JPH07129966A - マルチビーム光ヘッド - Google Patents

マルチビーム光ヘッド

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JPH07129966A
JPH07129966A JP5276402A JP27640293A JPH07129966A JP H07129966 A JPH07129966 A JP H07129966A JP 5276402 A JP5276402 A JP 5276402A JP 27640293 A JP27640293 A JP 27640293A JP H07129966 A JPH07129966 A JP H07129966A
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JP
Japan
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light emitting
moving
fitting
optical axis
cylindrical surface
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Pending
Application number
JP5276402A
Other languages
English (en)
Inventor
Daisuke Ogata
緒方  大輔
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/22Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチビーム光ヘッドにおいて、光源を光軸
および発光点の配列方向の両者に垂直な方向の軸まわり
に調整可能な構成とすることにより、従来と同等の半導
体レーザの形状精度仕様とフォーカスサーボ系およびサ
ーボ信号検出系の設計条件においても、十分なフォーカ
シング性能を確保する。 【構成】 2ビーム半導体レーザ10は移動金具103と嵌
合しており、ネジ105a,105bにより固定金具104に締結さ
れ、固定金具104は光軸と発光点10a,10bの配列方向の両
者に垂直な軸110を中心とする円筒面104aにて移動金具1
03の摺動面103aと接する構成により、発光点とコリメー
トレンズ101の相対位置誤差は、固定金具104を適宜動か
すことにより所定の値以下になるよう調整され、移動金
具103を固定金具104の円筒面104aに沿ってAまたはBの
方向に移動させると、移動量に応じて発光点の配列の傾
き角が変化し、それに応じて光軸方向の相対位置が変化
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的に記録再生でき
る記録媒体に情報を記録し、この媒体から記録した情報
を再生するための光学式記録再生装置に係り、特に記録
媒体からの反射光を利用して各種サーボ信号及び再生信
号を得るためのマルチビーム光ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に光学式記録再生装置においては、
情報を高密度に記録・再生するために、記録媒体、例え
ばディスク上の情報トラックは、1〜2μm程度のピッ
チの微細なスパイラルまたは同心円形状になっている。
このようなディスクに、直径1μm程度に絞り込まれた
光スポットが照射され、その反射光からディスク上の情
報が読み出される。
【0003】このような装置において、情報の転送速度
を向上させる必要がある場合や、記録時に照合を並行し
て行う場合には、一つのヘッドで複数の光束を導くマル
チビーム方式が採用されることが多い。このようなマル
チビームヘッドでは、複数の発光点を有するモノリシッ
クな半導体レーザから出射される複数の光束が、同一の
光学系を通してディスクまで導かれる。
【0004】一般に光学式記録再生装置においては、デ
ィスクの回転方向と垂直な方向のディスクの面ブレに対
し、絞り込まれた光スポットが常にディスク上に照射で
きるように光ヘッドを追従させるフォーカスサーボが必
要である。これは通常、光束をディスク面上に絞り込む
対物レンズをディスクの面ブレに応じて光軸方向に駆動
することにより行われる。
【0005】そのためのサーボ信号は、ディスクからの
反射光束の断面形状や位置の変化等を検出することによ
り得られる。フォーカスサーボの偏差とサーボ信号検出
系の誤差を0にすることはできず、この合計がレーザ波
長と対物レンズの開口数で決まる焦点深度以下に収まる
ようにサーボ系およびサーボ信号検出系を設計する。
【0006】マルチビーム光ヘッドの場合、複数の光束
が同一の対物レンズを通るため、いずれか一つの光束を
用いてフォーカスサーボ信号を検出し、その光束の光ス
ポットがディスク面上で最も絞り込まれた状態になるよ
うにフォーカスサーボを行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マルチビーム光ヘッドでは、前記のようにいずれか一つ
の光束のみについてフォーカスサーボをかけるため、サ
ーボ信号検出に用いる光束以外の光束はディスク面上で
必ずしも最小に絞り込まれているとは限らない。たとえ
ば、光源の発光点の光軸方向の位置が揃っていない場
合、ディスク面上での光スポットの光軸方向の位置にも
ズレが生じる。図5は、この原理を説明するためにマル
チビーム光ヘッドの光学系を簡略化した模式図である。
簡単のため、発光点が2個である2ビームの場合とし
た。
【0008】図5において、半導体レーザの2つの発光
点10a,10bから出射した光束は、焦点距離f1の
コリメートレンズ101で平行光にされた後、焦点距離
f2の対物レンズ102に導かれ、絞り込まれてディス
ク面20上に光スポット20a,20bを形成する。発
光点10a,10bは、製造誤差のため通常そのパッケ
ージ10の軸に対して傾いている。その傾きの角度をθ
とすると、発光点10a,10bの光軸方向の位置は、
その間隔Lによりδ=Lsinθだけずれる。このと
き、光スポット20a,20bの光軸方向位置のズレ
(以下、相対フォーカス誤差と呼ぶことにする)εは光
学系の結像倍率によって決まり、 ε=(f2/f1)2 δ になる。マルチビーム半導体レーザの典型例として、L
=100μm、θ=2degとし、またヘッド光学系の
典型例としてf1=8mm,f2=4mmとすると、ε
=0.9μmになる。
【0009】マルチビーム光ヘッドの場合、フォーカス
サーボ偏差とサーボ信号検出誤差とに、前記のような光
スポット間の相対フォーカス誤差εを加えても前記焦点
深度以下になるようにしなければならない。例えばレー
ザ波長780nm、対物レンズの開口数0.5の場合の
焦点深度は1.6μm程度であり、従来の単一ビームヘ
ッドではこれがすべてサーボ系およびサーボ信号検出系
の設計マージンに振り向けられていたが、2ビーム光ヘ
ッドの前記典型例では、相対フォーカス誤差が0.9μ
mと焦点深度の半分以上の大きさになるので、前記設計
マージンを従来の1/2以下にする必要がある。
【0010】それは実際上極めて困難であるばかりか、
3ビーム以上の光ヘッドでは、両端の光スポットの相対
フォーカス誤差はスポットの数に応じてεが積算され、
この相対フォーカス誤差のみで焦点深度を越えてしまう
ことも起こり得る。これを回避するためには、光スポッ
ト間の相対フォーカス誤差εをできるだけ小さくしなけ
ればならないが、そのために発光点配列方向の半導体レ
ーザのパッケージに対する傾きθや発光点間隔Lを厳し
く制限しなければならず、半導体レーザの製造が困難に
なり歩留まりが極めて悪化するという問題が生じる。
【0011】本発明は上述のような欠点を解消し、半導
体レーザの歩留まり及びフォーカスサーボ系・サーボ信
号検出系の設計条件が従来の単一ビームヘッドと同じま
までも、単一ビームヘッドと同等のフォーカシング性能
を有するマルチビーム光ヘッドを提供することを目的と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、半導体レーザを、光軸および発光点の配列
方向の両者に垂直な方向の軸を中心とする円筒面のまわ
りに移動および固定可能ならしめる光源固定手段によ
り、光ヘッド本体に固定する構成である。
【0013】
【作用】半導体レーザを、光軸および発光点の配列方向
の両者に垂直な方向の軸を中心とする円筒面に沿って移
動させると、発光点の光軸方向の位置が変化し、理論的
には前記位置を完全に一致させることが可能である。こ
の場合、ディスク上での光スポット間の相対フォーカス
誤差は0になるので、いずれか一つの光スポットについ
てフォーカスサーボをかければ他のスポットのフォーカ
シング性能も確保できることになり、単一ビームヘッド
の場合と全く同一の条件になる。
【0014】実用的には発光点の光軸方向位置を、ディ
スク面上での相対フォーカス誤差が焦点深度と比べて無
視し得る程度の量になるような値になるように調整す
る。たとえば、発光点の傾き角θを0.1deg程度の
精度で調整すれば、前記典型例にならうと光スポット間
の相対フォーカス誤差はε=0.04μmとなり、焦点
深度と比べて無視し得る量になる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の一実施例であるマル
チビーム光ヘッドの光源部を示す図である。簡単のため
2ビームの場合としている。
【0016】図1において、2ビーム半導体レーザ10
は移動金具103と嵌合しており、ネジ105a,10
5bにより固定金具104に締結されている。固定金具
104はネジ106a,106bにより光ヘッド本体1
00に締結されている。固定金具104は光軸と発光点
10a,10bの配列方向の両者に垂直な軸110を中
心とする円筒面104aを有し、この円筒面104aに
て移動金具103の摺動面103aと接している。
【0017】発光点10a,10bとコリメートレンズ
101の相対位置誤差は、固定金具104を適宜動かす
ことにより所定の値以下になるよう調整される。また、
移動金具103を固定金具104の円筒面104aに沿
ってAまたはBの方向に移動させると、移動量に応じて
発光点10a,10bの配列の傾き角が変化し、それに
応じて光軸方向の相対位置が変化する。
【0018】たとえば、移動金具103をA方向に動か
すと発光点aが発光点bよりもコリメートレンズ101
に近づくように動き、B方向に動かすとその逆になる。
発光点10a,10bの光軸方向相対位置誤差が所定の
値以下になるように移動金具103を動かした後、ネジ
105a,105bを締め込んで移動金具103と固定
金具104を固定する。移動金具103を動かした際、
半導体レーザ10とコリメートレンズ101の相対位置
も変化するので、移動金具103を動かした量とほぼ同
じ量だけ反対方向に固定金具104を動かして固定す
る。
【0019】発光点10a,10bの光軸方向相対位置
の調整精度は、移動金具103の移動精度と円筒面10
4aの半径との比により決まる。例えば、前者を実現容
易な値として0.05mm、後者を実用的な値の例とし
て30mm、発光点10a,10bの間隔を100μm
とすると、位置調整精度は0.17μmとなる。このと
き、図5と同じ光学系ではディスク面上での光スポット
の相対フォーカス誤差は0.04μmとなり、無視し得
る量になる。
【0020】図2は、移動金具103と固定金具104
の接触部を拡大したものである。本実施例では移動金具
103の接触面103aを平面としているが、この面は
円筒面104aと同じかそれ以上の半径を持つ円筒面と
しても良い。
【0021】さて、図1および図2の実施例は円筒面の
中心軸110が半導体レーザ10から離れた構成であっ
たが、これを光軸方向の位置が発光点と同じになるよう
に構成しても良い。図3はこの場合の実施例であり、図
1と同様の構成要素については同一の符号を付した。
【0022】図3において、107は移動金具、108
は固定金具である。固定金具108は、光軸と発光点1
0a,10bの配列方向の両者に垂直であり、かつ発光
点10a,10bの中央に位置する軸120を中心とす
る円筒面108aを有し、この円筒面108aにて移動
金具107の摺動面107aと接している。
【0023】発光点10a,10bとコリメートレンズ
101の相対位置誤差は、図1の実施例と同様、固定金
具108を適宜動かすことにより所定の値以下になるよ
う調整される。また、移動金具107を円筒面108a
に沿ってAまたはBの方向に移動させると、その移動量
に応じて発光点10a,10bは軸120を中心として
回転移動し、光軸方向の相対位置が変化する。たとえば
移動金具107をA方向に動かすと、発光点aはコリメ
ートレンズ101に近づき、発光点bは遠ざかる。B方
向に動かすとその逆になる。発光点10a,10bの光
軸方向相対位置誤差が所定の値以下になるように移動金
具107を動かした後、ネジ105a,105bを締め
込んで移動金具107と固定金具108を固定する。
【0024】本実施例の場合、移動金具107を動かし
ても、半導体レーザ10は円筒面108aの中心軸12
0を中心に回転移動するので、コリメートレンズ101
に対する相対位置はほとんど変化しない。従って、移動
金具107の調整の後、固定金具108を再び動かさな
くてもよい。
【0025】発光点10a,10bの光軸方向相対位置
の調整精度は、移動金具107の移動精度により決ま
る。例えばこれを十分実現可能な値として0.1deg
とし、発光点10a,10bの間隔を100μmとする
と、位置調整精度は0.17μmとなる。このとき、図
5と同じ光学系ではディスク面上での光スポットの相対
フォーカス誤差は0.04μmとなり、無視し得る量に
なる。
【0026】図4は、移動金具107と固定金具108
の接触部を拡大したものである。本実施例では、移動金
具107の接触面107aを平面としているが、この面
は円筒面108aと同じかそれ以上の半径を持つ円筒面
としても良い。
【0027】なお、以上の説明は2ビームヘッドについ
て述べたが、本発明は3ビーム以上のヘッドについても
適用可能である。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明は光源の発光点の
光軸方向相対位置を調整できるため、半導体レーザの形
状精度仕様を厳しくすることなく、またフォーカスサー
ボ系およびサーボ信号検出系の設計条件が従来の単一ビ
ームヘッドと同じでも、従来と同等のフォーカシング性
能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の2ビーム光ヘッドにおける
光源部の構成図
【図2】本発明の一実施例の2ビーム光ヘッドにおける
光源部の拡大図
【図3】本発明の他の実施例の2ビーム光ヘッドにおけ
る光源部の構成図
【図4】本発明の他の実施例の2ビーム光ヘッドにおけ
る光源部の拡大図
【図5】2ビーム光ヘッドにおける相対フォーカス誤差
発生原理を示す図
【符号の説明】
10 2ビーム半導体レーザ 10a、10b 発光点 101 コリメートレンズ 102 対物レンズ 103 移動金具 103a 移動金具の摺動面 104 固定金具 104a 固定金具の円筒面 105a、105b ネジ 106a、106b ネジ 107 移動金具 107a 移動金具の摺動面 108 固定金具 108a 固定金具の円筒面 110 円筒面の中心軸 120 円筒面の中心軸

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のレーザ光を発する光源と、光軸およ
    び発光点の配列方向の両者に垂直な方向の軸を中心とす
    る円筒面に沿って前記光源を移動および固定可能ならし
    める光源固定手段とを備えたマルチビーム光ヘッド。
  2. 【請求項2】光源固定手段の円筒面の中心軸の光軸方向
    位置を発光点の位置と概略同一位置になるように設定し
    た請求項1記載のマルチビーム光ヘッド。
JP5276402A 1993-11-05 1993-11-05 マルチビーム光ヘッド Pending JPH07129966A (ja)

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US08/331,723 US5490128A (en) 1993-11-05 1994-10-31 Optical head having a light source adjusting mechanism and a method for adjusting a light source in an optical head

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