回動ミラー６、光偏向素子
１７等の慣性質量の小さい光路偏向手段を制御すること
により、光ディスクの照射面上の照射ポイントのトラッ
キング制御、及び移動制御が出来るので、光ディスクへ
の信号書き込み、また光ディスクからの信号読み出しを
速やかに行なうことが可能となる。

また、円弧状ミラーの反射面に所定のスリット状非反射
部、またはグループを設けることにより、光ディスクの
記録面にプリグループを形成することなくトラッキング
制御が出来るので、同心円状の記録トラックの形成が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、それぞれ本発明の一実施例を示す構
成である。 １・・・半導体レーザー、２・・・コリメータレンズ、
３・・・成形プリズム、４．１０．１２．２６・・・集
光レンズ、５．９・・・ハーフミラ−１６・・・回動ミ
ラー、７・・・円弧状ミラー、８・・・光磁気ディスク
、１１・・・２分割フォトディテクタ、１３・・・検光
子、１４・・・記録信号検出器、１５・・・バイアスマ
グネット、１６・・・駆動モータ、１７・・・光偏向素
子、１８・・・偏向信号発生器、１９・・・駆動電圧発
生器、２０・・・トラック移動指令回路、２１・・・モ
ータ制御回路、２２・・・モータドライバー、２３・・
光偏向素子制御回路、２４・・・偏向ビームスプリッタ
、２５・・・λ／４板、２９・・・引き算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基準面と鋭角をなす所定の角度を保ち、且つこの基
   準面と平行な面で切断したとき円弧となる反射面を有す
   る光反射手段と、 所定の光路のレーザー光を入射して前記反射面の所望位
   置にこのレーザー光を照射すべく、前記反射面の中心軸
   上の一点を中心とし、且つこの軸と所定角度をなす面の
   放射方向にこのレーザー光を出射する光路偏向手段とか
   らなり、 この光路偏向手段から出射されるレーザー光の前記基準
   面までの光路長が、前記放射方向に拘らず常に一定とな
   るように構成したことを特徴とする光偏向装置。 ２）前記光路偏向手段は、平面状の反射面が前記基準面
   と所定の角度を保ちつつ回動し、且つ回動中心が前記円
   弧中心と一致する回動ミラーにより構成されたことを特
   徴とす特許請求の範囲第１項記載の光路偏向装置。 ３）前記光路偏向手段は、光偏向素子により構成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光路偏向
   装置。 ４）前記光反射手段の反射面にスリット状の非反射部又
   はグルーブを形成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光路偏向装置。 ５）前記回動ミラーの平面状の反射面に、前記基準面対
   する光路角は同一で、且つ互いに異なる入射方向より複
   数のレーザー光が入射するように構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の光路偏向装置。