JP2542858Y2

JP2542858Y2 - 光磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2542858Y2
Application number: JP1992082389U
Authority: JP
Inventors: 作文喬
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2007-07-30
Also published as: JPH0652023U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、回転型光学系に関し、
とくに、光磁気ディスク上のディジタル情報を読み取り
および記録するよう構成された光磁気ヘッドに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術による光磁気ヘッドを図１に
線図的に示す。図１に示す従来の光磁気ヘッドの構成に
関する原理を、例えば、米国, ニューヨーク所在のアデ
ィソン−ウェズレイパプリッシングカンパニィによって
発行されたバーベチム・コーポレーションのアラン・ビ
ー・マーチャント(Alan B. Marchant)著「オプティカル
・レコーディング, ア・テクニカル・オーバービュー」
に見い出すことができる。

【０００３】図１に示す従来の光磁気ヘッドにおいて
は、対物レンズ121 を有する２軸アクチュエータ１を用
いて光磁気ディスク100 上のデータの読み取りおよび記
録を行っている。アクチュエータ１を光磁気ディスク10
0 の下側で直線運動で水平方向に移動して対物レンズ12
1 を所望のトラッキング位置に動かすことができる。こ
の作動は、アクチュエータの「ジャンプ作動」としばし
ば言われている。アクチュエータ１が所望のトラックに
１回ジャンプ作動し終わった際、正確なジャンプ作動が
難しいため、アクチュエータを所望のトラックに固定し
ないままとすることができる。したがって、ジャンプ作
動を完了した後に、アクチュエータ１を始動して対物レ
ンズ121 を水平方向に僅かに前後運動させて対物レンズ
121 を所望のトラックの下側に固定するようにしてい
る。これがアクチュエータの「ロック作動」と言われて
いる。さらに、アクチュエータ１はその対物レンズ121
を上下に垂直に動かして対物レンズの焦点位置を光磁気
ディスク100 の表面に対して調整することができる。こ
の作動はアクチュエータ１の「焦点作動」と言われてい
る。

【０００４】図２に示すように、アクチュエータ１の本
体が幅広でその対物レンズの外周を越えて延長されてい
るので、ボス部分101 に衝合するディスク空間の部分に
対物レンズがアクセスすることができない。トラックア
クチュエータ１の対物レンズの中心からボス部分の中心
までの最小距離がＸ₁で示されている。この距離Ｘ₁は
通常20mmであり、余りに長すぎるために無駄になるディ
スク面積が余りにも大きすぎると考えられる。これは図
１に示す従来技術による光磁気ヘッドの欠点として認識
されてもいる。

【０００５】再び図１を参照して示すように、従来の光
磁気ヘッドにはデータ信号を検出するための一対の光ダ
イオード２および３と、トラッキング誤り信号を検出す
るための他の光ダイオード４と、フォーカッシング誤り
信号を検出するための他の光ダイオード５とが設けられ
ている。合計で４個の別個の光検出器が用いられてい
る。結果として、図１の従来の光磁気ヘッドは、多数の
光学部品を用いて光磁気ディスク100 の表面から４個の
光検出器２, ３, ４, ５のそれぞれに反射されるレーザ
ー光線を案内している。したがって、光学ヘッド系の構
造が非常に複雑であるために製造に際して組立が容易で
ない。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】本考案の目的は、光デ
ィスクのより大きい空間を読み取りおよび記録すること
ができ、しかもトラッキング制御およびフォーカッシン
グ制御の応答特性を高めることができ、高速アクセスが
可能な光磁気ヘッドを提供することである。

【０００７】本考案の他の目的は、組立作業を簡車にす
るために光学構成部品の数を減らすよう改良した光磁気
ヘッドを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案によれば、上述し
た目的および他の目的を達成するため、アクチュエータ
が垂直軸の回りに水平に回転してジャンプ作動を行う光
学ヘッドシステムを提供する。アクチュエータは対物レ
ンズを設けた腕を水平に揺動させるよう駆動して固定作
動を行う。アクチュエータはまた、上記腕を中心軸線に
沿って垂直方向に移動させるよう駆動して焦点作動を行
う。反射した光線をトラッキング誤り信号, フォーカッ
シング誤り信号およびデータ信号を同時に検出し得る複
数の光感受性表面を含む単一の光検出器に案内する。

【０００９】

【実施例】本考案の好適実施例を図面につき説明する。
図３は、本考案に先立って開発した光磁気システムを線
図的に示しており、図示の光磁気システムはディジタル
情報を光磁気ディスク１００上に読み取りおよび記録す
るために用いられる。図３に示す光磁気ヘッドにはアク
チュエータ２０，回転腕２２，この回転腕２２の一端に
固定された対物レンズ２１および垂直軸２３が設けられ
ている。回転腕２２は軸２３の回りに回転されて対物レ
ンズ２１を水平に移動してトラック−ロッキングまたは
トラック−ジャンピング作動のいずれかを行うよう構成
されている。レーザーダイオード１０によって放射され
るレーザー光線が回転腕２２によって指向される同じ半
径方向に常にあるようにレーザーダイオード１０を軸２
３に取付ける。この軸２３に取付けられたプラットホー
ム３０を用いてビームスプリッター３１を支持する。軸
２３はモータ２４に取付けられ、このモータはその基部
で固定され、トラック−ジャンピング制御装置２５によ
って駆動される。

【００１０】「トラック−ジャンピング」命令がトラッ
ク−ジャンピング制御装置25に送られる際、軸23を駆動
して垂直軸線の回りに回転するよう電流Ｉ_Jをトラック
ジャンピング制御装置25からモータ24に送る。対物レン
ズ21が所望のトラックの下側に位置するまで、軸23に関
連して取付けられているレーザーダイオード10, ビーム
スプリッター31, 腕22等を含む構成部品の全てが水平面
内で回転される。この方法で、ジャンピング作動が行わ
れる。データを光磁気ディスク100 上の１個のトラック
から読み取る場合には、レーザー光線をレーザーダイオ
ード10によって放射する。このレーザー光線はビームス
プリッター31を経て鏡40に通過する。この鏡40はベース
に固定されており、Ａ−Ａ´線上での断面が円周断面形
状を有し、Ｂ−Ｂ´線上での断面が放物線状断面形状を
有するよう形成されている。鏡40が放物線状断面形状を
有することによって、鏡40によって反射される光線は平
行光線となり、また、鏡40の円周断面形状を有すること
によって光ダイオード10によって放射されるレーザー光
線は常に鏡40によって対物レンズ21に反射される。次
に、対物レンズ21は、光線を光ディスク100 の表面上に
焦点を結ぶ。

【００１１】図４は、本考案の一好適実施例を示すもの
である。この実施例においては、図３に示す光学系にお
いて用いられているような鏡４０が除去されている。ビ
ームスプリッター３１が設けられているプラットホーム
３０が延長されてコリメータレンズ３２および平面鏡３
３を余分に取付けるよう構成されている。このように構
成することによって、放射したレーザー光線はコリメー
タレンズ３２によって平行光線にされた後、平面鏡３３
によって対物レンズ２１に反射される。

【００１２】図３または図４のいずれかを参照して示す
ように、対物レンズ21によって光磁気ディスク100 の表
面に焦点を結んだ光線は次に反射される。この反射され
た光線は光磁気ディスク100 に記録されているデータの
信号とトラッキング誤り信号およびフォーカッシング誤
り信号を含む。これらの信号の性質を包括的に理解する
ため、前述した文献「オプティカルリーディング, ア
・テクニカルオーバービュー」を参照することができ
る。反射した光線は対物レンズ21を通過し、次に、鏡40
または33を経てビームスプリッター31に達する。ビーム
スプリッター31は反射光線を放射レーザー光線の初めの
光線通路に対して垂直な光線通路に迂回する。ビームス
プリッター31の光線出口にスプリット偏光子50が設けら
れており、このスプリット偏光子50は反射光線の上部と
交差するよう配置された第１偏光子51と同じ反射光線の
下部と交差するよう配置された第２偏光子52とを含む。
第１偏光子51は反射光線の上部を＋45゜の方向に偏光す
るよう用いられ、第２偏光子52は反射光線の下部を−45
゜の方向に偏光するよう用いられる。この結果として、
第１偏光子51から出る光線の偏光と第２偏光子52から出
る光線の偏光とは互いに直角をなす。２個の偏光子51お
よび52に対する前述の好ましい偏光配向, すなわち、＋
45゜および−45゜はこれに限るものではない。２個の偏
光子51, 52から出る２個の光線の偏光が互いに直角をな
す限りにおいて、他の配向で偏光子を配置することがで
きる。

【００１３】図５(A) に示すように感光表面が配置され
た８個の光ダイオードを具える単一光検出器60を設けて
偏光子50 (すなわち51および52) から出る光線を検出す
る。これらの８個の感光区域をＯＡＢ，ＯＣＤ，ＯＤ
Ｅ，ＯＦＡ，ＢＣＩＪ，ＯＩＪ，ＯＨＧおよびＥＦＧＨ
で示す。８個の光ダイオードのそれぞれが受光強さに応
じた電圧を発生する。感光区域ＯＡＢを有する光ダイオ
ードによって発生される電圧がＶ₁とすると、感光区域
ＯＣＤを有する光ダイオードによって発生される電圧が
Ｖ₂、感光区域ＯＤＥを有する光ダイオードによって発
生される電圧がＶ₃、感光区域ＯＦＡを有する光ダイオ
ードによって発生される電圧がＶ₄、感光区域ＢＣＩＪ
を有する光ダイオードによって発生される電圧がＶ₅、
感光区域ＯＩＪを有する光ダイオードによって発生され
る電圧がＶ₆、感光区域ＯＨＧを有する光ダイオードに
よって発生される電圧がＶ₇、感光区域ＥＦＧＨを有す
る光ダイオードによって発生される電圧がＶ₈と仮定す
る。これらの８個の信号Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃，Ｖ₄，
Ｖ₅，Ｖ₆，Ｖ₇およびＶ₈が同時に信号プロセッサー
70に送られる。この信号プロセッサー70は３個の信号Ｖ
_S，Ｖ_FおよびＶ_Tを送り出す３個の出力ポートを有
し、これらの信号の関係は下記のとおりである。Ｖ_S＝（Ｖ₁＋Ｖ₂＋Ｖ₅＋Ｖ₆）−（Ｖ₃＋Ｖ₄＋Ｖ₇＋Ｖ₈）…(1) Ｖ_F＝（Ｖ₅＋Ｖ₈）−（Ｖ₆＋Ｖ₇） …(2) Ｖ_T＝（Ｖ₁＋Ｖ₄）−（Ｖ₂＋Ｖ₃） …(3)

【００１４】信号プロセッサー70は複数個の加算および
微分増幅器（図示せず）より構成されており、これは電
子技術分野の当業者によって方程式(1) , (2) および
(3) により容易に構成することができる。これがため、
信号プロセッサー70の詳細構造の図示および説明を省略
する。

【００１５】実際上、単一の光検出器６０は図１に示す
従来の光学ヘッドシステムに用いられている光検出器
２，３，４および５の組合わせに等しい。かように構成
することによって、反射光線は従来の光学ヘッドシステ
ムにおけるように３個の光線に分割する必要はない。図
１の従来の光学ヘッドシステムと比較して図３および図
４の光学ヘッドシステムを構成している光学部品の数は
明らかに減っている。

【００１６】光検出器60上の感光区域の構成配置に対し
て、一般に、水平線および中心点を通る垂直線の両方の
回りに感光区域を対称にすべきであり、水平線より上方
の部分を用いて第１偏光子51から出る光線を検出し、同
じ水平線の下方の部分を用いて第２偏光子52から出る光
線を検出する。図５(A) に示した感光区域の位相形状
は、検出に対して理想的精度を与える光検出器60の理論
的に最良の態様の構成である。実際に適用するに当た
り、図５(A) に示したものを簡単にした図５(B) および
図５(C) に示すような位相形状を用いることができる。
しかしながら、これら両者は検出精度が低い。

【００１７】出力信号Ｖ_Fがフォーカッシングサーボ制
御回路81に送られ、出力信号Ｖ_Tがトラッキングサーボ
制御回路82に送られる。フォーカッシングサーボ制御回
路81およびトラッキングサーボ制御回路82を用いて対物
レンズ21を設けた腕22を駆動する。

【００１８】図６はアクチュエータ20の構造の一好適例
を示す。図示のアクチュエータはＮ極として構成される
軸部材201 とＳ極として構成される一対の円弧状部材20
2 とを有する磁石200 を具える。円弧状部材202 は軸部
材201 を囲むよう配置されている。かように構成するこ
とによって磁束線が軸部材201 から一対の円弧状部材20
2 に半径方向および水平方向に生じる。円筒形スリーブ
部材300 が軸部材201の回りに回転可能に取付けられて
いる。スリーブ部材300 には螺旋コイル310 が軸線方向
に巻かれ、その表面にウェブ状コイル320 が取付けられ
ている。スリーブ300 の上端に腕22の枢支端が取付けら
れ、スリーブ300 の下端に懸垂スプリング330 が取付け
られ、このスプリングはスリーブ300 と磁石200 とを連
結している。磁石200 は軸23に取付けられている。

【００１９】フォーカッシング誤り信号Ｖ_Fが零でない
場合には、フォーカッシングサーボ制御回路81を作動し
て電流Ｉ_Fを螺旋コイル310 に送る。磁石200 の磁束と
の磁気的相互作用によってコイル310 をスリーブ部材30
0 とともに強制的に上昇または下降され、その移動方向
は電流Ｉ_Fの極性によって決定される。かようにして信
号Ｖ_Fが零になるまで、すなわち、フォーカッシング誤
りが修正されるまで、対物レンズ21は垂直方向に移動さ
れる。

【００２０】他方、トラッキング誤り信号Ｖ_Tが零でな
い場合には、トラッキングサーボ制御回路82を作動して
電流Ｉ_Tをウェブ状コイル320 に送り、このウェブ状コ
イル320 を磁界と相互作用させてコイル320 をスリーブ
部材300 とともに軸部材201の回りに時計回り方向また
は反時計回り方向に強制的に回し、これによってトラッ
キング誤りを減少させ、所望のトラックに固定する。

【００２１】図７に示すように、対物レンズ21の周縁を
囲んでいるのは腕22の僅かな部分だけであるから、対物
レンズ21を光磁気ディスク100 のボス101 に極めて近づ
けて移動させることができる。対物レンズ21の中心から
光磁気ディスク100 の中心まで測った距離Ｘ₂は、図１
の従来の光学系において測った距離Ｘ₁（図２参照）よ
り小さい。これによって光磁気ディスク100 上のより多
くの空間にアクセスすることができる。

【００２２】２進データの流れを光磁気ディスク上に記
録する場合、フォーカッシング誤り信号Ｖ_Fおよびトラ
ッキング誤り信号Ｖ_Tが発生し続けている間は、信号プ
ロセッサ70はデータ信号Ｖ_Sを発生することができな
い。２進データの流れはデータ発生器91によって発生さ
れる。

【００２３】データをディスク上に記録するための便宜
的技術による２つの光学系の構成が提案される。第１の
構成では、図３および図４に示すように、データの流れ
をバイアス磁石９２に送ると同時にレーザー制御回路１
１から送出されるＤＣ作動信号によってレーザーダイオ
ード１０を駆動してレーザー光線を連続的に放射する。
データの流れにおける２進数「１」によってディスク１
００上のレーザー光線の焦点の回りに上向き磁界を生ぜ
しめ、データの流れにおける２進数「０」によってディ
スク１００上のレーザー光線の焦点の回りに下向き磁界
を生ぜしめる。第２の構成によれば、図示していない
が、データの流れをレーザー制御回路１１に直接に送る
と同時にバイアス磁石９２を一方向に連続的に附勢しつ
づける。データの流れにおける２進数「１」は、レーザ
ー制御回路１１を作動してレーザーダイオード１０をオ
ンにし、データの流れにおける２進数「０」はレーザー
制御回路１１を作動してレーザーダイオードをオフにす
る。いずれの構成においても、ディスク１００上に上向
きまたは下向き磁化の小さい点状帯域が形成される。各
帯域は「１」または「０」のいずれかの２進データを表
す。このようにしてデータの流れがディスク１００上に
記録される。ディスク１００上に記録されているデータ
を消去するための方法は、データ発生器９１によって送
出される信号がＤＣ信号であることを除いては、上述し
たデータを記録するための方法と実質的に同じである。

【００２４】図１に示す全部で１５個の光学素子を組立
てることを必要とする従来の光学系と比較して、図４に
示す光学系を組立てるためには、光学部品は５個だけ，
すなわち、スプリッター３１，コリメータレンズ３２，
平面鏡３３，スプリット偏光子５０および光検出器６０
を必要とするに過ぎない。これによって光学系を容易か
つ迅速に組立てることができ、製造費が相当節減される
利点がある。

【００２５】また、フォーカッシング制御およびトラッ
キング制御においては、対物レンズ21と回転腕22だけが
駆動されるので、重量が大幅に減少し、したがってフォ
ーカッシング制御およびトラッキング制御の応答特性を
高めることができ、高速アクセスが可能となる。

【００２６】本考案を好適実施例につき説明したが、本
考案はこれらの好適実施例に限られることなく、本考案
の範囲内で種々の変更を加えて実施し得ることは勿論で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による光磁気ヘッド系の概略図であ
る。

【図２】図１の従来技術による光磁気ヘッド系において
用いられているアクチュエータに対しアクセスし得るデ
ィスク空間を示す略線図である。

【図３】本考案に先立って開発した光磁気ヘッド系の概
略図である。

【図４】本考案の一好適実施例による光磁気ヘッド系の
概略図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、データ信号，トラ
ッキング誤り信号およびフォーカッシング誤り信号を検
出し得る図３の光学ヘッド系に用いられている単一光検
出器における感光表面の配置例を示す線図である。

【図６】図３および図４の光学ヘッド系に用いられるア
クチュエータの概略図である。

【図７】本考案の光磁気ヘッド系に用いられるアクチュ
エータによってアクセス可能のデイスク空間を示す略線
図である。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】（ａ）光磁気ディスク上のデータにアクセ
スするための対物レンズを有するアクチュエータを具
え、このアクチュエータが回転可能な軸と、この軸の回
転に追従して回転するとともに、該軸の回りに回転して
トラッキングを行い、該軸に沿って変位してフォーカッ
シングを行うための回転腕とを具え、前記対物レンズが
前記回転腕の回転によってデータにアクセスするよう前
記回転腕の外端に設けられており、また、（ｂ）レーザー光線を発生するレーザー手段を具え、発
生されるレーザー光線の放射方向が前記回転腕の方向と
ほぼ一致するよう前記レーザー手段が前記軸に結合され
ており、また、（ｃ）前記レーザー手段によって放射されるレーザー光
線をコリメートするよう前記軸とともに回転可能のレン
ズと、コリメートしたレーザー光線を前記対物レンズに
反射するよう前記軸とともに回転可能の平面鏡とを有
し、これらレンズおよび平面鏡を経て前記レーザー光線
を前記対物レンズに案内し、これにより前記レーザー光
線を光磁気ディスクの表面に照射して、該光磁気ディス
クの表面から信号光線を反射させるための案内手段と、（ｄ）前記信号光線を予定の光線通路に導く手段と、（ｅ）前記信号光線の第１部分を第１方向に偏光すると
ともに前記信号光線の第２部分を前記第１方向に対して
直角をなす第２方向に偏光し得るよう前記予定の光線通
路に設けられた偏光手段と、（ｆ）トラッキング誤り信号，フォーカッシング誤り信
号およびデータ信号を前記偏光手段を通過する光線に応
答して検出し得るよう予定位置に配置された複数個の感
光表面を含む光検出手段とを具えることを特徴とする光
磁気ヘッド。