JP2006500706A - 光ディスク装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化に特に適していて、従来技術の装置の欠点がない、新規かつ実用的な光ディスク装置を提供すること。
【解決手段】 支持アセンブリ (7) と、スピンドル・モータ (9) と、スピンドル・モータのスピンドル上にマウントされた光ディスクの情報面をスキャンするための、支持アセンブリに結合された光学手段と、焦点合わせレンズ・アセンブリ (29) と、当該焦点合わせレンズ・アセンブリを自由端にマウントした全体的に細長いスイング・アーム構造体 (43) を有するスイング・アーム・アセンブリ (41) であって、当該自由端から間隔を置いて離れており、スイング・アーム構造体に対して全体的に直角方向を向いたスイング軸 (47) の周りを枢動可能なスイング・アーム・アセンブリ (41) と、当該焦点合わせレンズ・アセンブリの焦点合わせ運動を可能にするための第一枢動手段と、スイング・アーム・アセンブリの当該枢動的なスキャニング運動を可能にするための第二枢動手段と、を有し、かつ更に、当該焦点合わせレンズをその焦点軸に沿って駆動させるための、スイング・アーム・アセンブリの当該自由端の近くに設けられた可動磁気焦点合わせ手段と、当該スイング・アーム・アセンブリを当該スイング軸周りに枢動的に駆動するための可動磁気スキャニング手段と、を有し、更に、支持アセンブリに結合された固定磁気焦点合わせ手段と、支持アセンブリに結合された固定磁気スキャニング手段とを有し、この固定磁気焦点合わせ手段と静止磁気スキャンしている手段が両方ともスイング・アーム構造体の自由端の近くに設けられる、光ディスク装置 (1)。スイング・アーム構造体は自由端から少なくともスイング軸の近隣まで堅固であり、第一枢動手段は、第二枢動手段にまたは第二枢動手段の近隣に設けられる。

Description

本発明は、回転可能な光ディスクの情報面上への情報記録、および／または、この情報面からの情報再生を行うための光ディスク装置、に関する。このような装置は、
‐ 支持アセンブリと;
‐ 光ディスクをスピンドル軸周りに回転させるための、支持アセンブリに結合されたモータと、
‐ 当該光ディスクの情報面をスキャンするための、支持アセンブリに結合された光学手段であって、
当該光ディスクの当該情報表面上に光学ビームを焦点合わせするために焦点合わせ方向に可動な、焦点軸を持つ可動焦点合わせレンズを持つ焦点合わせレンズ・アセンブリと、
当該焦点合わせレンズ・アセンブリを自由端にマウントした全体的に細長いスイング・アーム構造体を有するスイング・アーム・アセンブリであって、
マウントされた光ディスクの当該情報表面に対して全体的に平行なスキャン平面を枢動的に掃引することにより、マウントされた光ディスクの情報表面全体を当該焦点合わせレンズ・アセンブリにスキャンさせるように、当該自由端から間隔を置き、かつスイング・アーム構造体に対して全体的に直角方向を向き、かつ当該スピンドル軸と当該焦点軸に対して全体的に平行なスイング軸周りで枢動可能で、
当該焦点合わせレンズ・アセンブリの焦点合わせ運動を可能にするための第一枢動手段と、
スイング・アーム・アセンブリの当該枢動的なスキャニング運動を可能にするための第二枢動手段と、
を有し、かつ更に、
当該焦点合わせレンズを当該焦点軸に沿って駆動して、光ディスクの情報面上に当該光学ビームを焦点合わせするための、スイング・アーム・アセンブリの当該自由端の近くに設けられた可動磁気焦点合わせ手段と、
当該スイング・アーム・アセンブリを当該スイング軸周りに枢動的に駆動してディスクの情報面をスキャンするための可動磁気スキャニング手段と、
を有するスイング・アーム・アセンブリと、
を有する光学手段と、
を有することができる。この光ディスク装置は、更に、
中間空隙の全体に渡って当該可動磁気焦点合わせ手段と磁気的に協働して、当該焦点軸に平行なベクトル成分を持つ磁力ベクトルを生成して、焦点合わせレンズ・アセンブリを当該焦点軸に沿って駆動するための、支持アセンブリに結合された固定磁気焦点合わせ手段と、
中間空隙全体に渡って当該可動磁気スキャニング手段と磁気的に協働して、当該スイング軸周りに磁気トルクを生成して、スイング・アーム・アセンブリを当該スイング軸周りに駆動させるための、支持アセンブリに結合された固定磁気スキャニング手段と、
を有して、この固定磁気焦点合わせ手段と静止磁気スキャンしている手段を両方ともスイング・アーム構造体の自由端の近くに設けてもよい。
この種類の光ディスク装置は、米国特許第4,794,586号から知られている。スイング・アーム・アセンブリの自由端にアレンジされた2つのボイス・コイルを、可動磁気焦点合わせ手段と可動磁気スキャニング手段とが有する、スイング・アーム・アセンブリを持つ光ディスク装置が開示されている。これらのボイス・コイルの巻線は、固定永久磁気ステータ手段と協働して焦点合わせ運動とスキャニング運動とを生じるように交差している。スイング・アーム・アセンブリは、固定枢軸の中心軸であるスイング軸周りで枢動可能である。焦点合わせレンズを焦点合わせするために、アーム・アセンブリの自由端にあるボイス・コイルにより生じる磁気焦点合わせ力により、このアーム・アセンブリは全体がたわむ。
焦点合わせのためにアーム・アセンブリの全体をたわませることには幾つかの欠点がある。スキャニングの間に生じる高い加速力と減速力に耐えるために、アーム・アセンブリは枢動方向に堅固であることが好ましい。しかしながらアーム・アセンブリを堅固にすると、枢動運動に対して直角方向のたわみに抵抗してしまう。したがって、磁気焦点合わせ手段により大きな焦点合わせ力を出す必要がある。更にスイング・アーム・アセンブリをたわませることは、あらゆる状況下で正確に位置合わせする必要がある焦点合わせアセンブリおよび関連する光学手段の調子を狂わせてしまう場合がある。
米国特許第4,794,586号
本発明の目的は、小型化に特に適していて従来技術の装置の欠点がない、新規かつ実用的な光ディスク装置を提供することである。この目的は、請求項1に記載の光ディスク装置により達成される。詳細には本発明による装置は、スイング・アーム構造体が自由端から少なくともスイング軸の近隣まで堅固であり、第一枢動手段が第二枢動手段にまたは第二枢動手段の近隣に設けられるという特色を特徴とする。
したがってスイング・アーム構造体は完全に堅固となり、たわませる必要がない。このように、スイング・アーム・アセンブリ内にマウントする必要がある光学システムの全ての要素を、固定された相対位置にマウントしてよいので、スイング・アーム・アセンブリは小型化に非常に適したものとなる。第一枢動手段と第二枢動手段は、これらの各々の機能に特化させて、意図した枢動方向を除くあらゆる方向の運動に抵抗するようにしてもよい。
実際の実施例では、本発明による光ディスク装置は、
‐ 支持アセンブリと;
‐ 光ディスクをスピンドル軸周りに回転させるための、支持アセンブリに結合されたモータと、
‐ 当該光ディスクの情報面をスキャンするための、支持アセンブリに結合された光学手段であって、
当該光ディスクの当該情報表面上に光学ビームを焦点合わせするために焦点合わせ方向に可動な、焦点軸を持つ可動焦点合わせレンズを持つ焦点合わせレンズ・アセンブリと、
当該焦点合わせレンズ・アセンブリを自由端にマウントした全体的に細長いスイング・アーム構造体を有するスイング・アーム・アセンブリであって、
マウントされた光ディスクの当該情報表面に対して全体的に平行なスキャン平面を枢動的に掃引することにより、マウントされた光ディスクの情報表面全体を当該焦点合わせレンズ・アセンブリにスキャンさせるように、当該自由端から間隔を置き、かつスイング・アーム構造体に対して全体的に直角方向を向き、かつ当該スピンドル軸と当該焦点軸に対して全体的に平行なスイング軸周りで枢動可能で、
当該焦点合わせレンズ・アセンブリの焦点合わせ運動を可能にするための第一枢動手段と、
スイング・アーム・アセンブリの当該枢動的なスキャニング運動を可能にするための第二枢動手段と、
を有し、かつ更に、
当該焦点合わせレンズを当該焦点軸に沿って駆動して、光ディスクの情報面上に当該光学ビームを焦点合わせするための、スイング・アーム・アセンブリの当該自由端の近くに設けられた可動磁気焦点合わせ手段と、
当該スイング・アーム・アセンブリを当該スイング軸周りに枢動的に駆動してディスクの情報面をスキャンするための可動磁気スキャニング手段と、
を有するスイング・アーム・アセンブリと、
を有する光学手段と、
を有する。この光ディスク装置は更に、
中間空隙の全体に渡って当該可動磁気焦点合わせ手段と磁気的に協働して、当該焦点軸に平行なベクトル成分を持つ磁力ベクトルを生成して、焦点合わせレンズ・アセンブリを当該焦点軸に沿って駆動するための、支持アセンブリに結合された固定磁気焦点合わせ手段と、
中間空隙全体に渡って当該可動磁気スキャニング手段と磁気的に協働して、当該スイング軸周りに磁気トルクを生成して、スイング・アーム・アセンブリを当該スイング軸周りに駆動させるための、支持アセンブリに結合された固定磁気スキャニング手段と、
を有して、
‐ スイング・アーム構造体を、自由端から少なくともスイング軸の近隣まで堅固にして、かつ、
‐ 第一枢動手段を、第二枢動手段にまたは第二枢動手段の近隣に設けてもよい。
本発明の目的と特徴は、添付の図面との関連で示されている好ましい実施例の以下の非限定的な説明を参照することにより、より明らかとなるであろう。
図面の図1と図2を参照すると、回転可能な光ディスク5の情報面3上への情報記録および／または情報面3からの情報再生を行うための光ディスク装置1が示されている。光ディスク装置1は寸法が小型化されており、図1にはほぼ実際の縮尺で示されている。光ディスクは、23 mmオーダの直径を持っている。
光ディスク装置1は、支持アセンブリ7を有する。支持アセンブリ7は、図示した実施例の場合、約30×40 mmの寸法の印刷回路基板である。スピンドル・モータ9は、支持アセンブリ7に結合されており、スピンドル11上にマウントされた光ディスク5をスピンドル軸13周りに回転させるための、スピンドル軸13を有するスピンドル11を持っている。スピンドル・モータ9は、中間空隙19全体に渡って相互に磁気的に協働する、永久磁気ローター15と磁気モータ・ステータ17とを有する。
支持アセンブリ7には、スピンドル11上にマウントされた光ディスク1の情報面3をスキャンするための光学手段が結合されている。この光学手段は、ダイオード・レーザ・ユニット21、ビーム・スプリッタ23、コリメータ・レンズ25、90°の反射要素27、およびレンズ・マウント31と、焦点軸35を持つ可動焦点合わせレンズ33とを有する焦点合わせレンズ・アセンブリ29を有する。焦点合わせレンズ・アセンブリ29は焦点軸35に沿った軸方向に可動である。この光学手段は、いわゆるサーボ・レンズ37と感光アレイ39を更に有する。これらの光学要素は、全て、光ディスク機器の当業者には周知であるので、本願明細書では詳細には説明しない。フォトダイオード・レーザ・ユニット21は、レーザ・ビーム42を放出し、レーザ・ビーム42はビーム・スプリッタ33により分割される。このビームの一部は90°の反射要素27の方向に向けられ、コリメータ・レンズにより形成される。このレーザ・ビームは90°の反射要素27により反射され、かつ焦点合わせレンズ33を介して光ディスク5の情報面3上へ投影される。回転するディスク5内に存在するデータにより変調されたビームは、情報面3により反射され、焦点合わせレンズ33を介して戻され、90°の反射要素27により反射されて、コリメータ・レンズ25と、少なくとも部分的にビーム・スプリッタ23とを通過して、感光アレイ39に突き当たる。感光アレイ39の出力信号は電子回路に出力されて、光ディスク5の情報面3から読み出されたデータを表すデータ信号が導出され、かつ光ディスク5の情報面3に対する光学アセンブリの位置と運動を制御するために必要なエラー信号が抽出される。
上述した光学アセンブリ21〜39は、スイング・アーム・アセンブリ41内に設けられている。スイング・アーム・アセンブリ41は、自由端45の近くに当該焦点合わせレンズ・アセンブリ31〜33をマウントした全体的に細長いスイング・アーム構造体43を有する。マウントされた光ディスク5の当該情報面3に対して全体的に平行なスキャニング面を、スイング・アーム・アセンブリ41が回転掃引することにより、当該焦点合わせレンズ・アセンブリ31〜33が、マウントされた光ディスク5の情報面3全体をスキャンすることが出来るように、スイング・アーム・アセンブリ41は、当該自由端45から離れていて、かつスイング・アーム構造体42に対して全体的に直角方向を向いており、かつ当該スピンドル軸13と当該焦点軸35とに対して全体的に平行なスイング軸47の周りに、回転枢動可能となっている。
回転枢動手段49〜53は、スイング・アーム・アセンブリ41の当該回転スキャニング運動を可能にするために設けられている。これらの手段には、支持アセンブリ7に結合された固定枢動手段49と、可動枢動手段51であって、この固定枢動手段51と枢動的に協働するスイング・アーム構造体43に結合された可動枢動手段51と、が含まれている。本実施例では、固定枢動手段49と回転枢動手段51は偏向可能な板ばね53により永久に相互接続されるので、光ディスク5の情報面3に平行なスキャン方向にしかスイング・アーム・アセンブリ41の枢動運動は可能とならない。
スイング・アーム・アセンブリ41の自由端には、スイング・アーム・アセンブリをそのスイング軸47周りに回転駆動させるための可動磁気スキャニング手段55〜57が設けられている。本実施例の場合、これらの可動磁気スキャニング手段は、接着剤のような適切な手段によりスイング・アーム構造体43の自由端に固定された2個の隣接した永久磁石55と57を有する。永久磁石55, 57は、スイング・アーム・アセンブリ41を全体的に延在させた部分に平行な磁軸に基本的に沿った（図2の矢印で示す）平行な反対方向に磁化される。
固定磁気スキャニング手段が設けられているが、これは、支持アセンブリ7に結合され、かつ、スイング・アーム・アセンブリ41の近くに、スイング・アーム・アセンブリ41の自由端から離して設けられた、湾曲面63内に配置された中間空隙61（より詳しくは下述する図3を参照されたい）全体に渡って、可動磁気スキャニング手段55, 57と磁気的に協働するための磁気スキャン・ステータ・コア59を有する。
図1〜図2に示す本発明の実施例は、スイング・アーム・アセンブリのスキャニング運動を可能にするための上述した枢動手段49〜51は第二枢動手段であり、当該焦点合わせレンズ・アセンブリ29の焦点合わせ運動を可能にするための第一枢動手段が設けられている種類のものである。これらの第一枢動手段は、スイング・アーム構造体43の一方側の端部67と、可動枢動手段51とに固定された板ばね65を有している点で、既述した第二枢動手段と似ている。こうして可動枢動手段51は、2つの板ばね53と65との間の中間要素を形成する。板ばね65は、これが許容するスイング・アーム構造体41の運動によって、焦点合わせレンズ33が焦点軸35に沿った運動しかできないように方向付けられている。
可動磁気スキャニング手段55〜57は、焦点合わせレンズ33を焦点軸35に沿って駆動して、光ディスクの情報面3上に光学ビーム42を焦点合わせすることによって、結合された可動磁気焦点合わせ／スキャニング手段55〜57を形成する、スイング・アーム・アセンブリ41の当該自由端45の近くに設けられた可動磁気焦点合わせ手段としても動作する。中間空隙61全体に渡って当該結合された可動磁気焦点合わせ／スキャニング手段55〜57と磁気的に協働して、焦点軸35に平行なベクトル成分Fを持つ磁力ベクトルを生成して、焦点合わせレンズ・アセンブリ29を焦点軸35に沿って駆動させるための、支持アセンブリ7に結合された静止磁気焦点合わせ手段が存在する。これらの固定磁気焦点合わせ手段は、固定磁気スキャニング手段と結合されている。これに関しては図2〜図8に関連付けて後述する。
スイング・アーム構造体43は、自由端45から少なくともスイング軸47の近隣まで堅固であり、かつ第一枢動手段51、65、67は、第二枢動手段49、51、53に、または第二枢動手段49、51、53の近隣に設けられる。図2には、スイング・アーム構造体43が、光学手段21〜33を収納したボックス状の構造体としてより詳細に示されており、レンズ・マウント31は、スイング・アーム構造体43に堅固に接続された固定された要素となっている。しかしながら当業者は代替の解決策を提案してもよい。例えば、スイング・アーム構造体を、光学手段21〜33を外側に持つ、堅固な外形をした梁として形成してもよい。光学手段の一部を、スイング・アーム構造体の外側に位置させて、スイング・アーム構造体の上または中に存在する残りの手段と、光学接続、電気接続、または他の接続を介して連通させることができる。図1〜図2の光ディスク装置1のスイング・アーム構造体は、2×2×16 mmオーダの非常に小さな寸法を持っている。
本出願と優先日が同じで、本願明細書に参照として組み込まれている同時係属出願PHNL020897（出願人の整理番号）の主題である、図1〜図2に示す本発明の実施例の特徴は、固定磁気スキャニング手段、つまり、磁気スキャニング・ステータ・コア59が、磁気モータ・ステータ17に堅固に結合されていることである。実際には図1〜図2の実施例では、モータ・ステータ17とスキャニング・ステータ・コア59は、結合された静止ユニットに一体化されている。更に固定枢動手段49は、磁気モータ・ステータ17に堅固に結合されている。実際には、モータ・ステータ17、スキャニング・ステータ・コア59、および固定枢動手段49は全て、結合された静止ユニットに一体化されている。図1〜2による実施例に関して上述したように、固定磁気焦点合わせ手段は静止磁気スキャニング手段に結合されているので、図1〜図2ではモータ・ステータ、スキャニング・ステータ・コア、固定枢動手段、および焦点合わせステータ・コアは全て、結合された静止ユニットに一体化されている。
次に図3〜6をより詳細に参照すると、結合された静止ユニットは、69、71、および73という参照符が各々付けられた3つの異なる種類の、磁化可能な個々のステータ・ラミネーションから組み立てられたステータ・パケットを有している。図1〜2による本発明の実施例では、可動磁気スキャニング手段は、永久磁気による回転可動スキャニング手段55, 57を有し、かつ固定磁気スキャニング手段は、永久磁気による可動スキャニング手段55, 57の回転方向のスキャニング経路に沿ってステータ・コア59上に直列アレンジメントでアレンジされた幾つかの個々のステータ・コイル75（6個のコイル）を有している。（後述する）電子整流手段は、個々のステータ・コイル75のオン／オフを選択的にスイッチするための設けられており、（5個のセンサによる）スキャニング・センサ手段79は、アームの回転位置と運動を制御するために選択的にスイッチされている各ステータ・コイル75内の電流の振幅と方向を制御することにより、アーム構造体43の回転位置を制御するように設けられた（後述する）制御手段を検出かつスキャンするために設けられている。
図1〜2による本発明の実施例では、可動磁気焦点合わせ手段は、これも永久磁石55, 57により形成されている、永久磁気により軸周りに可動な焦点合わせ手段と、固定磁気スキャニング手段と、静止磁気焦点合わせ手段とを有する。静止磁気焦点合わせ手段は、永久磁気による可動スキャニング手段55, 57の回転方向のスキャニング経路に沿ってステータ・コア上に直列アレンジメントでアレンジされ、かつ軸周りに間隔が空いた2つのレベルに渡って分配された幾つかの個々のステータ・コイル75（6個のコイル）と77（6個のコイル）とを有する。感光アレイ39内には、焦点合わせレンズ33の焦点位置を通常の方法で検出するための焦点センサ手段が設けられている。（後述する）焦点合わせ制御手段とスキャニング制御手段は、焦点合わせレンズの軸周りの位置と運動とを制御するために選択的にスイッチ・オンされるステータ・コイル75, 77の各々の電流の振幅と方向を制御することにより、焦点合わせレンズ33の軸周りの位置と、スイング・アーム・アセンブリ41の角度位置とを各々制御するために設けられている。これら2つのレベルの各々にあるステータ・コイル75, 77は、可動磁気スキャニング手段と可動磁気焦点合わせ手段55, 57とにより回転掃引される経路沿いに、ステータ・コア59上で一定のピッチで間隔が空けられている。これら2つのレベルのステータ・コイル75, 77は、スキャニング・アーム構造体のスキャニング面に平行な平面内にアレンジされており、一方のレベル内に存在するステータ・コイル75は、他方のレベル内に存在するステータ・コイル77の間に位置付けられている。
図3〜図6は、スピンドル・モータ9のモータ・ステータ・コア17、および固定磁気スキャニング／焦点合わせ手段のスキャニング・ステータ・コア59を、個々のステータ・ラミネーション69、71、および73から組み立てる方法を例示している。これらのステータ・ラミネーションは通例通り、個々のラミネーション間を渦電流が流れることを防止する電気絶縁性を有する塗料またはフィルムで両面が覆われた、軟鉄プレート材料から打ち抜かれた個々の部分から成る。ラミネーション69〜73の各々には、内側に突出し、均一角度で間隔を置いた歯が設けられた環状部分81が設けられている。ステータ・プレート69には、環状部分81から延在し、環状部分81と一体化された湾曲部分85が設けられており、相互に均一な間隔を置いた歯87が設けられている。ステータ・プレート73は、歯87からオフセットされた位置に歯91を持っているが同じ相互間隔つまりピッチを持っている湾曲部分89と類似の構成をしている。
ステータ・プレート71には、湾曲部分85と89と構成が類似しているが歯がない湾曲部分93が設けられている。結合されたスピンドル・モータ／スキャニング・ステータは、例えば、6枚のラミネーション73上の3枚のラミネーション71上に6枚のラミネーション69を積み重ねて、8個のモータ・ステータ・コイル97用の8個のステータ歯95、ならびに6個のコイル75用の6個の歯および6個のコイル77用の6個の歯をスキャニング・ステータ・コア59に対して各々形成することによって組み立てられる。2行のコイル75, 77は、中間のラミネーション93により軸方向に分離される。
小さな永久磁石により形成された付勢手段99は、永久磁気による可動スキャニング／焦点合わせ手段55, 57とモータ・ステータ17との間に生じる磁気誘引力に付勢することにより、スピンドル・モータ9に最も近い、スキャニング・アーム構造体43の回転方向の末端位置で、スキャニング・アーム構造体43がモータ・ステータ17に磁気で接着してしまうことを防ぐために設けられている。スキャニング・アーム構造体43がスピンドル・モータ9に磁気で接着しまわないように、永久磁石99の磁界は永久磁石55, 57の磁界と反発するように相互作用する。
図1〜図2の実施例による光ディスク装置1では、モータ・ステータ17、スキャニング／焦点合わせステータ・コア59、および固定枢動手段49は全て、結合された静止ユニットに一体化されている。ここで図3〜図7をより詳細に参照すると、このためにラミネーション71には、更なる延在部分101が、湾曲部分93の自由端に、湾曲部分93に対する適切な角度（例えば約90°）で設けられている。ラミネーション71の積み重ねられた拡張部101は支持梁を形成し、積み重ねられたラミネーション69と73は、スキャニング・ステータ・コア59の相互にオフセットされたステータ歯105と107を各々形成する。支持柱103の自由端で、スイング・アーム構造体43と回転枢動手段51の間、および枢動手段51と固定枢動手段49の間に板ばね53と65を各々固接する方法は、図1〜図2だけに概略的に示されている。板ばねは、接着手段、レーザ溶接、スポット溶接、機械的なクランピングによる方法、ネジまたはリベットによる方法などの当業者に既知の様々な任意の方法により固接してよい。
図8は、図1〜図7の実施例に比べて僅かに修正を施した本発明の一実施例を例示している。この修正された実施例に典型的な詳細部分しか説明しない。この修正された実施例では付勢手段99はもはや不要である。この代わりに、スキャニング・ステータ・コア59上の1つ以上のステータ歯105, 107によって付勢手段が設けられている。ステータ歯105, 107は、スキャニング・アーム構造体43の当該回転方向の末端位置で、永久磁気による回転スキャニング手段55, 57に及ぼされる、当該1つ以上のステータ歯105, 107の磁気による回転方向の引きが、モータ・ステータ17の磁気による回転方向の引きを超えるように、位置付けられている。このことは、モータ・ステータ17の近傍で、ステータ歯105, 107と、永久磁気による回転スキャニング手段55, 57との間の空隙61を広げることにより達成される。この結果、スイング・アーム構造体43のどの位置でも、ステータ歯105, 107により及ぼされる磁気による引きPは、モータ・ステータ17の磁気による引きを超えるであろう。
次に図9のブロック図を参照しながら、堅固なスイング・アームの角度位置と焦点位置の大まかな電子制御と細かい電子制御に関して簡潔に説明する。例えば、ホール・センサ・タイプまたは他の任意の適切なタイプの5個の磁界センサ79は、永久磁気による可動スキャニング／焦点合わせ手段55, 57の磁界を感知して、感知された磁界の強度と方向を表す電気的な磁界信号109を生じる。5つの信号109は、磁界信号処理ユニット111へ入力され、磁界信号処理ユニット111の中でスイング・アームの角度位置と焦点位置が決定される。このユニットからスイング・アーム位置信号が出力され、この信号は、コイル選択と極性用のユニット115へ入力される。このコイル選択と極性用のユニットには、焦点制御信号と追跡制御信号119も入力される。これらの信号は、一般には従来のものでよい感光アレイ39に接続された制御回路（図示せず）により供給された焦点制御信号と追跡制御信号から導出される。これらの焦点制御信号と追跡制御信号は、焦点合わせレンズ33により生じたレーザ・ビーム・スポットの位置を、光ディスク装置1の光ディスク5の情報面3のトラックに対して細かくチューニングするために用いられる。コイルの選択と極性用のユニット115は、12個の出力121を持っており、これらの出力は各々、固定磁気スキャニング手段の12個のコイル75, 77の各々に接続されている。光ディスク装置1の通常の動作時におけるコイル選択と極性用のユニットの動作は、磁界センサ79により感知される光ディスクの情報面3内のトラックに対するスイング・アームの名目上の現在位置に対して、スイング・アームの位置を細かく制御するために能動的に必要なコイルしか選択しないというものである。このような名目上の現在位置内では、選択された少数の出力121しかスイッチ・オンされない。これらの出力は、必要とされている焦点と追跡の細かな制御を達成するために適した方法で、コイルの選択と極性用のユニットにより振幅と極性が制御される。コイルの選択と極性用のユニットからの12個の出力121は、コイル駆動ユニット123内に設けられた12個のコイル駆動回路の対応する12個の入力に接続される。このコイル駆動回路は、コイルの選択と極性用のユニットの出力信号を、現在のアーム位置で活性化されている選択されたコイル75, 77の各々の中で必要な磁界を生成するために適したレベルに増幅する。
本発明には様々な異なる実施例を用いてよい。次に図10を参照しながら、情報面129を持つ光ディスクを有する光ディスク装置125を有し、かつ更に支持アセンブリ131を有する一実施例を説明する。寸法は図1〜図7のものに類似させてよく、更に幾つかの組成部分も類似しているので、詳細には説明しない。光ディスク127を回転させるためのスピンドル・モータ133が設けられている。スイング・アーム・アセンブリ135は、図2のスイング・アーム・アセンブリ41、とりわけレンズ・マウント141上にマウントされた焦点合わせレンズ139などの幾つかの光学的な構成要素を有するスイング・アーム構造体137を有する。焦点合わせレンズ139は焦点軸143に沿って可動で、スイング・アーム・アセンブリは焦点軸143に平行なスイング軸145周りを枢動可能である。板ばね147と149は、堅固なスイング・アーム構造体137全体の枢動方向での焦点合わせ運動とスキャニング運動を、中間部分151と固定枢動手段153の各々に対して可能にするために設けられている。可動磁気スキャニング手段は、円筒形のスキャニング・コイル155を有する。円筒形のスキャニング・コイル155は、断面が全体的に矩形形状をしており、中央開口部157、2対の平行な外側側面159, 161と163, 165、2対の内側側面167, 169と171, 173、およびこのコイルの軸方向に間隔を置いた各端にある外側を向いた軸方向の端面175, 177を持っている。可動焦点合わせ手段は、2つの実質的に同一の円筒形の焦点コイル179B, 179Aを有している。これらの焦点コイル179B, 179Aは、断面が全体的に矩形形状をしており、中央開口部181、2対の平行な外側側面183, 185と187, 189、2対の内側側面191, 193と195, 197、およびこのコイルの軸方向に間隔を置いた各端にある外側を向いた軸方向の端面199, 201を持っている。スキャニング・コイル155は、その中心軸205がスイング・アーム・アセンブリ135のスキャニング運動に対して全体的に平行な位置で、その外端表面159がスイング・アーム構造体137の自由端203と接するように、接着手段のような適切な手段により固着されている。各焦点コイル179A, Bは、その中央開口部181の一方側にある、その外側を向いた軸方向の端面199の部分が、スイング・アーム構造体137から離れているスキャニング・コイル155の外側側面161に接するように、接着手段などの適切な固着手段により固着されている。2つの焦点コイル179A, Bは、これらの外側を向いた軸方向の端面199の当該部分が互いに近く、互いに平行で、かつスイング・アーム・アセンブリ135のスキャニング運動に全体的に平行になるように配置されている。結合された固定磁気手段は、可動焦点コイル179A, Bに面し、かつ焦点コイル179A, Bから空隙により間隔を隔てた細長い永久磁石手段207を有し、更に、永久磁気手段207を支持し、かつスキャニング・コイル155の中央開口部157を隙間を空けて通過するステータ部分211を持つ、磁気的に透過可能なステータ209を有する。永久磁石手段207は、スイング・アーム・アセンブリ135のスイング軸145に対して放射方向に磁極が与えられており、実質的に放射方向を向いた永久磁界が、スキャニング・コイルとステータ部分211との間に存在する空隙、および焦点コイル179A,Bの当該部分とステータ209との間に存在する空隙の全体に設置されるようなアレンジメントになっている。本発明によると、固定磁気スキャニング手段207〜211は、スピンドル・モータ133の磁気モータ・ステータに堅固に結合される。本発明の更なる特徴によると、スピンドル・モータ133のモータ・ステータ、スキャニング・ステータ・コア部分211、固定枢動手段153、および焦点ステータ・コア209は、結合された静止ユニットに一体化される。この静止ユニットは、軟鉄などの磁気的に透過可能な適切な材料から作られており、スキャニング・コイル155の中央開口部157へ挿入可能な一時的に取り外し可能な部分、つまり部分211を有する。この静止ユニットには、静止ユニットの残り部分209, 211, 213と同じ厚みを持つ支持梁部分であって、その自由端に固定枢動手段153を有し、スピンドル・モータ133のモータ・ステータと一体化させてもよい積み重ねられたステータ・ラミネーションにより形成してもよい、支持梁部分が設けられている。
図12〜図14を参照しながら本発明の第三実施例を説明する。回転可能な光ディスク219の情報面217上への情報記録、および／または、情報面217からの情報再生を行うための図12〜図14の光ディスク装置215は、支持アセンブリ221と、スピンドル225上にマウントされた光ディスク219をスピンドル軸227の周りで回転させるための、スピンドル軸227を有するスピンドル225を持つ、支持アセンブリ221に結合されたスピンドル・モータ223と、を有する。支持アセンブリ221には、スピンドル225上にマウントされた光ディスク219の情報面217をスキャンすることを目的とし、焦点軸233を持つ可動焦点合わせレンズ231を持つ焦点合わせレンズ・アセンブリ229であって、光ディスク219の情報面217上に光学ビーム235を焦点合わせするために焦点方向に可動な焦点合わせレンズ・アセンブリ229を有する光学手段が結合されている。焦点合わせレンズ・アセンブリ229を自由端241で支持する全体的に細長いスイング・アーム構造体239を有するスイング・アーム・アセンブリ237が設けられている。スイング・アーム・アセンブリ237が、マウントされた光ディスク219の情報面217に全体的に平行なスキャニング面を枢動的に掃引することにより、マウントされた光ディスク219の情報面217全体を焦点合わせレンズ・アセンブリ229にスキャンさせるように、自由端241から間隔を置き、スイング・アーム構造体239に対して全体的に直角方向に向けられ、スピンドル軸227と焦点軸233に対して全体的に平行なスイング軸243の周りを、スイング・アーム・アセンブリ237は枢動可能である。スイング・アーム・アセンブリ237は、自由端241から少なくともスイング軸243の近隣まで延在するスイング・アーム構造体239を有し、第一枢動手段は、焦点合わせレンズ・アセンブリ229の焦点合わせ運動を可能にするために設けられており、第二枢動手段は、スイング・アーム・アセンブリ237の枢動方向のスキャニング運動を可能にするために設けられている。焦点合わせレンズ231を焦点軸233に沿って駆動させて、光ディスク情報面217上に光学ビーム235を焦点合わせする、平坦コイルの形状を持つ可動磁気焦点合わせ手段245が、スイング・アーム・アセンブリ237の自由端241の近くに設けられている。更に、スイング・アーム・アセンブリ237をスイング軸243周りに枢動的に駆動させて、ディスクの情報面217をスキャンするための可動磁気スキャニング手段247が設けられている。光ディスク装置215は、中間空隙251の全体に渡って可動磁気焦点合わせ手段245と磁気的に協働して、焦点軸233に平行なベクトル成分を持つ磁力ベクトルPを生成して、焦点合わせレンズ・アセンブリ229を焦点軸233に沿って駆動させるための、支持アセンブリ221に結合された固定磁気焦点合わせ手段249を更に有する。更に、中間空隙全体に渡って可動な磁気スキャニング手段247と磁気的に協働して、スイング軸243の周りに磁気トルクを生成して、スイング・アーム・アセンブリ237をスイング軸243の周りで駆動するための、支持アセンブリ221に結合された固定磁気スキャニング手段253（図12〜図13にはゴースト・ラインで概略的にしか示さない）が設けられている。本実施例の場合、固定磁気焦点合わせ手段249および固定磁気スキャニング手段253は、スイング・アーム構造体239の反対側の端に設けられている。スイング・アーム構造体239は、自由端241からスイング軸243の近隣まで堅固であり、第一枢動手段は第二枢動手段に設けられるか、または第二枢動手段の近隣に設けられる。
次に図12〜図14を参照しながら、光学手段、スイング・アーム・アセンブリ237、および第一枢動手段と第二枢動手段についてより詳細に説明する。
前述の実施例のように、光ディスク219の情報面217上への情報の書き込み、および／または、情報面217からの情報の読み取りを行うための光学手段は、焦点合わせレンズ・アセンブリ229に加えて、光学要素21, 23, 25, 37, および39に類似した幾つかの光学要素を有してよい。この焦点合わせレンズ・アセンブリは、焦点合わせレンズ231、ならびに90°の内部反射面255（図14）を有する、光学グレードの透過プラスチックから高精度で製造された一体化されたユニットから組成される。これらの光学要素は全て、スイング・アーム構造体239の内部に収納してもよい。スイング・アーム構造体239は、図12〜図14に示す本実施例では、中空の箱形の構成をしているが、設計選択に応じて任意の適切な堅固な構成にしてもよい。更に前述と同様に、光ディスク219からの情報の読み取り、および／または、光ディスク219上への情報の書き込みを行うために必要な光学的な構成要素および／または電子的な構成要素の一部を支持構造体221上のどこか他の場所に配置して、適切な光学接続および／または電気接続により、焦点合わせレンズ・アセンブリ229および他の結合されている要素に接続してもよい。
スイング・アーム・アセンブリは、2つの相互に枢動可能な部分、つまり、堅固なスイング・アーム構造体239と、図13に示す全体形状をした全体的に平坦なスキャニング・コイルとして構成された可動磁気スキャニング手段247をその自由端261で支持する枢動する堅固なフレーム要素259を有する駆動構造体257と、により形成される。このスキャニング・コイルは、光学的かつ磁気的なディスク・ドライブ・デバイスの技術分野では本来知られている永続的なヨーク構造体として構成された、固定磁気スキャニング手段と磁気的に協働する。この固定磁気スキャニング手段は、支持構造体221上に固接されており、図12, 13では図を簡略化するためにゴースト・ラインで輪郭しか示さない。
フレーム要素259は、その自由端261の反対側のその端263の近くで、スピンドル軸227と焦点軸233と全体的に平行なスイング軸243と合致する中心線を持つ固定枢軸ピン265の周りで、枢動可能である。枢軸ピン265は、支持アセンブリ221の底部プレート267に堅固に固接されている。枢軸ピン265は、固定枢軸ピン265と可動枢動手段269との結合体によってスイング・アーム・アセンブリ237の枢動スキャニング運動を可能にする第二枢動手段が組成されるように、フレーム要素259に固接された可動枢動手段269を通過する。スイング・アーム構造体239は、その自由端241の反対側のその端271に、2つの対向する延在部273が設けられている。これらの延在部273は、フレーム要素259の端263と可動スキャニング枢動手段269とを収容する、2つのプロングを有するフォーク部のプロングを形成する。可動枢動手段269の両側には、共通の焦点合わせ用枢軸277を定め、かつ延在部273Aと273B内に設けられた相補的な孔を通り抜ける同軸の枢軸スタッド275A, Bが設けられている。このように枢軸スタッドと、当該相補的な孔を有する拡張部273A, Bとを組み合わせることにより、フレーム要素259に対する、堅固なスイング・アーム構造体239の枢動焦点合わせ運動を可能にするための第一枢動手段が得られる。
スイング・アーム・アセンブリ237は、電磁気により焦点合わせレンズ231を焦点軸233に沿って駆動させて、光ディスク情報面217上に光学ビーム235の焦点合わせするための、可動磁気焦点合わせ手段229を自由端241の近くに有する。本実施例の場合この可能な磁気焦点合わせ手段は、それ自体は既知の態様である銅ワイヤなどの導通ワイヤである巻線による全体的に環状の焦点コイル245から成る。焦点コイル245は、従来技術では周知のような全体的に卵形または矩形の形状にしてもよく、図14には断面が示されている。
光ディスク装置215は、中間空隙251全体に渡って、可動焦点合わせ手段245と磁気的に協働して、焦点軸233に平行なベクトル要素Pを持つ磁力ベクトルを生成して、焦点合わせレンズ・アセンブリ229を焦点軸233に沿って駆動するための、支持アセンブリ221に結合された固定磁気焦点合わせ手段249を更に有する。本実施例では、この固定磁気焦点合わせ手段は、磁気絶縁性を有する適切な材料からできた下方の支持部上に従来分野で周知の手法でマウントされた上下のヨーク・プレート281と283に集まる強磁性の磁束により取り囲まれた、垂直に磁化された永久磁石279から成る。固定磁気焦点合わせ手段249と可動磁気焦点合わせ手段229は各々、力ベクトル成分Pが焦点合わせレンズ231の焦点軸233と全体的に合致するように配置されかつ協働する。
光学レンズ・アセンブリ229は、スイング・アーム構造体239の自由端241の近くに、直角反射させる光学要素255を有する。この光学要素は、焦点合わせレンズ231に接続され、本実施例では焦点合わせレンズ231と一体化されており、光学ビーム235を完全な内部反射により反射させる反射面255を一方側に持つ一体化された光学的な構成要素として、光学グレードの透過性の合成樹脂材料から製造されたものである。この反射面255は、マウントされた光ディスク219の情報面217から離れる方向にある焦点合わせレンズ231の側に配置されており、スイング軸243と焦点軸233との間の全体的な方向を進行するレーザ・ビーム231を、概ね焦点軸233に沿って焦点合わせレンズ231を通過するように反射させる。可動磁気焦点合わせ手段245は、可動焦点合わせレンズ231から離れる方向にある反射面255の側にある位置で、反射要素255に接続される。可動磁気焦点合わせ手段245と固定磁気焦点合わせ手段249は、反射面255に対して全体的に平行な空隙251全体に渡って協働する。実際には焦点コイル245は、反射面255の内部反射属性を劣化させない適切な接着材料によって、反射要素255の外面に固定される。反射面255は、真空沈積により沈積された金属層などの適切な材料によって、光学的に絶縁されることが好ましい。焦点合わせレンズ・アセンブリ229の反射面255は、スイング・アーム・アセンブリ237のスイング軸243に対する傾斜面に配置されている。可動電気磁気コイル手段245は概して、反射面255に平行な傾斜面に配置され、固定磁気焦点合わせ手段249は、可動電気磁気焦点コイル手段245と固定磁気焦点合わせ手段249との間の空隙251が、焦点合わせレンズ・アセンブリ229の傾斜した反射面255に概して平行な傾斜面内に配置されるように、可動電気磁気焦点コイル手段245の方向に向けられた傾斜面287を有する。
上記では、本発明による光ディスク装置の3つの実施例1, 125, 215を説明してきたが、上記で詳述してきた内容によって本発明が限定されることはないことを、当業者は理解するであろう。本願明細書での創意に富む考え方から逸脱しない多数の変更態様が可能だが、これらの変更態様は全て、本発明の主な特徴、つまりスイング・アーム構造体が自由端から少なくともスイング軸の近隣まで堅固なこと、および第一枢動手段が第二枢動手段にまたは第二枢動手段の近くに設けられること、を含んでいなければならない。
寸法が縮小された光ディスク装置の概略的な平面図である。 図1の光ディスク装置の概略的な断片的な斜視図である。 図1〜図2の光ディスク装置のモータと焦点合わせ／スキャニング・ステータとの結合体のステータ・ラミネーションの平面図である。 図1〜図2の光ディスク装置のモータと焦点合わせ／スキャニング・ステータとの結合体のステータ・ラミネーションの平面図である。 図1〜図2の光ディスク装置のモータと焦点合わせ／スキャニング・ステータとの結合体のステータ・ラミネーションの平面図である。 図3〜図5に個々示されているステータ・ラミネーションを積み重ねたものの側面図である。 図6の積み重ねられたステータ・ラミネーションの斜視図である。 スイング・アーム構造体をスピンドル・モータ・ステータから離れるように磁気的に付勢する代替の付勢手段を例示した断片的な平面図である。 堅固なスイング・アームの焦点位置とスキャニング位置の大まかな制御と細かな制御とを行うための電子回路のブロック図である。 光ディスク装置の代替実施例の、図2に類似した概略的な斜視図である。 図10の光ディスク装置の堅固なスイング・アームのスキャニング運動と焦点合わせ運動を制御するために用いられる電気コイルのアレンジメントの斜視分解図である。 本発明による光ディスク装置の更なる一実施例の断片的な概略的な側立面図である。 図12の光ディスク装置の断片的な平面図である。 図12の一細部の、縮尺を拡大した断片的な側立面図である。
符号の説明
1, 125, 215…光ディスク装置
1, 125, 215…光学装置
21, 23, 25, 27, 29, 33, 37, 39, 139, 141, 229…光学手段
29, 33, 139, 141, 229…焦点合わせレンズ・アセンブリ
3, 129, 217…情報面
33, 139, 231…焦点合わせレンズ
35, 143, 233…焦点軸
41, 135, 229…スイング・アーム・アセンブリ
42, 235…光学ビーム
43, 137, 239…スイング・アーム構造体
45, 203, 241…自由端
47, 134, 227…スピンドル軸
47, 145, 243…スイング軸
5, 127, 219…回転可能な光ディスク
51, 53, 149, 151, 265, 269…第二枢動手段
51, 65, 147, 151, 275A, 275B…第一枢動手段
55, 57, 155, 247…磁気スキャニング手段
55, 57, 179A, 179B, 245…磁気焦点合わせ手段
61, 251…中間空隙
65, 53, 147, 149…板ばね
7, 131, 221…支持アセンブリ
9, 133, 223…モータ

Claims (2)

  1. 回転可能な光ディスクの情報面上への情報記録、および／または、回転可能な光ディスクの情報面からの情報再生を行うための光ディスク装置であって、
    ‐ 支持アセンブリと；
    ‐ 前記光ディスクをスピンドル軸周りに回転させるためのモータと；
    ‐ 当該光ディスクの情報面をスキャンするための光学手段であって、
    焦点軸を持つ可動焦点合わせレンズを持つ焦点合わせレンズ・アセンブリと、
    当該焦点合わせレンズ・アセンブリを自由端にマウントした全体的に細長いスイング・アーム構造体を有するスイング・アーム・アセンブリであって、
    前記スイング・アーム構造体に対して全体的に直角方向を向いており、かつ当該スピンドル軸に対して全体的に平行なスイング軸周りを枢動可能で、
    当該焦点合わせレンズ・アセンブリの焦点合わせ運動を可能にするための第一枢動手段と、
    前記スイング・アーム・アセンブリの枢動的なスキャニング運動を可能にするための第二枢動手段と、
    を有し、かつ更に、
    当該焦点合わせレンズを当該焦点軸に沿って駆動して、前記情報面上に光学ビームを焦点合わせするための、前記スイング・アーム・アセンブリの当該自由端の近くに設けられた可動磁気焦点合わせ手段と、
    当該スイング・アーム・アセンブリを当該スイング軸周りに枢動的に駆動して前記情報面をスキャンするための可動磁気スキャニング手段と、
    を有するスイング・アーム・アセンブリと、
    を有する光学手段と、
    ‐ 中間空隙の全体に渡って当該可動磁気焦点合わせ手段と磁気的に協働して、当該焦点軸に平行なベクトル成分を持つ磁力ベクトルを生成して、前記焦点合わせレンズ・アセンブリを当該焦点軸に沿って駆動するための、前記支持アセンブリに結合された固定磁気焦点合わせ手段と、
    中間空隙全体に渡って当該可動磁気スキャニング手段と磁気的に協働して、当該スイング軸周りに磁気トルクを生成して、前記スイング・アーム・アセンブリを当該スイング軸周りに駆動させるための、前記支持アセンブリに結合された固定磁気スキャニング手段と、
    を有する光ディスク装置において、
    前記スイング・アーム構造体が、前記自由端から、少なくとも近隣の前記スイング軸まで堅固であり、かつ前記第一枢動手段が、前記第二枢動手段に、または前記第二枢動手段に隣接して設けられる、
    光ディスク装置。
  2. 前記第一枢動手段および／または前記第二枢動手段が、柔軟性が相対的に高い方向を、必要な枢動方向にしか持たない板ばねを有する、請求項１に記載の光学装置。
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