JPH04176025A - 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、光信号を以ってディスクのような記録媒体に
情報を配録し再生する光学器具において、光ディスクの
半径の二つの地点間をレーザービームだけ移動し光学器
具は移動しない固定形の光学ヘッドに関するものである
。

（′Ｔｌ来の技術〕 情報をディスク形態の記録媒体上に記録し、これらをさ
らに再生する方法には、磁気的、ｔ！緑方式と光学的記
録方式等がある。一方の磁気的記録方式は、ディスク表
面の磁性物質の磁化す向を電磁気的に変化させて記録し
た後、再生するようにした方式であり、記録密度が１０
万ビット／ｃｉ稈度である。これに対し、他方の光学的
記録方式は、記録密度が１００万ビツト／ａｉ稈度と對
常に高く、大容量の情報を記録再生することができ、前
記磁気的記録方式より有利な面を持っている。

このような光学的記録再生を実現するために、従来の光
学ヘッドは、第７図に示すように、半導体レーザ１と、
この半導体レーザ１からの光が通過する部分反射鏡２と
、この部分反射鏡２の光を平行光に維持させる収束レン
ズ３と、この収束レンズ３からの光を集めてディスク４
上の検索部分に照射する対物レンズ５と、前記部分反射
鏡２がら反射した反射光を収集する円筒形レンズ６と、
この円筒形レンズ６を通過した光を検出する光検出器７
とによって構成されている。この光学ヘッドにおいては
、半導体レーザ１から出射したレーザービームは光軸に
そって部分反射鏡２を透過し、収束レンズ３を粁で平行
光になった後、対物レンズ５によってディスク４上の検
索部分４ａ、４ｂに点を形成する。焦点部位から反射し
たレーザービームは、さらに対物レンズ５と収集レンズ
３を経て、部分反ＩＩ鏡２から右側に反射され、円筒形
レンズ６を経て光検出器７に到達し、この光検出器７で
は電流を誘発させるためディスク４上の焦点部位の状態
による再生が修正されるのである。

焦点誤差を検出する場合を例示する非点収差方式は、光
検出器７に形成されるレーザービームの形状が所定の形
状に合わないと誤差があるとするもので、これは電気的
信号の焦点誤差で検出される。例えば、第８図に示すよ
うに、第１焦点（対物レンズ５が無い時のＺ軸方向焦点
）と第２焦点（円筒形レンズ６がある時のＸ軸方向の焦
点）との間に、対角線で４分割した光検出器７を設けて
、ディスク４上に焦点が正確に合った時は交叉点の焦点
が第８図（ｂ）と同じ像を作り、もし、ディスク４と対
物レンズ５との間の距離が焦点距離より近ければ第８図
（ａ）と同じに焦点が水平の楕円形をなし、ディスク４
と対物レンズ５との間の距離が焦点距離より遠いならば
第８図（Ｃ）と同じに焦点が垂直の楕円形となる。これ
に基づき、第８図（ａ）および（ｃ）の（Ａ＋Ｃ）−（
Ｂ＋Ｃ）という電気的信号が、前記のような第８図（ｂ
）と同じ像を作るように、対物レンズ５とディスク４と
の間の距離調節によって焦点誤差を修正するようになっ
ている。

また、トラッキング誤差修正のための代表的ブシブル方
式は、ディスク４のトラッキングホーム４Ｃにレーザー
ビームの焦点が照査される時トラッキングホーム４Ｃの
左右のいずれの方に傾くかによって、光量分布が第９図
（ａ）または（Ｃ）のようになり、正確なトラッキング
は第９図（ｂ）のようにならなければならないため、光
検出器７の（Ｂ−Ｄ）である電気的信号をトラッキング
誤差で検出して修正するようになっている。

このような誤差修正信号は、各々勺−ボ回路から演算さ
れた後、フォーカスコイル８およびトラッキングコイル
９に印加され、対物レンズ５の焦点誤差を減少する方向
に移動させるにより、持続的な焦点合わせとトラッキン
グ合わせとを行なうようになっている。

〔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は、多数の光学部品が１つ
のユニットとして構成された状態でモーターによって駆
動されて、ディスク上の情報配録、再生検索位置を探し
ていかなければならないので、移動時間が重量の２乗根
に比例する法則によってヘッドの重さによるトラッキン
グ追跡時間が相当長くなる。例えば、５．２５インチデ
ィスクの場合トラッキング追跡時間が１００ｍ５ｅｃと
なる。

これは迅速な処理を要する情報装置の機能を阻害させる
型装置となるので、これを改善させた対物レンズ５部位
と受発光部位とを分離作動させて、光学ヘッドの軽量化
が試みられている。しかしながら、移動部位のｔ１限界
のためトラック追従時問を短縮するにはｉｌ＋限があっ
たし、光学ヘッドを移動させるための移送器具も揃えな
ければならないので、費用も増加するという経済的問題
もあった。

本発明はこれらの点に篤みてなされたものであり、光学
ヘッドを移送させず、しかも、移送機器も用いないで光
学ヘッドの機能を効采的に遂行することができる光学ヘ
ッドを提供することを目的する。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、請求項第１項の本発明にお
いては、レーザーの進行方向に反射鏡、収束レンズ、焦
点誤差補正用レンズおよび光走査装置を順に設置し、こ
の光走査装置によって走査されるレーザービームが収束
されるように対物レンズを固定設置し、この対物レンズ
の前面に移動する光記録媒体から反射したレーザービー
ムがさらに前記反射鏡から側面に反射するようにし、こ
の反射鏡より反射したレーザービームの経路上に、焦点
誤差およびトラッキング誤差を検出できる手段を具備し
た受光装置を設置し、焦点誤差の補正は前配光走査装置
によって遂行することを特徴とする。

また、請求項第２項から第５項のように、前記光走査装
置は、光記録媒体トラック追従用の第１光走査装置と、
この第１光走査装置の走査方向とｆ！直の光走査方向を
もつように設置されるとともにトラッキング誤差を補正
する第２光走査装置とで構成されたり、駆動装置により
駆動される振動鏡とされたり、超音波偏向器とされたり
、回転鏡とされる。

〔作　用〕

請求項第１項から第５項の本発明の光学ヘッドによれば
、ディスクの半径上に情−報が記録されるトラック範囲
全体にレーザービームを走査することのできる直径の対
物レンズを具備し、レンズの焦点である像点から反射す
る光はさらに物点にもどるレンズの特徴を利用してレー
ザービームを対物レンズの光軸を中心として光走査装置
をもって左右に走査させて、光学ヘッド全体を移送させ
ないでディスクの情報区域全体を判読することができる
。

〔実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図から第６図について説明
する。

本実施例の光学ヘッドは、レーザービームを発外するレ
ーザーダイオード５１と、部分反ｔＪ１鏡５２と、この
部分反射鏡５２からのレーザービームを集める収束レン
ズ５３と、フォーカシングコイル５４Ａを備えたレーザ
ービームの焦点誤差を補正する焦点誤差補正用レンズ５
４と、このレンズ５４からのレーザーど−ムを走査する
光走査装置５５と、情報記録用ディスク５６と光走査装
置５５の間に設置される対物レンズ５７と前記部分反ｉ
ｌｌ鏡５２からの反射光を集める受光装置５８とにとっ
て構成されており、特に対物レンズ５７はディスク５６
の情報が記録できるトラックの始発点５６Ａと終点５６
Ｂをカバーできる大きさに形成されている。

ここで対物レンズ５７の焦点である像点６０（第２図参
照）で反射する光が物点５９にもどって来るレンズの性
質を利用すれば、レーザーダイオード５１から出射する
レーザービームは、部分反１１鏡５２→収束レンズ５３
→焦点誤差補正用レンズ５４→光走査装置５５一対物レ
ンズ５７−→ディスク５６の順に進行して像点６０に到
達する。

このディスク５６から情報記録信号または再生信号とし
て反射されたレーザービームは、さらに対物レンズ５７
→光走査装置５５→焦点誤差補正用レンズ５４→収束レ
ンズ５３→部分反射鏡５２を経て受光装置５８に感知さ
れる。

特に１部分反射鏡５２からレーザーダイオード５１まで
の距離と、受光装ｆｆ１５８内の光検出器（図示無し）
の間の距離とを所定値に維持しておけば、ディスク５６
から反射されたレーザービームは、光走査装置５５の走
査角度に関係なしに前記光検出器に焦点を形成すること
になる。

結局対物レンズ５７のレンズ口径がディスク５６のトラ
ック始発点５６Ａと終点５６Ｂとの閣の間隔より大きい
し、光走査装置５５からの対物レンズ５７の光軸５５Ａ
を中心とした左右にレーザービームを走査すれば、光学
ヘッドの移動なしにディスク５６の全情報帯域を読むこ
とができる。

ここで焦点誤差は、非点収差法、ナイフェツジ法、界角
プリズム法、ワズリング法等で検出でき、焦点誤差修正
は受光装ｆｆ５８のサーボ回路を通じてフォーカシング
コイル５４Ａに通電制御することにより、焦点誤差補正
用レンズ５４によって焦点を合わせるように移動させる
ことにより行なわれる。。

即ち、第３図に示すように、ディスク５６を対物レンズ
５７から遠ざけたい時は、接続レンズ５３との距離を縮
め第３図（ａ）のように上点距離を長くしてやり、近づ
けたい時は、上点距離を短かくして第３図（Ｃ）のよう
に焦点誤差を修正して、常に第３図（ｂ）のように焦点
が合うようにする。

一方、トラッキング誤差検出方式は、アシプル法、ヘタ
ログイン法、ワブリング法、３ビ一ム法等通常使用する
方法によって検出でき、修正方法は受光装置５８のサー
ボ回路を通じて光走査５Ａｔ５５に印加する前記と同じ
方式でトラッキング誤差を修正することができる。

本発明の光学ヘッドの他の実施例としては、たとえば第
４図に示すように、光走査装置５５に代えて振動鏡６１
および駆動装置６２を使用するとか、第５図に示すよう
に、超音波光偏向器６３を使用することができる。

また、第６図に示すように、磁気記録テープ６４のよう
に光走査方向と２録媒体のトラックとを同一にして設け
れば、回転鏡６５でトラック６４ａにレーザービームを
走査し、トラッキングは超音波光偏向素子６６を以って
行なって、ディスク上の情報記録および再生機能を遂行
するようにしてもよい。

前記のような、構成と作用の光学ヘッドを利用すること
によって、トラック追従時間が５ｍ５ＥＣ位いと極めて
短くなり（光学ヘッドは１００ｍ５ＥＣ、磁気ヘードは
２０ｍ５ＥＣ）、従来の光学ヘッドで別に設けなければ
ならなかった移送装置が不要となり、光再生装置の製作
費用の低廉化も図ることができる。

Ｃ発明の効果〕 このように本発明は構成され作用するものであるから、
光学ヘッドを移送させず、しかち、移送機器も用いない
で光学ヘッドの機能を効果的に遂行することができる等
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の光学ヘッドの一実施例を示
し第１図は全体構成図、第２図はレンズの説明図、第３
図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第２図の焦点誤差修正のための
収束レンズの移送図、第４図から第６図はそれぞれ本発
明の他の実施例を示す斜視図、第７図は従来の光学ヘッ
ド部の構成図、第８図（ａ）（ｂ）（ｃ）は光学ヘッド
による焦点誤差修正の例示図、第９図（ａ）（ｂ）（ｃ
）は光学ヘッドによるドラッギング誤差修正の例示図で
ある。 ５１・・・レーザーダイオード、５２・・・部分反射鏡
、５３・・・収束レンズ、５４・・・焦点誤差補正用レ
ンズ、５４△・・・フォーカシングコイル、５５・・・
光走査装置、５６・・・ディスク、５７・・・対物レン
ズ、５８・−・受光装置、５９・・・物点、６０・・・
像点、６１・・・振動鏡、６２・・・駆動装置、６３・
・・超音波光偏向器、６４・・・磁気記録テープ、６５
・・・回転鏡、６６・・・超音波偏向素子。 出願人代理人　　中　　尾　　俊　　輔Ｆｉｇ、１ （ａｌ　　　　（１））　　　　（。〉Ｆｉｇ　、　Ｓ Ｆｉｇ、６ ＦＨｇ、７ Ｆ　ｉｇ　、８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）レーザーの進行方向に反射鏡、収束レンズ、焦点誤
   差補正用レンズおよび光走査装置を順に設置し、この光
   走査装置によって走査されるレーザービームが収束され
   るように対物レンズを固定設置し、この対物レンズの前
   面に移動する光記録媒体から反射したレーザービームが
   さらに前記反射鏡から側面に反射するようにし、この反
   射鏡より反射したレーザービームの経路上に、焦点誤差
   およびトラッキング誤差を検出できる手段を具備した受
   光装置を設置し、焦点誤差の補正は前記光走査装置によ
   つて遂行することを特徴とする光学ヘッド。 ２）光走査装置（５５）は、光記録媒体トラック追従用
   の第１光走査装置と、この第１光走査装置の走査方向と
   垂直の光走査方向をもつように設置されるとともにトラ
   ッキング誤差を補正する第２光走査装置とで構成されて
   いることを特徴とする請求項第１項記載の光学ヘッド。 ３）光走査装置（５５）は、駆動装置（６２）により駆
   動される振動鏡（６１）であることを特徴とする請求項
   第１項記載の光学ヘッド。 ４）光走査装置（５５）は、超音波偏向器 （６３）であることを特徴とする請求項第１項記載の光
   学ヘッド。 ５）光走査装置（５５）は、回転鏡であることを特徴と
   する請求項第１項記載の光学ヘッド。