JP2003157546A - 光ヘッドおよびそれを用いた光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーキングディスタンスの小さい光ヘッドを
使用した場合においても、フォーカス制御引込み動作が
可能な光ヘッドおよび光学的情報記録再生装置を提供す
ること。 【解決手段】 フォーカス制御引込み時は、通常情報の
記録再生を行なう時よりも若干発散させた光束を対物レ
ンズに入射させて、フォーカス制御を引込み、その後、
光束の発散および収束状態を通常情報の記録再生を行な
う状態に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の情
報記録媒体に情報を記録または再生する技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、非接触、大容量、高
速アクセス、低コスト等を特徴とする情報記録再生装置
であり、これらの特徴を生かしてディジタルオーディオ
信号の記録再生装置として、あるいはコンピュータの外
部記憶装置として利用されている。応用分野の拡大に伴
ない光ディスク装置の高性能化が進められているが、光
ヘッドの各種性能向上が必要不可欠である。

【０００３】光ディスク装置の記録密度を向上させるた
めには、光源波長を短波長化するとともに対物レンズの
開口数を大きくすることが有効である。例えば、ジョイ
ントインターナショナル・シンポジウム・オン・オプテ
ィカル・メモリー アンドオプティカル・データ・スト
レージ1９９９講演予稿集（Technical Digestof Join
t International Symposium on Optical Memory
and OpticalData Storage １９９９）ｐ.２８８ 講
演番号ＷＣ−１、あるいは、オプティカル・データ・ス
トレージ２０００講演予稿集（Conference Digest of
２０００ Optical Data Storage）ｐ.１５ 講演
番号ＭＡ−１に記載の光ディスク装置は上記の考え方に
基づいており、光源としてGaN半導体レーザ（波長約４
００ｎｍ）を用いるとともに開口数０.８５の２枚組対
物レンズを使用することによって、２０ＧＢ以上の記録
容量が可能なことが報告されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
光ディスク装置においては、フォーカスサーボが制御動
作状態における光ディスク表面と対物レンズ表面間の距
離(以下、ワーキングディスタンスと称する)が約１３０
μｍであり、小さいものとなっている。

【０００５】上記ワーキングディスタンスの値は、情報
記録媒体である光ディスクの面振れ量の一般的に知られ
ている値の数１００μｍと比べても小さなものである。

【０００６】従って、フォーカスサーボを制御動作状態
とするためのフォーカス制御引込み時における光ディス
ク表面と対物レンズを含む光学系間の距離(この場合
も、ワーキングディスタンスと称するものとする)も小
さなものとなるため、フォーカス制御引込み時に対物レ
ンズを含む光学系と光ディスクが衝突してしまうという
問題が生ずる可能性がある。

【０００７】ここで、繰返しとなるが、ワーキングディ
スタンスについて、以下に整理する。

【０００８】上述のようにワーキングディスタンスと
は、フォーカスサーボが制御動作状態における情報記録
媒体と対物レンズを含む光学系との間の距離であるとす
る。

【０００９】従って、光ヘッドが情報記録媒体に対して
情報を記録または再生する場合における情報記録媒体と
対物レンズを含む光学系との間の距離は、ワーキングデ
ィスタンスである。なお、この状態では、フォーカスサ
ーボは制御動作状態となっている。

【００１０】更に、フォーカス制御引込み動作におい
て、フォーカスサーボが制御動作状態に引込まれた時の
情報記録媒体と対物レンズを含む光学系との間の距離
も、ワーキングディスタンスである。

【００１１】ところで、フォーカス制御引込みのため
に、対物レンズを含む光学系を光ディスクに接近させて
行った場合に、フォーカスサーボを制御動作状態に引込
むことが出来るワーキングディスタンスに比べて、光デ
ィスクの面振れ量の方が大きいことで、対物レンズを含
む光学系と光ディスクが衝突してしまう場合がある。

【００１２】フォーカスサーボが制御動作状態に引込ま
れてしまえば、面振れ量が大きくても、当該面振れに追
従して、対物レンズを含む光学系も、上下に移動するこ
とで、通常は、光ディスクと対物レンズを含む光学系が
衝突する可能性は低くなる。

【００１３】しかしながら、フォーカス制御引込み時
は、まだフォーカスサーボが制御動作状態に引込まれて
いないので、対物レンズを含む光学系は、光ディスクの
面振れに対して追従して、上下に移動することが出来な
い。更には、フォーカス制御引込み時には、対物レンズ
を含む光学系を光ディスク表面に接近させるため、面振
れがあれば、衝突する可能性が高くなると言える。

【００１４】ワーキングディスタンスの小さい光ヘッド
を用いた場合のフォーカス制御の参考例として、いくつ
かの方式が提案されている。

【００１５】特開平１１−２７３０９２公報は、ワーキ
ングディスタンスの異なる２つの光学系を備えて、フォ
ーカス制御引込み時には、ワーキングディスタンスが長
い方の光学系を使用するものである。しかしながら、こ
の方式では対物レンズが２個必要になるため、光ヘッド
の小型化が困難である。

【００１６】また、特開平１１−１２０５７１公報は、
フォーカス制御引込み時にサーボゲインを切換えるも
の、および特開２０００−１９５０７５公報は、衝突防
止用の規制部材位置を変化させるものである。

【００１７】しかしながら、上記のいずれも、光ヘッド
のワーキングディスタンスを拡大させるという概念に関
しては言及されていないため、情報記録媒体である光デ
ィスクの面振れ量が光ヘッドのワーキングディスタンス
よりも大きい場合は、例えば、フォーカス制御引込み時
の対物レンズ／光ディスク衝突の問題等が回避されたと
はいえず、上記参考例では、光ヘッドとしての性能を確
保することが難しい。

【００１８】本発明の目的は、上記の問題を解決し、ワ
ーキングディスタンスの小さい光ヘッドにおいても、フ
ォーカス制御引込み動作が可能な光ヘッドおよび光学的
情報記録再生装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、ワーキングディスタンスを変化させ
る手段を設けるものとする。

【００２０】例えば、情報を情報記録媒体に対して通常
の記録または再生を行なう時のワーキングディスタンス
に比較して、フォーカスサーボ制御引込み時のワーキン
グディスタンスが大きくなるように、上記ワーキングデ
ィスタンスを変化させる手段を用いて可変制御するもの
とする。

【００２１】当該可変制御によって、フォーカスサーボ
制御引込み時は、ワーキングディスタンスを大きくし
て、フォーカスサーボ制御動作状態に引込むようにす
る。こうすることで、例えば、光ディスクと対物レンズ
を含む光学系の衝突等を生じ難く出来る。

【００２２】なお、フォーカスサーボ制御動作状態に引
込まれた後、上記ワーキングディスタンスを変化させる
手段を用いることで、情報を情報記録媒体に対して記録
または再生を行なう時のワーキングディスタンスにする
ことが出来る。

【００２３】上記手段によって、ワーキングディスタン
スの小さい光ヘッドを使用した場合においても、フォー
カス制御引込み動作が可能な光ヘッドおよび光学的情報
記録再生装置を提供することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。

【００２５】先ず、第1の実施例は、ワーキングディス
タンスを変化させる手段として、対物レンズに入射する
光束の発散および収束状態を変化させる光束変換手段を
設けるものとする。

【００２６】フォーカス制御引込み時には、前記光束変
換手段を駆動させることによって、通常において情報の
記録または再生を行なう時よりも若干発散させた光束を
対物レンズに入射させる。これによって、対物レンズの
ワーキングディスタンスを拡大することができる。フォ
ーカス制御引込み後、前記光束変換手段を駆動させ、対
物レンズに入射する光束の発散および収束状態を通常情
報の記録再生を行なう状態に戻す。対物レンズに入射す
る光束の発散および収束状態が変化すると、情報記録媒
体上に絞り込まれた光スポットに収差（主に球面収差）
が発生するが、フォーカス制御引込み時のみであるた
め、情報の記録再生には影響しない。

【００２７】上記に基づき、図１を用いて、第１実施例
を説明する。図１において、１は回転する光学的情報記
録媒体（以下「光ディスク」と表記）で、ディスク状の
基板１０１上に記録層１０２と保護層１０３を有してい
る。保護層１０３の厚さは０.１ｍｍ程度である。本実
施例においては図示のように単板の光ディスクを示した
が、光ディスク１の構成は、張り合わせ型あるいは複数
記録膜を有する構造等、本実施例と異なる構成であって
も良い。また、基板１０１は、使用するレーザ光源の波
長に対して必ずしも光学的に透明である必要はない。

【００２８】レーザ光源２から出射した光はコリメート
レンズ３によって平行光束となり、ビーム強度整形光学
系４によって略円形の発光強度分布を有する光束に変換
される。その後、偏光ビームスプリッタ５、光束変換手
段６を透過する。光束変換手段６の詳細に関しては後述
するが、光軸を一致させて配置された複数のレンズから
なる光学系、あるいは回折光学素子等から構成されてお
り、ビーム強度整形光学系４から出射した光束を収束ま
たは発散状態に変化させる機能を有している。

【００２９】光束変換手段６を出射した光束は、立ち上
げミラー７によって光軸方向を略９０度折り曲げた後、
偏光性回折格子８、波長板９を順次通過し、対物レンズ
１０によってディスク１に絞り込みスポット１１を形成
する。偏光性回折格子８は、半導体レーザ光源側から偏
光性回折格子８へ入射する光（直線偏光）に対しては格
子として作用しないように設定されている。偏光性回折
格子８を通過した光束は、波長板９に入射する。波長板
９は、１／４波長板であり、その出射光は略円偏光とな
る。

【００３０】偏光性回折格子８、波長板９、対物レンズ
１０はディスク１の上下振れに追従して常に記録層１０
２上に焦点がくるように、また、ディスク１上に形成さ
れた情報記録用トラック（図示せず）の偏心に追従して
常に所望のトラック上に絞り込みスポット１１が配置さ
れるようにアクチュエータ１２に搭載され一体駆動され
る。なお、偏光ビームスプリッタ６に入射した光の一部
は反射されてモニタ光検出器１３に入射する。同モニタ
光検出器１３の出力を用いて、レーザ光源２の発光出力
制御等を行なう。

【００３１】本実施例においてはビーム強度整形光学系
４を用いているが、これは本発明における必須の構成要
素ではなく、使用しなくてもかまわない。また、コリメ
ートレンズ３から対物レンズ１０に至る光束は立ち上げ
ミラー７によって折り曲げられているが、直進した構成
をとってもかまわない。また、偏光性回折格子８は、デ
ィスク１からの反射光を分割して光点制御信号検出系に
入射させる機能を有しているが、偏光性回折格子８を使
用しない光点制御信号検出方式を用いてもかまわない。
偏光性回折格子８をアクチュエータ１２に搭載して使用
しない場合、波長板９は必ずしもアクチュエータ１２に
搭載する必要はない。さらに、本実施例では、対物レン
ズ１０として、従来公知の２枚組対物レンズを使用した
場合について説明しているが、対物レンズの構成として
はこれに限定されることはく、１枚あるいは３枚以上の
構成であっても、本発明は適用可能である。

【００３２】ディスク１からの反射光（略円偏光）は再
び対物レンズ１０、波長板９を通過後直線偏光となる。
ただし、１／４波長板を２回通過することになるので、
復路における直線偏光の偏光方向は、往路の偏光方向に
対して直交する。この直線偏光に対しては偏光性回折格
子８が格子として作用するので、光束変換手段６を通過
した光束は偏光ビームスプリッタ５で全反射する。偏光
ビームスプリッタ５を出射した光束は、ビームスプリッ
タ１４によって、フォーカスエラーおよびトラックエラ
ーといった光点制御信号を検出する光学系１５に導かれ
る光束と、レンズ１６によって光検出器１７に集光され
てディスク１上に記録されている情報信号を検出・再生
する光束とに分割される。なお、光点制御信号検出光学
系１５としては、従来公知の各種検出方式を使用可能で
あり、本実施例においては特定していない。また、偏光
性回折格子８における格子パターンも光点制御信号検出
方式によって異なるため、また、特定のパターンに限定
されるものではない。

【００３３】上記の各種光学系および光学部品等は筐体
に搭載されて光ヘッド１８を構成しており、例えばリニ
アモータ、ステップモータ等の移動機構１９によってデ
ィスク１の半径方向に移動可能となっている。半導体レ
ーザ光源１の光出力はレーザ光源駆動回路２０によって
制御される。また、光束変換手段６は光束変換手段駆動
回路２１によって制御される。さらに、上記光ヘッド全
体は制御回路２２によって制御される。

【００３４】図２に、第１の実施例における光束変換手
段６の構成を示す。同図は、光軸を一致させて配置され
た凹凸２枚のレンズからなる、いわゆるビームエキスパ
ンダ光学系である。凹レンズ６０１は支持部材６０３に
よって支持され、光ヘッド筐体あるいは同筐体とは別の
固定部材６０４上に配置されている。一方、凸レンズ６
０２は取付部材６０５に取り付けられ、例えば電磁コイ
ル等の移動機構６０６によってアクチュエータ６０７を
構成している。同図左側から光束を入射させた場合光束
径は縮小され、右側から入射させた場合拡大されること
になる。出射光束を収束または発散状態に変化させるた
めには、凸レンズ６０２を図中の光軸中心に沿って図示
した矢印の方向に移動させればよい。凸レンズ６０２を
移動させる方法は移動機構６０６の構成によって種々の
形態が可能であり、光軸中心に沿った併進移動だけでな
く、光軸を中心とした回転動作が伴ってもかまわない。

【００３５】ここで、図３によって、上記光束変換手段
６の動作を説明する。同図（ａ）は対物レンズ１０に平
行光束が入射する場合を示している。図を簡略化するた
め、対物レンズ１０は単レンズとして表示しており、凹
レンズ６０１および凸レンズ６０２の周辺に配置される
各種支持固定部材は表示を省略している。対物レンズ１
０、凹レンズ６０１、凸レンズ６０２の焦点距離をそれ
ぞれｆ０、ｆ１、ｆ２とする。また、対物レンズ１０と
凹レンズ６０１の間隔をｄ、凹レンズ６０１と凸レンズ
６０２の間隔をＬとする。

【００３６】まず、図３（ａ）より以下の関係が成り立
つ。

【００３７】

【数１】

【００３８】次に、同図（ｂ）のように凸レンズ６０２
を光軸に沿ってΔｄだけ対物レンズ１０側に移動させた
場合、対物レンズ１０に入射する光束は発散光束とな
る。凹レンズ６０１と前記発散光束の仮想発光点Ｓの距
離をａとする。この時、対物レンズ１０の収束点はОか
らО'に移動するので、対物レンズ１０の焦点距離はΔ
ｆだけ長くなり、結果としてワーキングディスタンスが
増加する。同図（ｂ）における結像式より、以下の関係
が成り立つ。

【００３９】

【数２】

【００４０】一方、対物レンズ１０での結像式から、

【００４１】

【数３】

【００４２】が得られるので、対物レンズ１０の焦点距
離増加量Δｆは次式で表される。

【００４３】

【数４】

【００４４】具体的には、 対物レンズ１０の焦点距離ｆ０＝２ｍｍ 凹レンズ６０１の焦点距離ｆ１＝−７ｍｍ 凸レンズ６０２の焦点距離ｆ２＝１０ｍｍ 対物レンズ１０と凹レンズ６０１の間隔ｄ＝７ｍｍ 凹レンズ６０１と凸レンズ６０２の間隔Ｌ＝１０ｍｍ とすれば、凸レンズ６０２の移動量Δｄ＝１ｍｍに対し
て、焦点距離の変化量Δｆ＝０.２ｍｍとすることがで
きる。凸レンズ６０２の移動量を増加させれば、焦点距
離の変化量はさらに大きくすることが可能である。

【００４５】例えば、開口数が０.８５の対物レンズを
含む光学系において、ワーキングディスタンスが０.１
３〜０.１５ｍｍ程度のものが知られている。一方、光
ディスクの面振れ量（フォーカス方向の面振れ量）とし
ては、実用的な観点からは０.３ｍｍ程度は必要と考え
られる。したがって、ワーキングディスタンス０.１３
〜０.１５ｍｍの対物レンズでは、フォーカス制御引込
み時に光ディスクと対物レンズの衝突が発生しやすくな
り、装置の動作安定性の観点から好ましくない。

【００４６】上記で説明した本発明の一実施例によれ
ば、対物レンズの焦点距離を０.２ｍｍ以上増加させる
ことができるので、それに伴なって対物レンズのワーキ
ングディスタンスも拡大される。結果として、フォーカ
ス制御引込み時にワーキングディステンスを０.３ｍｍ
以上に拡大させることが可能であり、光ディスクと対物
レンズの衝突を回避することが容易になる。

【００４７】ここで、図４によって、フォーカス引込み
動作の流れを説明する。フォーカス引込み動作が開始さ
れると(Step-１)、まずディスクが回転し(Step-２)、次
にレーザ光源が発光する(Step-３)。さらに、光束変換
手段である前記のビームエキスパンダ光学系を駆動し、
対物レンズのワーキングディスタンスを拡大する(Step-
４)。続いて、対物レンズと光ディスクの間隔を広げる
ために対物レンズを引き下げた後(Step-５)、対物レン
ズを徐々に光ディスクに近づけながら(Step-６)、フォ
ーカスずれ信号を検出する(Step-７)。合焦点位置が検
出された時点でフォーカス制御ループを閉じてフォーカ
ス制御を引込み(Step-８)、フォーカス制御引込みが確
認された後に(Step-９)、再び光束変換手段である前記
のビームエキスパンダ光学系を駆動し、対物レンズのワ
ーキングディスタンスを通常、情報の記録または再生を
行なう状態に戻す(Step-１０)。その後は、各種オフセ
ットの補正動作およびトラッキング引込み動作等の後段
の処理に進むが、それらの後段の処理は、通常知られて
いるものであり、詳細説明は省略する。また、フォーカ
ス制御引込みが確認できない場合はエラー処理に進む
が、その処理についても、通常知られているものであ
り、説明を省略する。ところで、上記後段の処理、若し
くは、上記エラー処理としては、いくつかの処理がある
が、それらと上述の実施例を組合わせるものであっても
良い。

【００４８】上記の説明において、ワーキングディスタ
ンスを拡大する動作(Step-４)を、レーザ光源発光（Ste
p−３）の後に実施するものとしているが、ディスク回
転（Step-２）およびレーザ光源発光（Step−３）の前
あるいは同時に行なってもかまわない。記録データ破壊
を回避する観点から、レーザ光源発光（Step-３）は、
ディスク回転（Step-２）の後に行なうことが好まし
い。ただし、特開２００１−９３１６３号公報記載のよ
うに、フォーカスサーボ用の専用領域を光ディスク上に
設ける場合は、この限りではない。

【００４９】以上説明した、いわゆるビームエキスパン
ダ光学系を光ヘッドに搭載する構成は、上記で既に説明
した参考例のみならず、特開平４−２８９５３０号公報
でも開示されている。また、対物レンズに入射する光束
の収束発散状態を変化させる考え方は、特開平１１−２
５９８９３号公報あるいは特開平１１−２５９９０６号
公報等に記載されている。

【００５０】しかしながら、いずれの参考例も球面収差
補正、あるいは色収差補正を目的とするものである。即
ち、光ディスクの基板厚が、光ヘッド設計時に想定した
値とは、異なり、ばらつくことによって発生する球面収
差の補正、あるいは光源波長の変化等による色収差の補
正を行なうものであり、上記実施例のように、対物レン
ズのワーキングディスタンスの拡大にまで言及していな
い。更には、フォーカス制御引込み時に、ワーキングデ
ィスタンスを拡大して、フォーカス制御引込み動作を実
施するという概念も上記参考例には示唆がされてないも
のである。

【００５１】なお、フォーカス制御引込み終了後、上記
の実施例で説明したビームエキスパンダ光学系を、球面
収差補正や色収差補正の目的で使用するものであっても
よい。

【００５２】また、上記の説明においては、光束変換手
段６として、光軸を一致させて配置された２個のレンズ
からなるいわゆるビームエキスパンダ光学系について説
明した。しかしながら、オプティカル・データ・ストレ
ージ・トピカル・ミーティング２００１講演予稿集（Te
chnical Digest of Optical Data Storage Topic
al Meeting ２００１）ｐ.１０３ 講演番号ＴｕＢ−
３に記載されている液晶を用いた回折光学素子を用いた
場合でも、同素子から出射する光束の状態を収束、ある
いは発散状態に変化させることが出来るので、同様の効
果を得ることができる。回折光学素子にレンズ効果を持
たせることによって、所定の球面収差およびデフォーカ
スを発生させればよい。

【００５３】続いて、図５により本発明の第２の実施例
を説明する。各構成要素の番号は、図１のそれと同一で
ある。本実施例では、光ヘッド１８の構成として偏光ビ
ームスプリッタ５をコリメートレンズ３とレーザ光源２
の間に配置するとともに、光点制御信号検出と記録情報
信号検出を一つの検出光学系２３で行なうことを特徴と
している。これにより、光ヘッド１８の部品点数削減と
小型化を図ることができる。なお、図２においては、図
１で示した各種駆動回路および制御回路は省略した。さ
らに、レーザ光源２、モニタ光検出器１３、信号検出光
学系２３が同一パッケージ内に収納配置されているいわ
ゆるレーザ／光検出器ユニットを構成すれば、偏光ビー
ムスプリッタ５を省略することができるので、さらなる
小型化が可能になる。

【００５４】図６に、本発明の第３の実施例である光学
的情報記録再生装置２００の斜視図を示す。本実施例で
は、本発明の第１あるいは第２の実施例で説明した光ヘ
ッド１８は、光ヘッド移動機構１９によって光ディスク
１の半径方向に移動させる。第１および第２の実施例に
おいて説明したように、光ヘッド１８には、レーザ光源
２、コリメートレンズ３、ビーム強度整形光学系４、偏
光ビームスプリッタ５、光束変換手段６、立ち上げミラ
ー７、偏光性回折格子８、波長板９、対物レンズ１０、
アクチュエータ１２、モニタ光検出器１３、ビームスプ
リッタ１４、光点制御信号検出光学系１５、レンズ１
６、光検出器１７等が搭載されている。光ディスク１は
開閉可能なシャッタ２４および防塵機能を有するカート
リッジ２５に挿入されており、装置２００の開口部２６
より装置内に挿入され、スピンドルモータ２７によって
回転する。装置全体は防塵ケース２８によって覆われて
いる。光ヘッド移動機構１９としては、ギア、スクリュ
ーねじ、ステップモータ、リニアモータ等従来公知の各
種方式いずれを使用してもかまわない。また、光ディス
ク１としてカートリッジ２５を用いた場合を説明した
が、同カートリッジ２５は使用しなくてもかまわない。
さらに、光ディスク１挿入のための機構は図示していな
いが、光ディスク１をトレイに載せて挿入する方式、光
ディスク１あるいはカートリッジ２５それ自体を自動あ
るいは手動によって挿入する方式等、従来公知の各種方
式を用いることができる。

【００５５】図７により、上記光学的情報記録再生装置
２００における各種信号の流れを説明する。光ヘッド１
８で検出された各種検出信号は、制御回路２２内のサー
ボ信号生成回路２２０１および情報信号記録再生回路２
２０２に送られる。サーボ信号生成回路２２０１では、
これら検出信号からフォーカスエラー信号やトラックエ
ラー信号などの光点制御信号が生成され、これをもとに
アクチュエータ駆動回路２２０３を経て光ヘッド１８内
のアクチュエータ１２（図１に図示）を駆動して、対物
レンズ１０（図１に図示）の位置制御を行なう。

【００５６】また、情報信号記録再生回路２２０２で
は、再生時には、前記検出信号から光ディスク１に記録
された情報信号が再生処理され、再生信号出力端子を介
して出力される。一方、記録時には、記録信号入力端子
を介して入力された記録用の信号は、情報信号記録再生
回路２２０２で、記録処理された後に、光ヘッド１８に
よって、光ディスク１に記録される。前記サーボ信号生
成回路２２０１および情報信号再生回路２２０２で得ら
れた信号の一部は装置制御部２２０４に送られる。装置
制御部２２０４は、前記各種信号等にもとづいて、光学
的情報記録再生装置２００全体の動作を制御する。な
お、前記装置制御部２２０４にはアクセス制御回路２２
０５、スピンドルモータ駆動回路２２０６、レーザ光源
駆動回路２０および光束変換手段駆動回路２１が接続さ
れており、それぞれ光ヘッド１８のアクセス方向（ディ
スク１の半径方向）位置制御、スピンドルモータ２７の
回転制御、情報の記録および再生に応じたレーザ光源発
光出力制御、および光束変換手段の駆動制御が行なわれ
る。

【００５７】また、上記光学的情報記録再生装置の構成
を図７を用いて説明したが、図７の構成に限定されるも
のではない。例えば、サーボ信号生成回路２２０１、情
報信号再生回路２２０２、アクチュエータ駆動回路２２
０３、装置制御部２２０４、アクセス制御回路２２０
５、スピンドルモータ駆動回路２２０６の処理を図７に
おいては、制御回路２２内にて行なうものとしている
が、必ずしも、制御回路２２内にて実施される必要もな
く、上記処理の内の何れかを制御回路２２の外部で処理
するものであっても良い。

【００５８】上記本発明を用いることで、ワーキングデ
ィスタンスの小さい光ヘッドを使用した場合において
も、フォーカスサーボ引込み動作が可能な光学的情報記
録再生装置を提供することが出来るものとなる。

【００５９】なお、上記実施例においては、ワーキング
ディスタンスを変化させる手段として、対物レンズに入
射する光束を収束または発散状態に変化させる光束変換
手段を用いたものを例に説明をした。しかしながら、こ
れに限定されるものではなく、他の方法で、ワーキング
ディスタンスを変化させて、フォーカスサーボ引込みを
実施するものであっても良い。

【００６０】さらに、上記光束変換手段も、光軸を一致
させて配置された２個のレンズからなるいわゆるビーム
エキスパンダ光学系や、液晶を用いた回折光学素子を用
いるものを実施例として、上記にて説明したが、これに
限定されるものではなく、他の方法を用いる光束変換手
段でワーキングディスタンスを変化させるものであって
も良い。

【００６１】また、近年開口数の大きな対物レンズを含
む光学系が開発されるようになり、知られるようになっ
てきた。上述の実施例は、例えば、開口数が０．７以上
の対物レンズを含む光学系を有する光ヘッドにおいて、
使用することで、フォーカスサーボ引込みにおいて、効
果が得易くなる。

【００６２】それは、開口数が０．７以上で、大きくな
るに従って、ワーキングディスタンスが小さくなる傾向
があるから、そのような対物レンズを含む光学系を有す
る光ヘッドでは、ワーキングディスタンスを大きくして
フォーカスサーボ引込みを実施することによるメリット
を受け易くなるのである。

【００６３】特に複数のレンズを組合せて、開口数０．
８５程度の光学系を実現する場合、上述の実施例によっ
て、更に効果が得易くなることは言うまでもない。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ワ
ーキングディスタンスの小さい光ヘッドを使用した場合
においても、フォーカスサーボ引込み動作が可能な光ヘ
ッドおよび光学的情報記録再生装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である光ヘッドの構成を
説明する図

【図２】本発明の第１の実施例において光束変換手段の
構成を説明する図

【図３】本発明の第１の実施例において光束変換手段の
動作を説明する図

【図４】本発明の第１の実施例においてフォーカス制御
引込み動作の流れを説明する図

【図５】本発明の第２の実施例である光ヘッドの構成を
説明する図

【図６】本発明の第３の実施例である光学的情報記録再
生装置の構成を示す図

【図７】本発明の第３の実施例である光学的情報記録再
生装置における各種信号の流れを説明する図

【符号の説明】

１…光学的情報記録媒体（光ディスク）、１０１…基
板、１０２…記録層、１０３…保護膜、２…レーザ光
源、３…コリメートレンズ、４…ビーム強度整形光学
系、５…偏光ビームスプリッタ、６…光束変換手段、６
０１…凹レンズ、６０２…凸レンズ、６０３…支持部
材、６０４…固定部材、６０５…取付部材、６０６…移
動機構、６０７…アクチュエータ、７…立ち上げミラ
ー、８…偏光性回折格子、９…波長板、１０…対物レン
ズ、１１…絞り込みスポット、１２…アクチュエータ、
１３…モニタ光検出器、１４…ビームスプリッタ、１５
…光点制御信号検出光学系、１６…レンズ、１７…光検
出器、１８…光ヘッド、１９…光ヘッド移動機構、２０
…レーザ光源駆動回路、２１…光束変換手段駆動回路、
２２…制御回路、２２０１…サーボ信号生成回路、２２
０２…情報信号再生回路、２２０３…アクチュエータ駆
動回路、２２０４…装置制御部、２２０５…アクセス制
御回路、２２０６…スピンドルモータ駆動回路、２３…
信号検出光学系、２００…光学的情報記録再生装置、２
４…シャッタ、２５…カートリッジ、２６…開口部、２
７…スピンドルモータ、２８…防塵ケース。

フロントページの続き (72)発明者 大西 邦一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 Ｆターム(参考） 5D117 AA02 DD03 DD06 DD14 GG02 5D118 AA28 BA01 BF16 DB26 DC03 5D119 AA31 AA32 BA01 DA12 EA03 JA42 JA46 JA49 JB02 5D789 AA31 AA32 BA01 DA12 EA03 JA42 JA46 JA49 JB02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザ光源と、 前記レーザ光源から出射したレーザ光を情報記録媒体に
   集光する集光光学系と、 フォーカスサーボを制御動作状態に引込むフォーカス制
   御引込み手段と、フォーカスサーボが制御動作状態にお
   ける前記情報記録媒体と前記集光光学系との間の距離で
   あるワーキングディスタンスを変化させるワーキングデ
   ィスタンス可変手段とを有する光ヘッドであって、 前記ワーキングディスタンスを、前記ワーキングディス
   タンス可変手段によって、変化させて、フォーカス制御
   引込みすることを特徴とする光ヘッド。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光ヘッドであって、 フォーカス制御引込み後に、 前記ワーキングディスタンスを、フォーカスサーボが制
   御動作状態であって、情報記録媒体に対して情報を記録
   または再生する場合における前記情報記録媒体と前記集
   光光学系との間の距離に変化させることを特徴とする光
   ヘッド。
3. 【請求項３】請求項１、２に記載の光ヘッドであって、 前記ワーキングディスタンス可変手段は、前記集光光学
   系における光束を収束または発散状態に変化させる光束
   変換手段であることを特徴とする光ヘッド。
4. 【請求項４】請求項３に記載の光ヘッドであって、 前記光束変換手段が、光軸を一致させて配置された複数
   のレンズからなる光学系であることを特徴とする光ヘッ
   ド。
5. 【請求項５】請求項３に記載の光ヘッドであって、 前記光束変換手段は、液晶素子を用いることを特徴とす
   る光ヘッド。
6. 【請求項６】請求項３に記載の光ヘッドであって、 前記光束変換手段が、回折光学素子であることを特徴と
   する光ヘッド。
7. 【請求項７】請求項１、２に記載の光ヘッドであって、 フォーカス制御引込み時における前記集光光学系のワー
   キングディスタンスが、前記情報記録媒体のフォーカス
   制御引込み時における前記集光光学系のフォーカス制御
   方向における面振れ量より大きく、 フォーカス制御引込み後の前記ワーキングディスタンス
   が、前記面振れ量より小さいことを特徴とする光ヘッ
   ド。
8. 【請求項８】請求項１、２に記載の光ヘッドであって、 前記集光光学系の開口数が０．７以上であることを特徴
   とする光ヘッド。
9. 【請求項９】情報記録媒体を回転する回転手段と、 前記情報記録媒体に対して、情報を書込み、または読出
   しする請求項１〜８記載の光ヘッドと、 前記光ヘッドを前記情報記録媒体の半径方向に移動させ
   る光ヘッド移動手段と、 情報記録媒体を前記回転手段に載置する情報記録媒体載
   置手段と前記光ヘッドで前記情報記録媒体に対して、情
   報を書込み、または読出す信号を、再生処理、または記
   録処理する情報信号記録再生処理手段と前記光ヘッドで
   読出された信号からフォーカスエラー信号、またはトラ
   ックエラー信号を含む光点制御信号を生成するサーボ信
   号生成手段と前記回転手段、前記光ヘッド移動手段、前
   記情報記録媒体載置手段、前記情報信号記録再生処理手
   段、前記サーボ信号生成手段を制御する装置制御手段を
   有する光学的情報記録再生装置において、 前記ワーキングディスタンスを、前記ワーキングディス
   タンス可変手段によって、変化させて、フォーカス制御
   引込みすることを特徴とする光学的情報記録再生装置。