JP2685898B2 - 光ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、情報記録媒体上に情報を光学的に記録した
り、記録された情報を光学的に再生する光ヘッドに関す
る。

（従来の技術） 光学的な情報記録媒体を用いた光情報記録再生装置は
大容量性においては他の情報記録装置（例えば磁気ディ
スク装置）を抜きんでているものの、高速アクセス性に
おいては劣っていた。この原因は情報の記録・再生に使
われている大きく、重い光ヘッド全体を直線的に移動し
てアクセスしていたことにある。この問題点を解決する
方法として光ヘッドを移動光学部と固定光学部に分離し
て構成し、アクセス移動する部分に設けられる光学部を
軽量化してアクセスの高速化を計ることが従来から行わ
れている。

この移動光学部と固定光学部に分離して構成した光ヘ
ッドの構成例を第５図に示す。この光ヘッドでは移動光
学部を回動制御することによって、光ディスク上の任意
の情報トラックに対してアクセスするように構成された
ものである。固定光学部（27）内には、半導体レーザか
ら出射した光ビームをコリメータレンズとビーム整形プ
リズムで円形光ビームとし、ビームスプリッタを透過し
た光ビームを移動光学部に送り出す送光光学系と、光デ
ィスクで反射して移動光学部から戻ってきた光ビーム
を、ビームスプリッタで反射させ、情報信号や各種制御
信号を検出するための受光光学系が組み込まれている。
移動光学部は回転ドラム（22）と一体で回動する形に平
行四辺形プリズム（23）と集束レンズ（16）で構成され
る。集束レンズ（16）は光ディスク（25）の面振れに追
従して可動なように、回転ドラム（22）から板バネ（2
4）を介して支持されている。

固定光学系（27）から出た光ビームは回転ドラム（2
2）の下部に固定配置された揺動鏡（26）に入射し、回
転ドラム（22）の回転中心と同軸に光路が偏向され、平
行四辺形プリズム（23）で集束レンズ（16）に導かれ
る。尚、前記した揺動鏡（26）は受光光学系の検出出力
から生成されたトラッキングエラー信号に基づいてその
偏向角が制御されて、光ディスク上の情報トラックに集
束レンズ（16）から光スポットを追従制御する。

以上説明した光ヘッドを使って、光ディスク上の任意
の情報トラックに対して高速にアクセスする事ができる
ためには、回転ドラム（22）は十分な剛性を持っていな
ければならず、このため図示したようなほぼ円柱形状と
なっている。この図からも明らかなように回転ドラム
（22）には、回転ドラム（22）の中心と集束レンズ（1
6）の光軸を結ぶ線上のわずかな領域に素子があるのみ
で空間の利用率が著しく悪かった。また、可動光学部す
なわち回転ドラム（22）とは別に固定光学部があり、光
ディスク装置内に占める光ヘッドの割合が高かった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の高速アクセスを目的とした光学系
分離型の光ヘッドにおいては、光ディスク装置内に占め
る光ヘッドの割合が高く、小径ディスクの光ディスク装
置に於いては小型化を実現する為の大きな障害になって
いた。すなわち、使われる光ディスクのサイズ（直径13
0mm,90mmなどのように）に見合って小径ディスクでは小
型な装置が要求されるが、光ヘッドの機能としては光デ
ィスクのサイズによらないということに起因している。

本発明は、上記のように高速アクセスのために光学系
を分離すること無く、しかも高速アクセスを実現する上
で有用な新規な光ヘッドを提供することを目的とするも
のである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係わる光ヘッドでは、回動自在なドラムの中
に光ヘッドとして必要とされる光学系を効率的に組み込
む事によって、小径光ディスク装置に適した非常に小型
で信頼性の高い光ヘッドを実現した。

（作用） 本発明における光ヘッドでは、回動自在なドラムを貫
通して設けられる支持棒と回動自在なドラムの外形とで
形成される空間に光学系を効率的に配置し、回動自在な
ドラムの機械的な応答特性を低下させることなく光学系
を一体化することができる。何故なら、従来例で述べた
ように回転ドラムには多くの空間が有り、しかも、光学
系を構成する光学素子の重量は高々3g程度でしかなく、
回動自在なドラムの慣性モーメントへの影響はそれ程大
きいものとはならない。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

本発明による光学ヘッドの構成を第３図及び第４図に
示す。集束レンズ１はレンズホルダ２に固定され、レン
ズホルダ２は板バネ3a,3bに図中Ｚ軸方向に平行移動可
能に支持されている。板バネ3a,3bの他端は板バネ固定
部材４により回転ドラム５に固定されている。

前記レンズホルダ２にはフォーカシングコイル９が巻
かれ、回転ドラム５に固定されたヨーク10および永久磁
石11により構成される磁気回路17により磁界が付与され
フォーカシングコイル９に通電される電流との電磁作用
により、図中Ｚ方向のフォーカス方向に集束レンズ１が
移動される。

前記回転ドラム５の両端にはトラッキングコイル12a,
12bがボビン13a,13bを介して固定され、ヨーク14a,14b,
15a,15bおよび永久磁石16a,16bにより固定される磁気回
路により磁界が付与され、トラッキングコイル12a,12b
に通電される電流との電磁作用により、図中Ｚ軸回りに
回転ドラム５が回転移動され、結果として集束レンズ１
がＺ方向のトラッキング方向に移動される。また、トラ
ッキングコイル12a,12bの慣性モーメントは、回転ドラ
ム５及び回転ドラム５と一体となって駆動する全ての部
品（但し、トラッキングコイル12a,12bを除く）の総慣
性モーメントに等しくなるように構成されている。

次に本発明をより詳細に説明する。第１図は、本発明
に係わる光ヘッドの構成図である。光の伝送経路に従っ
て光学系の構成を説明していく、半導体レーザ（103）
から出射した光ビームは、コリメータレンズ（104）で
平行光となり複合化された光学ユニット（105）に入射
する。光学ユニット（109）のコリメータレンズ（104）
からの入射面は、半導体レーザ（103）から出射した非
等方的な強度分布をもつ光ビームを等方的な光ビームに
変換するためのビーム整形プリズムとして作用する。光
学ユニット（105）に入射した光は、光ディスクからの
反射光を受光光学系に分岐するためのビームスプリッタ
（105a）を経て、端面が45度に研磨された反射面（105
b）で全反射し、回動ドラム（102）の上面に配置された
集束レンズ（106）へと偏向され光ディスクの媒体面に
微小な光スポットを形成する。

光ディスクの媒体面で反射した光は、再び集束レンズ
（106）、光学ユニット（105）の反射面（105b）を経て
ビームスプリッタ（105a）で反射する。光学ユニット
（105）の受光光学系への出射端には、1/2波長板（105
c）と集束レンズ（105a）が一体的に設けられている。1
/2波長板（105c）は、ビームスプリッタ（105a）で反射
した光ビームの偏光面を45度回転し、後述する偏光ビー
ムスプリッタ（108a）で光ビームを２分するためのもの
である。集光レンズ（105a）から出た光は、集束しなが
ら反射鏡（107）で反射されて偏向ビームスプリッタ（1
08a）と２つの光検出器（108a,108c）が一体になった検
出ユニット（108）に入射する。２つの光検出器（108b,
108c）は、集光ビームの集光点に対して相前後する位置
に位置するように、偏光ビームスプリッタ（108a）の透
過光に対してガラス部分を長くして光路差を与えてい
る。それぞれの光検出器（108b,108c）は３分割された
受光面からなり、中心の受光出力から両側の受光出力の
差力をとり、さらに２つの光検出器（108b,108c）の差
分をとることによって、受光面上の光ビームの形状変化
を検出して光ディスクの媒体面における光スポットの集
光状態を検出する（フォーカスエラー検出）。また、３
分割された光検出器（108b,108c）の総和をさらに加算
したものからは、あらかじめ光ディスクに形成されてい
るエンボス情報や反射率変化として記録された情報が得
られ、減算したものからは光磁気記録媒体などに記録さ
れた情報が得られる。尚、本実施例では光ディスクの上
のピット列を追従制御するためのトラッキングエラー検
出は、あらかじめ光ディスクにエンボス状に設けたウォ
ブルドピットを検出することで得られる。すなわち、前
記した光検出器（108b,108c）の総和出力をウォブルド
ピット部でサンプリングし、それぞれの信号振幅の比較
によってトラッキングエラー検出が行われる。また、上
述したように回動ドラム（５）の外周部の２カ所には、
回転駆動のためのコイル（12a,12b）が取り付けられ
る。

以上説明した光学系は、回動ドラム（５）の回転中心
（Ａ）と光ディスクに光ビームを集光するための集束レ
ンズ（１）の光軸（Ｂ）とを結んだ直線（Ｘ）で回動自
在なドラム（５）を２分したときに、送光光学系を略片
側に、受光光学系を他方の略片側に配置することによっ
て送光系と受光系を安定に構成することができる。又、
回動ドラム（５）を貫通して設けられる支持棒（101）
と回動ドラム（５）の外形とで形成される空間に効率的
に光学系を配置すると共に、送光光学系の光軸と受光光
学系の光軸を同一平面上（光学系が２段構成でない）に
位置させることによって、回動ドラム（５）の薄型化を
計り総じて薄型の光ヘッドを提供することができる。

以上説明した光ヘッドとして必要な全ての光学系を回
動ドラム（５）に組み込んだものを、アクセス機構と一
体化した構成例を第２図に示す。

回動ドラム（５）の内部には、第１図を引用して詳細
に説明した光学系が組み込まれ、回動ドラム（５）の光
ディスクと相対する面には、集束レンズ（１）が板バネ
（３）を介して可動に支持・固定されている。また、回
動自在なドラム（５）の外周部の２カ所に取り付けられ
たコイル（12a,12b）に対して、回動自在なドラム
（５）の回転に伴って移動するコイル（12a,12b）の軌
跡と同一形状をもつヨークと磁石からなる磁気回路（1
4,15）が設けられ、コイル（12a,12b）に電流を流すと
電磁気作用によって回動ドラム（５）に回転力が加わり
光ディスク上の任意の情報トラックに光スポットをアク
セス制御することができる。尚、集束レンズを光ディス
クの面振れに追従して動かす駆動系は、本発明とは直接
関係ないので詳細な説明は省略するが、集束レンズ
（１）の下部に電磁気作用による駆動系が組み込まれて
いる。

以上説明したアクセス機構によれば、直線的に光ヘッ
ドを移動してトラックアクセスするリニアアクセス機構
に比べアクセス可動部（本発明では回動自在なドラム）
の重量に対する慣性モーメントは小さくなるので、アク
セス機構の応答特性を高められ高速アクセスに適した光
ヘッドを提供することができる。

なお、上記実施例では1/2波長板と偏光ビームスプリ
ッタと２組の光検出器を使ってフォーカスエラー検出や
光磁気信号の検出を行ったが、この構成に限定されるこ
と無く使用される光ディスクに応じて他の公知な検出
系、例えば検出光学系に凹レンズを配して焦点距離より
も短い光学系とした望遠型レンズを使った受光光学系と
しても同様な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明に係わる光ヘッドでは、
回動自在なドラムの回転中心部には光学素子を配置しな
いので、回動自在なドラムを支持・固定する為の支持棒
は回動自在なドラムの中心を貫通して設置でき、組立て
の作業性が向上するのみならず回動自在なドラムの機械
的な応答特性が高く、固体差の少ないアクセス機構系と
することができる。また、光学系が送光系と受光系で構
成されるとき、回転自在なドラムの回転中心と光ディス
クに光ビームを集光するための集束レンズの光軸とを結
んだ直線で回動自在なドラムを２分したときに、送光光
学系を略片側に、受光光学系を他方の略片側に配置し、
回動自在なドラムを貫通して設けられる支持棒と回動自
在なドラムの外形とで形成される空間に効率的に光学系
を配置すると共に、送光光学系の光軸と受光光学系の光
軸を同一平面上（光学系が２段構成でない）に位置させ
て、回動自在なドラムの薄型化を計り総じて薄型の光ヘ
ッドを提供することができ、更には高速アクセスを達成
できる効果を呈するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる光ヘッドの光学系の構
成図、第２図は本発明の実施例に係わる光ヘッドをアク
セス機構と一体化した構成図、第３図は本発明に係る光
ヘッドの外観図、第４図は本発明に係わる光ヘッドの構
成図、第５図は従来例に係わる光ヘッドの構成図であ
る。 101……支持棒、５……回動自在なドラム 103……半導体レーザ、104……コリメータレンズ 105……光学ユニット、１……集束レンズ 108……検出ユニット、109……コイル 14,15……磁気回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスクに光ビームを照射し情報の記録
   ・再生を行う光ヘッドにおいて、回動自在なドラムと、 このドラムに設けられ光ビームを出身する出射手段と、 この手段により出射された光ビームを集光するレンズ
   と、 このレンズより出射された光ビームを前記光ディスクに
   照射し、反射光を受光し検出する検出手段と、 前記出射手段とレンズとの間に設けられた第１の光学系
   と、 前記レンズと検出手段との間の設けられた第２の光学系
   とからなり、この第１の光学系と第２の光学系は前記ド
   ラムの回動中心とレンズの光軸とを結ぶ直線で２分され
   てなることを特徴とする光ヘッド。