JP2801753B2

JP2801753B2 - 可動ミラーを使用した光学装置

Info

Publication number: JP2801753B2
Application number: JP2211822A
Authority: JP
Inventors: 尚中山; 晴隆関谷; 一郎森下
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH03263623A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光磁気ディスクを使用したメモリ装置など
に使用されるトラッキング補正用の可動ミラーを使用し
た光学装置に係り、特に各光学部品の配置を効率化し、
薄型で且つ小型の装置を構成できるようにした光学装置
に関する。

〔従来の技術〕

光を使用した情報再生または記録を行なうための光学
系として、可動ミラーならびにその駆動部（ガルバノミ
ラー）を使用しているものがあり、これは主に光磁気デ
ィスクを使用するメモリ装置などに使用される。

第９図と第10図はガルバノミラーを使用した従来の光
学装置の配置図の一例を示している。

第10図に示すように、ガルバノミラーG₁は可動ミラー
50を駆動するためのものである。50aは可動ミラー50の
反射面である。51はこの可動ミラー50を保持するホル
ダ、52はこのホルダ51の図示右半部の外周面に巻回され
たコイルである。前記ホルダ51は、支持部53aの先端に
対しゴムなどの弾性部材55を介して接合されている。ま
た支持部53aは磁性体ヨーク53と一体となっている。こ
のヨーク53はコの字形状に形成されており、その内面に
一対のマグネット54が固定されている。この各マグネッ
ト54はコイル52の上下両側面に対向している。各マグネ
ット54はその異なる極がコイル52の上下両側面に対向し
ている。よってコイル52に通電されると、このコイル52
の上下両側面に流れる電流と各マグネット54の磁極とに
よりホルダ51ならびに可動ミラー50はα方向へ回動させ
られる。このホルダ51の回動は弾性部材55の変形によっ
て許容されるが、このときのホルダ51の回動中心Ｍ−Ｍ
は弾性部材55内を通る軸線となる。

第９図に示す光学系では、固定部に設けられた検知光
学部Ａ内の半導体レーザ４から発せられたレーザビーム
がコリメートレンズ５により平行光束となる。これがガ
ルバノミラーの反射面50aにより反射され、さらに反射
プリズム2bにより反射されて可動部Ｂに送られる。この
可動部Ｂは光磁気ディスクＤに沿ってそのラジアル方向
へ移動するものである。光は反射プリズム2aにより直角
方向へ反射され、対物レンズ１により集光されてディス
クＤの記録面に微小スポットＳが形成される。このディ
スクＤからの反射光は基の経路を戻り、ビームスプリッ
タ７により直角方向へ反射され、図示しない受光検知光
学系により検知される。

また第10図に示す従来の配置例では、半導体レーザ４
から発せされたレーザ光は反射プリズム３にて上方に反
射され、さらにガルバノミラーの反射面50aにて反射さ
れて可動部Ｂの反射ミラー2aに送られる。

第９図または第10図において、コイル52に流される電
流により反射面50aはＭ−Ｍ軸を回動中心としてα方向
へ回動するが、この回動により反射面50aによる反射光
軸が振られ、ディスクＤに形成されている微小スポット
Ｓがラジアル方向へ振られてトラッキング補正動作が行
なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のガルバノミラーを使用した光学装置では、
可動ミラー50の回動軸Ｍ−Ｍを反射面50aと平行で且つ
ディスクのタンゼンシャル方向に向けて使用している。
そのため第９図に示すように反射面50aにより光を一旦
上方へ反射させてから可動部Ｂの方向へ送り、あるいは
第10図に示すように、光を反射プリズム３により一旦上
方へ反射させてから反射面50aにより可動部Ｂの方向へ
送ることが必要になる。よって固定部に設けられた検知
光学部Ａの光学系を図の上下二段に配置しなくてはなら
なくなって、光学系の厚さ寸法が大きくなってしまう。
また第10図に示すように、ガルバノミラーの駆動部の配
置も斜め方向になるため、光学系の厚さ寸法はさらに大
きくなってしまう。しかも反射面50aへの入射光軸なら
びに反射光軸を子午面（第９図と第10図の紙面に沿う
面）に向けて配置しているため、検知光学部Ａの光軸を
ラジアル方向（各図の右方向）へ延ばすことが必要にな
る。そのため検知光学部Ａの図の右方向への突出寸法が
大きくなり、機器全体としてはディスクＤの直径にさら
に検知光学部Ａの長さを加えた幅寸法が必要になって、
機器の薄型化のみならず小型化に対しても妨げになって
いる。

また例えば実公昭63−12335号公報などに示されてい
る従来例として、第11図（平面図）に示すような光学系
もある。これは可動ミラー50をディスクＤに対して垂直
に向く軸Ｍを中心として駆動し、検知光学部Ａから送ら
れる光を反射面50aにより水平内にて振り、その光を反
射ミラー2aにより対物レンズ１へ送り、ディスクに対し
検知光をラジアル方向に振ってトラッキング補正を行な
おうとしているものである。この構成では第９図と第10
図に示すように反射光を垂直方向へ送る必要がなく、機
器を薄型化することが可能である。しかしながらこの構
造では、可動ミラー50に光を送るための検知光学部Ａを
構成する波長板８やウォラストンプリズム９などの光学
部品の光軸を、ラジアル方向へ延ばすことが必要になる
ため、第９図と第10図に示す装置と同様にラジアル方向
の寸法Ｗが非常に大きくなる。しかも第11図に示す構造
では、可動部Ｂをラジアル方向へ移動させる際、可動ミ
ラー50も一緒にラジアル方向へ移動させなければならず
装置の構造が非常に複雑になる。また可動ミラー50なら
びにその駆動部を可動部（ピックアップ）Ｂに搭載する
構造にすると、ピックアップの重量が大きくなり高速ア
クセスに追従できなくなる。

本発明は上記のような課題を解決するためのものであ
り、可動ミラーを使用した際の他の光部部品の配置効率
を良くし機器の薄型化と小型化を実現できるのみなら
ず、可動部の軽量化も図れる可動ミラーを使用した光学
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による光学装置は、光ディスクの記録面に光軸
がほぼ垂直となるように対向して光ディスクの記録面に
沿ってラジアル方向へ移動する対物レンズと、この対物
レンズと共に移動し対物レンズの光軸に対する反射光軸
が光ディスクのラジアル方向に向く反射ミラーと、発光
部ならびに受光部を有して固定部に配置された検知光学
部と、この検知光学部から光ディスクの記録面とほぼ平
行に延びる光軸と前記反射ミラーの反射光軸とを結ぶ位
置にあってそれぞれの光軸に対して傾斜して配置され、
且つ検知光学部から延びる光軸とほぼ平行な軸を中心と
して回動し対物レンズから光ディスクの記録面に照射さ
れる光をラジアル方向へ振る可動ミラーとが設けられ、
この可動ミラーは磁気力によって回動され、この可動ミ
ラーを含む可動部全体の重心がその回動中心上に位置し
ていることを特徴とするものである。

［作用］上記光学系の構成によれば、検知光学部からの光軸、
および対物レンズの光軸に対する反射ミラーの反射光軸
が共に光ディスクの記録面と平行であり、すなわち対物
レンズを除くすべての光学機器を同一平面上に配置する
ことも可能となり、よって機器の上下高さ寸法を小さく
できる。また、検知光学部からの光軸が光ディスクのラ
ジアル方向と直交する方向であるため、検知光学部がラ
ジアル方向へ突出せず、よって機器のラジアル方向への
幅寸法を小さくする配置も可能である。

また、上記光学系の構成において、回動軸がミラー反
射面とほぼ平行である従来のガルバノミラーを用いる
と、トラッキング補正の際に、光軸がラジアル方向だけ
でなくタンゼンシャル方向へもわずかに振られるという
問題が生じる。しかし本発明では可動ミラーが、検知光
学部からの光軸を中心に回動するものであるため、光軸
をラジアル方向のみに振ることができ、正確なトラッキ
ング動作が可能となる。

さらに、可動ミラーを有する可動部全体の重心がその
回動中心上に位置しているため、可動部が自重によって
傾いたり、あるいは装置の置き方によって傾き角度が変
わったりすることがなくなる。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図は光磁気ディスク用のメモリ装置として使用さ
れている可動ミラーを使用した光学装置の配置斜視図、
第２図は可動ミラーの動作を示す部分斜視図、第３図は
第１図の光学装置の配置を示す平面図である。

第１図の光学装置において、可動部Ｂには対物レンズ
21と反射プリズム22とが搭載されている。この可動部Ｂ
は第３図に示すように、光磁気ディスクＤの記録面に沿
ってラジアル方向へ移動するように設けられている。こ
の可動部Ｂの移動のための駆動源としては例えばリニア
モータ装置が使用される。対物レンズ21の光軸O₁は光磁
気ディスクＤの記録面に垂直に向いている。また反射プ
リズム22は光磁気ディスクの記録面とほぼ平行なラジア
ル方向の光（光軸O₂）を前記対物レンズ21の光軸O₁方向
へ反射できる向きに配置されている。また図示省略して
いるが、可動部Ｂにはフォーカス補正機構が設けられて
おり、対物レンズ21の焦点が光磁気ディスクＤの記録面
に合うように対物レンズ21が補正微動されるようになっ
ている。

固定部に設けられた検知光学部Ａには、半導体レーザ
による発光素子23が設けられている。この発光素子23か
ら発せられるレーザ光（光軸O₃）は、コリメートレンズ
24を通過してビームスプリッタ25により直角方向（光軸
O₄）へ反射させられる。そして、可動ミラー26の反射面
26aにより前記光軸O₂方向へ反射させられる。また、符
号27はモニタ用受光素子である。

検知光学部Ａ内の受光系では、光磁気ディスクＤから
反射した光が、光軸O₂を経て戻り、可動ミラー26により
光軸O₄方向へ反射させられる。さらにビームスプリッタ
25を透過し、ウォラストンプリズム28を通過し、平凹レ
ンズ29、シリンドリカルレンズ30を経て受光素子（ピン
ホトダイオード）31により受光される。

この装置では、前記可動ミラー26による光の反射方向
が光軸O₂ならびにO₄方向であって、それぞれの反射方向
に配置されている可動部Ｂならびに検知光学部Ａの光軸
がディスクＤの記録面と平行なひとつの面上に配置され
ている。よって光学装置の機器の高さ方向の配置が１段
でその上に対物レンズ21のみが位置する状態であり、機
器全体を小型化できる。

ここで前記可動ミラー26はミラー駆動部と共にガルバ
ノミラーを構成しているものであり、可動ミラー26はこ
のミラー駆動部により回動駆動される。この可動ミラー
26の回動中心は第２図に示すM₁軸（光軸O₄と平行な軸）
であり光磁気ディスクＤの記録面に沿う方向に延びてい
る。

実施例では、可動ミラー26はM₁軸を回動中心としてβ
_１方向へ微小角度の範囲で回動させられる。これによっ
て光軸O₂が振られ、光磁気ディスクＤの記録面に集光さ
れるスポットがラジアル（RAD）方向すなわち子午面に
沿って振られて、トラッキング補正動作が行われる。こ
の場合、可動ミラー26の反射面26aは回動中心であるM₁
軸に対して傾斜して設けられているが（本実施例では約
45度に傾斜されている、第３図参照）、このことはビー
ムスプリッタ25などから送られる光の光軸を子午面の方
向に振らせてトラッキング補正動作を行うことに対して
何らの支障にもならない。

このように、本発明においては可動ミラー26の反射面
26aによる反射光軸O₂とO₄が光磁気ディスクＤの記録面
と平行な面上に位置し、しかも反射面26aをM₁軸を中心
として回動させるようにしているため、第９図と第10図
に示す従来例のように機器の上下方向に延びる光軸を有
する二段構成とする必要がなく、また第10図に示すよう
にガルバノミラーを機器厚さ方向に斜めに配置する必要
がない。よって機器を小型化できる。

さらに光軸O₂はラジアル方向に延びているため、可動
ミラー26により送られる光の方向が可動部Ｂの移動方向
に一致する。よって第11図に示す従来例のように可動ミ
ラーを可動部Ｂと共に移動させることが不要である。さ
らに検知光学部Ａの方向に延びる光軸O₄はディスクＤの
外側からタンゼンシャル方向と平行に延びているため、
検知光学部Ａを構成する部品がラジアル方向へ突出して
配置されず、よって機器の幅寸法を小さくできる。第３
図は3.5インチの光磁気ディスクＤを使用するメモリ装
置を想定して上記本発明の光学装置を実際に収納した場
合の寸法関係を示している。この図から解るように、検
知光学部Ａは図の右方向に大きく突出することがなく、
また図の上下方向の光学部品の配置もディスクＤの半径
寸法内に納まる。よって機器の寸法は3.5インチのディ
スクの外径よりもわずかに大きい範囲に設計でき、小型
化が可能になる。

次に上記光学装置に使用される可動ミラーならびにこ
の可動ミラーを駆動するミラー駆動部とからなるガルバ
ノミラーの具体的構造を説明する。

第４図から第８図は可動ミラー26をM₁軸を中心として
駆動する前記実施例に使用されるガルバノミラーを示し
たものであり、第４図は斜視図、第５図は平面図、第６
図は側面図、第７図はディスクに対する配置を示す平面
図、第８図はその側面図である。

このガルバノミラー40は、ホルダ41に可動ミラー26が
回動中心M₁−M₁に対して傾斜して固定されている。ホル
ダ41の反対側の傾斜面にはバランサ42が固設されてお
り、ホルダ41の重量バランスがとれるようになってい
る。ホルダ41の両脚部41aと41aとの間にはコイル43が巻
かれている。第６図に示すように、このコイル43の上下
面43aと43bが駆動力発揮面となっており、この上下面43
aと43bにマグネット44aと44bが対向している。各マグネ
ット44aと44bは磁性体のヨーク45に固定されている。こ
のヨーク45の中央には支持部45aが設けられている。こ
の支持部45aはコイル43内を通過して図示左方向へ延び
ている。そして前記ホルダ41は支持部45aの先端面に対
し弾性部材46を介して接合されている。

第６図に示すように、上下の各マグネット44aと44bは
互いに異なる極がコイル43の上下面43aと43bに対向して
いる。コイル43に通電されると、その電流方向はコイル
上面43aとコイル下面43bとで互いに逆方向となる。よっ
てこの電流方向とマグネット44a,44bの極性とにより、
第６図の矢印F₁,F₂で示す方向またはそれらと反対方向
の電磁力が生じ、ホルダ41は矢印β_１方向に駆動され
る。このとき弾性部材46の変形によりホルダ41の矢印β
_１方向への動作が許容される。すなわち、コイル43には
第６図にてF₁とF₂で示す方向あるいはこれと逆方向の電
磁力が作用し、この電磁力に第１図の光軸O₄とほぼ平行
な仮想軸M₁を中心とした矢印β_１方向のモーメントが与
えられる。その結果、上記仮想軸M₁に対して傾斜して設
けられている可動ミラー26は上記仮想軸M₁を回動中心と
して矢印β_１方向へのみ回動するようになる。このよう
に、実施例に使用されるガルバノミラー40は、可動ミラ
ー26の反射面26aが、回動中心M₁−M₁に対して傾斜して
設けられている点に特徴がある。図の実施例ではこの傾
斜角度が45度である。

またこのガルバノミラーでは、ホルダ41、可動ミラー
26、バランサ42およびコイル43から成る可動部全体の重
心Ｇが前記回動中心M₁−M₁上に位置するように構成され
ている。したがって、可動部の重力による傾きは生じな
い。この重心Ｇの位置設定のために、ホルダ41の脚部41
aの端部（第５図における右側端部）にバランサを固定
してもよいし、あるいは脚部41aに対してコイル43の位
置を左右（第５図における左右）に移動させて重量調整
してから固定し、これにより重心Ｇの位置を設定するこ
とも可能である。このように重心Ｇを設定することによ
り、可動部が自重によって傾いたり装置の置き方によっ
て傾き角度が変わったりすることがなくなるので、従来
のように傾きを補正するための面倒な作業が不要とな
る。また装置を重力方向に対してどような傾きで使用し
ても可動ミラー26の自重による傾斜は生じなくなる。

第７図と第８図に示すように、上記ガルバノミラー40
はその可動ミラー26の反射面26aが光軸O₄とO₂に対しほ
ぼ45度の角度に対向するように配置される。

なお上記の実施例では、可動ミラー26の反射面26aを
回動中心M₁−M₁に対して約45度だけ傾斜するようにして
いるが、本発明はこれに限られるものではなく、反射面
を回動中心に対して様々な傾斜角度に設け、第１図にて
光軸O₄とO₂で示す入射光と反射光との角度を三次元方向
へある程度自由に設定することは可能である。

また第４図〜第８図に示すガルバノミラー40では、ホ
ルダ41と支持部45aとが弾性部材46を介して接合され、
この弾性部材46の変形によってホルダ41が矢印β_１方向
へ動作するようになっているため、回動中心M₁−M₁の位
置はわずかに不安定である。よってこの回動中心M₁の位
置を安定させるために、ホルダ41と支持部45aとを変形
可能なヒンジや軸受機構によって構成し、ホルダ41がM₁
に延びるヒンジや軸を中心として回動できるようにして
もよい。

〔効果〕

以上のように本発明によれば、可動ミラーの反射方向
のそれぞれの光軸をディスクの記録面と平行に配置した
ので、光学系の高さ寸法を最小にでき、機器を小型化で
きる。また検知光学部はタンゼンシャル方向と平行に延
びて配置されるので、この光学部がラジアル方向に突出
することがなく、機器の幅寸法も最小にできる。

さらに、可動ミラーが検知光学部から延びる光軸とほ
ぼ平行な軸を中心として回動することによって、光ディ
スクのラジアル方向へと正確なトラッキング補正動作が
行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学装置の部品配置を示す斜視
図、第２図は可動ミラーの回動動作を示す部分斜視図、
第３図は本発明の光学装置を実装した光磁気ディスク用
メモリ装置の構造を示す平面図、第４図は実施例に使用
されるガルバノミラーを示す斜視図、第５図はその平面
図、第６図はその側面図、第７図および第８図はそれぞ
れガルバノミラーの配置状態を示す平面図と側面図、第
９図と第10図は従来の可動ミラーを使用した光学装置を
示す側面図、第11図はさらに従来の光学装置を示す平面
図である。 21……対物レンズ、22……反射プリズム、Ｂ……可動
部、23……発光素子、31……受光素子、Ａ……検知光学
部、26……ガルバノミラーの可動ミラー、26a……反射
面、40……ガルバノミラー、41,51……ホルダ、43,52…
…コイル、45,53……ヨーク、44a,44b,54……マグネッ
ト、M₁……回動中心。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−102423（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−41119（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクの記録面に光軸がほぼ垂直とな
るように対向して光ディスクの記録面に沿ってラジアル
方向へ移動する対物レンズと、この対物レンズと共に移
動し対物レンズの光軸に対する反射光軸が光ディスクの
ラジアル方向に向く反射ミラーと、発光部ならびに受光
部を有して固定部に配置された検知光学部と、この検知
光学部から光ディスクの記録面とほぼ平行に延びる光軸
と前記反射ミラーの反射光軸とを結ぶ位置にあってそれ
ぞれの光軸に対して傾斜して配置され、且つ検知光学部
から延びる光軸とほぼ平行な軸を中心として回動し対物
レンズから光ディスクの記録面に照射される光をラジア
ル方向へ振る可動ミラーとが設けられ、この可動ミラー
は磁気力によって回動され、この可動ミラーを含む可動
部全体の重心がその回動中心上に位置していることを特
徴とする可動ミラーを使用した光学装置