JPH0476827A - 光ヘッド - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、光ヘッドを用いて光記録媒体上に情報を光
学的に記録したり、記録された情報を光学的に再生する
光記録再生装置に関し、より詳しくは光ヘッドの配置・
構成に関するものである。

（従来の技術） 光ディスク等の光記録媒体を用いた光記録再生装置は、
大容量性においては磁気ディスク装置など他の情報記憶
装置を抜きん出ているものの、高速アクセス性という点
では劣っていた。

この原因は情報の記録再生に使われる、大きく且つ重い
光ヘッドを直線的に移動させてアクセスを行っていたこ
とにある。この問題点を解決する方法として、光ヘッド
をアクセス時に移動する移動光学部と固定光学部とに分
離して構成し、移動光学部を軽量化することによってア
クセスの高速化を図ることが従来から行われている。

このように移動光学部と固定光学部とに分離して構成し
た光ヘッドは、例えば特開昭６３−２１４８６３号公報
に記載されている。この従来の光ヘッドでは、固定光学
系を構成する複数の光学素子が移動光学部の後部に平面
的に配置されている。固定光学系からの出射光は、反射
鏡と集束レンズからなる移動光学部に導かれ、光デイス
ク上に微小スポットとして照射される。集束レンズは二
軸のレンズアクチュエータに支持され、光軸方向と、光
デイスク上のトラックと直交する方向との二方向に移動
可能になっている。

集束レンズの光軸方向の移動によりフォーカス制御が行
われ、トラックと直交する方向の移動によりトラッキン
グ制御が行われる。

しかしながら、このように移動光学部と固定光学部とに
分離した従来の光ヘッドでは、移動光学部に二軸のレン
ズアクチュエータを用いているため、移動光学部が十分
に軽量化されていない。

また、固定光学部が平面的に配置されているため、光デ
イスク装置内に占める固定光学系の占有面積が大きい。

これは例えば直径１３０ｍｍ、９０關といったような小
径ディスクを用いる光デイスク装置においては、特に奥
行き寸法を小さくして小型化を実現する上で大きな障害
となる。

光ヘッドに要求される機能は光ディスクのサイズに直接
関係がないが、小径ディスクではディスク直径に見合っ
た小型の光デイスク装置が要求される。

さらに、移動光学部を軽量化すべく一軸のレンズアクチ
ュエータを用いると、残りの一軸の制御機能を固定光学
部に持たさざるを得ず、固定光学部はさらに大型化して
しまう。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、二軸アクチュエータを移動光学部に用
い、かつ固定光学部を平面的に配置した従来の光ヘッド
では、移動光学部を十分に軽量化できず、アクセスの高
速化の障害となっている。また固定光学部の占有面積が
大きいために、光記録再生装置を小型化することが難し
く、特に小型の光記録媒体を用いる場合に問題となる。

本発明は、移動光学部の更なる軽量化を図ると同時に、
固定光学部の占有面積を小さくできる光ヘッドを提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の光ヘッドにおいては、移動光学部は光記録媒体
上に光ビームを集束させる集束機能素子と、この集束機
能素子を光軸方向のみに移動させる一軸のアクチュエー
タとにより構成される。また、固定光学部は移動光学部
への光出射端に、光記録媒体上の光ビームを光記録媒体
上のトラックと直交する方向に揺動させる揺動鏡を配置
し、さらにこの揺動鏡の上方または下方に、固定光学部
から移動光学部に入射する光ビームの光軸と直交する面
に沿って、揺動鏡に光ビームを送光する送光光学系およ
び光記録媒体からの反射光を光検出器に導く検出光学系
を配置して構成される。

（作用） 移動光学部に用いるアクチュエータは、集束機能素子を
光軸方向にのみ移動させる一軸アクチュエータであるた
め、移動光学部が軽量化される。これにより同じ駆動力
を持つリニアモータなどの駆動源を用いて、移動光学部
をより高速に移動させることか可能となり、アクセス時
間が短縮される。

一方、移動光学部に一軸アクチュエータを用いると、固
定光学部に残りの一軸制御、すなわち先記録媒体上に照
射される光ビームをトラックと直交する方向へ移動させ
るための制御を行う機能が新たに必要となるため、固定
光学部は単純な平面配置ではますます大きくなってしま
う。しかし、本発明では光ビームをトラックと直交する
方向に移動させるための揺動鏡を光出射端に設け、その
上方または下方に送光光学系および検出光学系を設ける
という高さ方向のスペースを有効に利用した配置構成と
なっているため、平面的な占有スペースが小さくて済み
、光記録媒体が小径の光ディスクなどの場合、光記録再
生装置を媒体のサイズに合わせて小さくすることが可能
となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る光ヘッドを用いた光デ
イスク装置の要部の概略構成を示す斜視図、第２図は第
１図の固定光学部の構成を示す斜視図、第３図は移動光
学部と固定光学部を含む光学系全体の構成を示す図であ
る。

第１図において、光ディスク１はベース２に取り付けら
れたモータ（図示せず）により回転駆動される。ベース
２上には、リニアモータ３およびリニアモータ３により
光ディスク１と平行な方向（光ディスク１の半径方向）
に移動されるキャリッジ４が設けられている。キャリッ
ジ４には、光ビームを光デイスク１上に照射するための
集束機能素子である集束レンズ５と、この集束レンズ５
をフォーカス制御のために光軸方向に移動させるレンズ
アクチュエータ６および光軸変換用の反射鏡７（第３図
参照）を有する移動光学部が搭載されている。

一方、ベース２の後部、すなわち光ディスク１を支持す
る側と反対側に、固定光学部８が配置されている。この
固定光学部８は第２図に示すように、光源である半導体
レーザ１１およびコリメーティングレンズ１２からなる
送光光学系１３と、複合プリズム１４と、集光レンズ１
５、偏光ビームスプリッタ１６及び光検出器１７．１８
からなる検出光学系１９および揺動鏡２０を主体として
構成されている。半導体レーザ１１はホルダ１０に取り
付けられ、コリメーティングレンズ１２の光軸に対して
直交する平面の位置調整がなされた後、固定光学部８の
ハウジング９に固定される。検出光学系１９は、入射す
る光ビームの光軸方向に移動できるように、ハウジング
９に取り付けられている。

揺動鏡２０は固定光学部８から移動光学部２への光出射
端に位置し、水平軸を支点として矢印方向に揺動可能に
ハウジング９に支持され、図示しない駆動機構によりト
ラッキング誤差信号に応じて駆動されることによって、
移動光学部２への光ビームを光デイスク１上のトラック
と直交する方向（光ディスク１の半径方向）に揺動させ
る。この揺動によって、トラッキング制御が行われる。

固定光学部８のうち、半導体レーザ１１およびコリメー
ティングレンズ１２からなる送光光学系１３と、複合プ
リズム１４と、集光レンズ１５、偏光ビームスプリッタ
１６および光検出器１７．１８からなる検出光学系１９
は、揺動鏡２０の上方に位置し、且つ固定光学部８がら
移動光学部２に入射する光ビームの光軸と直交する面に
沿って配置されている。

次に、この実施例の光ヘッドの動作を説明する。記録ま
たは再生時、半導体レーザ１ｏがら出射された光ビーム
はコリメーティングレンズ１１により平行光とされた後
、複合プリズム１４に入射する。複合プリズム１４の第
一面は入射面２１であり、半導体レーザ１１から出射し
た非等方的な強度分布を持つ光ビームを等方向な光ビー
ムに変換するビーム整形機能を持つような角度になって
いる。複合プリズム１４の第二面は全反射面２２であり
、ここで反射した光ビームは第三面のビームスプリッタ
２３を通って揺動鏡２０へ入射する。揺動鏡２０に入射
した光ビームは、９０″曲げられて出射した後、光ディ
スク１の半径方向に沿って進行し、キャリッジ４内を通
って移動光学部２に入射する。

こうして固定光学部８から移動光学部２に入射した光ビ
ームは、反射鏡７で光ディスク１の方向に向けられ、集
束レンズ５で光デイスク１上に微小なスポットとして集
束照射される。光ディスク１からの反射光は、集束レン
ズ５を戻り、反射鏡７および揺動鏡２０を経て複合プリ
ズム１４のビームスプリッタ２３で反射された後、複合
プリズム１４と一体的に設けられた集光レンズ１５で集
束光となり、集束しつつ検出光学系１９に向かう。

検出光学系１９においては、入射した光ビームをその先
ビームの偏光面に対して４５″の角度に設置された偏光
ビームスプリッタ１６により二つのビームに分割し、受
光面が３分割された光検出器１７．１８により検出する
。光検出器１７．１８の出力から、公知の演算回路によ
りフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号などのサ
ーボ用誤差信号が検出され、また光ディスク１に記録さ
れている情報信号の再生信号などが得られる。

検出光学系１９は前述したように、入射する光ビームの
光軸方向に移動可能に構成されており、光軸方向に動か
すことで複合プリズム１４の検出光学系１９への光出射
端に設けられた集光レンズ１５の集光点に対する光検出
器１７１８の位置を調整できるようにしている。すなわ
ち、本実施例ではフォーカス誤差検出の方法として、集
光レンズ１５の集光点の前後に配置した二つの光検出器
１７．１８の受光面上に形成される光ビームの形状変化
を、３分割された受光面を持つ光検出器である光検出器
１７゜１８で差動的に検出する方法（ビームサイズ差動
法として知られている）を用いている。

また、二つの光検出器１７．１８から得られた信号の全
てを加算した信号（総和出力）から、予め光デイスク１
上にエンボス情報や反射率変化として記録された情報の
再生信号が得られる。

さらに、二つの光検出器１７．１８から得られたそれぞ
れの和信号を減算した結果から、光磁気ディスクなどに
記録されている情報の再生信号（光磁気信号）が得られ
る。

なお、光デイスク１上のビット列を光ビームが追従制御
するためのトラッキング誤差検出は、例えば予め光デイ
スク１上にエンボス状に設けたウォブルドビットを検出
することで得られる。

すなわち、光検出器の総和出力をウォブルドビット部に
おいてサンプリングし、それぞれの信号振幅を比較する
ことによってトラッキング誤差検出が行われる。

以上説明した光ヘッドでは、移動光学部において集束機
能素子である集束レンズ５を動かすアクチュエータを光
軸方向に移動させるアクチュエータ６のみで一軸化し、
移動光学部を単純化したことにより、移動光学部を軽量
化できる。

従って、リニアモータ３の駆動力が同じ場合、移動光学
部を従来より高速に移動させることができ、アクセス時
間を短縮することが可能となる。

また、固定光学部８の移動光学部への光ビーム出射端に
、光ビームをトラックと直交する方向に移動させるため
の揺動鏡２０を設け、且つ揺動鏡２０の上方に位置して
、固定光学部８から移動光学部に入射する光ビームの光
軸と直交する面内で、該光軸を通り光ディスク１と直交
する面で二分される領域Ａ、Ｂにそれぞれ送光光学系１
３および検出光学系１９を配置することで、高さ方向の
スペースの有効利用を図るとともに、水平方向（光ディ
スク１と平行な方向）の占有スペースをほぼ光ディスク
１の直径の範囲内に納めることが可能となる。これによ
り、光ディスク１が直径１３［１ｍｍ、　９０ｍｍのよ
うに小径となった場合、光デイスク装置全体をそれに見
合った大きさに小型化することができる。

なお、上記実施例では検出光学系１９に偏光ビームスプ
リッタ１６と二組の光検出器１７゜１８を設けてフォー
カス誤差信号や光磁気記録された情報の再生信号を得る
ようにしたが、検出光学系の構成はこれに限られるもの
ではなく、使用される光記録媒体に応じて他の公知の構
成、例えばビームスプリッタで２分割された光ビームの
一方のビームでフォーカス誤差検出を行い、他方のビー
ムでトラッキング誤差検出を行う構成の検出光学系を用
いてもよい。

また、上記実施例では送光光学系１３および検出光学系
１９を揺動鏡２０の上方に配置したが、揺動鏡２０の下
方に配置しても同様の効果が得られることは言うまでも
ない。その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することが可能である。

［発明の効果コ 本発明によれば、移動光学部に用いるアクチュエータの
一軸化により移動光学部の一層の軽量化を図り、アクセ
ス速度を高速化できるととともに、固定光学部において
揺動鏡の上方または下方に送光光学系および検出光学系
を配置することにより、固定光学系の占有面積を効果的
に小さくでき、小径ディスクを用いる光デイスク装置に
特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光ヘッドを用いる光デ
イスク装置の概略構成を示す図、第２図は第１図におけ
る固定光学部の構成を詳細に示す斜視図、第３図は光学
系全体の構成を模式的に示す図である。 １　・・・光ディスク ３・リニアモータ ５　・・・集束レンズ ６　・・・レンズアクチュエータ ７　・・・反射鏡 ８・・・固定光学部 １１・・・半導体レーザ １２・・・コリメーティングレンズ １３・・・送光光学系 １４・・・複合プリズム １５・・・集光レンズ １６・・・偏光ビームスプリッタ １７．１８・・・光検出器 １９・・・検出光学系 ２０・・・揺動鏡 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光記録媒体と平行な方向に移動可能に構成された
   移動光学部と、固定光学部とに分離して構成され、前記
   光記録媒体に光ビームを照射して記録再生を行うための
   光ヘッドにおいて、前記移動光学部は前記光記録媒体上
   に光ビームを集束させる集束機能素子と、この集束機能
   素子を光軸方向に移動させるアクチュエータとを有し、 前記固定光学部は前記移動光学部への光出射端に配置さ
   れ、前記光ビームを光記録媒体上のトラックと直交する
   方向に揺動させる揺動鏡と、この揺動鏡の上方または下
   方に、前記固定光学部から前記移動光学部に入射する光
   ビームの光軸と略直交する面に沿って配置され、前記揺
   動鏡に光ビームを送光する送光光学系および前記光記録
   媒体からの反射光を光検出器に導く検出光学系とを有す
   ることを特徴とする光ヘッド。
2. （２）前記固定光学部は前記移動光学部の移動軸と平行
   の光軸に沿って移動光学部に光ビームを入射せしめ、移
   動光学部は固定光学部から入射する光ビームの光軸を前
   記集束機能素子の光軸の方向に変換する機能を持つ光学
   素子を更に含むことを特徴とする請求項１記載の光ヘッ
   ド。
3. （３）前記送光光学系および検出光学系は、前記固定光
   学部から前記移動光学部に入射する光ビームの光軸と略
   直交する面に沿って、該光軸を通り前記光記録媒体と直
   交する面で二分される領域にそれぞれ配置されることを
   特徴とする請求項１または２記載の光ヘッド。