JP4600896B2 - 光学ヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、光ディスク装置用の光学ヘッドに関する。ここで、光ディスク装置の意味中には、光ディスクの読み取り専用の装置のみならず、磁気変調方式や光パルス方式変調方式によって光磁気ディスクの読み書き可能な光磁気ディスク装置をも含む。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの記録密度の向上を図るためには、ビームスポットの微細化が有効である。これを実現する手段として、レンズの高ＮＡ化（０．８以上）やエバネッセント光を利用した光ディスク装置の開発が検討されている。このような装置では、光ディスクの記録面とレンズとの間隔を一定の微小間隔で維持する必要があるため、装置動作中に両者の衝突を防ぐことが装置の信頼性・耐久性を高める上で重要となる。また、高ＮＡレンズを使用した場合は、ディスクに対するレンズの軸心の許容相対角度が厳しくなるため、レンズを光ディスクのチルト（傾き）に対して追従させる必要が生じる。
【０００３】
これらの問題を解決する一案として、ハードディスク装置などで導入されている浮上スライダ技術の応用が提案されている。このような技術を採用したものとして、たとえば特開平３−５２１２６号公報や特開平７−２９１３１号公報に記載された光学ヘッドに関する発明がある。
【０００４】
特開平３−５２１２６号公報に記載された光学ヘッド８は、本願の図９（ａ）に示したように移送台８０に一端が固定された押圧バネ８１の中央部に対して、板バネ８２の一端が固定され、この板バネ８２の他端にスライダ８３が支持された構成とされている。板バネ８２の他端側は、コの字状の開口８２ａが形成されて一端が自由端とされた舌片８２ｂが設けられており、この舌片８２ｂの中央部には突起８２ｃが設けられている。スライダ８３は、図９（ｂ）に示したように中央部に開口部８３ａが設けられており、この開口部８３ａ内に対物レンズ８４が嵌め込まれている。この対物レンズ８４の上方には、偏光ミラー８５ａが設けられたミラーホルダー８５がスライダ８３に一体的に設けられている。そして、ミラーホルダー８５の上面８５ｂが板バネ８２の舌片８２ｂに固定され、スライダ８３が板バネ８２に支持されている。この構成では、突起８２ｃが押圧バネ８１に当接することによりスライダ８３が光ディスクＤｉ側に付勢され、光ディスクＤｉの表面の凹凸やチルトに対しては、突起８２ｃを中心にスライダ８３が回動することにより対応するようになされている。
【０００５】
特開平７−２９１３１号公報に記載された光学ヘッド９は、本願の図１０に示したようにロードビーム９０の先端部にたわみ部材９１を介して対物レンズ９２を搭載したスライダ９３が支持された構成とされている。たわみ部材９１は、フォーク状部９１Ａに対してＵ字状部９１Ｂが相対動可能に一体化された形態とされており、このＵ字状部９１Ｂに対してスライダ９３が固定されている。Ｕ字状部９１Ｂには、上方側に突出する突起９１ｂが設けられており、この突起９１ｂがロードビーム９０の先端部９０ａに当接している。この構成では、スライダ９３が光ディスク側に付勢され、光ディスクの表面の凹凸やチルトに対しては、突起９１ｂを中心としてスライダ９３が回動することにより対応するようになされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したいずれの公報に記載した発明においても、光ディスクＤｉの表面の凹凸やチルトに対しては突起８２ｃ，９１ｂを中心としてスライダ８３，９３が回動するため、主点Ｐの位置が突起８２ｃ，９１ｂから離れた部位に配置された対物レンズ８４，９２の相対的な位置も変移することとなる（図９（ｂ）参照）。これにともない、対物レンズ８４，９２の主点Ｐの位置も変移するため、光源の位置が一定であれば、ビームスポットの位置もずれてしまい、光ディスクＤｉへの情報の記録や再生を適切に行うことが困難となる。このような不具合を解消するためには、ビームスポットの位置を制御すればよいが、記録密度の向上を図るべく光ディスクＤｉのトラック間隔やビームスポットの径を小さくすれば、その分だけ緻密な制御が必要となる。
【０００７】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、光ディスクに照射されるビームスポットのずれを小さくし、良好な制御特性および記録再生特性を得ることができる光学ヘッドを提供することをその課題とする。
【０００８】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
すなわち、本願発明により提供される光学ヘッドは、対物レンズを搭載した状態でサスペンションの先端部に取り付けられたスライダを備え、上記サスペンションは、金属薄板から形成されていて、その先端部には薄板状のスライダ保持部が一体的に形成されている一方、上記スライダ保持部は、上記スライダを、同一平面上において延びるとともに互いに直交する第１回動軸および第２回動軸の周りに回動可能に、かつ、上記対物レンズの主点またはその近傍を中心として回動するように保持している光学ヘッドであって、上記スライダは、円形環状部を有するとともにその中央部に設けた上下に貫通する貫通穴に上記対物レンズを嵌め込み保持しており、かつ、上記スライダ保持部に対し、このスライダ保持部に設けた開口部に、上記円形環状部を上記対物レンズの主点が上記第１回動軸と上記第２回動軸との交点と一致または略一致するように挿通することにより保持されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成では、光ディスクの表面の凹凸やチルトなどに追従してスライダが回動した場合には、対物レンズは主点またはその近傍を中心として回動することとなる。ここで、対物レンズの主点が移動しない限りは、対物レンズへの光の入射状態、すなわち対物レンズの回動状態の如何にかかわらず、光ディスク上に形成されるビームスポットの位置ずれはほとんど生じない。したがって、本願発明の光学ヘッドでは、光ディスクの表面の凹凸やチルトによるビームスポットのずれの程度を小さくでき、たとえ光ディスク上に形成されるビームスポットの径を小さくして高密度記録を試みたとしてもそのずれが小さく、制御特性が改善されるといった利点が得られる。
【００１２】
また、この構成では、２つの軸周りにスライダ（対物レンズ）が回動してチルトなどに対応するように構成されているが、この場合においても、いずれの軸周り方向に対物レンズが回動したとしても、ビームスポットのずれが生じにくく、上述した効果を得ることができる。
【００１３】
好ましい実施の形態ではまた、上記スライダ保持部は、第１開口と、上記第１回動軸上に設けられた一対の第１ビームを介して上記第１開口内において上記第１回動軸周りに回動可能に支持され、かつ第２開口が形成された第１回動部と、上記第２回動軸上に設けられた一対の第２ビームを介して上記第２開口内において上記第２回動軸周りに回動可能に支持され、かつ上記スライダが保持される第２回動部と、を有しており、この第２回動部の中央部に設けた第３開口に、上記円形環状部が挿通されている。このように構成すれば、第１および第２回動軸周りに対物レンズを回動させることができる。
【００１４】
この構成においてはさらに、上記円形環状部を、上記スライダの一面から突出するようにして形成し、上記スライダを、上記第３開口内に上記円形環状部を挿通した状態で上記一面を上記第２回動部に対して接着してサスペンションに取り付ける構成を採用することもできる。そうすれば、各回動軸の交点と対物レンズの主点とを簡易に一致または略一致させることができる。
【００１７】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】
まず、本願発明に係る光学ヘッドの第１の実施形態について、図１ないし図４を参照して具体的に説明する。ここで、図１は本願発明に係る光学ヘッドの第１の実施形態を示す斜視図、図２はスライダ周りの構成を示す分解斜視図、図３はスライダ周りの構成を示す要部断面斜視図、図４は図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【００２０】
図１に示した光ヘッドＸ１は、揺動式として構成されたものであり、回動軸１０を中心として光磁気ディスクＤｉの略半径方向（図中の矢印ＡおよびＢ方向）に円弧を描くようにして揺動するスイングアーム１を有している。
【００２１】
このスイングアーム１の先端部には、第１対物レンズ２と第２対物レンズ３とが略同一光軸上に並ぶようにして支持されており、これらの直下にミラー２３が配置されている。
【００２２】
第１対物レンズ２はアクチュエータ４を介して、第２対物レンズ３はスライダ５に搭載された状態でサスペンション６を介してそれぞれスイングアーム１に支持されている。
【００２３】
アクチュエータ４は、少なくとも光磁気ディスクＤｉの厚み方向（フォーカス方向）に変位可能であり、必要に応じて光磁気ディスクＤｉの半径方向（トラッキング方向）にも変位可能とされる。
【００２４】
スライダ５は、図２ないし図４に示したように矩形状の基部５０の上面５０ａから円形環状部５１が突出して形成された形態とされ、その中央部には貫通穴５２が形成されている。そして、貫通孔５２内には、基部５０の一面５０ａによって規定される平面と貫通穴５２の軸心との交点位置にその主点（光学的な重心）Ｐが位置するようにして第２対物レンズ３が嵌め込まれている。また、基部５０の他面５０ｂにおける貫通穴５２の周縁部（光磁気ディスクＤｉに近い側）には、コイル５３が封入されている。このコイル５３は、磁気回路を構成するものであり、磁界変調方式で光磁気ディスクＤｉに情報を記録をすることができるようになされている。
【００２５】
サスペンション６は、図１および図２に良く表れているように先端部がスライダ保持部６０とされており、自然状態においてスライダ保持部６０がアクチュエータ４の直上に位置するとともにアクチュエータ４の一面に対して略平行となるようにして基端部がスイングアーム１の先端部ないし中央部において固定されている。また、光磁気ディスクＤｉをスピンドル（図示略）に装填した状態では、サスペンション６により光磁気ディスクＤｉに対してスライダ５が所定の押圧力で付勢される。
【００２６】
スライダ保持部６０は、図２および図３に示したように第１開口６１内に第１回動部６２および第２回動部６３が支持された構成とされている。
【００２７】
第１回動部６２は、第２開口６２ａを有しており、サスペンション６の幅方向に延びる一対の第１ビーム６２ｂを介して第１開口６１内に支持されている。各第１ビーム６２ｂは、同一軸上に設けられており、この軸が第１回動軸６４とされる。この構成では、第１回動部６２は第１回動軸６４周りに第１開口６１内を回動する。
【００２８】
第２回動部６３は、第３開口６３ａを有しており、第１回動軸６４と直交する第２回動軸６５上に設けられた一対の第２ビーム６３ｂを介して第２開口６２ａ内に支持されている。第３開口６３ａは、その軸心が第２回動部６３の重心（各回動軸６４，６５の交点）が通るようにして円形に形成されている。この構成では、第２回動部６３は、第２開口部６２ａ内において、第１回動部６２に対して相対的に第２回動軸６５の周りに回動する。このため、第１回動部６２は、第２回動部６３の回動と協働して、第１および第２回動軸６４，６５のそれぞれの周りに回動する。結局、第２回動部６３は、各回動軸６４，６５の交点を中心として回動し得る。
【００２９】
そして、スライダ５は、その円形環状部５１を第２回動部６３の第３開口６３ａ内に挿通した状態で、その基部５０の上面５０ａを第２回動部６３の下面６３ｃに接合することによって第２回動部６３に固定されている。上述の通り、スライダ５には、基部５０の上面５０ａによって規定される平面と貫通穴５２の軸心との交点に対して、その主点Ｐが一致するようにして第２対物レンズ３が搭載されている。このため、各回動軸６４，６５の交点と第２対物レンズ３の主点Ｐとは略一致しており、第２回動部６３の回動にともなって第２対物レンズ３はその主点Ｐを中心として回動することとなる。
【００３０】
なお、サスペンション６は、たとえば全体が金属薄板により形成されており、またスライダ保持部６０は、サスペンション６の先端部に各回動部６２，６３や各ビーム６２ｂ，６３ｂに対応する部位にレジスト層を形成した後に薬剤によるウェットエッチング処理を施してからレジスト層を除去することにより、あるいはプレスで型抜きすることにより形成される。
【００３１】
一方、スイングアーム１の基端部側には、図１に示したように光源としての半導体レーザ７０、コリメータレンズ７１、およびビームスプリッタ７２がミラー２３と同一軸上に配置されており、これらによって規定される光軸と交差するとともにビームスプリッタ７２と同軸上にサーボレンズ７３および検出器７４が配置されている。
【００３２】
以上の構成を有する光学ヘッドＸ１では、光磁気ディスクＤｉが装填された場合に光磁気ディスクＤｉが回転していなければスライダ５は光磁気ディスクＤｉを押圧しているが、光磁気ディスクＤｉが回転すれば、図４に示したようにスライダ５は光磁気ディスクＤｉに対して空気膜を介して僅かに浮上する。このとき、光磁気ディスクＤｉの表面の凹凸やチルトに対して第１および第２回動部６２，６３の回動により、スライダ５はその姿勢を変える。このようなスライダ５の姿勢の変化は、上述した通り第２対物レンズ３の主点Ｐを中心として行われる。
【００３３】
そして、光磁気ディスクＤｉの情報を再生する場合には、図１および図４に示したように回転する光磁気ディスクＤｉに対して、半導体レーザ７０からのレーザビームが光磁気ディスクＤｉ上に集光されてビームスポットＢｓが形成され、その反射光が検出器７４で検出される。
【００３４】
光磁気ディスクＤｉに対するビームスポットＢｓの形成は、半導体レーザ７０から出射されたレーザビームがコリメータレンズ７１およびビームスプリッタ７２を通過してスイングアーム１の長手方向に進み、ミラー２３で反射して第１対物レンズ２に入射し、第１対物レンズ２および第２対物レンズ３で収束されることにより行われる。
【００３５】
光磁気ディスクＤｉからの反射光の検出は、先とは反対の経路を辿る反射光をビームスプリッタ７２で分離し、この分離光をサーボレンズ７３を介して検出器７４に導入することにより行われる。この検出器７４の検出結果からは、再生情報が得られる。また、検出器７４においては、フォーカスエラー信号やトラックエラー信号も同時に得ることもでき、その結果に応じてアクチュエータ４をフォーカス方向に移動させて第１対物レンズ２と第２対物レンズ３との距離を相対的に変えることによりフォーカシング制御が行われ、アクチュエータ４をトラッキング方向に移動させることによりトラッキング制御が行われる。
【００３６】
先にも触れたように、光磁気ディスクＤｉが回転すれば、光磁気ディスクＤｉの表面の凹凸やチルトに対しては、第２対物レンズ３の主点Ｐを中心としてスライダ５が姿勢を変える。このため、スライダ５の姿勢変位によっても第２対物レンズ３の主点Ｐが移動せず、第２対物レンズ３への光の入射状態、すなわち第２対物レンズ３やスライダ５の回動状態の如何にかかわらず、光磁気ディスクＤｉ上に形成されるビームスポットＢｓの位置ずれはほとんど生じない（図４参照）。したがって、上記光学ヘッドＸ１では、光磁気ディスクＤｉの表面の凹凸やチルトによるビームスポットＢｓの位置ずれを少なくし、光磁気ディスクＤｉの情報の再生を適切に行える。また、ビームスポットＢｓずれが小さくなれば、制御特性が改善されるといった利点も得られる。
【００３７】
図５は、本願発明に係る光学ヘッドの第２の実施形態におけるスライダ周りの構成を示す斜視図である。
【００３８】
本実施形態の光学ヘッドの基本的な構成は、第１の実施形態において説明した光学ヘッドと同様であるが、サスペンション６′とは別体形成されたスライダ保持部６０′がサスペンション６′の先端部に一体的に取り付けられている点において第１の実施形態とは異なっている。
【００３９】
スライダ保持部６０′自体の構成は、第１の実施形態と同様であり、第１開口６１′内に一対の第１ビーム６２ｂ′を介して第１回動６２′が支持され、第２開口６２ａ′内に第２ビーム６３ｂ′を介して第２回動部６３′が支持された構成とされている。このようなスライダ保持部６０′は、たとえば全体が金属により形成されており、第１の実施形態と同様にウェットエッチングなどにより図５に示したような構成とされる。
【００４０】
サスペンション６′の先端部は、スライダ保持部６０′の第１開口６１′に対応した開口６ａ′が設けられており、この開口６ａ′の周縁部に対してスライダ保持部６０′の周縁部が溶接などの手段により固着されて、サスペンション６′の先端部にスライダ保持部６０′が設けられている。
【００４１】
このようなスライド保持部６０′では、先に説明した第１の実施形態と同様に第２回動部６３′に対して第１の実施形態と同様な構成のスライダ５が固定され、スライダ５（第２対物レンズ３）が第２対物レンズ３の主点を中心に回動自在とされる。
【００４２】
図６は、本願発明に係る光学ヘッドの第３の実施形態におけるスライダ周りの構成を示す斜視図である。
【００４３】
本実施形態の光学ヘッドの基本的な構成は、第１の実施形態において説明した光学ヘッドと同様であるが、サスペンション６″のスライダ保持部６０″の構成が第１の実施形態と異なっている。
【００４４】
スライダ保持部６０″は、中央部に円形の貫通穴６７″が形成された回動部６６″が、ビーム６８″を介して開口６９″内に支持された構成とされている。このスライダ保持部６０″には、回動部６６″に対して第１の実施形態と同様な構成のスライダ５が固定され、第２対物レンズ３が回動部６６″とともに回動可能とされている。スライダ５は、第２対物レンズ３の主点が回動部６６″の重心と一致または略一致するようにして回動部６６″に固定されている。
【００４５】
この構成では、回動部６６″の各角部が上下動可能であり、回動部６６″としては、概ねその重心を中心として回動し得る。このため、回動部６６″の重心とその主点が一致するようにして配置された第２対物レンズ３は、概ね主点を中心として回動することとなる。したがって、上記構成のスライダ保持部６０″を採用した光学ヘッドでも、先に説明した第１の実施形態の光学ヘッドと同様に、光磁気ディスク上に形成されるビームスポットの位置ずれを少なくできる。
【００４６】
図７および図８は、本願発明に係る光学ヘッドの第４の実施形態を示している。これらの図に示した光学ヘッドＸ２は、サスペンション６およびスライダ５の構成が第１の実施形態と同様であるが、直進式と構成されている点において第１の実施形態と異なっている。
【００４７】
この光学ヘッドＸ２は、第１対物レンズ２を搭載したアクチュエータ７０を有するキャリッジ７を備え、このキャリッジ７に対して、第２対物レンズ３を搭載したスライダ５がサスペンション６を介して支持された構成とされている。
【００４８】
キャリッジ７は、一対のガイドロッド７１によって支持されており、たとえば直進型ボイスコイルモータなどの直進駆動機構７２によってガイドロッド７１に沿って光磁気ディスクＤｉの半径方向（図７の矢印ＣおよびＤ方向）に駆動される。キャリッジ７内には、アクチュエータ７０の直下にミラー２３が配置されており、図面上には表れていないが、光源やコリメートレンズからの光束が、ミラー２３においてその向きを代えて第１対物レンズ２に入射され、また光磁気ディスクＤｉからの反射光が、その向きを代えて光源側に戻るようになされている
【００４９】
アクチュエータ７０は、少なくともフォーカス方向（光磁気ディスクＤｉの厚み方向）に変位可能とされ、必要に応じて光磁気ディスクＤｉの半径方向に変位可能とされる。
【００５０】
スライダ５およびサスペンション６は、先に説明した第１の実施形態と同様な構成とされており（図２ないし図４参照）、サスペンション６は、その基端部が図７の矢印ＣおよびＤ方向に延びるようにしてキャリッジ７に固定されている。
【００５１】
上記光学ヘッドＸ２においても、スライダ５およびサスペンション６の構成が第１の実施形態と同様とされているため、光磁気ディスクＤｉの表面の凹凸やチルトに対しては、第１および第２回動部６２，６３の回動によりスライダ５（第２対物レンズ３）が主点Ｐを中心として回動する。このため、直進式の光学ヘッドＸ２においても、光磁気ディスクＤｉ上に形成されるビームスポットＢｓの位置ずれを適切に抑制することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本願発明では、たとえ光ディスクの記録密度を大きくしたとしても、光ディスクに照射されるビームスポットのずれを小さくでき、制御特性が改善された光学ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る光学ヘッドの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】スライダ周りの構成を示す分解斜視図である。
【図３】スライダ周りの構成を示す要部断面斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】本願発明に係る光学ヘッドの第２の実施形態におけるスライダ周りの構成を示す分解斜視図である。
【図６】本願発明に係る光学ヘッドの第３の実施形態におけるスライダ周りの構成を示す斜視図である。
【図７】本願発明に係る光学ヘッドの第４の実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】（ａ）は従来の光学ヘッドの分解斜視図、（ｂ）はスライダ周りの断面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、従来の光学ヘッドの平面図および側面図である。
【符号の説明】
Ｘ１，Ｘ２ 光学ヘッド
２ 第１対物レンズ
３ 第２対物レンズ
５ スライダ
５０ａ 一面（スライダの基部の）
５２ 貫通穴（スライダの）
６ サスペンション
６１ 第１開口
６２，６２′ 第１回動部
６２ａ，６２ａ′ 第２開口
６２ｂ，６２ｂ′ 第１ビーム
６３，６３′ 第２回動部
６３ａ 第３開口
６３ｂ，６３ｂ′ 第２ビーム
６４ 第１回動軸
６５ 第２回動軸
６６″ 回動部
６７″ 貫通穴（回動部の）
６８″ ビーム
６９″ 開口（サスペンションの）
Ｐ 主点（第２対物レンズの）
Ｄｉ 光磁気ディスク

Claims (3)

1. 対物レンズを搭載した状態でサスペンションの先端部に取り付けられたスライダを備え、上記サスペンションは、金属薄板から形成されていて、その先端部には薄板状のスライダ保持部が一体的に形成されている一方、上記スライダ保持部は、上記スライダを、同一平面上において延びるとともに互いに直交する第１回動軸および第２回動軸の周りに回動可能に、かつ、上記対物レンズの主点またはその近傍を中心として回動するように保持している光学ヘッドであって、
   上記スライダは、円形環状部を有するとともにその中央部に設けた上下に貫通する貫通穴に上記対物レンズを嵌め込み保持しており、かつ、上記スライダ保持部に対し、このスライダ保持部に設けた開口部に、上記円形環状部を上記対物レンズの主点が上記第１回動軸と上記第２回動軸との交点と一致または略一致するように挿通することにより保持されていることを特徴とする、光学ヘッド。
2. 上記スライダ保持部は、第１開口と、上記第１回動軸上に設けられた一対の第１ビームを介して上記第１開口内において上記第１回動軸周りに回動可能に支持され、かつ第２開口が形成された第１回動部と、上記第２回動軸上に設けられた一対の第２ビームを介して上記第２開口内において上記第２回動軸周りに回動可能に支持され、かつ上記スライダが保持される第２回動部と、を有しており、この第２回動部の中央部に設けた第３開口に、上記円形環状部が挿通されている、請求項１に記載の光学ヘッド。
3. 上記円形環状部は、上記スライダの一面から突出するようにして形成されており、かつ、
   上記スライダは、上記第３開口内に上記円形環状部を挿通した状態で上記一面が上記第２回動部に対して接着されている、請求項２に記載の光学ヘッド。

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