JPS60124035A - 光ヘッド装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、記録媒体に記録された情報全党学的に読み出
す光学式情報再生装置、あるいは記録媒体に光学的に情
報を記録・再生させる光学式情報記録・再生装置の元ヘ
ッド装置の改良に係り、特に光源部は固定され、偏向手
段と集光手段から成る可動部は移動可能である元ヘッド
装置に関する。

〔概論〕

一般に、光学式に情報の記録・再生？行なう装置におい
ては情報を検索するのに要する時間は、できる限シ短い
ことが望まれる。

〔従来技術〕

例えば、光デイスク装置においては、高速度のランダム
アクセｘ’ｌ実現する為には、ディスクの半径方向に光
ヘッド部全高速度で移動する必要があり、この為光ヘツ
ド部全体の小型・縦１化が試みられてきｆｃｏ　ｔ、か
るに、高速度のランダムアクセスを達成する為に、半導
体レーザ等の光源の出力を増加させると、必然的に重い
ヒートシンクが必要とカリ、かえってアクセス時間が長
くなるという結果を生ずる。

第１図は、従来の光学ヘッド装置を示すものである。レ
ーザ等の光源２から放射される直線偏光光束はミラー４
，６で反射され、レンズ８により発散光束となり偏光ビ
ームスプリッタＩＯＫ入射する。入射する直線偏光光束
は、前記偏光ビームスプリッタ１０全透過する方向に振
動面が設定されているので、該偏光ビームスシリツタ１
０を透過し、１波長板の如き位相板１２によ９円偏光と
なシ、偏向手段たるミラー１４．１６で反射された後、
集光手段たる集光レンズ１８に入射し、元ディスク等の
基板２０上のビットの如き情報記録部２２に集光される
。前記情報記録部２２で反射された反射光束は、前述の
光路を逆進し、位相板Ｊ２によシ、入射時と直交する振
動面全有する（Ｋ線側光となる。この直線偏光は偏光ビ
ームスプリッタＩＯ全透過することが出来ず、該偏光ビ
ームスプリッタ１０で反射されて、光検出器２４に入射
され、前記基板２０上の情報が検出される。ミラー１４
及びミラー１６は、各々、トラッキング及び時間軸補正
の為に回転し、光偏向ケ行なうものである。

本従来例においては、基板２００半径方向のアクセスは
、基板２０の回転軸２６を移動することにより行なう為
、高速度のアクセスは不可能である。

この為、高速度のアクセス？実現する為に、集光レンズ
１８及びミラー１４，３６を一つのブロックとして、基
板２０の半径方向に移動できる構造とすることが望まれ
、これ全満足するものとして、光源・及び光検出器と集
光レンズ系が分離し、該集光レンズ系のみが可動である
元ヘッド装置が考案された。このような元ヘッド装置の
集光レンズ系では、集光レンズへ光ビームを入射させる
為に、単一のミラーが使用されるものであった。

第２ａ図、及び第２ｂ図は上述の曝−のミラーが使用さ
れた従来の元ヘッド装置の要部拡大図であシ、第２ａ図
はミラー２８と集光レンズ１８によりなる可動部３０が
適切な角度及び位置に配置された状態を表わし、第２ｂ
図は、可動部３０が適切な場合に比して、角取θ傾いた
状態を表わしたものである。

第２１１図において、入射光束３２はミラー２８により
、適切な方向に反射され、基板２０に垂直に入射する光
束となり、絞り３４によって光量が制限された後、集光
レンズ］８によって、基板２０の情報記録部２２上に集
光され、ここで反射された後に元の光路を逆進する。こ
の時、情報記録部２２で反射された反射光束は、絞り３
４の有効径いっばいに射出し、反射光束３６となる。

ところで、第２ｂ図に示す如く、可動部３０が基板２０
の垂直軸３８に対して角度θだけ傾くと、情報記録部２
３で反射された反射光束は、記録媒体２０の垂直軸３８
に対して、２０をなす方向に（５） 向うと同時に、集光レンズ１８の元軸も前記垂直軸３８
に対して角度θをなす。この為、反射された光束は絞シ
３４とは横ずれした位＝ｅ通過する為、無視できない量
の光が失われる。

絞り３４を通過した光束は集光レンズ】８、ミラー２８
を介して、反射光束３６となって射出する。図に示す如
く、反射光束３６の光量は入射光束３２の光量よシも少
ない。第２ｂ図においては、反射光束３６は、入射光束
３２と同軸になる様に描かれているが、これは模式的に
表わしただけであり、実際には、入射光束３２０元軸の
中心と反射光束３６の光軸の中心は一致せず、即ち、反
射光束は入射光束に対して片寄υ、その為、光検出器（
図示せず）で検出される光束も、本来の適切な位置から
ずれたものとなり、検出誤差金生ずる。

更に可動部３０が、基板２０の垂直軸３８に対して傾度
θだけ傾くと、情報記録部２２に集光する光束も、本来
の集光光束位置からずれることにより、コマ収差、非点
収差が発生し易い。

即ち、第２ｍ　、２ｂ図で示される光ヘツド装置（６） は偏向手段と集光手段とが正しい角度から傾くことによ
ｐ生ずる次の欠点全■する。

（１）反射光束の光量が失われる。

（２）入射光束と反射光束との間にずれ？生じ、検出誤
差を生ずる。

（３）　コマ収差、非点収差が発生する。

〔目的〕

そこで、本発明の目的は、前記欠点を除去し得る、元ヘ
ッド装置ヲ提供することにある。即ち、高速アクセス時
に、可動部に傾きが生じても、光量の減少及び検出誤差
や収差の発生しない光ヘツド装置を提供することにある
。

〔第１実施例〕 以下図面に基づいて、本発明の実施例を具体的かつ詳細
に説明する。

第３ａ図、及び第３ｂ図は本発明の第１実施例を示すも
のである。

この第１災施列では、偏向手段たる反射面４０゜４２と
集光手段たる集光レンズ１８及び絞シ３４によって可動
部３０を構成することにある。

図において、３２は入射光束、２０は基板、２２は情報
記録部、３６は反射光束である。

第３ａ図は正常状態、第３ｂ図は可動部３０が傾いた状
態全示し、第３ａ図に示す如く、正常状態では反射光束
３６は、絞り３４の有効径全体全透過するものである。

第３ｂ図は、上述した如く、可動部３０がθだけ傾いた
状態？表わし、反射面４０で反射された光束は、正常時
とは異なる角度で進行するが、反射面４２によって補正
され、反射面４２で反射された光束は基板２０に垂直と
なる。この場集光レンズ１８は基板２０の垂直軸３８に
対して角度θだけ傾く為、反射面４２で反射された光束
は集光レンズ１８に対しては軸外から入射することとな
るが、基板２０に対しては、略垂直に入射する。

この為、前記基板２０で反射された反射光束は絞、９３
４に対して横ずれ音生ずることがなく、七の為光量の低
下も招かず、正常時と略同等の光量を有しつつ、入射光
束３２の元軸の中心と略同じ元軸の中心ヲ有する反射光
束３６とな９、光検出器（図示せず）で検出される。

なお、本発明に用いる集光レンズとしては、従来行なわ
れている軸外収差補正法とは異った方針で設計を行なう
ことが望ましい。第４ａ図、第４ｂ図を用して、本発明
に用いるのに適するレンズの軸外収差補正法を説明する
。第４ａ図は、第１図に示す従来例等で行なわれている
、集光レンズの軸外収差補正法？あられした図である。

元軸に平行に入射する光束は、集光レンズ１８により、
基板２０の情報記録部２２上にほぼ無収差で集光される
。また、第１図におけるミラー１４．１６で偏向され、
光軸と角度θをなして入射する光束３２′はレンズ１８
、基板２０を介して、情報記録部２２上の異った位置に
、無収差で集光するように設計される。

これに対し、本発明に用いられる集光レンズは、従来例
とは異った方針に従って収差補正を行なうことが好まし
い。第４ｂ図において、光軸に平行な光束は、基板２０
上の情報記録部２２に無収差で集光されるよう設計され
るのに対し、元軸と角（９） 度θを々して入射する光束３２′に関しては、図示のよ
うに、角度θだけ傾いた基板２０′上の情報記録￥Ａ２
２′に無収差で結像する様に収差補正を行なえば良い。

本発明においては、第３ｂ図に示すように、元軸に対し
てθだけ傾いた光束が入射する場合には、基板２０はレ
ンズ１８の光軸に対して同一の角度θだけ傾くため、こ
のようなレンズを用いることによって、従来のレンズを
用いた場合に発生するコマ収差や非点収差を完全に補正
することが可能となる。

この第１実施例では、可動部３０において、反射面４０
．４２と集光レンズ１８とが一体的に構成されるもので
あったが、比較的軽量の集光レンズ１８のみを、基板２
０に対して高精度に垂直に保持させ、所定の角度関係ヲ
有する反射面４０゜４２を微動可能に構成することも可
能である。

この場合には、反射面４２で反射された光束は基板２０
に対して垂直となシ、集光レンズ１８の元軸も２０に対
して完全に垂直となる為反射面（１０） ４２で反射された光束は、集光レンズ１８の元軸方向か
ら入射することになる。

尚、集光レンズの傾き全許容した際の、アドレス位置情
報に関しては、昭和４９年６月２１日出願の特許公開昭
５１−１１０２号に記述される如く、集光レンズ１８の
基板２０側の節点の位置情報を用いれば良い。

〔第２実施しＩＪ　］ 第５図は本発明の第２芙施例に関するもので、この第２
実施例の特徴とするところは、第１実施例の可動部にお
ける２枚の反射面の代わシに、可動部にベンタグリズム
を用いることにある。

第４図において２′は、レーザ等の光源・コリメータレ
ンズ・ビームスシリツタ・ディテクタレンズ・光検出器
よりなる光源部、３２は入射光束、４４は偏向手段たる
ベンタグリズムであり、ベンタグリズム４４と集光手段
たる集光レンズ１８によって可動部３０が形成される。

この第２実施例では、光源部２′より、記録媒体２００
面と平行な面内において、基板２０の半径方向に向けて
入射光束３２が放射される。この入射光束３２は、ペン
タプリズム４４中で、２度反射され基板２０に垂直な光
束となり、集光レンズ１８によって情報記録部２２に集
光される。

可動部３０が傾いた際にも光束の傾きは、第１実施列と
同様な原理でペンタプリズム４４によって補正され、ペ
ンタプリズム４４によって反射され基板２０に入射され
る光束は、基板２０と垂直となる。アクセス時には、ペ
ンタプリズム４４と集光レンズ】８によって構成される
可動部は、入射光束３２と平行に設けられたガイドレー
ル（図示せず）上音移動し高速アクセスが行なわれる。

この第２実施ρりにおいては、光束の反射面は、ベンタ
グリズム４４の面４６．４８とであるので、この２面４
６．４８の角度設定誤差が使用中に生ずることは皆無で
ある。

また、ペンタプリズム４４は長尺のガラス棒を研磨した
後、切出して作製される為に量産が容易となシ安価であ
る。

更に、本第２実施例において、集光レンズ１８をホログ
ラムレンズ、セルフォックスレンズ、平板マイクロレン
ズ等の平板型のもので構成し、ペンタプリズム４４に接
着させる構成とすれば、ペンタプリズム４４と集光レン
ズ１８との相対的位置調整は不要となシ更に小型軽量の
元ヘッド装置を実現できる。

〔第３実施例〕 第６図は本発明の第３実施例を表わすものでこの第３実
施例の特徴とするところは、可動部３０における光偏向
手段としてプリズム５０ｉ用いたことである。この第３
実施例においては、可動部３０はプリズム５０と集光手
段たる集光レンズ１８からなシ、前記プリズム５０では
、その第１面５２に対する入射角と、第２面５４に対す
る射出角は等しく、前記ｆ　＋）ズム５０はいわゆる「
最小偏角」の配置をなす如く構成される。

この第３実施列においては入射光束３２はプリズム５０
の第１面５２によって偏向され、更に第２面５４によっ
て基板２０と垂直になる方向に偏向され、集光レンズ１
８によって、基板２０の情（ＩＪ） 報記録部２２に集光される。

この第３実施例において可動部３０が微小な角度だけ傾
き、プリズム５０ど集光レンズ１８が同量の角度だけ傾
いたとしても、前述した如くプリズム５０は「最小偏角
」の配置をとっているのでプリズム５０の傾きに対して
射出光束の角度変化は生ずることなく、基板２０に垂直
に射出される。

尚この第３実施例においては、単一のプリズム５０を用
いたけれども、全体として最小偏角条件を満足すれば複
数のプリズムを用いてもよい。

〔第４実施レリ〕 第７図は、本発明第４実施例を表わし、この第４実施例
の％徴とするところは、可動部３０の光偏向手段として
、回折格子５６を用いたことにある。この第４実施例で
は可動部３０は、回折格子５６と集光手段たる集光レン
ズ１８からなり、前記回折格子５６は、該回折格子５６
の法線方向に対して、入射光束のなす角と回折光束のな
す角が等しくなる如く、配置されている。

入射光束３２は、回折格子５６によって基板（１４） ２０と、垂直となる方向に偏向され、集光レンズ】８に
よって基板２０の情報記録部２２に集光される。

この第４実施例において、可動部３０が微小な角度だけ
傾いても、回折格子５６による回折光は角度変化を殆ん
ど起こすことなく、記録媒体２０に対して略垂直に射出
される。

〔第５実施例〕 第８図は、本発明の第５実施例を示し、この第５実施列
の％徴とするところは、光偏向手段として２個の直角プ
リズムを用いたことにある。

この第５実施列では、入射光束３２は第１直角プリズム
５８で一度反射された後、第２直角プリズム６０で２度
反射され、基板（図示せず）に垂直となる方向に射出さ
れ、集光手段たる集光レンズ１８によ多情報記録部（図
示せず）上に集光される。

この第５実施例において、可動部３０が入射光束３２を
軸として微小角回転しても、第２直角プリズム６０から
射出される光束は、基板（図示せず）に対して略垂直な
ままである。

以上、元ヘッド装置の可＃ＩＪＪ部の光偏向手段として
反射鏡、プリズム、回折格子を各々別に用いた実施例を
示したが、可動部が微動した時にも記録媒体に入射され
る光束がほぼ垂直を維持し続けるような光偏向手段であ
れば良く、例えば反射鏡、プリズム、回折格子等ｆ、Ｉ
Ｗ１み合わせて光偏向手段とすることも可能である。

第８図は本発明の変形例を表わしたもので、この変形例
の％徴とするところは、光偏向手段として、プリズム６
２と回折格子６４とｔ組み合わせた点にある。

図において、６２はプリズム、６４は回折格子、６６は
平板マイクロレンズである。

入射光束３２はプリズム６２で屈折された後回折格子６
４で回折され記録媒体２０に対して垂直な方向に偏向さ
れ、集光レンズたる平板マイクロレンズ６６によって記
録媒体２ｏの情報記録部２２に集光される。

この変形例においても可動部３０が微小回転しても記録
媒体２０に入射てれる光束は記録媒体２０と略垂直のま
まである。

この変形列によれば、光源の波長変動による屈折方向の
変化と回折方向の変化を共に打消すことが可能となる。

又、この変形例では集光レンズとして平板マイクロレン
ズ６６ケ用いているが、回折格子６４をオフアクシス型
のホログラムレンズとすることによシ更に部品数を減少
させ得る。

〔効果〕

以上詳細に説明した如く、本発明によれば光偏向手段及
び集光手段を主要部とする可動部を有する元ヘッド装置
において、前記可動部が高速アクセス時に正常な位置か
ら傾きを生じた場合にも、記録媒体に対して略垂直に光
束を射出することができるので、反射光束は入射光束と
略同−元路全たどる為、反射光束の光量の損失を防ぐと
ともに、反射光束の検出誤差の発生も防止し得る。更に
光束は記録媒体に略垂直に入射する為、コマ収差、非点
収差の如き収差の発生も防止し得る。

ｒ１７）

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の光ヘツド装置の構成原理図。 第２ａ図は、従来の光ヘツド装置の可動部の構成説明図
。 第２ｂ図は、第２ａ図における可動部が傾いた際の説明
図。 第３ａ図、第３ｂ図は本発明の第１実施例全表わし、第
３ａ図は可動部の構成説明図、第３ｂ図は可動部が傾い
た際の説明図。 第４ａ図、第４ｂ図は、従来のヘッドと、本発明のヘッ
ドに用いられるレンズの収差補正法ｉ６られした図。 第５図は本発明第２災施例の構成駅明図。 第６図は本発明第３実施例の可動部構成説明図。 第７図は不発明第４実施例の可動部構成説明図。 第８図は本発明第５実施例の可動部構成説明図。 第９図は本発明の変形例の可動部構成説明図。 図において、 ２・・・光源、２０・・・記録媒体、３０・・・可動部
、４０．４２・・・反射面、４４・・・ペンタプリズム
、（１８） ５０・・・プリズム、５６・・・回折格子、５８・・・
第１直角プリズム、６０・・・第２直角プリズム、６２
・・・プリズム、６４・・・回折格子 である。 （１９） 笛１図 第３ｏ図 第３ｂ図 １１　４ａ　図 ２ １ｉ　Ｊｂ図 １！　６　図 １１８図 、３０ ｓ７図 ２ １１９図 ２

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源部、前記光源部から発する光束の進行方向を
   変換する偏向手段、前記光束を記録棹体上に集光する集
   光手段より成る元ヘッド装置において；前記偏向手段と
   前記集光手段とが記録媒体に対して略一体となって移動
   する可動部を形成し。 前記可動部の少なくとも一軸に関する回転変位によシ生
   ずる。前記可動部からの射出光束の方向変位を減少せし
   め得る帥記偏向手段金有することを特徴とする光ヘッド
   装ｍ。
2. （２）偏向手段が、所定の角度ヲ肩する２枚以上の反射
   面から形成されること全特徴とする０軒請求の範囲第１
   項記載の元ヘッド装置。
3. （３）偏向手段をプリズムによ多形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲Ｍ１項記載の元ヘッド装置。
4. （４）偏向手段を１回折格子によ多形成したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の元ヘッド装置。
5. （５）偏向手段を、２つの直角プリズムにより形成した
   ことｆＩ￥ｆ徴とする特許請求の範囲第１項記載の元ヘ
   ッド装置。