JP2000067545A - Optical pickup device - Google Patents

Optical pickup device

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JP2000067545A
JP2000067545A JP10237006A JP23700698A JP2000067545A JP 2000067545 A JP2000067545 A JP 2000067545A JP 10237006 A JP10237006 A JP 10237006A JP 23700698 A JP23700698 A JP 23700698A JP 2000067545 A JP2000067545 A JP 2000067545A
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JP
Japan
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slider
optical pickup
piezoelectric element
magneto
pickup device
Prior art date
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Pending
Application number
JP10237006A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuji Emura
哲二 江村
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform an optimum focusing by providing an objective lens and allowing an optical pickup device to have a slider holding the lens with respect to a recording medium at a prescribed interval by the airflow generated by a rotating recording medium and providing a wing part whose elevation angle is changable in the slider. SOLUTION: A wing part 200 consisting of a first piezoelectric element body 201 and a second piezoelectric element body 203 is provided in a slider 71. A focus error signal in which outputs of respective light receiving surfaces of bisected photodetector are differentially operated by a differential amplifier is inputted to a control part, which changes voltages to be applied to the first and second piezoelectric element bodies 201, 203 via first and second piezoelectric element driving circuits. Then, quantities of extension and contraction of respective piezoelectric bodies 201, 203 are changed and the elevation angle of the wing part 200 is changed to change the flying hight of the slider 71 to a position where the objective lens is focused. Moreover, the control part performs a tracking by driving a coil based on a tracking error signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズが設け
られ、回転する記録媒体によって発生する空気流によっ
て記録媒体と所定の間隔をもって保持されるスライダを
有した光ピックアップ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device provided with an objective lens and having a slider which is held at a predetermined distance from a recording medium by an air flow generated by a rotating recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】回転する記録媒体によって発生する空気
流によって記録媒体と所定の間隔をもって保持されるス
ライダを有した光ピックアップ装置の一例として図12
に示すものがある。
2. Description of the Related Art FIG. 12 shows an example of an optical pickup device having a slider which is held at a predetermined distance from a recording medium by an air flow generated by a rotating recording medium.
There are the following.

【0003】図において、記録媒体としての光磁気ディ
スク1はスピンドルモータ3によって高速に回転駆動さ
れている。光ピックアップ装置5の本体6には、ベース
8側のガイド7に対して移動可能に係合するローラ9が
設けられ、光磁気ディスク1のトラックを横切る方向に
移動可能となっている。
In FIG. 1, a magneto-optical disk 1 as a recording medium is driven to rotate at high speed by a spindle motor 3. The main body 6 of the optical pickup device 5 is provided with a roller 9 movably engaged with a guide 7 on the base 8 side, and is movable in a direction crossing a track of the magneto-optical disk 1.

【0004】更に、ボイスコイルモータ10によって、
光ピックアップ装置5の本体6は、光磁気ディスク1の
トラックを横切る方向に駆動されるようになっている。
また、光ピックアップ装置5の本体6には、光磁気ディ
スク1の回転によって発生する空気流によって光磁気デ
ィスク1に対して浮上するスライダ11がサスペンショ
ン13を介して取りつけられている。
Further, the voice coil motor 10
The main body 6 of the optical pickup device 5 is driven in a direction crossing the tracks of the magneto-optical disk 1.
A slider 11 that floats with respect to the magneto-optical disk 1 by an airflow generated by rotation of the magneto-optical disk 1 is attached to a main body 6 of the optical pickup device 5 via a suspension 13.

【0005】ベース8側には、レーザ光束をガイド7の
方向へ出射するレーザ光源及び光磁気ディスク1からの
反射レーザ光束を受けて、光磁気ディスク1上に記録さ
れた情報を検出する共に、トラックエラー信号を検出す
るための光検出素子等が設けられたボックス15が設け
られ、このボックス15から出射したレーザ光束は、光
ピックアップ装置5の本体6に設けられたプリズム17
により、スライダ11に入射し、スライダ11内に設け
られた対物レンズ(図示せず)によって、光磁気ディスク
1の記録面上に集光される。
On the base 8 side, a laser light source for emitting a laser beam in the direction of the guide 7 and a reflected laser beam from the magneto-optical disk 1 are received, and information recorded on the magneto-optical disk 1 is detected. A box 15 provided with a photodetector and the like for detecting a track error signal is provided, and a laser beam emitted from the box 15 is supplied to a prism 17 provided on the main body 6 of the optical pickup device 5.
As a result, the light enters the slider 11 and is focused on the recording surface of the magneto-optical disk 1 by an objective lens (not shown) provided in the slider 11.

【0006】次に、上記構成の光ピックアップ装置5の
動作を説明する。光磁気ディスク1が回転していない時
には、サスペンション13の付勢力によりスライダ11
は光磁気ディスク1上に押さえつけられている。
Next, the operation of the optical pickup device 5 having the above configuration will be described. When the magneto-optical disk 1 is not rotating, the slider 11
Are pressed on the magneto-optical disk 1.

【0007】スピンドルモータ32によって光磁気ディ
スク1が高速回転駆動されると、光磁気ディスク1上に
発生する空気流によって、スライダ11には、スライダ
11を浮上させる力(揚力)が発生し、サスペンション1
3の付勢力に抗して浮上する。スライダ11の浮上力と
サスペンション13の付勢力とが釣り合った位置で、ス
ライダ11の浮上は停止し、光磁気ディスク1の回転中
はスライダ11はある浮上量を保ち続ける。
When the magneto-optical disk 1 is driven to rotate at a high speed by the spindle motor 32, a force (lift) that causes the slider 11 to fly is generated in the slider 11 by the airflow generated on the magneto-optical disk 1, and the suspension is suspended. 1
Ascends against the bias of 3. At a position where the flying force of the slider 11 and the biasing force of the suspension 13 are balanced, the flying of the slider 11 stops, and the slider 11 keeps a certain flying height while the magneto-optical disk 1 is rotating.

【0008】ボイスコイルモータ10に電流を流すと、
光ピックアップ装置5の本体6は光磁気ディスク1のト
ラックを横切る方向へ移動し、所望のトラック上で停止
する。
When an electric current is applied to the voice coil motor 10,
The main body 6 of the optical pickup device 5 moves in a direction crossing the track of the magneto-optical disk 1 and stops on a desired track.

【0009】ボックス15内のレーザ光源から出射した
レーザ光束は、プリズム17により、スライダ11に入
射し、スライダ11内の対物レンズによって光磁気ディ
スク1上集光され、光磁気ディスク1に対して情報の読
み取り/書き込みがなされる。
The laser beam emitted from the laser light source in the box 15 is incident on the slider 11 by the prism 17 and is condensed on the magneto-optical disk 1 by the objective lens in the slider 11. Is read / written.

【0010】また、このような構成の光ピックアップに
おいて、スライダ11の浮上量は略一定なので、フォー
カシング制御は特に行っておらず、トラッキング制御は
光ピックアップ装置5の稼動部、すなわち、本体6,プ
リズム17,サスペンション13,スライダ11をガイド
7に沿って矢印方向へ移動させることによりおこなって
いる。
In the optical pickup having such a configuration, since the flying height of the slider 11 is substantially constant, the focusing control is not particularly performed, and the tracking control is performed by the operating part of the optical pickup device 5, that is, the main body 6, the prism 17, the suspension 13 and the slider 11 are moved along the guide 7 in the direction of the arrow.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の光
ピックアップ装置においては、フォーカシングを行って
いないので、以下のような課題がある。
However, in the optical pickup device having the above configuration, since focusing is not performed, there are the following problems.

【0012】(1) 装置内の温度環境が大きく変化する
と、空気密度の変化や、サスペンション13の伸縮等の
理由により、スライダ11内の対物レンズと、光磁気デ
ィスクとの距離が変化し、光磁気ディスク1上で充分な
結像性能が得られない。
(1) When the temperature environment in the apparatus changes greatly, the distance between the objective lens in the slider 11 and the magneto-optical disk changes due to the change in air density, expansion and contraction of the suspension 13, and the like. Sufficient imaging performance cannot be obtained on the magnetic disk 1.

【0013】(2) 記録媒体の内周側と外周側とでは、空
気の流速が異なるので、浮上量に差が生じ、充分な結像
性能が得られない。 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、回転する記録媒体によって発生する空気流によっ
て記録媒体と所定の間隔をもって保持されるスライダを
有した光ピックアップ装置であって、フォーカシングを
行なえる光ピックアップ装置を提供することにある。
(2) Since the flow velocity of air is different between the inner and outer peripheral sides of the recording medium, a difference occurs in the flying height, and sufficient imaging performance cannot be obtained. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical pickup device having a slider that is held at a predetermined distance from a recording medium by an air flow generated by a rotating recording medium, An object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of performing focusing.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項1記載の発明は、対物レンズが設けられ、回転する記
録媒体によって発生する空気流によって記録媒体と所定
の間隔をもって保持されるスライダを有した光ピックア
ップ装置であって、前記スライダに仰角が変化可能な翼
部を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置であ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a slider provided with an objective lens and held at a predetermined distance from a recording medium by an air flow generated by a rotating recording medium. An optical pickup device comprising: a slider having a wing portion capable of changing an elevation angle.

【0015】仰角を変えることで、翼部に発生する揚力
が変化し、スライダの浮上量が変化し、最適なフォーカ
シングを行なうことができる。請求項2記載の発明は、
請求項1記載の発明の前記翼部は、揚力発生方向に積層
された複数の圧電素子体からなり、各圧電素子体に印加
する電圧を変化させることで、仰角を変化させることを
特徴とする光ピックアップ装置。
By changing the elevation angle, the lift generated on the wings changes, the flying height of the slider changes, and optimum focusing can be performed. The invention according to claim 2 is
The wing portion according to the first aspect of the present invention includes a plurality of piezoelectric element bodies stacked in a lift generation direction, and changes an elevation angle by changing a voltage applied to each piezoelectric element body. Optical pickup device.

【0016】積層された各圧電素子体へ印加する電圧を
変え、各圧電素子体の伸縮量を変化させることにより、
翼部の仰角が変化し、スライダの浮上量が変化し、最適
なフォーカシングがなされる。
By changing the voltage applied to each of the stacked piezoelectric element bodies and changing the amount of expansion and contraction of each piezoelectric element body,
The elevation angle of the wing changes, the flying height of the slider changes, and optimum focusing is performed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図面を用いて本発明の実施の形態
例を説明する。先ず、図2を用いて、本実施の形態例の
光ピックアップ装置の全体構成を説明する。図におい
て、記録媒体としての光磁気ディスク51はスピンドル
モータ53によって高速に回転駆動されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall configuration of the optical pickup device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the figure, a magneto-optical disk 51 as a recording medium is rotationally driven at high speed by a spindle motor 53.

【0018】光ピックアップ装置55の本体56には、
ベース58側のガイド7に対して移動可能に係合するロ
ーラ9が設けられ、光磁気ディスク51のトラックを横
切る方向に移動可能となっている。
The main body 56 of the optical pickup device 55 includes:
A roller 9 movably engaged with the guide 7 on the base 58 side is provided, and is movable in a direction crossing the track of the magneto-optical disk 51.

【0019】更に、本体56には、ベース58に設けら
れたヨーク61および磁石63からなる磁気回路65の
空隙Gに配置されるコイル67が設けられ、これら磁気
回路65とコイル67とでムービングコイル型のリニア
モータ(ボイスコイルモータ)が形成され、コイル67に
電流を流すことにより、光ピックアップ装置55の本体
56は、光磁気ディスク51のトラックを横切る方向に
駆動されるようになっている。
Further, the main body 56 is provided with a coil 67 disposed in a gap G of a magnetic circuit 65 comprising a yoke 61 and a magnet 63 provided on a base 58, and the magnetic circuit 65 and the coil 67 provide a moving coil. A main body 56 of the optical pickup device 55 is driven in a direction crossing the tracks of the magneto-optical disk 51 by passing a current through the coil 67.

【0020】また、光ピックアップ装置55の本体56
には、光磁気ディスク51の回転によって発生する空気
流によって光磁気ディスク51に対して、微小な空間
(例えば、100〜200nm)を介して浮上するスライダ71が
サスペンション73を介して取りつけられている。
The main body 56 of the optical pickup device 55
Is a small space with respect to the magneto-optical disk 51 due to the airflow generated by the rotation of the magneto-optical disk 51.
A slider 71 that floats (for example, 100 to 200 nm) is attached via a suspension 73.

【0021】ベース58側には、レーザ光束をガイド5
7の方向へ出射するレーザ光源及び光磁気ディスク51
からの反射レーザ光束を受けて、光磁気ディスク51上
に記録された情報を検出する共に、トラックエラー信
号,フォーカスエラー信号を検出するための光検出素子
等が設けられたボックス75が設けられている。
On the base 58 side, a laser beam is guided 5
Laser light source and magneto-optical disk 51 emitted in the direction of 7
And a box 75 provided with a light detecting element for detecting a track error signal and a focus error signal while detecting information recorded on the magneto-optical disk 51 by receiving the reflected laser beam from the optical disc 51. I have.

【0022】次に、図2の切断線A-Aにおける断面であ
る図1および図1の上面図である図3を用いて、スライ
ダ71の説明を行なう。スライダ71には、積層された
二つの圧電素子体、すなわち、第1の圧電素子体201
と、第2の圧電素子体203とからなる翼部200が設
けられている。
Next, the slider 71 will be described with reference to FIG. 1 which is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 and FIG. 3 which is a top view of FIG. The slider 71 has two stacked piezoelectric element bodies, that is, a first piezoelectric element body 201.
And a second piezoelectric element body 203 are provided.

【0023】そして、積層された各圧電素子体201,
203へ印加する電圧を変え、各圧電素子体201,2
03の伸縮量を変化させることにより、翼部200の仰
角が変化するようになっている。
Then, each of the laminated piezoelectric element bodies 201,
The voltage applied to 203 is changed, and each piezoelectric element body 201, 2
By changing the amount of expansion and contraction of 03, the elevation angle of the wing portion 200 changes.

【0024】次に、図4を用いて、本実施の形態例の光
ピックアップの光学系を説明する。 (出射光学系)ボックス75内には、ガイド57方向へレ
ーザ光束を出射するレーザ光源91と、レーザ光源91
から出射したレーザ光束を集光するカップリングレンズ
93が設けられている。集光されたレーザ光束は、第1
のビームスプリッタ95を透過し、本体56の先端部に
設けられたプリズム97により光磁気ディスク51方向
へ向かい、本体56に設けられた貫通穴56aを介し
て、スライダ71に入射する。
Next, an optical system of the optical pickup according to this embodiment will be described with reference to FIG. (Emission optical system) Inside a box 75, a laser light source 91 for emitting a laser beam in the direction of the guide 57, and a laser light source 91
A coupling lens 93 for condensing the laser light flux emitted from the light source is provided. The focused laser beam is
The beam passes through the beam splitter 95, and is directed toward the magneto-optical disk 51 by the prism 97 provided at the tip of the main body 56, and enters the slider 71 through the through hole 56a provided in the main body 56.

【0025】(結像光学系)スライダ71には、対物レン
ズ101と、小さなスポット径を生成し、高密度記録を
可能とする半球状レンズ(SIL:solid immersion lens)1
03とか設けられている。
(Imaging Optical System) A slider 71 has an objective lens 101 and a hemispherical lens (SIL: solid immersion lens) 1 which generates a small spot diameter and enables high density recording.
03 and so on.

【0026】(再生信号光学系)光磁気ディスク51で反
射したレーザ光束は、対物レンズ101およびプリズム
97を介して第1のビームスプリッタ95で反射し、第
2のビームスプリッタ111に向かい、この第2のビー
ムスプリッタ111で反射し、レンズ115で集光さ
れ、光検出器117に至る。
(Reproduced Signal Optical System) The laser beam reflected by the magneto-optical disk 51 is reflected by the first beam splitter 95 via the objective lens 101 and the prism 97, and travels toward the second beam splitter 111. The light is reflected by the second beam splitter 111, collected by the lens 115, and reaches the photodetector 117.

【0027】再生信号は、この光検出器の出力をとるこ
とにより、得ることができる。 (フォーカスエラー信号検出光学系)光磁気ディスク51
で反射したレーザ光束のうち、第2のビームスプリッタ
111を透過したレーザ光束は、第3のビームスプリッ
タ121で反射し、レンズ123で集光され、ナイフエ
ッジ125を介して二つの受光面127a,127bを
有する二分割光検出器127に至る。
A reproduction signal can be obtained by taking the output of the photodetector. (Focus error signal detection optical system) Magneto-optical disk 51
Of the laser beams reflected by the second beam splitter 111 are reflected by the third beam splitter 121, condensed by the lens 123, and passed through the knife edge 125 to the two light receiving surfaces 127 a, To a split photodetector 127 having a 127b.

【0028】本実施の形態例のフォーカスエラー信号の
検出方法は、ナイフエッジ法と呼ばれている。例えば、
対物レンズ101と光磁気ディスク51とが近すぎる場
合は、二分割光検出器122の受光面上のスポットは、
図5(a)に示すように一方の受光面127a側に偏り、
対物レンズ101と光磁気ディスク51とが離れすぎて
いる場合は、図5(c)に示すように、他方の受光面12
7b側に偏る。
The method of detecting a focus error signal according to the present embodiment is called a knife edge method. For example,
If the objective lens 101 and the magneto-optical disk 51 are too close, the spot on the light receiving surface of the two-part photodetector 122
As shown in FIG. 5 (a), one of the light receiving surfaces 127a is biased,
If the objective lens 101 and the magneto-optical disk 51 are too far apart, as shown in FIG.
7b.

【0029】一方、合焦時には、図5(b)に示すよう
に、略「点」となる。従って、受光面127aと受光面
127bとの差信号をとることで、フォーカスエラー(F
E)信号が得られる。
On the other hand, at the time of focusing, as shown in FIG. Therefore, by obtaining a difference signal between the light receiving surfaces 127a and 127b, the focus error (F
E) A signal is obtained.

【0030】(トラックエラー信号検出光学系)光磁気デ
ィスク51で反射したレーザ光束のうち、第3のビーム
スプリッタ121を透過したレーザ光束は、レンズ13
1で集光され、二つの受光面133a,133bを有す
る二分割光検出器133に至る。
(Track Error Signal Detection Optical System) Of the laser beam reflected by the magneto-optical disk 51, the laser beam transmitted through the third beam splitter 121
The light is condensed at 1 and reaches a split photodetector 133 having two light receiving surfaces 133a and 133b.

【0031】本実施の形態のトラックエラー信号の検出
方法は、プッシュプル法と呼ばれ、レーザ光束のスポッ
トが光磁気ディスクのトラック上にある時と、ずれてい
る場合とで、反射回折光分布が異なることを利用して、
トラックエラー信号を得るものである。
The method of detecting a track error signal according to the present embodiment is called a push-pull method. Using the fact that
This is for obtaining a track error signal.

【0032】すなわち、例えば、レーザ光束のスポット
が、トラックより内側にずれている場合は、二分割光検
出器133の受光面上のスポットは、図6(a)に示すよ
うに、一方の受光面133a側に偏り、トラックより外
側へずれている場合は、図6(c)に示すように、他方の
受光面133b側に偏る。
That is, for example, when the spot of the laser beam is deviated inward from the track, the spot on the light receiving surface of the two-segment photodetector 133 is, as shown in FIG. When it is deviated toward the surface 133a and out of the track, as shown in FIG. 6C, it deviates toward the other light receiving surface 133b.

【0033】一方、合焦時には、図6(b)に示すよう
に、略中央に位置する。従って、受光面133aと受光
面133bとの差信号をとることで、トラックエラー(T
E)信号が得られる。
On the other hand, at the time of focusing, as shown in FIG. Therefore, by obtaining a difference signal between the light receiving surfaces 133a and 133b, a track error (T
E) A signal is obtained.

【0034】次に、本実施の形態例の光ピックアップの
サーボ系の電気的構成を図7を用いて説明する。制御部
153には、二分割光検出器127の各受光面127
a,127bの出力が、差動アンプ151により差分演
算されたフォーカスエラー信号(FE)が入力される。
Next, the electrical configuration of the servo system of the optical pickup of this embodiment will be described with reference to FIG. The control unit 153 includes each light receiving surface 127 of the two-divided photodetector 127.
The focus error signal (FE) obtained by calculating the difference between the outputs of the a and 127b by the differential amplifier 151 is input.

【0035】また、制御部153には、二分割光検出器
133の各受光面133a,133bの出力が、差動ア
ンプ155により差分演算されたトラックエラー信号(T
E)も入力される。
The control unit 153 supplies the output of each light receiving surface 133a, 133b of the split photodetector 133 to the track error signal (T
E) is also entered.

【0036】コイル駆動回路157はコイル67を駆動
し、光ピックアップ装置55の本体50を光磁気ディス
ク51のトラックを横切る方向に移動させ、光ピックア
ップ装置55のトラッキングを行なう。
The coil drive circuit 157 drives the coil 67 to move the main body 50 of the optical pickup device 55 in a direction crossing the track of the magneto-optical disk 51, thereby performing tracking of the optical pickup device 55.

【0037】また、第1および第2の圧電素子駆動回路
159,161は、第1および第2の圧電素子体201,
203へ印加する電圧を変える。次に、上記構成の動作
を説明する。
The first and second piezoelectric element driving circuits 159 and 161 are connected to the first and second piezoelectric element bodies 201 and 161 respectively.
The voltage applied to 203 is changed. Next, the operation of the above configuration will be described.

【0038】光磁気ディスク51が回転していない時に
は、サスペンション73の付勢力によりスライダ71は
光磁気ディスク51上に押さえつけられている。スピン
ドルモータ53によって光磁気ディスク51が高速回転
駆動されると、光磁気ディスク51上に発生する空気流
によって、スライダ71には、スライダ71を浮上させ
る力(揚力)が発生し、サスペンション73の付勢力に抗
して浮上する。
When the magneto-optical disk 51 is not rotating, the slider 71 is pressed on the magneto-optical disk 51 by the urging force of the suspension 73. When the magneto-optical disk 51 is driven to rotate at a high speed by the spindle motor 53, a force (lift) that causes the slider 71 to fly is generated on the slider 71 by the airflow generated on the magneto-optical disk 51, and the suspension 73 is attached. Ascends against the power.

【0039】この原理を説明する。図8に示すように、
自由空間で速度:Uで流れている流体(本実施の形態例で
は、空気であるが、水や油でも同様である)の中に平板
があると、空気の粘着力により平板面上の空気の速度は
ゼロとなる。自由空間での速度はUであるので、平板上
から自由空間にかけて壁法則と呼ばれる特有の速度分布
をもっている。その速度がUの99%までの領域を境界層
と呼ぶ。
The principle will be described. As shown in FIG.
Velocity in free space: If there is a flat plate in a fluid flowing at U (in the present embodiment, it is air, but the same applies to water and oil), air on the flat plate surface due to the adhesive force of air Speed becomes zero. Since the velocity in free space is U, it has a unique velocity distribution called the wall law from the flat plate to free space. The area where the speed is up to 99% of U is called the boundary layer.

【0040】境界層内での流れの状態は平板先端付近は
層流境界層と呼ばれる流れ方向に層状となった流れであ
るが、ある臨界点を過ぎると流れの状態が乱れ、流れ方
向だけでなく、流れとは直角方向にも流体の動きが生
じ、流れ全体としては攪乱した流れに変貌する。
The state of the flow in the boundary layer is a laminar flow layer called a laminar boundary layer near the tip of the flat plate, but after a certain critical point, the flow state is disturbed. Instead, the fluid moves in a direction perpendicular to the flow, and the flow as a whole is transformed into a disturbed flow.

【0041】ただし、この乱流境界層内での壁の極近傍
は、粘性力が優勢で流れがそう状態となっている層流低
層あるいは粘性低層と呼ばれる領域が存在する。層流か
ら乱流へ遷移する位置は、レイノルズ数:R=Ux/ν(xは平
板先端からの距離、νは流体の動粘度である。また、動
粘度=粘度/密度である。)によって整理できることが知
られている。
However, in the very vicinity of the wall in the turbulent boundary layer, there is an area called a laminar low layer or a viscous low layer in which the viscous force is dominant and the flow is in the state. The transition from laminar flow to turbulent flow is based on the Reynolds number: R = Ux / ν (x is the distance from the tip of the flat plate, ν is the kinematic viscosity of the fluid, and kinematic viscosity = viscosity / density). It is known that it can be organized.

【0042】この現象を回転円板上で考察したのが図9
である。静止した空気中で一つの円板がその中心軸Ozの
周りに一定角速度:ωをもって回転するときに、空気の
粘性力により円板近くの空気は円板に引きずられて回転
し(この場合も、円板の面上の空気の速度はゼロであ
る)、同時に回転によって生じる遠心力のためにその引
きずられた空気は外側へ移動する。
FIG. 9 illustrates this phenomenon on a rotating disk.
It is. When one disk rotates with a constant angular velocity: ω around its central axis Oz in still air, the air near the disk is dragged by the disk due to the viscous force of air and rotates (also in this case) , The velocity of the air on the face of the disk is zero), and at the same time the dragged air moves outward due to the centrifugal force created by the rotation.

【0043】従って、円板近くの空気は渦巻き状に回転
しながら、外側へ向かって流れ出ることになる。更に、
流れの連続条件によって、流れ出た空気の跡を埋めるた
め、円板の中心に向かって外側から空気が流れ込み、こ
こに一つの循環流が形成される。
Therefore, the air near the disk flows outward while rotating in a spiral shape. Furthermore,
Depending on the continuous flow conditions, air flows in from the outside toward the center of the disk to fill the trace of the air that has flowed out, where a single circulating flow is formed.

【0044】いま円板に引きずられる空気の層の厚さを
δとすれば、このδは前述の平板の境界層の厚さと同等
の性質を持っているものと考えられる。平板上の境界層
の厚さ:δはx/√Rに比例することがわかっているので、
平板における前縁からの距離x、および境界層外流の速
度Uのかわりに、円板の場合のこれらに相当する量とし
て、半径r、および周速度rωを用いると、境界層の厚
さ:δは√(ν/ω)に相当し、rに無関係となる。つま
り、静止した一様の空気の中で一定角速度で回転する円
板上の境界層の厚さは円板上すべて同じということにな
る。
Assuming now that the thickness of the layer of air dragged by the disk is δ, this δ is considered to have properties equivalent to the thickness of the boundary layer of the flat plate. Boundary layer thickness on a flat plate: Since δ is known to be proportional to x / √R,
Instead of the distance x from the leading edge in the flat plate and the velocity U of the boundary layer outflow, when the radius r and the peripheral velocity rω are used as the corresponding amounts in the case of a disk, the boundary layer thickness: δ Corresponds to √ (ν / ω) and is independent of r. That is, the thickness of the boundary layer on the disk rotating at a constant angular velocity in the stationary uniform air is the same on the disk.

【0045】ここで、実際に光磁気ディスク51場合を
考えてみると、3.5インチの光磁気ディスク51を最高
速7,200(rpm)で回転させたとき、最も周速度rωが大き
くなる最外縁:r=1.75インチでの周速度は33.5(m/sec)で
あり、空気の動粘度νは、0.0000155(m2/sec)であるの
で、そのレイノルズ数:Rは約96,000である。
Considering the actual case of the magneto-optical disk 51, when the 3.5-inch magneto-optical disk 51 is rotated at the highest speed of 7,200 (rpm), the outermost edge where the peripheral speed rω becomes the highest is r Since the peripheral velocity at 1.75 inches is 33.5 (m / sec) and the kinematic viscosity ν of air is 0.0000155 (m 2 / sec), its Reynolds number: R is about 96,000.

【0046】一般に、層流から乱流への遷移領域はレイ
ノルズ数:Rが300,000から500,000程度であるので、この
光磁気ディスク51上の境界層は層流である。また、境
界層の厚さδを与える実験式:δ=5r/√R=5/√(ω/ν)よ
り境界層の厚さは約0.7(mm)となる。この境界層内部で
は、円板の回転方向に沿った層状の流れが形成されてい
るので、その境界層内部におけれた物体に生じる力を制
御するのが大変楽になる。なぜなら、乱流境界層では、
流れが非常に乱れた状態になっているので、その中に置
かれた物体に生じる力を解析が大変難しく、その制御も
極めて困難である。
Generally, the transition region from laminar flow to turbulent flow has a Reynolds number: R of about 300,000 to 500,000, so that the boundary layer on the magneto-optical disk 51 is laminar. Further, from the empirical formula for giving the thickness δ of the boundary layer: δ = 5r / √R = 5 / √ (ω / ν), the thickness of the boundary layer is about 0.7 (mm). Since a laminar flow is formed inside the boundary layer along the rotation direction of the disk, it is very easy to control the force generated on the object in the boundary layer. Because in the turbulent boundary layer,
Since the flow is in a very turbulent state, it is very difficult to analyze and control the force generated on the object placed therein.

【0047】3.5インチの光磁気ディスクでは、回転数
が23,000(rpm)を越えるあたりから、光磁気ディスクの
最外縁のレイノルズ数:Rが300,000を超え(このとき境界
層の厚さδは約0.48(mm)程度になっている)、境界層が
次第に乱流へ遷移していくので、その乱流境界増内で
は、流れが層流となっている先述の円板上の極近傍の粘
性低層と呼ばれる領域を使わなければならない。
In the case of a 3.5-inch magneto-optical disk, the Reynolds number R at the outermost edge of the magneto-optical disk exceeds 300,000 when the rotational speed exceeds 23,000 (rpm) (at this time, the thickness δ of the boundary layer is about 0.4 8 (mm)), the boundary layer gradually transitions to turbulent flow. You must use an area called the low rise.

【0048】次に、層流境界層あるいは乱流境界層内の
粘性低層に置ける断面形状が翼状の物体の受ける力を図
10を用いて説明する。図中、翼を仰角αをもって流れ
Uの中に置くと、揚力L,抗力D,翼の前縁Oまわりのモーメ
ントMが働く。
Next, the force applied to an object having a wing-shaped cross section in the low-viscosity layer in the laminar boundary layer or the turbulent boundary layer will be described with reference to FIG. In the figure, the wing flows at an elevation angle α
When placed in U, lift L, drag D, and moment M around the leading edge O of the wing act.

【0049】翼弦長をl,翼表面をx,z(紙面と垂直方向)
平面に投影した面積を翼面積Aとすると、L,D,Mは、L=
(ρU2ACL)/2,D=(ρU2ACD)/2,M=(ρU2AlCm)/2で表され、
CLを揚力係数、CDを抗力係数という。
The chord length is l, the wing surface is x, z (perpendicular to the paper)
Assuming that the area projected on the plane is the wing area A, L, D, and M are L =
(ρU 2 AC L ) / 2, D = (ρU 2 AC D ) / 2, M = (ρU 2 AlC m ) / 2,
C L the lift coefficient, the C D of the drag coefficient.

【0050】ここで、最も重要な揚力係数:CL、抗力係
数CDの一例を図11に示す。図11では、仰角αに対し
て揚力係数:CL、抗力係数:CDの値を示し、CLはα共に直
線的に増加する。
FIG. 11 shows an example of the most important lift coefficient C L and drag coefficient C D. FIG. 11 shows values of the lift coefficient: C L and the drag coefficient: C D with respect to the elevation angle α, and C L increases linearly with both α.

【0051】翼形が上下対称であれば、仰角:αが0のと
きCLも0となるが、翼形にそりがある時には、図11に
示すように、α=0の時CL>0となる。また、αが15〜20
°付近でCLが1.5程度で最高となり、αが更に増加する
と、CLは急に減少する。これは、翼上面に沿った流れが
翼表面から剥離するためである。
[0051] If the airfoil is vertically symmetrical, the elevation angle: alpha but is C L is also 0 0, when there is warping in the airfoil, as shown in FIG. 11, when the alpha = 0 C L> It becomes 0. Α is 15-20
° CL near the highest and becomes at about 1.5, when α is further increased, C L decreases abruptly. This is because the flow along the upper surface of the blade separates from the surface of the blade.

【0052】また、翼としての性能は、CD/CLが小さい
ほど良いとされ、この例では、α=9°付近である。従っ
て、スライダ71の浮上力、すなわち、翼部200に作
用する揚力:Lとサスペンション73の付勢力とが釣り合
った位置で、スライダ71の浮上は停止する。
It is considered that the smaller the value of C D / C L is, the better the performance of the wing is. In this example, α is around 9 °. Therefore, the flying of the slider 71 stops at the position where the flying force of the slider 71, that is, the lift L acting on the wing 200, and the urging force of the suspension 73 are balanced.

【0053】制御部153がコイル駆動回路157を介
してボイスコイルモータ10に電流を流すと、光ピック
アップ装置55の本体56は光磁気ディスク51のトラ
ックを横切る方向へ移動し、所望のトラック上で停止す
る。
When the control section 153 supplies a current to the voice coil motor 10 via the coil driving circuit 157, the main body 56 of the optical pickup device 55 moves in a direction crossing the track of the magneto-optical disk 51, and moves on a desired track. Stop.

【0054】ボックス75内のレーザ光源91から出射
したレーザ光束は、プリズム97により、スライダ71
に入射し、スライダ71内の対物レンズ101によって
光磁気ディスク51上集光され、光磁気ディスク51に
対して情報の読み取り/書き込みがなされる。
The laser beam emitted from the laser light source 91 in the box 75 is applied to the slider 71 by the prism 97.
And is converged on the magneto-optical disk 51 by the objective lens 101 in the slider 71, and information is read / written from / to the magneto-optical disk 51.

【0055】そして、制御部153には、二分割光検出
器127の各受光面127a,127bの出力が、差動
アンプ151により差分演算されたフォーカスエラー信
号(FE)が入力される。
The control unit 153 receives a focus error signal (FE) obtained by calculating the difference between the output of each of the light receiving surfaces 127 a and 127 b of the split photodetector 127 by the differential amplifier 151.

【0056】このフォーカスエラー信号(FE)に基づい
て、制御部153は第1および第2の圧電素子駆動回路
159,161を介して、第1および第2の圧電素子体
201,203へ印加する電圧を変える。
Based on the focus error signal (FE), the controller 153 applies the first and second piezoelectric element bodies 201 and 203 via the first and second piezoelectric element drive circuits 159 and 161. Change the voltage.

【0057】すると、各圧電素子体201,203の伸
縮量が変化し、翼部200の仰角が変化し、スライダ7
1の浮上量:Hを対物レンズ101が合焦する位置に移動
させ、フォーカシングを行なう。
Then, the amount of expansion and contraction of each of the piezoelectric elements 201 and 203 changes, the elevation angle of the wing 200 changes, and the slider 7
The flying height H of 1 is moved to a position where the objective lens 101 is focused, and focusing is performed.

【0058】また、制御部153には、二分割光検出器
133の各受光面133a,133bの出力が、差動ア
ンプ155により差分演算されたトラックエラー信号(T
E)も入力される。
Further, the control section 153 supplies the output of each light receiving surface 133a, 133b of the two-split photodetector 133 with the track error signal (T
E) is also entered.

【0059】このトラックエラー信号(TE)に基づいて、
制御部153はコイル駆動回路157を介してコイル6
7を駆動し、光ピックアップ装置55の本体50を光磁
気ディスク51のトラックを横切る方向に移動させ、光
ピックアップ装置55のトラッキングを行なう。
Based on the track error signal (TE),
The control unit 153 controls the coil 6 via the coil driving circuit 157.
7, the main body 50 of the optical pickup device 55 is moved in a direction crossing the track of the magneto-optical disk 51, and tracking of the optical pickup device 55 is performed.

【0060】上記構成によれば、積層された各圧電素子
体201,203へ印加する電圧を変え、各圧電素子体
202,203の伸縮量を変化させることにより、翼部
200の仰角が変化し、スライダ71の浮上量が変化
し、最適なフォーカシングを行なうことができる。
According to the above configuration, the elevation angle of the wing portion 200 is changed by changing the voltage applied to the stacked piezoelectric element members 201 and 203 and changing the amount of expansion and contraction of the piezoelectric element members 202 and 203. Thus, the flying height of the slider 71 changes, and optimum focusing can be performed.

【0061】尚、本発明は上記実施の形態例に限定する
ものではない。上記実施の形態例の光ピックアップ装置
は、リニアモータを用いた直動型の光ピックアップであ
ったが、揺動型の光ピックアップでも本発明を適用でき
ることはいうまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiment. Although the optical pickup device of the above-described embodiment is a direct-acting optical pickup using a linear motor, it goes without saying that the present invention can be applied to a swing-type optical pickup.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スラ
イダに仰角が変化可能な翼部を設け、仰角を変えること
で、翼部に発生する揚力が変化し、スライダの浮上量が
変化し、最適なフォーカシングを行なうことができる。
As described above, according to the present invention, the slider is provided with a wing portion whose elevation angle can be changed. By changing the elevation angle, the lift generated on the wing portion changes, and the flying height of the slider changes. In addition, optimal focusing can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態例の発明部分を示す図であり、図2
の切断線A-Aにおける断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing an invention part of an embodiment, and FIG.
3 is a cross-sectional view taken along a cutting line AA.

【図2】実施の形態例の光ピックアップ装置の全体構成
を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an overall configuration of an optical pickup device according to an embodiment.

【図3】図1の上面図である。FIG. 3 is a top view of FIG. 1;

【図4】図2に示す光ピックアップの光学系を説明する
図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an optical system of the optical pickup shown in FIG.

【図5】図4における二分割光検出器の受光面を説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a light receiving surface of the two-segment photodetector in FIG.

【図6】図4における二分割光検出器の受光面を説明す
る図でである。
FIG. 6 is a diagram illustrating a light receiving surface of the two-segment photodetector in FIG.

【図7】実施の形態例の光ピックアップのサーボ系の電
気的構成を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an electrical configuration of a servo system of the optical pickup according to the embodiment.

【図8】流体中に平板がある場合の平板近傍の流体の様
子を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state of a fluid near a flat plate when the fluid includes a flat plate.

【図9】回転円板近傍の流体の様子をを説明する図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of a fluid near a rotating disk.

【図10】翼を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a wing.

【図11】揚力係数:CL、抗力係数CDと仰角との関係の
一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a relationship between a lift coefficient: CL, a drag coefficient CD, and an elevation angle.

【図12】従来の光ピックアップの一例を説明する図で
ある。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a conventional optical pickup.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 光磁気ディスク(記録媒体) 71 スライダ 200 翼部 51 Magneto-optical disk (recording medium) 71 Slider 200 Wing

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対物レンズが設けられ、回転する記録媒
体によって発生する空気流によって記録媒体と所定の間
隔をもって保持されるスライダを有した光ピックアップ
装置であって、 前記スライダに仰角が変化可能な翼部を設けたことを特
徴とする光ピックアップ装置。
1. An optical pickup device having an objective lens and a slider which is held at a predetermined distance from a recording medium by an air flow generated by a rotating recording medium, wherein the slider can change an elevation angle. An optical pickup device comprising a wing.
【請求項2】 前記翼部は、 揚力発生方向に積層された複数の圧電素子体からなり、 各圧電素子体に印加する電圧を変化させることで、仰角
を変化させることを特徴とする請求項1記載の光ピック
アップ装置。
2. The wing portion is composed of a plurality of piezoelectric elements stacked in a lift generation direction, and changes an elevation angle by changing a voltage applied to each piezoelectric element. 2. The optical pickup device according to 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001283453A (en) * 2000-01-27 2001-10-12 Tosoh Corp Floating type optical recording/reproducing head and method for controlling its floating quantity
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