(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射光を発する発光素子と、
前記出射光によりディスク状記録媒体に光スポットを形成する対物レンズを含む光学素子と、
前記発光素子および前記光学素子を搭載し、前記ディスク状記録媒体に実質上平行な面内で回動する回動アームとを備え、
前記ディスク状記録媒体の記録面に実質上垂直な方向から見て、
（ａ）前記ディスク状記録媒体上の予め決められた所定の基準位置に集光される光スポットの偏光方向又は楕円軸方向と、前記ディスク状記録媒体のトラックの前記所定の基準位置における接線方向とが実質上平行又は垂直の関係を有し、且つ（ｂ）前記回動アームの回動中心が、前記接線より、前記ディスク状記録媒体の中心側に位置するように、
前記所定の基準位置に集光される光スポットの状態と、前記ディスク状記録媒体の中心位置とが設計されており、
前記所定の基準位置とは、前記ディスク状記録媒体のトラック形成領域における半径方向を基準とする実質上中央位置であり、
前記ディスク状記録媒体で反射した光を利用して、トラッキング制御を行うための検出素子における分割線の方向は、前記所定の基準位置におけるトラックの前記接線方向と対応するようになっている、光ヘッド装置。
【請求項２】
前記発光素子から出射された光は実質上直角に曲がったのち、前記ディスク状記録媒体へ実質上直角に集光され、
前記ディスク状記録媒体の記録面に実質上垂直な方向から見て前記所定の基準位置に集光される光スポットの中心位置と前記発光素子の位置とを結ぶ線の方向と、前記接線方向とが実質上平行の関係を有する請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記発光素子から出射された光はそのまま実質上垂直に前記ディスク状記録媒体に入射し、
前記発光素子の基準方向と、前記接線方向とが実質上平行又は垂直の関係を有する請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記発光素子から出射された光は実質上直角に曲がったのち、前記ディスク状記録媒体へ実質上直角に集光され、
前記発光素子の基準方向が、前記ディスク状記録媒体へ実質上直角に集光される区間の光軸に対して、実質上非平行且つ非直角となっていることにより、
前記所定の基準位置に集光される光スポットの偏光方向又は楕円軸方向と、前記接線方向とが実質上平行又は垂直の関係を有している請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記回動アームの回動中心が、前記ディスク状記録媒体の面方向を基準として、外側には存在しない請求項１記載の光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ディスク状記録媒体に光学的に情報を記録もしくは再生する光ヘッド装置に関するものである。
【０００１】
【従来の技術】
光ヘッド装置は光スポットをディスクの記録面の実質上半径方向に移動させ、光学的に記録あるいは再生を行う。
【０００２】
以下図面を参照しながら、上記した従来の光ヘッド装置の一例について説明する。
【０００３】
図８は従来の光ヘッド装置の構成を示す斜視図、図９はディスクに垂直な方向から見た平面図である。図８および図９において、５３は半導体レーザなどの発光素子および受光素子を備えた複合光学素子、５１は複合光学素子から出射された光ビーム５５をディスク５６に集光させる対物レンズ、５２は複合光学素子５３から出た光ビーム５５を反射し対物レンズ５１に導くミラーであり、これらの部品によって光学系を構成している。５４は光学系を構成する部品が搭載された回動アームで回動中心６４を中心にして回動する。
【０００４】
以上のように構成された光ヘッド装置について、以下その動作について説明する。
【０００５】
図８において、複合光学素子５３からディスク５６に平行に出射された光ビーム５５はミラー５２にてディスク５６に垂直な方向に反射され、対物レンズ５１にて集光され回転するディスク５６上に光スポットを形成する。
【０００６】
ディスク５６にて反射された光ビームは対物レンズ５１を通ってミラー５２で反射され再び複合光学素子５３に戻る。複合光学素子５３上に設けられた受光素子にて戻った光を電気信号に変換する。
【０００７】
図８において、光スポットをディスク５６上の半径方向の所定の位置に移動させるため回動アーム５４を駆動手段（図示せず）によって回動中心６４を中心に回動させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
発光素子には一般的には半導体レーザが使われており、ここから出射する光ビームの光強度分布は楕円形状に近いものが多い。また出射光ビームは直線偏光であり偏光の方向は楕円の短軸方向になっている。
【０００９】
従って、複雑な光学手段を用いない場合、この楕円形状の出射ビームが入射して対物レンズ５１によってディスク５６上に集光される光スポットも楕円形状になる。
【００１０】
図１０にディスクと光スポット位置の関係を示す。図１０では発光素子５３の出射光ビームの楕円形状の長軸方向がディスク５６周方向に垂直な向きになった配置とする。
【００１１】
通常の構成ではミラー５２へ入る光ビームの光軸は光スポット６１と回動アーム５４の回動中心６４を結ぶ線上にあるので、光スポット６１の楕円形状の短軸方向は光スポット６１と回動中心６４を結ぶ線と平行になる。同様に偏光方向６７は光スポット６１と回動中心６４を結ぶ線に垂直になる。
【００１２】
回動アーム５４が回動するとこれに伴ってディスク５６上の光スポット６１も回動し、ディスク５６のトラックに対する光スポット６１の姿勢が大きく変化する。この姿勢の変化によって、例えば、トラックと光スポットの軸方向との相対角度が変化し、半径方向、トラックの接線方向での分布が変動する。
【００１３】
その分析結果は次の通りである。
【００１４】
光スポット６１と回動アームの回動中心６４との距離（アーム長）をａ、ディスク中心６６から回動アームの回動中心６４までの距離（回動中心位置）をｒｄ、ディスク中心６６から光スポット６１までの距離をｒｓとすると、ディスク上のトラック接線方向に対する光スポットの楕円形状の短軸方向の角度θは
【００１５】
【数１】
0004491763.tif 000002
の関係になる。
【００１６】
ｒｓがディスクに信号が記録された最内周半径から最外周半径までどの値であっても、再生信号の劣化を防ぐためにθの絶対値が所定の値以下になるようにａとｒｄの値を決める必要がある。
【００１７】
例えば、ディスクの最内周半径が１２mm、最外周半径が２６mmのとき、θを１０°以下にするには少なくともａの値は４０mm以上、ｒｄの値は４４mm以上にしなければならない。このａとｒｄの値はディスクの最外周半径に比べて大きな値であり光ヘッド装置が大型になる欠点を有していた。
【００１８】
別の面からいえば、従来の装置では、回動中心６４がディスク５６の中心から遠くに存在しすぎる欠点があったといえる。
【００１９】
本発明は、上記課題に鑑み、小型化が実現できる光ヘッド装置を提供することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、出射光を発する発光素子と、前記出射光によりディスク状記録媒体に光スポットを形成する対物レンズを含む光学素子と、前記発光素子および前記光学素子を搭載し、前記ディスク状記録媒体に実質上平行な面内で回動する回動アームとを備え、前記ディスク状記録媒体の記録面に実質上垂直な方向から見て、（ａ）前記ディスク状記録媒体上の予め決められた所定の基準位置に集光される光スポットの偏光方向又は楕円軸方向と、前記ディスク状記録媒体のトラックの前記所定の基準位置における接線方向とが実質上平行又は垂直の関係を有し、且つ（ｂ）前記回動アームの回動中心が、前記接線より、前記ディスク状記録媒体の中心側に位置するように、前記所定の基準位置に集光される光スポットの状態と、前記ディスク状記録媒体の中心位置とが設計されており、前記所定の基準位置とは、前記ディスク状記録媒体のトラック形成領域における半径方向を基準とする実質上中央位置であり、前記ディスク状記録媒体で反射した光を利用して、トラッキング制御を行うための検出素子における分割線の方向は、前記所定の基準位置におけるトラックの前記接線方向と対応するようになっている、光ヘッド装置である。
【００２１】
このように、回動アームの回動中心が、前記接線より、前記ディスク状記録媒体の中心側に位置するようになっているので、小型化を実現できる。
【００２２】
また、その際、前記ディスク状記録媒体上の予め決められた所定の基準位置に集光される光スポットの偏光方向又は楕円軸方向と、前記ディスク状記録媒体のトラックの前記所定の基準位置における接線方向とが実質上平行又は垂直の関係を有するので、信号の劣化が防止できる。
【００２３】
さらに、その所定の基準位置が、前記ディスク状記録媒体のトラック形成領域における半径方向を基準とする実質上中央位置であるので、光学ヘッドの位置がどこにあっても、出きるだけ信号の劣化を防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態における光ヘッド装置の平面図である。
【００２６】
図１において、３は発光素子および受光素子を備えた複合光学素子、１はディスクに光ビームを集光させる対物レンズ、２は複合光学素子３から出た光ビームを反射し、対物レンズ１に導くミラーであり、これらの部品によって光学系を構成している。
【００２７】
４は光学系を構成する部品が搭載された回動アームで回動中心２４を中心にして回動する。
【００２８】
ディスク面の上方からみて、複合光学素子３を出てミラー２へ入る光ビームの光軸は、光スポット２１と回動アーム４の回動中心２４を結ぶ線に対しオフセット角αを持つように、ミラー２および複合光学素子３が配置されている。
【００２９】
さらに、図２に示すように、ディスクのトラック領域の、半径方向を基準とするほぼ中央位置に集光される光スポット２１の偏光方向、又は楕円軸方向は、その中央位置における接線と一致または直角をなす。なお、この中央位置は、本発明における所定の基準位置の一例である。
【００３０】
以上のように構成された光ヘッド装置の動作は図８および図９における従来例の光ヘッド装置にて説明したものと似ている。
【００３１】
図２に本実施の形態の特徴であるディスクと光スポット２１の位置関係を示す。光スポット２１と回動アームの回動中心２４との距離（アーム長）をａ、ディスク中心２６から回動アームの回動中心２４までの距離（回動中心位置）をｒｄ、ディスク中心２６から光スポット２１までの距離をｒｓとすると、ディスク上のトラック接線方向に対する光スポットの楕円形状の短軸方向の角度θは
【００３２】
【数２】
0004491763.tif 000003
の関係になる。
【００３３】
例えば従来例と同様に、ディスクの最内周半径が１２mm、最外周半径が２６mmのとき、トラックの接線方向に対する光スポットの楕円形状の短軸方向の角度θの絶対値が１０°以下を満たすａとｒｄの値を求める。
【００３４】
図３において、横軸をアーム長ａ、縦軸を回動中心位置ｒｄとすると、オフセット角αが１０°以下の時に（数２）においてθの絶対値が１０°以下を満たすにはａとｒｄの値は図３の斜線で示す領域Ａ内にあればよい。
【００３５】
このとき、回動中心位置ｒｄは３２mm程度、アーム長ａは２９．５mm程度まで小さくすることが可能である。これは従来例にて説明したｒｄの値４４mmおよびａの値４０mmよりも２７％小さくすることができる。
【００３６】
オフセット角αを１５°以下、２０°以下と大きくすることによりａとｒｄの値の領域は図３に示すようにさらに小さな値が可能となる。例えば図３においてオフセット角αが１５°のとき回動中心位置ｒｄは２８mm、アーム長ａは２６．３mmまで小さくすることができ、これは従来例より３６％も小さくすることができる。
【００３７】
本実施の形態では、トラックの接線方向に対する光スポットの楕円形状の短軸方向の角度θを１０°以下になるように説明した。しかし、θの値はディスクと光学ヘッドからなるシステムの信号マージンにより決定される値であり、θが１５°でも信号の劣化が許容される場合は、回動アームのアーム長ａと回動中心位置ｒｄは図４に示す領域になり、上述した第１の実施の形態にて説明したθを１０°以下にするときよりさらに小さなアーム長および回動中心位置の値にすることができる。これによって、光ヘッド装置のより一層の小型化が可能になる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態における光ヘッド装置の斜視図である。
【００３９】
図５において、３は発光素子および受光素子を備えた複合光学素子、１はディスクに光ビームを集光させる対物レンズであり、これらの部品によって光学系を構成している。
【００４０】
４は光学系を構成する部品が搭載された回動アームであり、回動中心２４を中心にして回動する。
【００４１】
複合光学素子３から出射した光は、そのまま上方の対物レンズ１を通じて、ディスクへ垂直に入射する。
【００４２】
ここで、ディスク上の光スポット２１と回動アーム４の回動中心２４を結ぶ線に対し、光スポット２１の偏光方向又は楕円軸方向がオフセット角αを持つように、複合光学素子３が光軸回りに所定角度回転させ配置している。この場合、光学素子として半導体レーザを用いた場合は、その基準方向が、光軸周りに所定角度回転している。
【００４３】
ここでこの光学素子の基準方向とは偏光方向、又は、それに垂直な方向を意味する。また、所定角度はオフセット角αである。
【００４４】
もちろんこの実施の形態でも、図２に示すように、ディスクのトラック領域の、半径方向を基準とするほぼ中央位置に集光される光スポット２１の偏光方向、又は楕円軸方向は、その中央位置における接線と一致または直角をなすことが望ましい。
【００４５】
この第２の実施の形態によっても、図１および図２にて説明した第１の実施の形態と同等の効果が得られる。
【００４６】
（第３の実施の形態）
図６は本発明の第３の実施の形態における光ヘッド装置の斜視図である。
【００４７】
図６において、３は発光素子および受光素子を備えた複合光学素子、１はディスクに光ビームを集光させる対物レンズ、２は複合光学素子３から出た光ビームを反射し対物レンズ１に導くミラーであり、これらの部品によって光学系を構成している。
【００４８】
４は光学系を構成する部品が搭載された回動アームで回動中心２４を中心にして回動する。
【００４９】
複合光学素子３を出てミラー２へ入る光ビームの光軸は、上方から見て、光スポット２１と回動アームの回動中心２４を結ぶ線に平行になるようにミラー２および複合光学素子３が配置されている。
【００５０】
しかし、ディスクへ直角に集光される区間の光の光軸に対して、ディスクに直角方向を基準として、光学素子の基準方向が、オフセット角αを持つように、複合光学素子３の基準方向を、出射光の光軸回りに、所定角度回転させ配置している。
【００５１】
ここでこの光学素子の基準方向とは偏光方向、又は、それに垂直な方向を意味する。また、所定角度は光軸方向に対してオフセット角αである。
【００５２】
もちろんこの実施の形態でも、図２に示すように、ディスクのトラック領域の、半径方向を基準とするほぼ中央位置に集光される光スポット２１の偏光方向、又は楕円軸方向は、その中央位置における接線と一致または直角をなすことが望ましい。
【００５３】
このようにして、図１および図２にて説明した第１の実施の形態と同等の効果が得られる。
【００５４】
なお、図７（ｂ）に示すように、複合光学素子３で反射光を検出してトラッキング制御するための、検出素子７０の分割線の方向と、前記所定の基準位置におけるトラックの前記接線方向とが対応するようにすることが望ましい。それによって、光スポットが、最内周トラックに位置する場合は、（ａ）のようになり、最外周トラックに位置する場合は（ｃ）のようになる。その結果、可能な限り、誤差は小さく抑えうる。
【００５５】
なお、信号の劣化が許容される場合であれば、回動アームの回動中心が、ディスク状記録媒体の面方向を基準として、外側には存在しないことが望ましい。小型になるからである。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の光ヘッド装置は、従来例より、回動アームの回動中心を、ディスクの中心側へ寄せることが出きるので、小型化が可能となる。
【００５７】
さらに、その所定の基準位置が、前記ディスク状記録媒体のトラック形成領域における半径方向を基準とする実質上中央位置である場合は光学ヘッドの位置がどこにあっても、出きるだけ信号の劣化を防止できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光ヘッド装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光ヘッド装置を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の光ヘッド装置においてトラックの接線方向に対して光スポットの楕円形状の短軸方向の角度を１０°以下にするための回動中心位置とアーム長の関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の光ヘッド装置においてトラックの接線方向に対して光スポットの楕円形状の短軸方向の角度を１５°以下にするための回動中心位置とアーム長の関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の光ヘッド装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の光ヘッド装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の各実施の形態におけるトラッキング制御のための検出素子の平面図である。
【図８】従来の光ヘッド装置を示す斜視図である。
【図９】従来の光ヘッド装置を示す平面図である。
【図１０】従来の光ヘッド装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１  対物レンズ
２  ミラー
３  複合光学素子
４  回動アーム
２１  光スポット
２４  回動中心
２６  ディスク中心
２７  偏光方向
７０  検出素子
【図１】
0004491763.tif 000004
【図２】
0004491763.tif 000005
【図３】
0004491763.tif 000006
【図４】
0004491763.tif 000007
【図５】
0004491763.tif 000008
【図６】
0004491763.tif 000009
【図７】
0004491763.tif 000010
【図８】
0004491763.tif 000011
【図９】
0004491763.tif 000012
【図１０】
0004491763.tif 000013