JPH08338936A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作性能が安定かつ高速で小型・軽量化が可
能な光ヘッド装置を提供する。 【構成】 対物レンズ２９は、光軸と同軸の微小径の貫
通孔内に挿入されたワイヤ３３により、そのフォーカス
方向に自由に移動でき、かつトラッキング方向を含むデ
ィスク面に平行な面内の動きが制限される。したがっ
て、対物レンズ２９にはたわみや傾きが発生することが
なく、光ヘッド装置の厚みを増加させないでフォーカス
制御又はトラッキング制御を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光を用いて光ディスク
等に情報を記録、又は再生する光ヘッド装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光を利用して情報の記録や再生を
行う技術はめざましい進歩を遂げている。媒体にあらか
じめディジタルコードで記録されている音声や文字、画
像データを読み出す再生専用の光学装置としては、例え
ばコンパクトディスク（ＣＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、レーザ
ディスク（ＬＤ）などと呼ばれる光ディスクを用いるも
のが従来知られており、その基本的な技術は成熟期にあ
る。また、データの消去や再書き込みあるいはデータ書
換えが可能な光学装置としては、光磁気ディスク装置や
相変化型ディスク装置などが知られており、その応用範
囲もコンピュータの２次記憶装置や、リライタブルファ
イリング装置などに急速に拡大しつつある。これらの光
学装置の技術的発展は、半導体製造におけるレーザ技
術、光学技術、媒体製造技術、信号処理技術、精密加工
技術などの周辺技術によるところが大きい。これらの光
ディスク装置は、今後の技術発展、市場規模の拡大にと
もない、情報記憶装置としてその重要性がますます高ま
っていくものと考えられる。

【０００３】以下に図を参照しながら従来の光ディスク
装置、特に、光を用いて光ディスク等に情報を記録、又
は再生する光ヘッド装置について説明を行う。

【０００４】図８に、従来例の一例である光ヘッド装置
の構成を示す。図に示すように、この光ヘッド装置２０
１は、半導体レーザ１Ａと、回折格子２と、半透ミラー
３と、対物レンズ４Ａと、トラッキングコイル７ａと、
フォーカシングコイル７ｂと、永久磁石７ｃと、光検出
器６を備えて構成されている。半導体レーザ１Ａは、こ
の光ヘッド装置２０１の光源である。回折格子２は、こ
の光ヘッド装置２０１におけるトラッキング制御動作に
必要な回折光を発生させる。対物レンズ４Ａは光束を集
光させる。半透ミラー３は、任意の厚みを持つ平行平板
からなり、入射する光の一部を透過させ、残りを反射す
るが、その内部を光束が透過する際に光束に非点収差と
呼ばれる軸上の収差を与える。トラッキングコイル７ａ
と、フォーカシングコイル７ｂと、永久磁石７ｃは、対
物レンズ４Ａを駆動するアクチュエータを構成してい
る。

【０００５】半導体レーザ１から射出されたレーザ光束
は、回折格子２を透過し、半透ミラー３で反射されたの
ち対物レンズ４Ａへと入射する。対物レンズ４Ａにより
集光された光束は、光ディスクＤの記録面Ｓへ微小な光
スポットとなって結像する。光ディスクＤへの情報デー
タの書込みは、半導体レーザ１Ａの光強度変調等を行っ
て微小光スポットの長さ等を制御し、記録面Ｓにピット
を形成させることによって行う。一方、情報再生時に
は、記録面Ｓで反射した光束は対物レンズ４Ａへ戻って
透過した後、半透ミラー３を透過し光検出器６へ入射す
る。光検出器６では、回折格子２で発生させた回折光
（±１次回折光）を利用してトラッキング制御用のトラ
ッキングエラー信号を検出する。この場合には、記録面
Ｓ上に形成されたピット列、又は案内溝に対して±１次
回折光をそれぞれ僅かにずらして光検出器の受光部に結
像させることにより、トラック直角方向、すなわち光デ
ィスクＤの半径方向の偏位を±１次回折光の差動信号と
して検出する。

【０００６】また、光検出器６により、フォーカス制御
用のフォーカスエラー信号を検出することができる。こ
の場合には、図８において、対物レンズ４Ａからの戻り
光束が半透ミラー３を透過する際に非点収差が与えられ
ることを利用し、収斂光の最小錯乱円の位置に多分割さ
れた受光部を有する光検出器６を配置し、その出力信号
を処理することによってフォーカスエラー信号を得る。
このようにして得られたトラッキングエラー信号及びフ
ォーカスエラー信号を、それぞれの対物レンズ駆動アク
チュエータであるトラッキングコイル７ａ及びフォーカ
シングコイル７ｂにフィードバックすることにより、記
録面Ｓのピット列に対して光ディスクの半径方向及び鉛
直方向へ光スポットを追従させることができる。

【０００７】次に、従来の光ヘッド装置の他の例である
分離型光ヘッド装置について図９を参照しつつ説明を行
う。一般に、分離型光ヘッド装置は、対物レンズ、はね
上げミラー、及び対物レンズアクチュエータ等から構成
されディスクに対するアクセス動作を行う可動部と、半
導体レーザ、光学プリズム、及び光検出部等からなる固
定光学部とに分離して構成される。このため、分離型光
ヘッド装置は、半導体レーザなどの構成要素をすべて組
み入れて構成する一体型の光ヘッド装置に比べ、移動す
るヘッド部分の重量を軽減することができ、ディスク上
の目標トラックに対して、一体型光ヘッド装置よりも高
速のアクセス動作を行うことができる。

【０００８】図９に示すように、この光ヘッド装置２０
２は、固定光学部１１と移動光学部１２を備えて構成さ
れている。また、固定光学部１１は、半導体レーザ１Ｂ
と、コリメータレンズ８と、プリズム９と、集光レンズ
１７と、シリンドリカルレンズ１８と、光検出器１６を
有している。そして、移動光学部１２は、はね上げミラ
ー１４Ａと、対物レンズ４Ｂと、対物レンズアクチュエ
ータ１９を有している。

【０００９】半導体レーザ１Ｂは、この光ヘッド装置２
０２の光源であり、楕円断面を持つ発散光束を射出す
る。コリメータレンズ８は、発散光束を平行光束に変換
する。プリズム９の入射面１０は、半導体レーザ１Ｂか
らの楕円断面光束を円断面光束に変換するため入射光に
対して傾斜した面が設けられている。また、このプリズ
ム９の内部には、光分離面１５が形成されている。光検
出器１６は、図９に示すように、４分割された受光部を
有するフォトダイオードからなる。

【００１０】図９において、半導体レーザ１から射出さ
れた光束は、コリメータレンズ８によって平行光束に変
換されプリズム９に入射する。プリズム９の入射面１０
の法線と入射光軸とで規定される平面に対して直角を為
す方向の入射光束の幅は、入射面１０を透過した後も変
化はないが、これと直角の方向をなす光束の幅は入射光
のそれに対して拡大され、これにより光束の断面形状は
ほぼ円形となる。このような作用は一般にアナモルフィ
ック作用と呼ばれ、光束の断面の一方向のみを任意の大
きさに変倍することができる。この変倍率は、単純な平
面入射の場合、入射出角度それぞれの余弦の比によって
求めることができる。このように、楕円光束を円形断面
光束に変換すると、対物レンズ４Ｂに入射する光束の強
度分布の均質化と光量の有効利用を図ることができる。

【００１１】上記のようにして、光束はほぼ円形の断面
のままプリズム９を透過し、固定光学部１１から移動光
学部１２に入射する。移動光学部１２に入射した光束
は、光ディスクＤに対してはね上げミラー１４Ａによっ
てディスクＤの鉛直方向へ折り曲げられ、対物レンズ４
Ｂへ入射する。対物レンズ４Ｂにより集光されてディス
ク面に入射した平行光束は、記録面Ｓに微小光スポット
として結像する。これにより、強度が変調された光束等
を用いて、情報データをピット等のかたちで記録面Ｓに
記録することができる。

【００１２】一方、上記のようにして書込まれた情報の
再生を行ったり、フォーカス追従制御やトラッキング追
従制御を行う場合には、上記のようにして記録面Ｓに結
像された光スポットを用いて、記録面Ｓにピット等の形
であらかじめ記録されていた情報信号と、トラッキング
エラー信号と、フォーカスエラー信号をピックアップす
る。このような光信号成分を含んだ反射戻り光は、再び
対物レンズ４Ｂに入射し、はね上げミラー１４を経て固
定光学部１１側へ導かれる。固定光学部１１へ入射した
光束は、再びプリズム９へ入射し、プリズム９内の光分
離面１５により光束の一部は光検出器１６へ分離され
る。分離された光束は、集光レンズ１７及びシリンドリ
カルレンズ１８を透過し、収斂されつつ光検出器１６へ
入射する。光検出器１６へ入射した光束を処理すること
により、光ディスクＤに記録された情報信号を再生する
とともに、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー
信号を検出することができる。これらの検出方法につい
ては、いくつかの方法が知られているが、ここではフォ
ーカスエラー信号の検出について「非点収差法」を、ト
ラッキングエラー信号の検出について「プッシュプル
法」を用いた光ディスク装置を説明する。

【００１３】まず、フォーカスエラー信号の検出に関わ
る動作について説明を行う。図９において、記録面Ｓか
らの戻り光束は、上述したようにプリズム９内の光分離
面１５によって光検出器１６側へ分離される。光検出器
１６への光路の途中に集光レンズ１７及びシリンドリカ
ルレンズ１８が配置されており、集光レンズ１７によっ
て略平行な戻り光束は光検出器１６へと集光され、同時
にシリンドリカルレンズ１８によって光軸上の収差であ
る非点収差が発生させられる。この非点収差のより、対
物レンズ４Ｂの記録面Ｓへのフォーカス（合焦）、デフ
ォーカス（焦点ズレ）に応じて、光検出器１６の受光部
上の光パターンが、楕円パターン、真円パターン（最小
錯乱円）、前記の楕円パターンと直角方向の母線を持つ
楕円パターンの３パターンに変化する。

【００１４】光検出器１６は、記録面Ｓに対して光スポ
ットが合焦位置にあるときに、光検出器１６の受光部に
最小錯乱円が生じる位置に配置される。また、光検出器
１６は、焦点位置ズレを起こしたときに生じる上記の楕
円パターンの母線方向に対し４５゜だけ相対的に回転さ
せた軸上に４分割の線の一つがくるように設置される。
この４分割型光検出器１６の対角線方向の受光部の光出
力の和どうしの差動出力をとることによって、図１０に
示すような対物レンズ４Ｂの焦点ズレすなわちデフォー
カスに伴うフォーカスエラー信号の特性が得られる。こ
のフォーカスエラー信号を、対物レンズアクチュエータ
１９にフィードバックすることにより、フォーカスサー
ボ制御を行う。

【００１５】図９の装置の場合、入射光束に対して対物
レンズ４Ｂを支持する機構が対物レンズアクチュエータ
１９に含まれており、このような場合の対物レンズアク
チュエータの駆動方式としては、一般に２つの方式が用
いられている。１つは対物レンズをボビンと呼ばれる架
台に固定し、このボビン全体をその軸方向に摺動できる
ように構成したもので、フォーカスエラー信号をもとに
アクチュエータでボビンを動かし合焦動作を行う。図１
１に、この「ボビン軸摺動方式」による対物レンズ支持
機構を示す。図に示すように、この対物レンズ支持機構
では、摺動軸から任意の距離の位置に対物レンズ４Ｃを
配置し、ボビンの周囲に取り付けられた電磁コイル２１
Ａと周囲の固定部に配置された磁石２２Ａからなる電磁
アクチュエータにより、上下方向すなわちフォーカス方
向へ追従動作ができるようになっている。

【００１６】対物レンズアクチュエータの駆動方式の２
つめの方法は、対物レンズを囲う架台を４つの金属ワイ
ヤによって支持するもので、図１２に示すように構成さ
れる。図に示すように、この「４本ワイヤ支持方式」に
よる対物レンズ支持機構では、対物レンズ架台２３から
伸びた４つのワイヤ２４が固定部２５に支持されてい
る。それぞれのワイヤ２４は、平行２列に配置されてお
り、図に示すように、４隅に配されている。対物レンズ
架台２３の周囲には、電磁コイル２１Ｂと磁石２２Ｂか
らなるアクチュエータが構成され、ワイヤ２４の弾力と
電磁力の作用によりフォーカス追従動作を行うことがで
きるようになっている。

【００１７】次に、１ビームによるプッシュプル法を用
いたトラッキング制御動作について説明する。記録面Ｓ
へ結像した光スポットは、ディスクの案内トラック又は
記録ピット（図示せず）により＋１次及び−１次の回折
光を発生する。この回折光と正反射光である０次回折光
が、光検出器の４分割受光部上において相互にその一部
が干渉を起こし、干渉が生じたエリアでは光強度が減少
する。

【００１８】４分割された受光部をもつ光検出器の表面
での干渉パターンを図１３に示す。図に示すように、各
受光部に＋１次、−１次の回折光と０次回折光が入射
し、０次回折光を中心として線対称の位置に前述した干
渉部分ができる。前述した結像光スポットが光ディスク
の記録トラック上又は記録ピットの中心に位置している
場合には、受光部における干渉部分の強度は均衡し、前
述した線対称軸を境とする２つのエリアにおけるそれぞ
れの光強度の和は等しくなる。また結像光スポットが前
述した中心位置からズレを生じた場合には、前述した受
光部における２つのエリアの光強度の和のバランスが崩
れ、このバランスの崩れ量すなわち光強度の差動信号が
トラッキングエラー信号となる。

【００１９】このトラックずれに伴うトラッキングエラ
ー信号の特性を図１４に示す。図に示すように、光検出
器から得られたトラッキングエラー信号の極性や大きさ
に応じて図１１及び図１２に示す対物レンズ駆動用コイ
ル、すなわちボビン回動用の電磁コイル２１Ａ、あるい
は対物レンズ架台移動用の電磁コイル２１Ｂに電流が流
される。この電流により、対向する磁石２２Ａ又は２２
Ｂとの間に「フレミングの左手の法則」に従った電磁力
が作用し、対物レンズ４Ｃ又は４Ｄを記録面Ｓのピット
列又は案内溝に追従できるように駆動させる。この場
合、対物レンズ４Ｃ又は４Ｄは、光束方向及びピット列
進行方向に対して直角方向に駆動され、この駆動量に応
じて記録面Ｓ上の結像光スポットが動き、ピット列の中
心位置に追従することができる。またトラックアクセス
のためのトラックカウント信号もこのトラッキングエラ
ー信号から得ることができる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例の光ヘッド装置におけるフォーカスエラー検出
方式及びトラッキングエラー検出方式では、まず、ボビ
ン軸摺動方式では、比較的重量のあるボビン及び駆動コ
イルを安定して支持しうる軸を固定するためには、光ヘ
ッド装置の固定部を含めてある程度の厚みが必要とな
り、近年高まっている光ヘッド装置の薄型化の要請を満
足することができない、という問題点があった。また、
４本ワイヤ支持方式においては、対物レンズ及び駆動コ
イルを含む架台を支持する機構はフォーカス方向に対し
て横位置にあるため、厚み方向の制限は比較的緩和され
るが、横方向に張り出したワイヤに対して荷重が直角方
向にかかるため、ワイヤにたわみや傾きが発生しやす
く、動作安定性に問題があった。

【００２１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、動作性能が安定かつ高速で小型・軽量
化が可能な光ヘッド装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る光ヘッド装置は、半導体レーザと、こ
の半導体レーザからの射出光束を反射させる反射透過手
段と、前記反射透過手段により反射された反射光束を記
録媒体の記録面に光スポットとして集光させる対物レン
ズと、前記記録面から戻り前記対物レンズを通り前記反
射透過手段を透過した戻り光束を電気信号に変換する光
検出器と、前記電気信号に基づき前記光スポットのフォ
ーカス制御とトラッキング制御を行なう光スポット追随
制御手段と、を有する光ヘッド装置であって、前記対物
レンズにはその光軸と同軸の微小径の貫通孔が設けら
れ、前記貫通孔にはワイヤが挿入され、前記対物レンズ
の前記光軸方向の前後にはそれぞれ誘電体からなる透光
性部材が配置され、前記ワイヤの両端は前記各透光性部
材に支持されたことを特徴とする。

【００２３】

【作用】上記構成を有する本発明によれば、対物レンズ
は、ワイヤにより、そのフォーカス方向に自由に移動で
き、かつトラッキング方向を含むディスク面に平行な面
内の動きが制限される。したがって、対物レンズにはた
わみや傾きが発生することがない。この光ヘッド装置に
おいて、永久磁石とコイルを有する対物レンズ駆動手段
等を設け、光検出器が光電変換する電気信号に基づき生
成される駆動電流をコイルに供給することにより、対物
レンズを含む光学系全体を一体で駆動させるようにすれ
ば、光ヘッド装置の厚みを増加させないでフォーカス制
御又はトラッキング制御を行なうことができる。あるい
は、光ヘッド装置の厚みを増加させないでフォーカス制
御とトラッキング制御の両方を行なうことができる。さ
らには、半導体レーザに近い透光性部材をミラープリズ
ムとし、光スポット追随制御手段に、反射透過手段と対
物レンズとの間に配置される反射手段と、この反射手段
の光軸に対する角度を動かす入射光偏向手段を備えれ
ば、光ヘッド装置の厚みを増加させないでトラッキング
制御を行なうことができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら説明する。図１は、本発明の第１実施例である光ヘ
ッド装置の構成を示すものである。図に示すように、こ
の光ヘッド装置１０１は、半導体レーザ２６Ａと、回折
格子２７と、反射透過手段である半透ミラー２８と、対
物レンズ２９Ａと、ワイヤ３３Ａと、駆動コイル３４Ａ
と、永久磁石３５Ａと、誘電体（絶縁体）プレート３６
Ａ，３６Ａと、光検出器３１Ａを備えて構成されてい
る。ここに、誘電体プレート３６Ａ，３６Ａは、それぞ
れ透光性部材に相当している。

【００２５】半導体レーザ２６Ａは、この光ヘッド装置
１０１の光源である。回折格子２７は、この光ヘッド装
置１０１におけるトラッキング制御動作に必要な回折光
を発生させる。半透ミラー２８は、任意の厚みを持つ平
行平板からなり、入射する光の一部を透過させ、残りを
反射するが、その内部を光束が透過する際に光束に非点
収差を与える。対物レンズ２９Ａは光束を集光させる。
対物レンズ２９Ａには、その光軸と同軸の微小径の貫通
孔が設けられている。ワイヤ３３Ａは、（※材質）等か
らなり、対物レンズ２９Ａの光軸上に設けられた微小径
の貫通孔内に挿入されて配置され、平行平板状の透光性
を有する誘電体プレート３６Ａ，３６Ａにその端部を支
持されたワイヤであり、対物レンズ２９Ａは、そのフォ
ーカス方向に自由に移動することができるが、トラッキ
ング方向を含むディスク面に平行な面内の動きはワイヤ
３３Ａにより制限される。駆動コイル３４Ａと永久磁石
３５Ａは、対物レンズ２９Ａを駆動する対物レンズアク
チュエータ３２Ａを構成している。

【００２６】半導体レーザ２６Ａから射出された光束
は、回折格子２７を透過し、半透ミラー２８で反射され
た後、対物レンズ２９Ａへ入射する。対物レンズ２９Ａ
により集光された光束は、光ディスクＤの記録面Ｓへ微
小な光スポットとなって結像する。光ディスクＤへの情
報データの書込みは、半導体レーザ２６Ａの光強度変調
等を行って微小光スポットの長さ等を制御し、記録面Ｓ
にピットを形成させることによって行う。一方、情報再
生時には、記録面Ｓで反射した光束は対物レンズ２９Ａ
戻って透過した後、半透ミラー２８を透過し光検出器３
１Ａへ入射する。光検出器３１Ａでは、回折格子２７で
発生させた回折光（±１次回折光）を利用して処理する
回路によりトラッキング制御用のトラッキングエラー信
号を検出する。この場合には、記録面Ｓ上に形成された
ピット列、又は案内溝に対して±１次回折光をそれぞれ
僅かにずらして結像させることにより、トラック直角方
向、すなわち光ディスクＤの半径方向の偏位を±１次回
折光の差動信号として検出する。

【００２７】また、光検出器３１Ａにより、フォーカス
制御用のフォーカスエラー信号を検出することができ
る。この場合には、図１において、対物レンズ２９Ａか
らの戻り光束が半透ミラー２８を透過する際に非点収差
が与えられることを利用し、収斂光の最小錯乱円の位置
に多分割された受光部を有する光検出器３１Ａを配置
し、その出力信号を処理する回路によってフォーカスエ
ラー信号を得る。このようにして得られたトラッキング
エラー信号及びフォーカスエラー信号を、それぞれの対
物レンズ駆動アクチュエータ３２Ａの駆動コイル３４Ａ
にフィードバックすることにより、記録面Ｓのピット列
に対して光ディスクの半径方向及び鉛直方向へ光スポッ
トを追従させることができる。

【００２８】すなわち、図２に示すように、対物レンズ
２９Ａの周囲には駆動用のコイル３４Ａが取り付けら
れ、この駆動コイル３４Ａと微小間隙を配して永久磁石
３５Ａが配置されている。したがって、フォーカスエラ
ー信号に基づき、焦点ズレを修正する方向に対物レンズ
２９Ａを移動させるための駆動電流が駆動コイル３４Ａ
に流されると、永久磁石３５Ａとの間に作用する電磁力
により駆動コイル３４Ａがフォーカス方向に所定距離だ
け移動し、これによりフォーカス制御動作が行われる。

【００２９】対物レンズ２９Ａを貫通しているワイヤ３
３Ａは、対物レンズ２９Ａの両側に配置された透光性の
誘電体プレート３６Ａ，３６Ａに支持されている。対物
レンズ２９Ａを透過する光束に対してワイヤ３３Ａによ
る遮蔽は最小限に押さえられており、光ディスクＤ上の
結像光スポットの光強度及び回折による光スポットの広
がりは、実用上問題にはならない。また、ワイヤ３３Ａ
が対物レンズ２９Ａの中心部である光軸近傍の部分を遮
蔽しているため、「輪帯開口」の作用による超解像の効
果も期待できる。

【００３０】一方、上記の光ヘッド装置１０１における
トラッキング方向への駆動方式としては、光学系全体を
駆動コイル等により一体で駆動させる方式や、後述する
ガルバノミラーなどを備えて行なう「偏向入射方式」な
ど、光ヘッド装置の厚みを増加させないで実現できる。
したがって、従来のボビン軸摺動方式や４本ワイヤ支持
方式を用いずに、動作性能が安定し小型・軽量化が可能
な光ヘッド装置を提供することできる。

【００３１】図３は、本発明の第２実施例である光ヘッ
ド装置の構成を示すものである。図に示すように、この
光ヘッド装置１０２は、固定光学部４０と移動光学部４
２を備えて構成されている。移動光学部４２は、光ディ
スクＤに対して光スポットを移動させるアクセス動作を
行う。また、固定光学部４０は、半導体レーザ２６Ｂ
と、コリメータレンズ３７と、反射透過手段であるプリ
ズム３８と、反射手段である反射ミラー３９と、集光レ
ンズ４５と、シリンドリカルレンズ４６と、光検出器３
１Ｂと、入射光偏向手段であるアクチュエータ５０を有
している。そして、移動光学部４２は、ミラープリズム
４３と、対物レンズ２９Ｂと、対物レンズアクチュエー
タ３２Ｂを有している。

【００３２】半導体レーザ２６Ｂは、この光ヘッド装置
１０２の光源であり、ある広がりをもつ発散光束を射出
する。コリメータレンズ３７は、発散光束を平行光束に
変換する。プリズム３８の内部には、光分離面４４が形
成されている。反射ミラー３９は、一般にガルバノミラ
ーと呼ばれる偏向ミラーであり、ミラー後部に取り付け
られたアクチュエータ５０によって反射ミラー３９を任
意の角度に振ることができるようになっている。光検出
器３１Ｂは、図３に示すように、４分割された受光部を
有するフォトダイオード等の光センサからなる。ミラー
プリズム４３は、ガラスやプラスチック等の透光性を有
する誘電体（絶縁体）からなる。

【００３３】図３において、半導体レーザ２６Ｂから射
出されたある広がり角度を持つレーザ光束は、コリメー
タレンズ３７によって略平行光束に変換されプリズム３
８に入射する。プリズム３８に入射した略平行光束は、
プリズム３８を透過し、反射ミラー３９で反射され、移
動光学部４２へ入射する。

【００３４】移動光学部４２に入射した光束は、ミラー
プリズム４３により反射され、対物レンズ２９Ｂに入射
する。対物レンズ２９Ｂにより集光されてディスク面に
入射した平行光束は、光ディスクＤの記録面Ｓに微小光
スポットとして結像する。これにより、強度が変調され
た光束等を用いて、情報データをピット等のかたちで記
録面Ｓに記録することができる。

【００３５】一方、上記のようにして書込まれた情報の
再生を行ったり、フォーカス追従制御やトラッキング追
従制御を行う場合には、上記のようにして記録面Ｓに結
像された光スポットを用いて、記録面Ｓにピット等の形
であらかじめ記録されていた情報信号と、トラッキング
エラー信号と、フォーカスエラー信号をピックアップす
る。このような光信号成分を含んだ反射戻り光は、再び
対物レンズ２９Ｂに入射し略平行光に変換された後、再
びミラープリズム４３に戻り、往路と同様な光路を逆向
きに進み、移動光学部４２から射出して、固定光学部４
０へ回帰入射する。

【００３６】再び固定光学部４０へ入射した光束は、反
射ミラー３９によって反射され、プリズム３８の光分離
面４４の作用により光束の一部が光検出器３１Ｂへ分離
される。分離された戻り光束の一部は、集光レンズ４５
及びシリンドリカルレンズ４６を透過し集光されつつ光
検出器３１Ｂへ入射する。光検出器３１Ｂへ入射する戻
り光は、光ディスクＤの記録面Ｓに記録されていた情報
データの再生信号や、目標トラックへ対物レンズ２９か
らの微小光スポットを適切に結像させるためのフォーカ
スエラー信号、トラッキングサーボ制御のためのトラッ
キングエラー信号を含んでおり、集光レンズ４５以降の
信号検出系によって処理され、光検出器３１Ｂによって
電気信号に変換される。

【００３７】記録面Ｓに記録されている情報データの再
生は、光検出部３１Ｂに入射した総光量の変化をフォト
ダイオードからなる光検出センサで電流又は電圧などの
電気信号の強度に変換し、その変化を読み取ることによ
って行われる。また、光磁気方式の記録方式の場合に
は、上記光路の途中に偏光膜などの検光子を介在させる
ことにより、光磁気信号を検出することが可能である。

【００３８】次に、上記の光ヘッド装置１０２において
結像光スポットを追従制御するためのフォーカスエラー
信号及びトラッキングエラー信号の検出方法について説
明する。フォーカス制御は、光ディスクＤと対物レンズ
２９Ｂとの間の光軸方向の距離を一定値に保ち、正確な
焦点距離の位置に最小に絞られた光スポットを結像させ
ることを目的とする。このため、デフォーカス時におけ
る上記の一定距離からのズレ量をフォーカスエラー信号
として検出する。本実施例の光ヘッド装置１０２におけ
るフォーカスエラー信号の検出方式は、上記した「非点
収差法」を用いている。

【００３９】すなわち、本実施例においては、上記のシ
リンドリカルレンズ４６により、非点収差と呼ばれる軸
上の収差を発生させ、対物レンズ２９Ｂのデフォーカス
に伴う像側のパターンの変化を４つに分割された受光部
を有する光検出部３１で捉え、受光部での光のパターン
変化を電気信号に変換し、この電気信号から生成した制
御信号を対物レンズ２９Ｂに取り付けられた対物レンズ
アクチュエータ３２Ｂへフィードバックし、対物レンズ
２９Ｂを光軸方向に移動させることによりフォーカス制
御を行っている。

【００４０】図４に、本実施例の光ヘッド装置１０２に
おけるフォーカスエラー信号の特性曲線を示す。図に示
すように、この特性はＳ字特性を示している。この特性
により、その時点でのデフォーカス方向とデフォーカス
量を知ることができる。したがって、このデフォーカス
を補正するように駆動電流を発生させ、これを対物レン
ズアクチュエータ３２Ｂに出力することによって、対物
レンズ２９Ｂのフォーカス追従制御を実現させている。

【００４１】上記の光ヘッド装置１０２における移動光
学部４２について、その詳細を図５を用いて説明する。
図に示すように、移動光学部４２は、対物レンズ２９Ｂ
と、対物レンズ駆動アクチュエータ３２Ｂと、ミラープ
リズム４３と、ワイヤ３３Ｂと、誘電体プレート３６Ｂ
と、駆動コイル４９を備えて構成されている。対物レン
ズ２９Ｂの周囲には駆動用のコイル３４Ｂが取り付けら
れ、この駆動コイル３４Ｂと微小間隙を配して永久磁石
３５Ｂが配置され、これらが対物レンズ駆動アクチュエ
ータ３２Ｂを構成している。対物レンズ２９Ｂには、そ
の光軸と同軸の微小径の貫通孔が設けられており、この
貫通孔内にワイヤ３３Ｂが挿入されて配置され、ワイヤ
３３Ｂは平行平板状の透光性を有する１枚の誘電体プレ
ート３６Ｂとミラープリズム４３にワイヤ３３Ｂのそれ
ぞれの端部を支持されている。ミラープリズム４３の両
側には、駆動コイル４９とその支持機構（図示せず）が
設けられている。移動光学部４２は、上記のように構成
されており、特に対物レンズ２９Ｂがミラープリズム４
３と一体に構成されているため、きわめて小型かつ軽量
な構造となっている。また、対物レンズ２９Ｂは、ワイ
ヤ３３Ｂにより、そのフォーカス方向には自由に移動す
ることができるが、そのトラッキング方向には動きが制
限される。また、前記駆動コイル４９はアクセスシーク
動作を実行するために励磁され、この励磁により生じる
電磁力で図示を省略するガイドシャフトに沿って移動光
学部４２を移動させる構成である。

【００４２】上記した固定光学部４０（図３参照）から
の略平行光束は、ミラープリズム４３に入射し、ミラー
プリズム４３の反射面４７でディスクＤの記録面Ｓの鉛
直方向へ光路が折曲げられ、対物レンズ２９Ｂによって
光ディスクＤの記録面Ｓ上に微小光スポットとなって集
光される。

【００４３】次に、上記の移動光学部４２によるトラッ
キング制御の動作について説明する。この移動光学部４
２では、トラッキングエラー信号の検出方式として、上
記した「プッシュプル法」を用いている。すなわち、光
ディスクＤの記録トラック又は記録ピットで生じた反射
光の±１次回折光と正反射である０次回折光との光検出
部３１Ｂの受光部上での干渉パターンの強度変化を電気
信号に変換することにより、トラッキングエラー信号を
検出する。このトラッキングエラー信号に基づいてトラ
ックずれを修正するように光ディスクＤ上の微小光スポ
ットを動かすことによりトラッキング制御を行う。

【００４４】この光ヘッド装置１０２では、上記のよう
にして検出したトラッキングエラー信号に基づいてトラ
ックずれを修正するような駆動電流を生成し、これをア
クチュエータ５０に出力して反射ミラー３９の光軸に対
する角度を動かし、対物レンズ２９Ｂから光ディスクＤ
に射出する光束を所定方向に所定量だけトラック直角方
向に振ることによってトラッキング制御動作を実現して
いる。

【００４５】上記の光ヘッド装置１０２の光検出器３１
Ｂの４分割受光部表面での干渉パターンを図６に示す。
また、上記の光ヘッド装置１０２におけるトラックずれ
に伴うトラッキングエラー信号の特性を図７に示す。図
６において、結像光スポットがトラックからライン方向
（図６における上部へ向かう方向）に向かって左にずれ
た場合、図７に示すようなトラックずれに対するエラー
信号特性（Ｓ字特性曲線）が得られる。この特性曲線か
ら、光ディスクＤの記録面Ｓ上の結像光スポットがトラ
ック軸線から左右いずれの方向へどのくらい偏差してい
るかを知ることができる。この情報に基づき、上記のア
クチュエータ５０に駆動電流が出力され、反射ミラー３
９が駆動されることにより、トラッキング偏差が補正さ
れる。

【００４６】上記のようにして、第２実施例の光ヘッド
装置１０２においても、従来のボビン軸摺動方式や４本
ワイヤ支持方式を用いずに、動作性能が安定し小型・軽
量化が可能な光ヘッド装置を提供することができる。

【００４７】上記において、トラッキングエラー信号を
処理生成する回路及びフォーカスエラー信号を処理生成
する回路は、駆動電流供給手段を構成している。また、
この駆動電流供給手段と対物レンズ駆動アクチュエータ
は、光スポット追随制御手段を構成している。

【００４８】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００４９】例えば、上記実施例においては、ディスク
として光ディスクを例に挙げて説明したが、本発明はこ
れには限定されず、他のディスク、例えば光磁気ディス
クを使用してもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対物レンズは、ワイヤにより、そのフォーカス方向に自
由に移動でき、かつトラッキング方向を含むディスク面
に平行な面内の動きが制限されるので、光ヘッド装置の
厚みを増加させないでフォーカス制御又はトラッキング
制御を行なうことができ、あるいは、光ヘッド装置の厚
みを増加させないでフォーカス制御とトラッキング制御
の両方を行なうことができる。

【００５１】したがって、従来のボビン軸摺動方式や４
本ワイヤ支持方式を用いずに、動作性能が安定かつ高速
で小型・軽量化が可能な光ヘッド装置を提供することで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である光ヘッド装置の構成
を示す図

【図２】図１に示す光ヘッド装置における対物レンズ周
辺の構成を示す図

【図３】本発明の第２実施例である光ヘッド装置の構成
を示す図

【図４】図３に示す光ヘッド装置における非点収差法に
よるフォーカスエラー信号の特性を示す図

【図５】図３に示す光ヘッド装置における移動光学部の
構成を示す図

【図６】図３に示す光ヘッド装置におけるプッシュプル
法によるトラッキング制御動作説明する図

【図７】図３に示す光ヘッド装置におけるプッシュプル
法によるトラッキング制御動作を説明する図

【図８】従来の光ヘッド装置の構成を示す図

【図９】従来の光ヘッド装置の構成を示す図

【図１０】図９に示す従来の光ヘッド装置における非点
収差法によるフォーカスエラー信号の特性を示す図

【図１１】ボビン軸摺動方式を採用した従来の光ヘッド
装置における対物レンズ周辺の構成を示す図

【図１２】ワイヤ支持方式を採用した従来の光ヘッド装
置における対物レンズ周辺の構成を示す図

【図１３】図９に示す従来の光ヘッド装置におけるプッ
シュプル法によるトラッキング制御動作を説明する図

【図１４】図９に示す従来の光ヘッド装置におけるプッ
シュプル法によるトラッキング制御動作を説明する図

【符号の説明】

２６Ａ，２６Ｂ 半導体レーザ ２７ 回折格子 ２８ 半透ミラー ２９Ａ，２９Ｂ 対物レンズ ３１Ａ，３１Ｂ 光検出器 ３２Ａ，３２Ｂ 対物レンズアクチュエータ ３３Ａ，３３Ｂ ワイヤ ３４Ａ，３４Ｂ 駆動コイル ３５Ａ，３５Ｂ 永久磁石 ３６Ａ，３６Ｂ 誘電体プレート ３７ コリメータレンズ ３８ プリズム ３９ 反射ミラー ４０ 固定光学部 ４２ 移動光学部 ４３ ミラープリズム ４５ 集光レンズ ４６ シリンドリカルレンズ ４９ 駆動コイル ５０ アクチュエータ １０１，１０２，２０１，２０２ 光ヘッド装置 ２０２ 分離光学ヘッド装置 Ｄ 光ディスク Ｓ 記録面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザと、この半導体レーザからの
   射出光束を反射させる反射透過手段と、前記反射透過手
   段により反射された反射光束を記録媒体の記録面に光ス
   ポットとして集光させる対物レンズと、前記記録面から
   戻り前記対物レンズを通り前記反射透過手段を透過した
   戻り光束を電気信号に変換する光検出器と、前記電気信
   号に基づき前記光スポットのフォーカス制御とトラッキ
   ング制御を行なう光スポット追随制御手段と、を有する
   光ヘッド装置であって、前記対物レンズにはその光軸と
   同軸の微小径の貫通孔が設けられ、前記貫通孔にはワイ
   ヤが挿入され、前記対物レンズの前記光軸方向の前後に
   はそれぞれ誘電体からなる透光性部材が配置され、前記
   ワイヤの両端は前記各透光性部材に支持されたことを特
   徴とする光ヘッド装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ヘッド装置において、前
   記光スポット追随制御手段は、前記対物レンズを前記光
   軸方向に沿って移動させることにより前記フォーカス制
   御又は／及び前記トラッキング制御を行なう対物レンズ
   駆動手段を有することを特徴とする光ヘッド装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の光ヘッド装置において、前
   記対物レンズ駆動手段は、永久磁石と、コイルと、前記
   電気信号に基づき前記フォーカス制御とトラッキング制
   御を行なうための駆動電流を前記コイルに供給する駆動
   電流供給手段を有することを特徴とする光ヘッド装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の光ヘッド装置において、前
   記１組の透光性部材のうち前記半導体レーザに近い透光
   性部材はミラープリズムであり、前記光スポット追随制
   御手段は、前記反射透過手段と前記対物レンズとの間に
   配置される反射手段と、前記反射手段の前記光軸に対す
   る角度を動かすことにより前記トラッキング制御を行な
   う入射光偏向手段と、を備えたことを特徴とする光ヘッ
   ド装置。