JPH04162235A

JPH04162235A - 光学式情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH04162235A
Application number: JP2285795A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyajima; 博志宮島
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1990-10-25
Publication date: 1992-06-05

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、少なくとも１つのトラックを有する光学式記
録媒体に照射する少なくとも１本の主ビーム及び少なく
とも１本の副ビームにより情報の記録及び／又は再生を
行なう光学式情報記録再生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、コンパクトディスクや追記型光ディスク、或いは
、書換の可能な光磁気ディスク等の光学式記録媒体、及
びこれらの媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行
う光学式情報記録再生装置の研究、開発が盛んになって
きている。又、記録媒体は、ディスク形状のものだけで
なく、カード状のものについても研究が進められている
。

このような光学式記録媒体は、その記録容量を増すため
に、トラックの間隔がミクロンオーダーまで近接してお
り、情報を正確に記録及び／又は再生するためには、目
標トラックの位置に対する対物レンズの位置のずれをト
ラッキングエラー信号として検出し、トラッキングサー
ボを行う必要がある。

以下に、従来のトラッキングエラー信号の検出方法の一
例を示す。

第９図（ａ）　、　（ｂ）は光記録媒体の媒体面の一部
拡大図である。

図中、３０は溝或いは他とは反対率の異なる帯状域等の
形態で媒体面に予め形成されたトラ・ツクを示ス。ここ
で、３つのビームスポ・ント３１．３２．３３を、主ビ
ームスポット３２がトラ・ツク３０の中央に、副ビーム
スポット３Ｌ　３３がトラ・ツク３０に各々半分つづか
かるように照射し、矢印への方向に走査する。そしてビ
ームスボ・ント３１及び３３の反射光を夫々検出して得
られる検出信号を差分してトラ・ンキングエラー信号を
導出し、この信号に基づｐｚでビームスポット３１．３
２．３３の照射位置を制御しながら、ビームスポット３
２で第９図（ａ）の如＜トラ・ツク３０内に情報３４を
記録したり、第９図（ｂ）の如く、トラック３０内にす
でに記録された情報３４を再生したりする。

また、他の技術として、特に図を用いて説明はしないが
、３つのビームスボ・ントのうちトラ・ンキング用の２
つのビームスポット３１及び３３の一部をそれぞれ異な
るトラッキング用のトラ・ツクにかかるように照射して
トラッキングを行なう方法が特願昭６１−８２９２８号
に提案されている。

しかし、この方法では、トラックと３ビームのスポット
との位置関係、すなわち姿勢がずれたときに、２つの副
ビームのトラックに対するかかり方が変化してしまうた
め、トラッキング信号の形が変化してしまう可能性があ
る。例えば、装置の粗アクセス機構のガイド部は、通常
高い真直度を持っているが、部品の精度や組立精度の影
響で記録媒体と光ヘッドとの姿勢が変化してしまう可能
性がある。また、ディスク状記録媒体の場合において、
第１０図に示すように、粗アクセスによる光ヘッドの軌
跡Ｓｔ　　Ｓｚがディスクの中心Ｏを通らず、オフセッ
トｄが存在する場合には、ディスク内周Ｎ＋　　Ｎｚと
外周Ｆ、　Ｆｚとではトラックの半径が違うために、そ
れぞれの位置におけるトラックの接線方向（Ｔ、、、−
Ｔ、、□、Ｔｔ１　Ｔ−ｚ）が変わってしまう。従って
、３ビーム（Ｔ、、３１＋Ｔ、、：ｌ□＋　ＴＲ３３；
　Ｔｆｆｆｌ＋　Ｔｔｓ□、Ｔｔｓ３）の姿勢には変化
がなくても副ビームのトラックへのかかり方は変化して
しまう。さらに、ディスクの偏芯により、又カード状記
録媒体の場合カードのスキューにより、やはり、トラッ
クと３ビームのスポットとの間に姿勢のずれが発生する
。

このような場合に、ノイズ等の外乱、記録媒体の欠陥等
の影響があると、トラッキングサーボ系の特性が更に不
安定になりやすいという追加の問題点がある。

このような問題点を解決するものとして、例えば、特開
平１−１７６３３５号に示されたアクチュエータ（格子
駆動手段）がある。このアクチュエータは、第１１図に
示すように、格子駆動回路４０から駆動信号を受けた圧
電素子４１がこの駆動信号の電圧の強弱に応じて伸縮し
、その一端に係合している突起４２を介して回折格子ホ
ルダー４３を両矢印の方向に回動させ、このホルダーに
固定された回折格子４４を回動させ、この回折格子を通
る３ビームのうちの２つの副ビームを主ビームを中心と
して回動させ、副ビームのトラックへのかかり方を制御
するというものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来例に示したような圧電素子を使用する方法
は、回折格子を回転させる機構が小型化しにくく、光ヘ
ッドが大きくなってしまうという問題点がある。また、
圧電素子は、駆動電圧が高いため、電源等の問題もあり
、さらに素子自体が脆いために、衝撃に弱い等の問題が
ある。また、圧電素子を用いない場合でも、通常の構造
では回転・調整機構の小型化は難しく、駆動部の小型化
を図るにあたっては、大きな障害となる。さらに、従来
の構成では、組立、調整が必要であり、コスト、精度の
面でも不利であった。

本発明においては、複数のビームを用いる光学式情報記
録再生装置において、副ビームの主ビームに対する位置
を制御する手段を有すると同時に、その駆動部を小型化
し、それによって全体を小型化した光ヘッドを実現する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は、上記
目的を達成するため、光源と、少なくとも１本の副ビー
ムを生成する手段とを同一基板上に形成し、且つ、前記
副ビームの主ビームに対する位置を制御する手段を前記
同一基板上に形成することにより、前記副ビームの主ビ
ームに対する位置の制御による安定したトラッキングエ
ラー信号の取得を可能とし、又、前記副ビーム生成手段
及び位置制御手段を半導体プロセスを応用した方法で形
成することを可能とし、小型でかつ高精度の部品を作る
ことができ、光ヘツド全体を小型化するこ七を可能とし
、更に光学式情報記録再生装置の組立、調整等の工程を
大幅に短縮することが可能となり、高精度化、低コスト
化を図ることが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面にしたがって、本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１回は、本発明の光学式記録再生装置の実施例を示す
概念図である。この図において、１は半導体レーザ（光
源）、２はプリズム、３は反射型回折格子、４は半導体
基板である。半導体レーザ１より出射されたビームは、
プリズム２によって反射され、反射型回折格子３に照射
される。回折格子３は、３ビーム法の副ビームを生成す
るための素子であり、反射ビームは３つに分けられる。

主ビーム５は、情報の記録及び／又は再生用であり、副
ビーム６ａ、　６ｂは、トラッキングサーボ用である。

回折格子３は、図に示すように、はぼその中心を通る回
転軸の回りに回動可能に形成されており、この回動によ
って、主ビームに対する副ビームの位置を変化させるこ
とが可能である。回折格子３を回動させるアクチュエー
タは、図中回折格子３の裏側に形成されている（第１図
には図示せず）。

第２図は、このアクチュエータの部分的平面図（第３図
に示す犠牲層を除去しである）、第３図はその断面図で
ある。このアクチュエータはシリコン基板７上に、多結
晶シリコンの析出、エツチング等の半導体プロセスを用
いるマイクロマシニングと呼ばれる技術を利用して形成
することができる。この本発明による反射型回折格子駆
動用アクチュエータの第１の実施例は例えば以下のよう
に形成することができる。

シリコン基ＦｉＴ上に窒化膜の絶縁層８を形成し、この
上に犠牲層と称する二酸化シリコン層９ａを図示のよう
な形状となるように設ける。このアセンブリ上に多結晶
シリコン層を図示のような形状となるように設けてロー
タ１０及びステータ１１を形成する。このアセンブリ上
に犠牲層と称する他の二酸化シリコン層９ｂを図示のよ
うな形状となるように設けた後、ロータ１０の押え部材
であるベアリング１２を形成する。かかる構成のアクチ
ュエータでは、以下に第４図につき説明するように回折
格子を形成した後に、犠牲層９ａ及び９ｂを第４図に示
す犠牲層９ｃとともに除去するものであり、ロータ１゜
がスムーズに回転しうるようになる。このアクチュエー
タは、第２図に示すように４ボールのロータ１０．８ボ
ールのステータ１１によって構成されている。ステータ
側は、ａ、ｂ２個で１組となった電極が４ｍ配置されて
おり、例えば、電極ａに電圧を印加するとロータ８との
間に静電引力が発生し、ロータが反時計回りに回動し、
電極すに電圧を印加するとロータが時計回りに回動する
。

次に、第４図に示すように、第３図のアクチュエータ上
に更に犠牲層である二酸化シリコン層９ｃを設け、この
二酸化シリコン層９ｃ上に多結晶シリコン層１３を、そ
の周縁の少なくとも一部分がロータ１０の多結晶シリコ
ンに連結されるようにして設ける。次に、多結晶シリコ
ン層１３の中央の平坦部に反射型回折格子１４を形成す
る。この反射型回折格子１４は例えば、第５図（ａ）に
示すように多結晶シリコン層１３にマスク１５を被覆し
てエツチング処理することにより、第５図（ｂ）に示す
ように形成することができる。

第６図は、本発明による反射型回折格子駆動用アクチュ
エータの第２の実施例を示す。回折格子の角度変位の必
要量は、それほど大きくはないため、必ずしも第４図に
示すような回転型アクチュエータである必要はない。本
実施例では、片持ち梁方式で回折格子１６を形成し、そ
の支持部である片持ち梁１７にヒンジ１８を形成してこ
れを回動中心とする構造となっている。この片持ち梁１
７は基板（図示せず）に一体に形成されている。又、ア
クチュエータとしては、くし歯状アクチュエータを使用
している。これは、回折格子１６と一体に形成したくし
歯１９と、基板に一体に形成されたくし歯状電極２０ａ
及び２０ｂとからなり、これら電極の一方に電圧を印加
すると静電引力によってくし歯１９がこの一方の電極の
くし歯間で引き込まれる。この力によって、ヒンジ１８
を中心とするモーメントが発生し、回折格子１６の姿勢
を変化させることができる。本実施例においては、姿勢
の変化に弾性変形を利用しており、回転型に比較して構
造の簡略化が可能である。

第７図に示す本発明による反射型回折格子駆動用アクチ
ュエータの第３の実施例においては、基板２１に一体に
形成した２本の片持ち梁２２ａ及び２２ｂにより反射型
回折格子２４が支持されている。これら２本の片持ち梁
２２ａ及び２２ｂにはそれぞれ２個所のヒンジ２３ａ、
　２４ａ及び２３ｂ、　２４ｂが形成されている。アク
チュエータは第６図に示したものと同様のもので、回折
格子２４に一体に形成したくし歯２５と基板２１に一体
に形成したくし歯状電極２６とよりなっている。本実施
例では、２本の梁２２ａ、　２２ｂ、基板２１、回折格
子２４と、４か所のヒンジ２３ａ、　２３ｂ。

２４ａ　、　２４ｂによって４節リンクが構成されてお
り、回動中心を回折格子の中心付近に位置させることが
可能である。従って、回動中心がヒンジ１８の位置にあ
る第６図の実施例に比較して、アクチュエータの可動部
（＜シ歯２５）の変位量を小さく抑えて第６図と同じ回
折格子の回転角を得ることが可能である。

第８図に示す本発明によるアクチュエータの第４の実施
例では、回折格子２７を円形とし、くし歯２８とくし歯
状電極２９ａ、　　２９ｂとを同心円上に位置させる。

この構造では、発生する力をより効率的にモーメントと
して使うことが可能である。

以上の実施例においては、副ビームの隣接トラックへの
かかり方を一定にすることによって、安定したトラッキ
ングエラー信号を得るものについて述べたが、本発明の
応用はこれに限定されるものではなく、例えば副ビーム
をウオブリングしてトラッキングエラー信号を得るため
にも応用可能である。また、副ビームをトラッキング用
に使用するものだけではなく、例えば、同時ベリファイ
や、マルチトラックリードを可能とする２ビ一ム式光学
ヘッドにも応用可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明においては、前記副ビームの主ビームに対する位
置を制御することによって、安定したトラッキングエラ
ー信号を得ることが可能であり、また、前記副ビーム生
成手段及び位置制御手段を半導体プロセスを応用した方
法で形成することが可能であるため、小型で且つ高精度
の部品を作ることができ、光ヘツド全体を小型化するこ
とができる。さらに、光学素子を基板と一体に形成する
ことによって、光学式情報記録再生装置の組立、調整等
の工程を大幅に短縮することができ、高精度化、低コス
ト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光学式記録再生装置の実施例を
示す概念図、第２図は、本発明による光学式記録再生装置に用いるア
クチュエータの第１実施例を示す部分的平面図、第３及び４図は、第２図のアクチュエータの順次の製造
工程を示す断面図、第５図（ａ）及び（ｂ）は、回折格子の形成例を示す線
図、第６図は、本発明による光学式記録再生装置に用いるア
クチュエータの第２実施例を示す部分的斜視図、第７図は、同じくその第３実施例を示す部分的斜視図、第８図は、同じくその第４実施例を示す部分的斜視図、第９図（ａ）及び（ｂ）は、光記録媒体に情報を記録及
び再生する方法を示す線図、第１０［ｍは、第９図（ａ）及び（ｂ）に示す記録及び
再生に伴う問題点を説明するための線図、第１１図は、
従来のアクチュエータを示す断面図である。１・・・半導体レーザ（光源）　２・・・プリズム３、
１４．１６．２７・・・反射型回折格子４．７．２１・
・・基板　　　　　訃・・主ビーム６ａ、　６ｂ・・・
副ビーム　　　　　８・・・絶縁層９ａ、　９ｂ、　９
ｃ・・・犠牲層　　　　１０・・・ロータ１１・・・ス
テータ　　　　　　　１２・・・ヘアリング１３・・・
多結晶シリコン層　　　１５・・・マスク１７、２２ａ
、　２２ｂ−・・片持ち梁１８、２３ａ、　２３ｂ、　
２４ａ、　２４ｂ−・・ヒンジ１９、２５．２８・・・
くし歯２０ａ、　２０ｂ、　２６ａ、　２６ｂ、　２９ａ、　
２９ｂ・・・電極第１図第２図第３図第４図第５図第６図第７図第８図第９図第１０図Ｓ。第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

１、情報を記録する少なくとも１つのトラックを有する
光学的情報記録媒体に照射する少なくとも１本の主ビー
ム及び少なくとも１本の副ビームにより情報の記録及び
／又は再生を行う光学式情報記録再生装置において、光
源と、少なくとも１本の前記副ビームを生成する手段と
を同一基板上に形成し、且つ、前記副ビームの主ビーム
に対する位置を制御する手段を前記同一基板上に形成し
たことを特徴とする光学式情報記録再生装置。