(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から出射された光束を平行光束とした後、偏向手段を介して対物光学系に入射させて光ディスクに集光させる光情報記録再生ヘッドであって、前記偏向手段と前記対物光学系との間に、リレーレンズ群とイメージングレンズ群からなるアフォーカルなリレー光学系を配置して、前記偏向手段の偏向面近傍と前記対物光学系の主平面位置とが略共役関係となるようにすると共に、前記リレーレンズ群と前記イメージングレンズ群との間のレーザ光束の収束点近傍にレーザ光束を分離する光束分離手段を設け、この光束分離手段により分離されたレーザ光束を一次元の光位置検出器で受光することにより前記偏向手段の偏向面の回動量を検出するようにしたことを特徴とする光情報記録再生ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光情報記録再生ヘッドに関し、特にレーザ光束を偏向して光ディスクの微動トラッキングを行うヘッドの偏向量を検出する技術に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近時、面記録密度が１０Gビット／(インチ)2を越える光磁気ディスク装置の開発が進んでいる。この装置では、光磁気ディスクのトラックと交差する方向に例えば回動する粗動用アームの先端部に設けた対物光学系に対するレーザ光束の入射角をガルボミラー等の偏向手段により微調整して、微動トラッキングを例えば０.３４μmと狭いトラックピッチレベルで正確に行うようなことが考えられている。この場合、微動トラッキングを実現するためには、ガルボミラーのミラー回動量を検出する必要がある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述のような背景に鑑みてなされたものであり、請求項１の発明は、レーザ光源から出射された光束を平行光束とした後、偏向手段を介して対物光学系に入射させて光ディスクに集光させる光情報記録再生ヘッドであって、前記偏向手段と前記対物光学系との間に、リレーレンズ群とイメージングレンズ群からなるアフォーカルなリレー光学系を配置して、前記偏向手段の偏向面近傍と前記対物光学系の主平面位置とが略共役関係となるようにすると共に、前記リレーレンズ群と前記イメージングレンズ群との間のレーザ光束の収束点近傍にレーザ光束を分離する光束分離手段を設け、この光束分離手段により分離されたレーザ光束を一次元の光位置検出器で受光することにより前記偏向手段の偏向面の回動量を検出するようにしたことを特徴とする。
【０００４】
【発明の実施の形態】
まず、近年のコンピューターにまつわるハード，ソフトの進歩に伴う外部記憶装置への要求、特に大記憶容量への要求の高まりに対して提案されたニア・フィールド記録（ＮＦＲ ： near field recording） 技術と呼ばれる記録再生方式を用いた光磁気ディスク記録再生装置の概要を図１乃至図５を参照して説明する。
【０００５】
図１はその光ディスク装置の全体概要図である。ディスクドライブ装置１には光ディスク２が図示しないスピンドルモータの回転軸に装着されている。一方、光ディスク２の情報を再生または記録するために回動（粗動）アーム３が光ディスク２の記録面に対して平行になるように取り付けられている。この回動アーム３はボイスコイルモーター４によって回転軸５を回転中心として回動可能となっている。この回動アーム３の光ディスク２に対向する先端には、光学素子を搭載した浮上型光学ヘッド６が搭載されている。また、回動アーム３の回転軸５近傍には光源ユニットおよび受光ユニットを備えた光源モジュール７が配設され、回動アーム３と一体となって駆動する構成となっている。
【０００６】
図２、図３は回動アーム３の先端部を説明するものであり、特に浮上型光学ヘッド６を詳細に説明するものである。浮上型光学ユニット６はフレクシャービーム８に取り付けられており、光ディスク２に対向して配置されている。また、フレクシャービーム８は他端で回動アーム３に固着されており、フレクシャービーム８の弾性力により先端部の浮上光学ユニット６を光ディスク２に接触させる方向に加圧している。
【０００７】
浮上型光学ユニット６は浮上スライダー９，対物レンズ１０，ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１，磁気コイル１２から構成されており、光源モジュール７から出射された平行なレーザー光束１３を光ディスク２上に収束させるはたらきをする。また、回動アーム３の先端部には前記レーザー光束１３を浮上型光学ユニット６に導くために立ち上げミラー３１が固着されている。  立ち上げミラー３１により対物レンズ１０に入射したレーザー光束１３は、対物レンズ１０の屈折作用により収束される。この集光点近傍にはソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１が配置されており、前記収束光を更に微細なエバネッセント光１５として光ディスク２に照射させる。
【０００８】
また、光ディスク２に面したソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１の周囲には、光磁気記録方式で記録するための磁気コイル１２が形成されており、記録時には必要な磁界を光ディスク２の記録面上に印加出来るようになっている。
このエバネッセント光１５と磁気コイル１２により、光ディスク２への高密度な記録および再生が可能となる。なお、浮上型光学ユニット６は光ディスク２の回転による空気流により微小量浮上するものであり、光ディスク２の面振れ等に追従する。このため従来の光ディスク装置では必要であった対物レンズの焦点制御（フォーカスサーボ）が不要となっている。
【０００９】
以下、図４，図５を用いて回動アーム３上に搭載された光源モジュール７および浮上型光学ユニット６へ導かれる光束に関し詳細に説明する。回動アーム３は先端部に浮上型光学ユニット６を搭載し、他端にはボイスコイルモーター４を駆動するための駆動コイル１６が固着されている。駆動コイル１６は扁平状のコイルであり、図示せぬ磁気回路内に空隙をおいて挿入配置されている。回転軸５と回動アーム３はベアリング１７，１７により回動自在に締結されており、駆動コイルに電流を印加すると磁気回路との電磁作用により回転軸５を回転中心として回動アーム３を回動させることができる。
【００１０】
回動アーム３上に搭載された光源モジュール７には半導体レーザー１８，レーザー駆動回路１９，コリメートレンズ２０，複合プリズムアッセイ２１，レーザーパワーモニターセンサー２２，反射プリズム２３，データ検出センサー２４，およびトラッキング検出センサー２５が配置されている。半導体レーザー１８から放出された発散光束状態のレーザー光束は、コリメートレンズ２０によって平行光束に変換される。この平行光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性から長円状であり、光ビームを光ディスク２上に微小に絞り込むには都合が悪いため略円形断面に変換する必要がある。このためコリメートレンズ２０から出射された断面長円状の平行光束を、複合プリズムアッセイ２１に入射させることにより平行光束の断面形状を整形する。
【００１１】
複合プリズムアッセイ２１の入射面２１ａは入射光軸に対して所定の斜面を形成しており、入射光を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状から略円形形状に整形することが出来る。整形されたレーザー光束は複合プリズムアッセイ２１内を進み第１のハーフミラー面２１ｂに入射する。第１のハーフミラー面２１ｂは光ディスク２から得られた情報を、データ検出センサー２４，およびトラッキング検出センサー２５に導くために設定されているが、往路においては半導体レーザー１８から出射されたレーザーの出力パワーを検出するためのレーザーパワーモニターセンサー２２への光束を分離する役目を果たす。
【００１２】
レーザーパワーモニターセンサー２２は受光した光の強度に比例した電流を出力するため、図示せぬレーザーパワーコントロール回路にこの出力を帰還させることにより半導体レーザー１８の出力を安定化させることが出来る。複合プリズムアッセイ２１から出射された略円形断面形状をもったレーザー光束１３は偏向ミラー２６に照射され、レーザー光束１３の進行方向が変えられる。この偏向ミラー２６は紙面に垂直な軸を回動中心とするガルバノモーター２７に取り付いており、レーザー光束１３を紙面に平行な方向に微小角度振ることが出来るようになっている。
【００１３】
また、ガルバノモーター２７には偏向ミラー２６の回転角度を検出する偏向ミラー位置検出センサー２８が配設されている。偏向ミラー２６を反射したレーザー光束１３は、第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレンズ（イメージングレンズ）３０を経て、立ち上げミラー３１で反射後浮上型光学ユニット６に至る。この第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０は、偏向ミラー２６の反射面と浮上型光学ユニット６に配置されている対物レンズ１０の瞳面（主平面）との関係を共役関係になるようにするもので、リレーレンズ光学系を形成するものである。すなわち光ディスク２上の集光ビームが所定のトラックから僅かにずれた場合、偏向ミラー２６を僅かに回転させることにより対物レンズ１０に入射させるレーザー光束１３を傾かせ、光ディスク２上の焦点を移動させて補正するものである。しかしながら、この方式で焦点の補正を行う時、偏向ミラー２６と対物レンズ１０の光学的距離が長い場合は、対物レンズ１０へ入射するレーザー光束１３の移動量が大きくなり、対物レンズ１０に入射出来なくなる場合がある。
【００１４】
この様な現象を回避するため、第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０によって、偏向ミラー２６の反射面と対物レンズ１０の瞳面との関係を共役関係になるように設定し、偏向ミラー２６が回動しても対物レンズ１０に入射するレーザー光束１３は移動せず、正確なトラッキング制御が可能となるようにしている。なお、光ディスク２の内周／外周に渡るアクセス動作は、ボイスコイルモーター４により回動アーム３を回動させて行い、極微小なトラッキング制御のみ偏向ミラー２６を回動させて行う。
【００１５】
光ディスク２から反射されて戻ってきた復路のレーザー光束１３は、往路と逆に進み偏向ミラー２６に反射されて複合プリズムアッセイ２１に入射する。その後第１のハーフミラー面２１ｂで反射され、第２のハーフミラー面２１ｃに向かう。第２のハーフミラー面２１ｃは、トラッキング検出センサー２５へ向かう透過光と、データ検出センサー２４へ向かう反射光を生成し、復路のレーザー光束を分離する。第２のハーフミラー面２１ｃを透過したレーザー光束はトラッキング検出センサー２５へ照射され、トラッキング誤差信号を出力する。
【００１６】
一方、第２のハーフミラー面２１ｃで反射されたレーザー光束はウォラストンプリズム３２により偏光分離され、かつ集光レンズ３３によって収束光に変換後、反射プリズム２３で反射されてデータ検出センサー２４に照射される。データ検出センサー２４は２つの受光領域をもっており、ウォラストンプリズム３２により偏光分離された２つの偏光ビームをそれぞれ受光することにより、光ディスク２に記録されているデータ情報を読みとりデータ信号を出力する。なお、正確には前記トラッキング誤差信号およびデータ信号は図示せぬヘッドアンプ回路によって生成され、制御回路または情報処理回路に送られるものである。
【００１７】
次に図６から図９を参照して、上記のように構成されたディスクドライブ装置１に適用可能な、偏向ミラー２６の偏向面の回動量を検出する検出装置について説明する。
図６は検出装置の配置を示す光学配置図である。なお、図６は、光束が設計中心の光軸上にある場合の図である。図７は、検出装置を図６における矢印Ａの方向から見た図である。図６においては上下方向、図７においては紙面に垂直な方向がトラッキング方向となる。
【００１８】
偏向ミラー２６に照射される平行光束は、偏向ミラー２６の表面に施された反射コートによりその進行方向が偏向される。前述のように偏向ミラー２６は回転軸Ｏ１を回転中心として僅かな回動が可能な構造になっている。この回動動作は図示せぬガルバノモーターによって行われており、偏向ミラー２６はいわゆるガルバノミラーの構成をなす。
【００１９】
偏向ミラー２６により反射された平行光束は第１のリレーレンズ２９に入射し収束光となる。第１のリレーレンズ２９および第２のリレーレンズ３０は、その焦点位置は一致しており、偏向ミラー２６の回動中心（回転軸Ｏ１）と対物レンズ１０の主平面（入射瞳位置）との関係がいわゆる共役関係になるようなリレーレンズ系に設定されている。このため偏向ミラー２６が回転して反射された平行光束が設計中心の光軸に対して傾いても、対物レンズ１０に入射する平行光束は入射角が変わるだけでシフトせず、対物レンズ１０への入射光のケラレを防止できる構成となっている。図７に示すように、第２のリレーレンズ３０を出て平行光束に戻された光束は、立ち上げミラー３１によって反射され対物レンズ１０に入射する。対物レンズ１０の集光点近傍には半球状のソリッドイマージョンレンズ(ＳＩＬ)１１が対物レンズ１０と一体的に配置されており、対物レンズ１０によって収束された光束をさらに微細なエバネッセント光束として光ディスク２に照射する。
【００２０】
上記構成の光学系において、検出装置は以下のような構成をなす。
第１のリレーレンズ２９と第２のリレーレンズ３０との間の、レーザー光束の収束点近傍（第１のリレーレンズ２９と第２のリレーレンズ３０の焦点距離が略等しい場合には、両レンズ２９、３０の略中間位置）に半透過膜６０Ａを有する分離プリズム６０を配置し、往路の光束の一部を分離し光検出器５０に照射させる。この光検出器５０には偏向ミラー２６の回動によって光ビームＳＰが移動する方向において１次元の光の位置を検出する非分割型の受光素子５０Ｓが形成されている。受光素子５０Ｓの電気出力に基づいて、光り検出器５０に照射された光ビームＳＰの位置を検出することができる。従って、偏向ミラー２６の回転量を検知することができる。なお、分離プリズム６０の半透過膜６０Ａを透過した光束は、上述のように、第２のリレーレンズ３０、立ち上げミラー３１、対物レンズ１０、ソリッドイマージョンレンズ１１を介して、光ディスク２に照射される。
【００２１】
図８は偏向ミラー２６が図６に比べて角度θだけ回動した場合の光束の変化を示す図である。また、図９は偏向ミラーを回動させた場合の、光検出器５０に入射する光束の位置を説明するための図で、図８における矢印Ｂから見た図である。偏向ミラー２６の回転角θに対して平行光束の反射角の変化量は２θとなり、平行光束は第１のリレーレンズ２９へ斜入射される。このため第１のリレーレンズ２９と第２のリレーレンズ３０との間でのレーザービームの収束点は、紙面に平行な方向で移動することになる。この時、第１のリレーレンズ２９と第２のリレーレンズ３０との間に置かれた分離プリズム６０の半透過膜６０Ａによって反射された光ビームも移動し、受光素子５０Ｓ上の照射ビームＳＰの位置が変化する（図９参照）。受光素子５０Ｓは１次元の光の位置を検出可能であるため、偏向ミラー２６の回転による、設計中心光軸に対する光束の位置変化を検出することができ、従って、それに比例した偏向ミラーの回転角を検出することが可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、たとえば、極めて面記録密度の高い光磁気ディスクのトラックと交差する方向に移動する粗動用アームの先端部に設けた対物光学系に対するレーザ光束の入射角をガルボミラー等の偏向手段により微調整して、微動トラッキングを行うような装置において、偏向手段（偏向ミラー２６）による光束の移動量を正確に知ることができ、正確な微動トラッキングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光磁気ディスク装置の基本構成を示す図である。
【図２】回動アームの先端部を示す図である。
【図３】浮上型光学ユニットを示す断面図である。
【図４】偏向ミラーと浮上型光学ユニットを示す平面図である。
【図５】回動アームの側断面図である。
【図６】分離プリズムと光検出器の配置を示す図である。
【図７】光検出器に入射する光束の位置を説明するための図である。
【図８】偏向ミラーを回動させた場合の光束の進路を示す図である。
【図９】偏向ミラーを回動させた場合の、光検出器に入射する光束の位置を説明するための図である。
【符号の説明】
２        光ディスク
３        回動アーム
６        浮上型光学ユニット
８        フレクシャー
２６        偏向ミラー
２９        第１のリレーレンズ
３０        第２のリレーレンズ（イメージングレンズ）
５０        光検出器
６０        分離プリズム
６０Ａ        半透過膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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