JPH0384745A

JPH0384745A - 光学ヘッド

Info

Publication number: JPH0384745A
Application number: JP1220215A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Matsuoka; 和彦松岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-04-10

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）本発明は光学的あるいは光磁気的に記録媒体に対して情
報を記録および／あるいは再生する記録・再生装置に用
いられる光学ヘッドに関するものである。

（従来の技術）光学的記録再生装置、光磁気的記録再生装置において使
用される光学ヘッドは通常、第３図に示すような構成に
なっている。ここでは、半導体レーザ１０１からの発散
光束はコリメータレンズ（集光レンズ）１０２により集
光されて、平行光束１３１となり、ビームスプリッター
、０３を透過して対物レンズ１０４に到り、そこで収斂
されて光磁気ディスク（あるいは光ディスク）１０２上
に結像される。上記光磁気ディスク１２０からの反射光
束は対物レンズ１０４を透過後、再度、平行光束に戻り
、ビームスプリッター、０３によリ、少なくともその一
部光束を分離する。この分離された平行光束は、センサ
光学系におけるレンズ１０５によって収斂光束１３３と
なり、プリズム１０６の第１接着面１０７で反射される
。このようなレンズ１０５による光束の収斂が必要なの
は、後述する各種センサの受光部の寸法が平行光束１３
２より、はるかに小さい光束径でしか受光できないため
である。したがって、光束を収斂することで、光量の無
効損失を少なくし、センサのＳ／Ｎを良好に保ちかつ高
レスポンスで入射光量の変動に対応できることになる。

ここに使用されるプリズム１０６の出射端面は屋根型に
なっており、このため・、第１接着面１０７で反射した
光束は二分割される。一方の光束１３４はフォーカス用
センサ１１１に受光され、他方の光束１３５はトラッキ
ング用センサ１１２で受光される。ここでは、フォーカ
ス検出にはフーコー法が採用されるとよい。このため、
フォーカス用センサ１１１は、その受光部が図面上、左
右方向に分割された形状のセンサを用いる。今、対物レ
ンズ１０４と光磁気ディスク１２０との相対的間隔の変
動にともない、前記光束１３４はフォーカス用センサ１
１１上で左右方向に移動する。このため、分割された各
受光部の出力に差を生じ、これによって、フォーカス制
御信号（Ｆ、Ｅ）を得ることができる。またトラッキン
グの検出にはブツシュ・プル法が用いられる。このため
、トラッキング用センサ１１２は、その受光部が図面（
紙面）に対して垂直方向に分割された形状のセンサを用
いる。これによって、対物レンズ１０４により光磁気デ
ィスク１２０上に結像された光スポットと、上記光磁気
ディスク１２０上に形成されるトラック（図示せず）と
の相対位置関係の変化に起因した光束１３５中の光強度
分布の変動が各受光部で検知され、その差分によりトラ
ッキング制御信号（Ｔ、Ｅ）を得るのである。

センサ光学系のプリズム１０６の第１接着面１０７を透
過した光束は偏光依存性を有する接着面１０８により、
二つの光束１３６．１３７に分離され、各々、再生用セ
ンサ１０９．１１０で受光される。半導体レーザー０１
からの光束は通常、直線偏光であるが、光磁気ディスク
１２０上に記録された情報に依り、反射時に偏光方向が
回転される（カー効果）。すなわち、記録された二値情
報に対応する二つの偏光方向が存在し、各状態で再生風
センサー０９．１１０へ到達する光量が相違する。これ
によって、各々の再生用センサからの出力ＲＦ、ＲＦ２
の差分を検知して情報の読取りができる。

以上は、光磁気ディスク（あるいは光ディスク）におけ
る再生動作のパターンで説明したが、次に光磁気記録再
生装置としての情報の消去動作について説明する。半導
体レーザー０１は高出力状態を保ったまま連続発光され
る。同時にバイアスマグネット１２１は、図面の下から
上に向けて、定常的に磁界を発生させる。この場合、光
磁気ディスク１２０上では、高出力発光にょる昇温と外
部磁界との相互作用で、総ての被照射領域を、均一に上
向きの磁区にすることができる。

同様にして、光磁気記録・再生装置としての情報の記録
動作について説明する。半導体レーザ１０１は記録され
る情報に応じて高出力と低出力の二値の出力で変調され
る。一方、バイアスマグネット１２１は定常的に図面の
上から下へ向けて磁界を発生させる。しかして、光磁気
ディスク１２０上では高出力発光状態での昇温と外部磁
界との相互作用で、光が結像されている部分のみ磁区が
、消去時の磁区の方向とは反対の方向へ転向する。低出
力発光状態では、この反転は生じない。

このようにして、光磁気ディスク１２０上に二値情報に
対応した磁区の反転・非反転状態を形成するのである。

通常、記録後、直ちに再生が行なわれ、書き誤りの有無
が確認される。

このように消去動作、記録動作を行なう時にも、前述の
ディスク１２０上の所定位置に合焦させるため、フォー
カシングおよびトラッキングがなされる。

なお、ここでは光磁気記録再生装置について、光学ヘッ
ドの機能説明を行ったが、通常の光学的記録再生装置に
も上記光学ヘッドは採用されてぃる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような光学ヘッド１００については
、以下のような問題が残されている。すなわち、大量の
情報を取扱う光磁気記録再生装置（あるいは光学的記録
再生装置）では、記録／再生動作の高速性が要求され、
とくにそのアクセス速度の中でもシーク動作（ディスク
上での半径方向における光学ヘッド１００のアクセス動
作）の高速性が要求されるが、上記光学ヘッド１００は
上述のように部品点数が多く（図面上、点線で囲む範囲
）、シたがって光学ヘッド自体の形状も大きくなり、そ
の重量がシーク動作の高速化を制限している。

（発明の目的）本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、シーク
動作の高速化のために、できるだけ軽量、小型に構成で
きる光学ヘッドを提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）このため、本発明では半導体レーザ、該半導体レーザか
らの発散光束を集光する集光レンズ、該集光レンズから
の光束をディスク上に結像する対物レンズ、該集光レン
ズと該対物レンズとの間に配置されてディスクからの反
射光束の少なくとも一部を取出すビームスプリッタ−５
該ビームスプリッタ−から取り出された光束を受光する
センサ、該ビームスプリッタ−と該センサとの間にある
センサ光学系からなる光学ヘッドにおいて、上記集光レ
ンズは上記半導体レーザに対して正立拡大系になる位置
に配置すると共に、上記センサ光学系は光軸に関して回
転対称なパワーを有する結像系を含まない光学系で構成
され、上記ビームスプリッタ−からの反射光束をその収
斂光束のままセンサに与えるようにしている。

なお、この場合、上記集光レンズはその横倍率βが１．
８≦β≦９０の範囲内で正立拡大系として配置されると
よい。

（作用）したがって、ここではセンサ光学系に、従来のような結
像系を含む必要がなくなり、それだけ光学ヘッドとして
の軽量化、小型化が実現でき、シーク動作の高速化を助
けることとなる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て具体的に説明する。ここでは、半導体レーザからの発
散光束３１は集光レンズ１２により集光され、かつ前記
発散光束３１とは相異なる状態の発散光束３２に変換さ
れる。ビームスプリッター、３を透過した後、上記発散
光束３２は対物レンズ１４により収斂され、光磁気ディ
スク１２０上に結像される。光磁気ディスク１２０によ
り反射された光束は、再度対物レンズ１４を透過し、ビ
ームスプリッター、３により、その一部が反射され、セ
ンサ光学系へ向けられる。この時の光束は収斂されてい
る。なお、上記センサ光学系とは、光磁気ディスクから
センサに到る光路中にある光学部材の内、光磁気ディス
クからの反射光束のみが通過する光学部材を指している
。この実施例では、センサプリズム１５がこれに対応し
ている。しかして、上記収斂光束（符号３３で示す）は
センサ光学系のプリズム１５により４個の光路に分割さ
れ（従来例の説明で示したプリズム１０６と同等の構成
）、再生用センサー６．１７の出力により情報の再生が
、フォーカス用センサ１８からの出力によりフォーカス
制御が、更にトラッキング用センサー９からの出力によ
りトラッキング制御がなされる。

現在、信頼性の裏付けがある高出力半導体レーザの最大
出力は、連続発光状態で３０ｍＷ程度であり、その発散
角度は半値全角で０１１≧１２″θ　二２８＠程度であ
る。他方、光磁気ディスク上で情報の記録または消去の
ために必要な光出力は最低でも１０ｍＷであり、高速動
作を行なうためには１５ｍＷ以上が望まれる。しかし、
半導体レーザー１と対物レンズ１４との間には、光磁気
ディスク１２０へ向かう光束３１と、光磁気ディスク１
２０からの反射光束３３とを分離する必要から、ビーム
スプリッタ−３が配置されなければならないから、この
ために集光レンズ１２が配置され、半導体レーザ１１か
らの発散光束の発散角を小さくすることで、光磁気ディ
スク１２０上で１０〜１５ｍＷの光出力を得るようにし
ている〇なお、この実施例では上記集光レンズ１２とし
て凸レンズが採用されている。すなわち、半導体レーザ
１１の発光点を集光レンズ１２の前例焦点位置より僅か
に集光レンズ１２側に配置されるように、両者の関係位
置を設定することで、上記集光レンズ１２を上記半導体
レーザ１１に対して正立拡大系として使用するのである
。このようにすると、光磁気ディスク１２０からの反射
光束３３は、光軸に対して成す角度の絶対値が前記発散
光束３２と同じである収斂光束となる。このようにして
、従来例で必要とされたセンサレンズ１０５を削除でき
るようになる。したがって、対物レンズ１０４からセン
サレンズ１０５に到る平行光束伝播のための空間が不要
となるために、軽量化とともに小型化も実現できること
になる。

なお、本実施例の実現に当っては、例えば対物レンズ１
４の焦点距離を４Ｗ程度、また、光磁気ディスクの有効
開口数ＮＡは０．５程度に設定される。対物レンズ１４
と各センサ１６〜１９までの距離はほぼ１５〜１００ｍ
ｍ程度の自由度が得られるから、収斂光束３３ならびに
発散光束３２の開き角はＮＡが０．０２から０．１４程
度の範囲にできる。他方、集光レンズ１２における半導
体レーザ側のＮＡは光量を確保する観点から０．２５か
ら０．４５程度であることが好ましい。このような状況
からすると、上記集光レンズ１２はその横倍率β　１２
力ゞ・ＩＪ　≦β１２≦９０の条件下で用いるのが好適である。

第２図には、本発明に係る光学ヘッドの別の実施例が示
されている。ここでは、光学ヘッドが固定部１と可動部
２とから構成され、可動部２は矢印Ａ方向に直線往復動
できるようになっている。

このため、可動部２の軽量化でシーク動作を高速化でき
る。上記固定部１には、半導体レーザ１１、集光レンズ
１２、ビームスプリッター、３、センサ光学系のプリズ
ム１５、各種センサ１６〜１９が含まれており、上記可
動部２には、光路を屈折するための反射プリズム２０お
よび対物レンズ１４が含まれている。

本実施例においても、集光レンズ１２は対物レンズ１４
に向は発散光束を発生する。なお、対物レンズ１４と各
種センサ１６〜１９までの距離は、光磁気ディスク１２
０の半径に大きく依存し、はぼ５０〜２００　ｍｍ程度
の範囲内であって、しかも３０ｍ＋ｅ程度はシーク動作
にともなって変動される。

最初の実施例の場合と同様、近似計算を行えば、集光レ
ンズ１２から対物レンズ１４へ向かう発散光束の開き角
はＮＡが０．０１から０．０４程度である。そこで、集
光レンズ１２の、半導体レーザ側のＮＡが０．２５から
０．４５程度であれば、結局、集光レンズ１２は横倍率
β１゜が、６≦β１２≦４５の範囲であることが好適となる。上記条件を満足するこ
とによって、固定部１についてもその小型化が可能であ
る。

なお、上記実施例において、サーボ信号（Ｆ・Ｅ、Ｔ−
Ｅ）を得る手法としてフーコー法並びにプッシュプル法
を使用する構成を例にとって説明したが、本発明は必ず
しも、それに限定される必要はなく、例えばフーコー法
の代りに非点収差法を用いる光学ヘッドに対しても適用
できることは勿論である。なお、非点収差法を行なうた
めには、従来、センサ光学系中に球面レンズ、円筒レン
ズを配置しているが、本発明では上記球面レンズを省略
できることは上述の説明から明らかである。

（発明の効果）本発明は以上詳述したようになり、集光レンズから対物
レンズに向かう光束を制御された発散光束とすることに
より、光磁気ディスク（或いは光ディスク）で反射され
て対物レンズを経由してセンサに向かう光束を収斂光束
とするので、センサ光学系中に回転対称な結像系を用い
る必要がなくなる。その結果、光学ヘッドの軽量化、小
型化が実現できシーク動作の高速化が達成され、これに
ともなうコストダウンも実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は別の
実施例の構成図、第３図は従来例の構成図である。１１・・・半導体レーザ、１２・・・集光レンズ、１３
ビームスプリッター、４・・・対物レンズ、１５・・セ
ンサプリズム、１６．１７・・・再生用センサ、ｊ８・
・・フォーカス用センサ、１９・・・トラッキング巾セ
ンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体レーザ、該半導体レーザからの発散光束を
集光する集光レンズ、該集光レンズからの光束をディス
ク上に結像する対物レンズ、該集光レンズと該対物レン
ズとの間に配置されてディスクからの反射光束の少なく
とも一部を取出すビームスプリッター、該ビームスプリ
ッターから取り出された光束を受光するセンサ、該ビー
ムスプリッタと該センサとの間にあるセンサ光学系から
なる光学ヘッドにおいて、上記集光レンズは上記半導体
レーザに対して正立拡大系になる位置に配置すると共に
、上記センサ光学系は光軸に関して回転対称なパワーを
有する結像系を含まない光学系で構成され、上記ビーム
スプリッタからの反射光束をその収斂光束のままセンサ
に与えるようにしたことを特徴とする光学ヘッド。
（２）上記集光レンズはその横倍率βが１．８≦β≦９
０の範囲内で正立拡大系として配置されることを特徴と
する請求項１に記載の光学ヘッド。