JP3189785B2

JP3189785B2 - 光ヘッド

Info

Publication number: JP3189785B2
Application number: JP13055598A
Authority: JP
Inventors: 映一上田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: JPH11328704A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザー等
の光源により出射される光を光ディスク上に集光させ、
情報の記録、再生を行う光ヘッドに関し、更に詳細には
高精度で情報の記録、再生を行うことのできる光ヘッド
に関するものである。本明細書で、光ディスクとは、光
を使って情報の記録、再生を行うディスク状の記録媒体
を言う。

【０００２】

【従来の技術】光ヘッドは、光ディスクにデータを記録
し、記録したデータを再生する光ディスク装置の主要部
を構成する部品であって、アクチュエータにより駆動さ
れて、光ディスクにアクセスしてトラック追従を行う。

【０００３】従来の光ヘッドは、原理的には、図５に示
すように、レーザ光を発光し、また光ディスクからの反
射光を受光する発光・受光素子４と、発光・受光素子４
より出射されたレーザ光を反射する立上げミラー３と、
反射レーザ光を集光する集光レンズ２とを備え、集光レ
ンズ２により集光されたレーザ光をターンテーブル（図
示せず）上の光ディスク１に照射して、光スポットを形
成する。光ディスク１上の情報、すなわちピット情報
は、反射戻り光として、集光レンズ２を通過し、立上げ
ミラー３により反射され、発光・受光素子４内の図示し
ない受光部にて検出される。

【０００４】この時、光ディスク１の撓みや、光ディス
ク１を保持するターンテーブルと光ヘッドを光ディスク
１の半径方向にスライドさせるレールとの傾きが大きい
と、光ディスク１の情報の読み取り、或いは書き込み精
度が悪くなることは、周知のことであった。その原因と
して従来、レールに対する光ディスク面の傾き角θがθ
＝０の水平基準位置で光ヘッドの調整を行っていること
にも因る。

【０００５】そこで、光ディスク１のチルト傾きを補正
するチルト傾き補正手段が、従来、提案されている。従
来のチルト傾き補正手段は、例えば、図６に示すよう
に、光ディスク１の傾き量を検知する機能をもつ傾き検
知センサー（図示せず）を光ヘッド１１に組み込ませて
おき、傾き検知センサーから出力された光ディスク１の
傾き量に応じて、チルトモータ（図示せず）を回転さ
せ、チルトモータに連結されたカム１３とカムシャフト
１２によるカム機構により光ヘッド１１にチルトモータ
の回転運動を伝達し、光ディスク１の面と常に平行にな
るように光ヘッド１１を傾き補正する。

【０００６】また、一体型光ヘッドの場合、集光レンズ
２をフォーカシングさせ、そしてトラッキングさせるた
めの電磁駆動部品（図示せず）への制御ライン、及び、
光ディスク１の情報信号を抽出するための発光・受光素
子４の入出力信号ラインが必要となり、それらのメイン
電気基板（電流源）への配線引き回し（図示せず）は、
フレキシブルプリント基板等により接続されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の光ヘッドには、以下の問題があった。第１には、従来
のような例えばカム機構により光ディスク面との傾きを
補正するチルト傾き補正手段を設けるときには、光ディ
スク装置の構成が複雑になり、現在要望の強い光ディス
ク装置の小型化、薄型化にとって、不利となる。それ
は、光ヘッドをチルト補正するために、メインレールと
サブレールの他にカム機構なる補正機構が必要になり、
更に最外周に機構がある場合、レールの長さＬが長けれ
ば長くなるほど、Ｌｔａｎθの関係式で厚さ方向に効い
て、厚さが厚くなるからである。第２には、一体型光ヘ
ッドにチルト傾き補正機構を適用した場合、スライド機
構及びチルト補正機構へ負荷が大きくなり易く、また高
速アクセス化にも不利となる。それは、一体型光ヘッド
の場合、分離型ヘッドに比べレール上にスライドさせる
可動部の総重量は重くなり、それだけカム機構を駆動さ
せるチルトモータへの負荷もかかりやすく、トルクを上
げるためには必然的にチルトモータ自体も大きくなって
しまうからである。更に、可動部の配線数も多くなるこ
とから、その配線引き回しによる負荷が、スライド性能
に影響を及ぼしやすくなることより、高速アクセス化に
も不利となる。

【０００８】本発明の目的は、光ディスク装置を小型
化、薄型化できる構成を備えた光ヘッドを提供すること
である。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による光ヘッド
は、少なくとも発光・受光素子と、集光レンズ機構とを
備え、光ディスクに情報を書き込み、光ディスクから情
報を読み取る光ヘッドであって、集光レンズ機構を保持
して、光ディスクにフォーカシングさせ、光ディスク上
のトラックをトラッキングさせ、かつ光ディスクの半径
方向へスライドさせる第１の移動光学部と、発光・受光
素子を保持し、移動させる第２の移動光学部と、固定さ
れた光学系からなる固定光学部とを有する分離型の光ヘ
ッドにおいて、第１の移動光学部を光ディスクの半径方
向にスライド走行させるレールに対する光ディスク面の
傾きによる光ディスク上での収差を相殺するように、第
２の移動光学部を光軸と直交する方向に移動させる移動
手段を有することを特徴としている。

【００１２】本発明の好適な実施態様では、チルトセン
サを備えて、光ディスクを載置させるターンテーブル上
の光ディスク面と、光ヘッドを光ディスクの半径方向に
スライドさせるレールとの間の傾き角θを求め、集光レ
ンズをレンズロックさせた状態で、傾き角θだけ傾けた
光ディスクに対して最小のコマ収差になる位置に、移動
手段により第２の移動光学部を移動させるようにする。
移動手段は、第２の移動光学部を移動させることができ
る限り制約はないが、例えば、移動手段は、駆動機構と
して、駆動用電磁コイルと、第２の移動光学部に設けら
れた永久磁石とを備え、永久磁石と電磁コイルとの間の
電磁気力により第２の移動光学部を所望の位置に移動さ
せる。また、他の移動手段として、圧電素子を備え、圧
電素子の駆動力により第２の移動光学部を所望の位置に
移動させる。

【００１３】本発明は、小さな発光・受光素子を移動さ
せるという簡略な機構で光ディスクの傾きに対する補正
を行うことにより、光ディスク装置の小型化、薄型化に
有効な光ヘッドを実現している。即ち、光ヘッドをチル
ト補正させるために、メインレールとサブレールの他に
もスペースを要する、従来のチルトモータを含むカム機
構を必要とせず、それに代わって小さな発光・受光素子
の位置を調整する位置調整手段を設け、レールの長さに
関係なく、従来のチルト補正機構に比べ小型化、薄型化
し易い光ヘッドを実現している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。図１は本発明に関連する技術の光ヘッドの
構成を示す模式図である。図１の光ヘッド３０は、ガイ
ドレールに沿って光ディスク半径方向に移動するユニッ
トがワンピースである、いわゆる一体型として分類され
る光ヘッドである。光ヘッド３０は、図１に示すよう
に、レーザ光を発光し、受光する発光・受光素子４と、
発光・受光素子４より出射されたレーザ光を反射する立
上げミラー３と、反射レーザ光を集光する集光レンズ２
とを備え、集光レンズ２により集光されたレーザ光をタ
ーンテーブル（図示せず）上の光ディスク１に照射し
て、光スポットを形成する。光ディスク１上の情報、す
なわちピット情報は、反射戻り光として、集光レンズ２
を通過し、立上げミラー３により反射され、発光・受光
素子４内の図示しない受光部にて検出される。

【００１５】更に、光ヘッド３０は、チルトセンサ３２
と発光・受光素子４の位置調整手段３４とを有する。光
ヘッド３０は、チルトセンサ３２により、光ディスク１
を保持するターンテーブル（図示せず）と、光ヘッド３
０を光ディスク１の半径方向にスライドさせるレール
（図示せず）との間の傾き角θ、即ちディスクチルト量
θを実測する。尚、実測値に代えて、設計値を用いても
良い。集光レンズ２をレンズロックさせた状態で、傾き
角θだけ予め傾けた光ディスク１に対し、例えばビーム
スポット評価装置等を用いて、最良な光スポット形状に
なる位置、即ちコマ収差が最小となる位置に、位置調整
手段３４により発光・受光素子４をδｚだけ調整してお
く。

【００１６】ところで、ディスクチルトにより発生する
トータル波面収差は、そのウエイトとしてその殆どをコ
マ収差が占めており、また物点（発光・受光素子）を光
軸と直交方向にずらした場合も同じく、発生する収差の
殆どはコマ収差であり、コマ収差はその方向性が決まっ
ている。そこで、図１では、ディスクチルトにより発生
するコマ収差とは逆方向のコマ収差が発生するように、
物点の位置をずらして、互いに発生するコマ収差を相殺
させる。即ち、調整時にディスクチルト量を予め算出或
いは測定しておき、その角度θ分、予め基準ディスクを
傾かせておく。その状態で、コマ収差が最小になるよう
に、発光・受光素子４を光軸と直交する方向に移動させ
る。その際、対物レンズ、立ち上げミラーは静的位置に
ある。図１では、従来の例えばカム機構等によるチルト
補正機構に比べ、物点（発光・受光部）のみを駆動させ
る小型の位置調整機構のみで済むので、光ディスク装置
を小型化、薄型化し易い光ヘッドを実現している。

【００１７】実施形態例本実施形態例は、本発明に係る光ヘッドの実施形態の一
例であって、図２は本実施形態例の光ヘッドの構成を示
す模式図、図３は第１の移動光学部、第２の移動光学
部、固定光学部及び移動手段の詳細を示す斜視図であ
る。本実施形態例の光ヘッド４０は、図２に示すよう
に、光ディスク１上に光を集光させる集光レンズ２を保
持し、かつ光ディスク上に光をフォーカシングさせ、光
ディスク上のトラックをトラッキングさせ、光ディスク
の半径方向へスライドさせる第１の移動光学部６と、発
光・受光素子４を保持し、移動させる第２の移動光学部
８と、固定された光学系からなる固定光学部７とを有す
る分離型の光ヘッドである。

【００１８】本光ヘッド４０では、発光・受光素子４よ
り出射された拡散光は、コリメータレンズ５により平行
光となり、立上げミラー３により反射され、集光レンズ
２により光ディスク１上に光スポットを形成する。光デ
ィスク１上の情報、すなわちピット情報は、図１と同じ
く反射戻り光として集光レンズ２を通過し、立上げミラ
ー３により反射され、コリメータレンズ５を通過して発
光・受光素子４内の受光部で検出される。図３に示すよ
うに、集光レンズ２と立上げミラー３とは、光ディスク
１の半径方向へスライドされる第１移動光学部６内に組
み込まれており、コリメータレンズ５は、常に静的位置
にある固定光学部７内に組み込まれており、発光・受光
素子４は、例えば駆動コイル９を搭載する第２移動光学
部８内に組み込まれている。

【００１９】更に、光ヘッド４０は、光ディスク１の傾
き角θを測定するチルトセンサ４２と、第２移動光学部
８を光軸に直交する方向に移動させる移動手段４４を備
えている。光ヘッド４０は、予め光ディスクの傾き角θ
と物点（発光・受光素子）の位置補正量とを導き出して
おき、チルトサンサ４２により傾き角θを検出し、傾き
角θに対応する位置補正量だけ物点を移動させる。具体
的な移動手段４４として、例えば、図３に示すように、
駆動用電磁コイル９は、巻線方向をＸ方向となるように
施し、対向位置にある磁石１０の磁場の働く向きをＹ方
向に配置しておく。さらに、位置補正量に相当する電流
を電磁コイル９に印加させることにより、フレミングの
法則に従い、第２移動光学部８をＺ軸方向に移動させ
る。或いは、図４に示すように、移動手段４４として、
第２移動光学部８に圧電素子１６を取付てＺ軸方向に動
かしてもよく、光ディスク１のＹ軸を支点とする傾き、
すなわちディスクチルトに対応させる実例である。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、光ディスクを載置させ
るターンテーブル上における光ディスク面と、光ヘッド
を光ディスクの半径方向にスライドさせるレールとの間
の傾きに起因する光ディスク上での収差を相殺するよう
に、発光・受光素子の位置を光軸と直交する方向に調整
する位置調整手段、駆動手段を有することにより、従来
のようなカム機構によるチルト補正機構に比べ、光ディ
スク装置を小型化、薄型化できる光ヘッドを実現してい
る。本発明では、光ヘッドをチルト補正する際、従来の
ように光ヘッドの傾きを調整するチルトモータ付きの大
型のカム機構に代えて、小型の位置調整手段により発光
・受光素子の位置を調整することにより、従来の機構に
比べ遥かに小型化、薄型化し易い光ヘッドを実現してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関連する技術の光ヘッドの構成を示す
模式図である。

【図２】実施形態例の光ヘッドの構成を示す模式図であ
る。

【図３】実施形態例の光ヘッドの第１の移動光学部、第
２の移動光学部、固定光学部及び移動手段の詳細を示す
斜視図である。

【図４】別の移動手段の構成を示す斜視図である。

【図５】従来の光ヘッドの原理構成を示す模式図であ
る。

【図６】従来の補正機構の構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１．光ディスク２．集光レンズ３．立上げミラー４．発光・受光素子５．コリメータレンズ６．第１移動光学部７．固定光学部８．第２移動光学部９．電磁コイル１０．磁石１１．従来の一体型光ヘッド１２．カムシャフト１３．カム１４．メインレール１５．サブレール１６．圧電素子３０．実施形態例１の光ヘッド３２．チルトセンサ３４．位置調整手段４０．実施形態例２の光ヘッド４２．チルトセンサ４４．移動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/08 G11B 7/09 G11B 7/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも発光・受光素子と、集光レン
ズ機構とを備え、光ディスクに情報を書き込み、光ディ
スクから情報を読み取る光ヘッドであって、集光レンズ
機構を保持して、光ディスクにフォーカシングさせ、光
ディスク上のトラックをトラッキングさせ、かつ光ディ
スクの半径方向へスライドさせる第１の移動光学部と、
発光・受光素子を保持し、移動させる第２の移動光学部
と、固定された光学系からなる固定光学部とを有する分
離型の光ヘッドにおいて、第１の移動光学部を光ディスクの半径方向にスライド走
行させるレールに対する光ディスク面の傾きにより発生
する光ディスク上での収差を相殺するように、第２の移
動光学部を光軸と直交する方向に移動させる移動手段を
有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】チルトセンサを備えて、レールに対する
ターンテーブル上の光ディスクの傾き角θを求め、集光
レンズ機構をレンズロックさせた状態で、傾き角θだけ
傾けた光ディスクに対して最小のコマ収差になる位置
に、移動手段により第２の移動光学部を移動するように
したことを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項３】移動手段は、駆動機構として、駆動用電
磁コイルと発光・受光素子に設けられた磁石とを備え、
磁石と電磁コイルとの間の電磁気力により第２の移動光
学部を所望の位置に移動するようにしたことを特徴とす
る請求項２に記載の光ヘッド。
【請求項４】移動手段は、駆動機構として、圧電素子
を備え、圧電素子の駆動力により第２の移動光学部を所
望の位置に移動するようにしたことを特徴とする請求項
２に記載の光ヘッド。