(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラック溝を有する光磁気ディスクのトラックと交差する方向にアームを回動させてトラッキングを行うウィンチェスタ方式の光情報記録再生装置において、前記光磁気ディスクから戻ってくる回折光束を分離検出するセンサを田の字型の４分割センサを用いると共に、この４分割センサの各対角線上に位置する２つの検出部の出力の各和の差から、前記アーム先端の対物光学系の中心と前記アームの回動中心とを結ぶ線分と前記光磁気ディスクのトラックの接線とのなす角度を検出し、この検出値に基づいて前記対物光学系から前記光磁気ディスクへ出射される所定の偏光状態のレーザ光束をその光軸回りに回転させて、前記レーザ光束の偏光方向と前記トラック溝とのなす角度を略一定にすることを特徴とする光情報記録再生装置におけるトラッキング方法。
【請求項２】
前記４分割センサからトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置におけるトラッキング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光情報記録再生装置におけるトラッキング方法に関し、特に光磁気ディスクのトラックと交差する方向にアームを回動させてトラッキングを行うウィンチェスタ方式の光情報記録再生装置において、対物光学系から出射するレーザ光束の偏光方向とトラック溝とのなす角度を略一定にする方法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、所謂ウィンチェスタ方式と呼ばれる方式が採用され、光磁気ディスクのトラックと交差する方向に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、対物光学系から射出されるレーザ光束の偏光方向は常に一定であるため、粗動アームが回動するとレーザ光束の偏光方向とトラック溝とのなす角度が回動に応じて変化してしまいトラッキングエラー信号に悪影響を及ぼす恐れがあった。
【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せたものであり、請求項１の発明は、 トラック溝を有する光磁気ディスクのトラックと交差する方向にアームを回動させてトラッキングを行うウィンチェスタ方式の光情報記録再生装置において、前記光磁気ディスクから戻ってくる回折光束を分離検出するセンサを田の字型の４分割センサを用いると共に、この４分割センサの各対角線上に位置する２つの検出部の出力の各和の差から、前記アーム先端の対物光学系の中心と前記アームの回動中心とを結ぶ線分と前記光磁気ディスクのトラックの接線とのなす角度を検出し、この検出値に基づいて前記対物光学系から前記光磁気ディスクへ出射される所定の偏光状態のレーザ光束をその光軸回りに回転させて、前記レーザ光束の偏光方向と前記トラック溝とのなす角度を略一定にすることを特徴とする
。
【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取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を参照して、回動アーム３の回動に伴う回動アーム３とトラック溝とのなす角の変動について説明する。
光ディスク２は光ディスク回転中心１１３ｂを中心に回転する。光ディスク２のトラック溝は光ディスクの情報記録再生部分（光ディスクの曲率半径RIDからRODの間の部分）全てに存在し、トラック溝はディスク回転中心１１３ｂを中心に同心円状となっている。以下の説明では、ディスク回転中心１１３ｂからトラック溝最内周までの距離（半径）はRIDとして示し、ディスク回転中心１１３ｂからトラック溝最外周までの距離（半径）をRODとして示す。
【００１８】
図６において、情報記録再生光は、対物レンズ１０の中心部に照射されるが、回動アーム３が、その回動中心１１４を支点に回動する際の対物レンズ１０の中心の軌跡を表したのが123であり、回動アーム３が回動中心１１４を中心に回動する事によって、対物レンズ１０の中心である照射部分がRIDからRODの間を対物レンズの軌跡１２３上をトラック溝を横断しつつ移動する。
【００１９】
光ディスク回転中心１１３ｂから距離ｒだけ離れた軌跡１２３上でのトラック溝の接線１２４と回動アーム３の方向（ここで回動アーム３の方向は回動中心１１４と対物レンズ１０を結ぶ線の方向と定義する）のなす角Δαは、以下のようにして表す事が出来る。
【００２０】
初めにΔα=0となる条件を示す。図６中の対物レンズ１０の位置はトラック溝と回動アーム３の方向が平行になる位置を示している。その位置の光ディスク回転中心１１３ｂからの距離をｒ0とし、回動アーム３の回動中心１１４と光ディスク回転中心１１３ｂを結ぶ直線とのなす角をφとすると、次式
【数１】
0003684053.tif 000002
に示す関係となり、Δα=0である。回動アーム３が任意の角度Δφだけ回動した時の対物レンズ１０の位置を１０aで表し、その位置の光ディスク回転中心１１３ｂからの距離をｒとして、Δαとｒの関係を調べると、次式
【数２】
0003684053.tif 000003
の様な関係になっている。
【００２１】
例えば、d＝60mm、D=75mm、RID=30mm、ROD=60mmの時、ｒ0=45mm、φ=36.8699deg、となる。任意のｒに対するΔαは図７のグラフに示す通りとなる。
【００２２】
トラック溝の方向と垂直の方向にトラック溝による回折光が発生する為、Δαは回動アーム３に対するトラック溝からの回折光の方向の変化でもある。図８にディスク位置検出系のブロック図を示す。検出信号をλESとする。図８は、ここでは、初期値としΔα=0の位置とする。光ディスク２の内周１１３ｃの時の検出センサー２５上での回折光を含んだスポットを図９に示す。なお、図８、図９に示すように、センサー２５は田の字型に４分割（ディスク中央付近でのトラック溝での回折光をセンサー上に投影したときの回折方向に垂直・水平な方向に分割）されたセンサーを用い、対角線上に位置する２つの検出部の検出信号の和（AA+CC）、（BB+DD）をそれぞれ求め、次にその差｛（AA+CC）−（BB+DD）｝を取ることにより、検出信号λESを求めている。光ディスク２外周１１３ｂの時の検出センサー２４上での回折光を含んだスポットを図１０に示す。また、図１１にλESの出力特性の例を示す。なお、隣接する検出部の和（AA+DD）と（BB+CC）との差｛（BB+CC）−（AA+DD）｝はトラッキングエラー信号として出力される。
【００２３】
上述のように、半導体レーザー１８から射出されたビームをそのままディスク２に照射すると、回動アーム３の位置によって、偏光方向とトラック溝の方向との位置関係が変化してしまう。このため、図１２に示すように、1/2λ板１２５を光路中に挿入し、検出信号λESに基づいて1/2λ板１２５を回転機構１３３を用いて回転させることにより、トラック溝に対する入射光束の偏光方向が一定になるようにしている。なお、この例では、1/2λ板１２５は、複合プリズムアッセイ２１と偏光ミラー２６との間に配置されている。
【００２４】
図１３に示すように、上述の検出信号λESはマイクロコンピュータ（以下マイコンと略す）１３１に入力される。マイコン１３１は入力信号λESに基づいて1/2λ板１２５の回転量を演算し、アクチュエータドライバ１３３を駆動制御する。アクチュエータードライバー１３２は、マイコン１３１からの信号に応じたドライブ信号を生成し、その信号を1/2λ板回転機構１３３に供給する。1/2λ板回転機構１３３は、アクチュエータードライバー１３２からの信号により1/2λ板１２５を回転せしむる図示せぬモーターを駆動すると共に、図示せぬエンコーダにより出力される、1/2λ板１２５の駆動量に応じた（1/2λ板１２５の回転角変異量に応じた）信号をマイコン１３１にフィードバックする。マイコン１３１は、検出信号λES、およびエンコーダ出力信号に応じて、エンコーダー出力信号が所望の値になるようアクチュエータードライバー１３２に所定の信号を送る。
【００２５】
以上のように、検出信号λESの信号強度によりトラック溝からの回折光の方向角度（検出センサー上）を推定し、その量に応じて1/2λ板１２５を所望の分だけ回転させる。従って、トラック溝と入射ビームの偏光方向は、回動アーム３の位置にかかわらず、常に一定の関係とすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
上述の通り、光磁気ディスクのトラックと交差する方向に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、偏向手段により微調整して、微動トラッキングを行う際、粗動アームの回動に起因するレーザ光束の偏光方向とトラック溝とのなす角度を一定に保つことができ、正確にトラッキングを行うことができる。
【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】回動アームの移動に伴うトラック溝と偏光方向との位置関係の変化を説明する図である。
【図７】任意のｒに対するΔαのグラフである。
【図８】ディスク位置検出系のブロック図である。
【図９】光ディスク２の内周113Cの時の検出センサー２５上での回折光を含んだスポットを示す図である。
【図１０】光ディスク２外周１１３ｂの時の検出センサー２４上での回折光を含んだスポットを示す図である。
【図１１】検出信号λESの出力特性の例を示す図である。
【図１２】  1/2λ板が配置された光学系を示す図である。
【図１３】  1/2λ板を駆動する駆動機構の制御を説明するブロック図である。
【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）
１２５      1/2λ板
１３３      駆動機構
【図１】
0003684053.tif 000004
【図２】
0003684053.tif 000005
【図３】
0003684053.tif 000006
【図４】
0003684053.tif 000007
【図５】
0003684053.tif 000008
【図６】
0003684053.tif 000009
【図７】
0003684053.tif 000010
【図８】
0003684053.tif 000011
【図９】
0003684053.tif 000012
【図１０】
0003684053.tif 000013
【図１１】
0003684053.tif 000014
【図１２】
0003684053.tif 000015
【図１３】
0003684053.tif 000016