JPH03259430A - 光学ヘッド - 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】 産業上の利用分野 本発明はコンパクトディスク、レーザディスク、画像文
書ファイル装置またはコンピュータ用の外部記憶装置な
どに用いられ、半導体レーザの光ビームを利用して情報
を再生および記憶再生する光学式記録および再生装置に
用いる光学ヘッドに関する。

従来の技術 近年、コンピュータ用外部記憶装置として高密度大容量
、非接触の特長をもつ光記憶装置が注目されているが、
その中でも書替え可能型という点で光磁気記録方式の光
磁気ディスク装置の開発が最も期待されている。この光
磁気ディスク装置に用いる光学ヘッドは高精度、高性能
が要求されており、その中でも高速アクセス化の達成が
大きな課題である。

従来の光磁気ディスク装置に用いる光学ヘッドは第１０
図に示すような構成が一般的であった。

以下、その構成について説明する。

図に示すように、半導体レーザ１は光ビームを放射する
もので、この半導体レーザ１から放射される光ビームは
、発散かつ楕円ビームとなっている。したがってこの発
散ビームをコリメートレンズ２により平行ビームに変換
している。またこの平行ビームは楕円ビームとなってい
るため、円ビームに変換するために、コリメート出射光
を整形プリズム３に対して一定の入射角になるように反
射ミラー４により反射させている。整形プリズム３より
円ビームに変換された後、無偏光ビームスプリッタ５に
より一部の光を反射させるが、大部分の光は透過して、
直角反射ミラー６により光軸が直角に曲げられる。直角
に曲げられた光ビームは対物レンズ７に入射し、情報記
録媒体８に集光される。このとき、絞られたビームスポ
ット形状を小さくするため、対物レンズ７の有効径より
入射光の１／ｅ２径を大きく入射させ、エアリ−ディス
クスポットを得ている。また情報記録媒体８に照射され
た光ビームは反射され、再び対物レンズ７に入射され、
平行ビームとなる。この平行ビームは再び無偏光ビーム
スプリッタ５に入射され、Ｐ偏光、Ｓ偏光の反射率Ｒｐ
　Ｒｓに応じた光量が反射され、１／２波長板９を透過
して偏光ビームスプリッタ１０に入射し、Ｐ偏光とＳ偏
光とのビームに分離される。分離された光ビームのうち
透過したＰ偏光のビームはトラッキング検出レンズ１１
によって２分割光検知素子１２に結像され、トラッキン
グエラー信号を検出している。また偏光ビームスプリッ
タ１０により反射されたＳ偏光のビームはフォーカス検
出レンズ１３により集束され、２分割ミラー１４により
２つのビームに分離され、２つのビームの焦点距離の中
間点に設けられた４分割光検知素子１５に結像し、フォ
ーカスエラー信号を検出している。これらのフォーカス
エラー信号、トラッキングエラー信号により、情報記録
媒体８が面振れ、偏芯がある程度あってもフォーカス方
向に±１μｍ１　トラッキング方向に±０．１μｍ程度
の位置決め制御を対物レンズ駆動コイル１６により対物
レンズ７を駆動させることにより達成している。また、
情報記録媒体８で得られた情報信号は１／２波長板９に
より偏光方向が４５度傾くとともに位相が１８０度ずれ
て偏光ビームスプリッタ１０でＰ偏光とＳ偏光とに分離
され、前述したように２分割光検知素子１２と４分割光
検知素子１５に受光され、その差動をとることにより情
報信号を取り出している。

発明が解決しようとする課題 このような従来の光学ヘッドでは、光学ヘッドをトラバ
ースメカに装着し、情報記録媒体８の半径方向にアクセ
スしたとき、対物レンズ７に加速度が加わり対物レンズ
７が揺動する。この揺動がおさまるまで対物レンズ７の
フォーカス引込みができないため、密シークできないこ
とになる。したがって、セトリング時間を小さくできな
いため、平行アクセス時間（１／２回転待ち時間＋１／
３フルストロ一クシーク時間＋セトリング時間＋密シー
ク時間）を短縮化できないという問題点を有していた。

本発明は上記課題を解決するもので、高速でアクセスす
るとき対物レンズを電気的にロック可能とし、セトリン
グ時間を短縮し高速アクセスを可能にすることを目的と
している。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、半導体レーザから
放射される光ビームまたは情報記録媒体からの反射光に
より対物レンズ位置を検出する光学的位置検知手段を具
備したことを課題解決手段としている。

作用 本発明は上記した課題解決手段により、情報信号とは別
に光学的位置検知手段の出力により対物レンズのトラッ
キング方向の位置検出ができ、光学ヘッドをアクセスす
るときには対物レンズを電気的にロック可能にでき、ア
クセス時の対物レンズ揺動を低減させ、セトリング時間
を短縮化できる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図から第３図（ａ
ｌ〜（Ｃ１を参照しながら説明する。なお、従来例と同
じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

図に示すように、無偏光ビームスプリッタ１７は無偏光
ビームスプリッタ５を透過した光を反射して対物レンズ
７に入射し、情報記録媒体８に集光させる。この無偏光
ビームスプリッタ１７の透過側に２分割受光素子１８を
取りつけたフォトディテクタ基板１９を設けている。対
物レンズ７は保持部材２０により保持している。なお、
無偏光ビームスプリッタ１７は偏光ビームスプリッタで
あってもよい。

上記構成において動作を説明すると、情報記録媒体８か
らの反射光は対物レンズ７により平行光に変換され、無
偏光ビームスプリッタ１７により、大部分の光量を反射
させ、情報信号、サーボエラー信号を検出する。一方、
無偏光ビームのスプリッタ１７により一部反射光量を透
過させ、フォトディテクタ基板１９に取りつけられた２
分割受光素子１８面に照射している。無偏光ビームスプ
リッタ１７を透過した光量は２分割された受光素子１８
ａ、１８ｂ面上に円ビーム像２１が照射される。照射さ
れた受光素子１８ａの出力と受光素子１８ｂの出力との
差動出力を取り出すことにより対物レンズ７の位置検出
を行っている。すなわち、初期設定として対物レンズ７
の中点位置において受光素子１８ａの出力と受光素子１
８ｂの出力との差動出力が０になる第３図（ｂ）に示す
位置に調整しておくと、対物レンズ７がトラッキングの
左方向に移動すると受光素子１８ａ、１８ｂ上に照射さ
れた円ビーム像２１は第３図ｆａ）のようになり、差動
出力は負となる。対物レンズ７が右方向に移動すると円
ビーム像２１は第３図（Ｃ１のようになり、差動出力は
正となる。したがって、差動出力によって対物レンズ７
のトラッキング方向の位置検出ができ、この検出信号に
より対物レンズ７の中点位置で電気的にロックすること
ができ、光学ヘッドを情報記録媒体８の半径方向にアク
セスしたとき、対物レンズ７が揺動するのを防止でき、
セトリング時間を短縮できて高速アクセスができるよう
になる。

つぎに、本発明の第２の実施例について第４図および第
５図ｆａ）〜（Ｃ１を参照しながら説明する。

図に示すように、２分割受光素子１８は無偏光ビームス
プリッタ１７の透過側面に薄膜形成したもので、他の構
成は上記第１の実施例と同じである。この実施例におい
ても、無偏光ビームスフリツタ１７を透過し受光素子１
８ａ、１８ｂ面上に照射された円ビーム像２１による受
光素子１８ａの出力と受光素子１８ｂの出力の差動出力
によって対物レンズ７のトラッキング方向の位置検出が
できる。

つぎに、本発明の第３の実施例について第６図および第
７図ｆａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明する。なお、従
来例または第１の実施例と同じ構成のものは同一符号を
付して説明を省略する。

図に示すように、この実施例は対物レンズ７への入射光
により対物レンズ７の位置検出を行うもので、半導体レ
ーザ１から放射された光ビームは直角反射ミラー６で直
角方向に曲げられ対物レンズ７に入射される。一方、対
物レンズ７の外周に設けられたこば部２２の光ビーム入
射光側に対物レンズ７の有効径部２３と同心状の２分割
受光素子２４を薄膜形成している。直角反射ミラー６よ
り反射された光ビームは２分割受光素子２４によりけら
れて、対物レンズ有効径部２３に照射され、情報記録媒
体８上にエアリτディスクとして結像される。一方、２
分割受光素子２４に照射された光ビームは、あらかじめ
対物レンズ光軸中心と高精度に分割された２分割受光素
子２４の縦縞で示した左側受光部と、横縞で示した右側
受光部と均一に照射される。右側受光部と右側受光部と
の差動出力を取り出すことにより対物レンズ７の位置検
出を行っている。すなわち、対物レンズ７がトラッキン
グの左方向へ移動すると２分割受光素子２４上に照射さ
れた円ビーム像２５は第７図（ａ）のようになり、差動
出力は負となる。対物レンズ７が右方向に移動すると円
ビーム像２５は第７図（Ｃ１のようになり、差動出力は
正となる。したがって、差動出力によって対物レンズ７
の位置検出ができ、この検出信号により対物レンズ７の
中点位置で電気的にロックが可能となる。

つぎに、第８図および第９図（ａ）〜ｆｃ）に示すもの
は、本発明の第４の実施例で、この第４の実施例におい
ては保持部材２０の光ビームの入射光側下面に２分割受
光素子２４を取りつけており、他の構成は第３の実施例
と同じである。この第４の実施例においても第３の実施
例と同様にして対物レンズ７のトラッキング方向の位置
検出ができる。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、２分
割受光素子を具備するだけの簡単な構成で、情報記録媒
体からの反射光または対物レンズへの入射光により、対
物レンズのトラッキング方向の位置検出ができ、光学ヘ
ッドをトラバースメカにより高速でアクセスするときに
対物レンズを電気的にロックさせることが可能になり、
その結果としてセトリング時間を短縮化させ、高速アク
セスが可能となる。また、半導体レーザと対物レンズと
の光路間に光ビームを分離するビームスプリッタを具備
し、情報記録媒体からの反射光を前記ビームスプリッタ
で分離し、この分離した光ビームを受光する受光素子を
具備しているので、情報記録媒体の情報信号に関係なく
対物レンズの位置検出ができ、さらに、ビームスプリッ
タの表面に受光素子を具備したから、受光素子を薄膜形
成できて構造が簡単にでき、また、対物レンズの光ビー
ム入射光側のこば部に受光素子を具備したから、対物レ
ンズの動きを直接位置検出信号として検出できて検出精
度を向上でき、さらに、対物レンズを保持する保持部材
の光ビーム入射光側に受光素子を具備したから、構造を
一層簡単にでき、対物レンズの位置検出精度を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の光学ヘッドの構成図、
第２図は同光学ヘッドの要部詳細の構成図、第３図（ａ
ｌ〜（Ｃ）はそれぞれ同光学ヘッドの受光素子の受光状
態説明図、第４図は本発明の第２の実施例の光学ヘッド
の要部詳細の構成図、第５図（ａ）〜ｆｃｌはそれぞれ
同光学ヘッドの受光素子の受光状態説明図、第６図は本
発明の第３の実施例の光学ヘッドの要部詳細の構成図、
第７図（ａ）〜ｆｃ）はそれぞれ同光学ヘッドの受光素
子の受光状態説明図、第８図は本発明の第４の実施例の
光学ヘッドの要部詳細の構成図、第９図（ａｌ〜（Ｃ１
はそれぞれ同光学ヘッドの受光素子の受光状態説明図、
第１０図は従来の光学ヘッドの構成図である。 １・・・・・・半導体レーザ、７・・・・・・対物レン
ズ、８・・・・・・情報記録媒体、１２・・・・・・２
分割光検知素子（光検知素子）、１５・・・・・・４分
割光検知素子（光検知素子）、１８・・・・・・２分割
受光素子（光学的位置検知手段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを放射する放射手段としての半導体レー
   ザと、情報記録媒体に光ビームを結像させる対物レンズ
   と、前記情報記録媒体からの反射光を受光し電気信号に
   変換する光検知素子とを備え、前記半導体レーザから放
   射される光ビームまたは前記情報記録媒体からの反射光
   により対物レンズ位置を検出する光学的位置検知手段を
   具備してなる光学ヘッド。
2. （２）半導体レーザと対物レンズとの光路間に光ビーム
   を分離するビームスプリッタを具備し、情報記録媒体か
   らの反射光を前記ビームスプリッタで分離し、前記分離
   した光ビームを受光する受光素子を具備した請求項１記
   載の光学ヘッド。
3. （３）ビームスプリッタの表面に受光素子を具備した請
   求項２記載の光学ヘッド。
4. （４）対物レンズの光ビーム入射光側のこば部に受光素
   子を具備した請求項１記載の光学ヘッド。
5. （５）対物レンズを保持する保持部材の光ビーム入射光
   側に受光素子を具備した請求項１記載の光学ヘッド。