JPH03260923A - 光学ヘッドおよびそれを用いた光ディスクドライブ装置 - 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 本発明はコンパクトディスク、レーザディスク、画像文
書ファイル装置または、コンピュータ用の外部記憶装置
などに用いられ、半導体レーザの光ビームを利用して情
報を再生および、記録再生消去する光学式記録および、
再生装置に用いる光学ヘッドとこの光学ヘッドを用いた
光ディスクドライブ装置に関する。

従来の技術 近年、コンピュータ用外部記憶装置として高密度大容量
、非接触という特長をもつ光メモリ装置が注目されてい
るが、その中でも書替え可能型な光磁気記録方式の開発
が最も期待されている。これは原理的には半導体レーザ
から放射される光ビームが、垂直異方性をもつアモルフ
ァス垂直磁化膜から槽底される情報記録媒体に照射され
、キューり点近傍まで昇温されると磁化を失ない、外部
磁気バイアスにより逆方向に磁化されることにより記録
される。再生時には情報記録媒体表面の磁気光学効果に
より、光の振動方向が情報記録媒体の磁化方向により左
右方向に０．３〜０．５度回転されることにより情報信
号を取り出している。消去時においても記録時と同様半
導体レーザから放射される光ビームを情報記録媒体に照
射し、記録時とは逆方向に外部磁気バイアスをかけるこ
とにより消去している。

また、光記録再生装置の特長である小型大容量化を遠戚
するためには、情報記録媒体上に結像させるビーム径を
小さく、かつ均一なビームにすることが必要不可欠であ
る。−船釣にはビーム径を小さくするためには半導体レ
ーザの波長を短くするか対物レンズの開口数ＮＡを大き
くすることが必要であるが、さらには対物レンズに入射
させる入射光の強度分布、波面収差が大きく影響してく
る。短波長レーザの開発、高ＮＡ対物レンズの開発には
相当な時間を要するため、まずは対物レンズ人射光の強
度分布を均一にすることが重要である。

従来のこの種の光磁気ディスク装置の光学ヘッドは第４
図および、第５図に示すような槽底が一般的であった。

以下、そのｔＩ！戒について説明する。

図に示すように、半導体レーザ１は光ビームを放射し、
この半導体レーザ１から放射される光ビームは、発散か
つ楕円ビームとなっている。したがって、この発散ビー
ムをコリメートレンズ２により平行ビームに変換してい
る。また、この平行ビームは楕円ビームとなっているた
め円ビーム変換するためにコリメート出射光を整形プリ
ズム３に対して一定の入射角になるように反射ミラー４
により反射させている。整形プリズム３により円ビーム
に変換された後、無偏向ビームスブリック５を透過して
直角反射ごラー６により光軸が直角に曲げられる。直角
に曲げられた光ビームは対物レンズ７に入射し、情報記
録媒体８面に集光される。このとき、対物レンズ７に入
射される光ビームを対物レンズ７の有効径より大きくし
て入射させれば、対物レンズ７より絞られた光ビームは
回折効果により、エアリ−ディスク分布を示し、ビーム
径は小さく絞ることができる。また、絞られるビームが
径方向、周方向とで均一なビーム径にしようとすると、
対物レンズ７に入射される平行ビーム径は円ビームとし
、径方向と周方向とで光量分布を均一にすることが必要
である。また、直角反射ミラー６により反射された光ビ
ームの光軸と対物レンズ７の光軸とが角度ズレがあると
、コマ収差が発生しＣＮ比・クロストーク特性などの記
録再生特性に悪影響を及ぼすことになる。したがって、
角度ずれを小さくするために、第５図に示すように対物
レンズアクチュエータ９のベース部にねじ穴１０を２個
所設け、対物レンズ７の主点位置近傍に支持球１１を光
学ベース台１２に取り付け、あおりばね１３を介してね
じ部材１４によりねし穴ＩＯに締結することにより直角
反射ミラー６の反射光の光軸と対物レンズ７の光軸とを
コマ収差が極小となるように角度調整している。

情報記録媒体８上に照射された光ビームは反射され、再
び対物レンズ７に入射され平行ビームとなる。また、こ
の平行ビームは再び無偏光ビームスプリッタ５に入射さ
れ、Ｐ偏光、Ｓ偏光の反射率Ｒｐ、Ｒｓに応じた光量が
反射され、％波長板１５を透過して偏光ビームスプリッ
タ１６に入射し、Ｐ偏光とＳ偏光とのビームに分離され
る。分離された光ビームのうち、透過したＰ偏光の光ビ
ームはトラッキング検出レンズ１７によって２分割光検
知素子１８に結像され、トラッキングエラー信号を検出
している。また、偏光ビームスプリンタ■６により反射
されたＳ偏光の光ビームは、ツメ−カス検出レンズ１９
により集束され、２分割ミラー２０により２つのビーム
に分離され、２つの光ビーム焦点距離の中間点に設けら
れた４分割光検知素子２１に結像し、フォーカスエラー
信号を検出している。

これらのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信
号により情報記録媒体８が面振れ、偏芯がある程度あっ
てもフォーカス方向に±１μｍ、トラッキング方向に±
０．１μｍ以下の位置決め制御を対物レンズ駆動コイル
２２により対物レン・ズ７を駆動させることにより達成
している。

発明が解決しようとする課題 このような従来の光学ヘッドでは、半導体レーザ１の基
準面に対する光軸傾き、対物レンズ７の光軸位置がゴム
ダンパーで保持しており、組立上高精度の位置決めがで
きないため、対物レンズ７の光軸に対する入射光の光量
分布が不均一でかつ、ばらつきが大きく、その結果とし
て波面収差が大きくなりＣＮ比・クロストークなどの記
録再生特性に悪影響を及ぼしていた。したがって、対物
レンズ７の光軸に対する入射光の光量分布を均一にする
ために、半導体レーザ１とコリメートレンズ２を保持す
る保持部材を分離し、光学ブロックに対して水平方向、
垂直方向に可動できるようにして、対物レンズ７の光軸
中心と入射光の光量分布中心とを高精度に位置決めして
いた。そのため、対物レンズ７の光軸が直角反射旦う−
６の中心との位置ずれが大きいと、コリメートレンズ２
から出射される平行ビームが反射ミラー４、整形プリズ
ム３、無偏光ビームスプリッタ５、直角反射ミラー６の
使用可能な有効部からけられることにより、対物レンズ
７の入射光の光量分布が逆に不均一になったり、情報記
録媒体８面に結像される光ビームの強度が劣化するとい
う課題があった。もう一つの問題として、光学ヘッド取
り付は基準位置から対物レンズ７の中立位置での対物レ
ンズ７の主点位置迄の高さ寸法が複合部品であるため、
組立公差および、対物レンズアクチュエータ９の角度ず
れ調整のためにばらつき、寸法公差が大きくなる。たの
寸法公差が大きくなると、光学ヘッドをトラバースメカ
部に装着し、情報記録媒体８をスピンドルモータに締結
されているフランジ部に装着した時の対物レンズ７の中
立時の上端面と情報記録媒体８の下面までの距離が、装
着による寸法公差のばらつきも含めると大きくばらつき
、フォーカスサーボをかけたとき、対物レンズ７の使用
可能な有効可動範囲を越えると対物レンズ７のフォーカ
スサーボ制御がかけられなくなる。したがって、対物レ
ンズアクチュエータ９の対物レンズ使用可能な有効可動
範囲を大きくとって前記寸法ばらつきを吸収する方法が
あるが、対物レンズアクチュエータ９は高い寸法が必要
になり、対物レンズアクチュエータ９の薄型化、軽量化
に相反する。そのため、ドライブ装着においてフランジ
面の高さを調整できる構造にしているが、信頼性、コス
ト的に問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、ＣＮ比、クロスト
ークなどの記録再生特性が優れ、高密度記録に適した光
学ヘッドを得ることを第１の目的としている。また、対
物レンズの使用可能な可変範囲を小さくして薄型にする
ことを第２の目的としている。さらに、情報記録媒介を
取りつけるフランジ面の高さ調整機構を省略した光ディ
スクドライブ装置を提供することを第３の目的としてい
る。

１題を解決するための手段 本発明の光学ヘッドは上記第１の目的を達成するために
、光学ベース台と対物レンズアクチュエータ部に平面方
向の位置決めを行う手段を設けたことを第１の課題解決
手段としている。また、第２の目的を達成するために、
上記第１の課題解決手段に加えて、高さ方向の対物レン
ズ主点の位置決めを行うために可変できる高さ調整機構
を設けたことを単流の課題解決手段としている。さらに
、本発明の光ディスクドライブ装置は、上記第３の目的
を達成するために、上記第１および第２の課題解決手段
による光学ヘッドを具備したことを課題解決手段として
いる。

作用 本発明の光学ヘッドは上記した第１の課題解決手段によ
り、コリメートレンズから出射される平行ビーム光が直
角反射ξラーで大きくけられることもないために、情報
記録媒体上のレーザパワーの低下もなくなる。また、対
物レンズに均一な強度分布をもった光ビームが入射され
るため、情報記録媒体上に結像されたビームも波面収差
が小さくスポット形状も小さく絞られ、ＣＮ比・クロス
トークなどの記録再生特性も良好な特性が得られる。ま
た、第２の課題解決手段により１．光学ベース取付基準
面より対物レンズ中立時のレンズ上端面までの高さを高
精度位置決めすることにより、ドライブ装着時の対物レ
ンズ上端面と情報記録媒体下面迄の距離のばらつきは小
さくすることができ、フォーカスサーボをかけても対物
レンズの使用可能な有効可動範囲を越えることなく安定
したフォーカスサーボがかけられるとともに、対物レン
ズ可動範囲を小さくでき、対物レンズアクチュエータの
薄型化ができる。さらに、本発明の光ディスクドライブ
装置は上記した課題解決手段により、ＣＮ比、クロスト
ークなどの記録再生特性が良好になり、情報記録媒体を
取り付けるフランジ面の高さを調整する調整機構を省く
ことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図を参照しながら
説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を
付して説明を省略する。

図に示すように、光学ヘース台２３は半導体レーザ１、
無偏光ビームスプリンタ５．２分割光検知素子１８．４
分割光検知素子２１などを保持し、この光学ベース台２
３には対物レンズアクチュエータ２４に設けた対物レン
ズ７の主点位置近傍に位置決めビーン２５を設け、対物
レンズアクチュエータ２４のヘース部に設けた嵌合穴２
６に嵌合することにより光学ベース台２３と対物レンズ
アクチュエータ２４との平面方向の位置決めを行ってい
る。直角反射ミ１ ラー６の反射光の光軸と対物レンズ７の光軸とをコマ収
差が極小となるように角度調整しているが、支点はあお
りばね１３を介して対物レンズアクチュエータ２４のベ
ース部に設けたねじ穴２７に締結している、ねじ部材２
８を使っており、ねじ部材２８を回すことにより支点の
高さが可変され、対物レンズ主点の高さ方向の位置決め
を可能にしている。角度調整方法は従来例と同様にねじ
部材２９をあおりばね１３を介して対物レンズアクチュ
エーク２４のヘースのねじ穴２７に締結することにより
行っている。

つぎに、本発明の他の実施例を第２図を参照しながら説
明する。なお、上記実施例と同じ構成のものは同一符号
を付して説明を省略する。

図に示すように、光学ヘース台３０は基準ガイド面３１
を設け、対物レンズアクチュエーク２４の基準面と位置
決めをし、光学ヘース台３０と対物レンズアクチュエー
タ２４との平面方向の位置決めが確実にできる。

以上の構成により光学ヘース台２３または３０と対物レ
ンズアクチエエータ２４とを位置決めするとと工２ もに、対物レンズ７の主点位置の高さ方向の位置決めす
ることができる。

つぎに、上記構成の光学ヘッドを用いた光ディスクドラ
イブ装置の一実施例について第３図を参照しながら説明
する。

図に示すように、光学ヘッド３２は上述の１戒のもので
、光学ヘッド制御回路３３により制御されて光ビームを
情報記録媒体３４に照射して記録するとともに、反射光
を受光して電気信号に変換し、信号処理回路３５に入力
する。スピンドルモータ３６は回転制御回路３７により
、駆動されて情報記録媒体３４を駆動する。粗動モータ
３８は光学ヘッド３２を情報記録媒体３４の半径方向に
移動させるもので、粗動モータ制御回路３９により制御
している。光学ヘッド制御回路３３、回転制御回路３７
および粗動モータ制御回路３９はドライブコントローラ
４０により制御している。

上記構成において動作を説明すると、スピンドルモータ
３５により駆動される情報記録媒体３４に光学ヘッド３
２より光ビームを照射し、情報を情報記録媒体３４に記
録し、再生時には情報記録媒体３４からの反射光を受光
して電気信号に変換する。このとき、光学ヘッド３２は
前述の構成としているので、ＣＮ比、クロストークなど
の記録再生特性が良好で、光学ヘッド取付基準面から対
物レンズ主点位置までの高さの寸法精度を小さくするこ
とができ、情報記録媒体３４を取り付けるフランジ面の
高さを調整する調整機構を省くことができる。なお、光
ディスクドライブ装置としては、光再生専用ドライブ装
置、記録可能な追記型光デイスク装置、書替え可能な書
替え型光ディスク装置などが挙げられる。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明の光学ヘッド
によれば、光学ヘッドの主な構成をほとんど変えず、光
学ヘース台と対物レンズアクチュエータとを平面方向に
位置決めすることにより、ＣＮ比・クロストークなどの
記録再生特性が優れ、高密度記録に適した光学ヘッドが
得られ、また、対物レンズの主点位置の高さを位置決め
することにより、対物レンズの使用可能な可動範囲を小
さくすることができ、薄型化の光学ヘッドが得られる。

さらに、本発明の光ディスクドライブ装置によれば、上
記光学ヘッドを使用することにより、小型大容量で情報
記録媒体を取りつけるフランジ面の高さ調整機構を省略
した高信頼性の光再生専用ドライブ装置、追記型光デイ
スク装置、書替え型光ディスク装置などの光ディスクド
ライブ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学ヘッドの分解斜視図、
第２図は本発明の他の実施例の光学ヘッドの分解斜視図
、第３図は本発明の一実施例の光ディスクドライブ装置
の概略構成図、第４図は従来の光学ヘッドの光学図、第
５図は同光学ヘッドの分解斜視図である。 １・・・・・・半導体レーザ、５・・・・・・無偏光ビ
ームスプリッタ（ビームスプリンタ）、７・・・・・・
対物レンズ、１８・・・・・・２分割光検知素子（光検
知素子）、２１・・・・・・４分割光検知素子（光検知
素子）、２３・・・・・・光学へ５ −ス台、２４・・・・・・対物レンズアクチュエータ、
２５・・・・・・位置決めビン（位置決めする手段）、
２６・・・・・・嵌合穴（位置決めする手段）。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを放射する放射手段としての半導体レー
   ザと光ビームを分離するビームスプリッタと、情報記録
   媒体からの反射光を受光し、電気信号に変換する光検知
   素子とを保持する光学ベース台と、前記情報記録媒に対
   して光ビームを結像させる対物レンズを駆動させる対物
   レンズアクチュエータとを備え、前記光学ベース台に前
   記対物レンズアクチュエータを位置決めする手段を具備
   した光学ヘッド。
2. （２）位置決めする手段は光学ベース台と対物レンズア
   クチュエータに嵌合部を具備し、平面方向に位置決めし
   た請求項（１）記載の光学ヘッド。
3. （３）位置決めする手段は光学ベース台に設けた位置決
   めピンを対物レンズアクチュエータに設けた嵌合穴に嵌
   合するようにした請求項（２）記載の光学ヘッド。
4. （４）位置決めする手段は光学ベース台にガイド基準面
   を具備し、平面方向に位置決めした請求項（１）記載の
   光学ヘッド。
5. （５）対物レンズ主点位置の高さを垂直方向に可変でき
   る位置決め調整機構を具備した請求項（１）記載の光学
   ヘッド。
6. （６）対物レンズアクチュエータにねじ穴を少なくとも
   ２個所以上具備し、光学ベース台にばね材を介して、ね
   じ部材を対物レンズアクチュエータのねじ穴に締結する
   ことにより高さ調整を可能とした請求項（５）記載の光
   学ヘッド。
7. （７）請求項（１）（２）（３）（４）（５）（６）の
   いずれかに記載の光学ヘッドと、情報記録媒体と、前記
   情報記録媒体を駆動するスピンドルモータと、前記光学
   ヘッドを情報記録媒体の半径方向に送る粗動モータと、
   前記光学ヘッドの出力信号を処理する信号処理回路とを
   具備してなる光ディスクドライブ装置。