JPH0223545A

JPH0223545A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH0223545A
Application number: JP63174473A
Authority: JP
Inventors: Noboru Komiya; 小宮　昇
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1990-01-25
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JP2739075B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は光記録・再生装置に用いられる浮動整光ヘッド
装置に関するものである。

従来の技術従来、光記録・再生装置に用いられる光ヘッドは、高速
で回転する光ディスク面が振れたり、偏心したりするた
め、常に集束レンズにはフォーカシング駆動系とトラッ
キング駆動系とを具備させていた。すなわち、第６図は
その一般的な光ヘッドの斜視図を示しており、１は集束
レンズ、２はその支持部であり、この支持部２にアーム
３が固定され、その先に集束レンズ１が取り付けられて
いる。４はフォ・−カシングコイルで、光ディスクのそ
り、曲り、回転中の振れなどによる焦点ずれをなくすた
めフォーカシング駆動方向７で動作するようになってい
る。また、５はトラッキングコイル、６は永久磁石であ
る。そしてトラッキング駆動方向８で動作し、光ディス
ク面に追従するようにしている。また、第７図は他の一
例でカンチレバーを用いた駆動系の斜視図を示しており
、９は弾性体支持部、１０は板ばね、　１１は弾性体支
持部９と一体化されたレバーである。そして、トラッキ
ングコイル５は集束レンズ１の鏡筒側部に装着され、光
軸に平行なコイル線部には、近くに棒磁石（図示されて
いない）を置いて磁界１２を作用させ、フォーカシング
駆動方向７と磁界１２′　によりトラッキング駆動方向
８の駆動力を発生させている。上記は集束レンズ１とそ
の駆動系について。

その構造の一例について述べたが、光ヘッドの全体は、
第８図の光路図に示すように、形状・重量とも大きくな
る欠点があった。すなわち、１３は半導体レーザー、１
４は半導体レーザー１３からの光を平行光線にするコリ
メータレンズ、また１５は楕円率を改善するためのプリ
ズム、モして１６は偏光プリズムで２個の直角プリズム
のどちらか一方の斜面に偏光膜をほどこしたのち斜面を
接着して立方体としたもので、１７は１／４波長板であ
る。そして、集束レンズ１はフォーカシングコイル４と
トラッキングコイル５により光ディスク２３に記録され
た信号に対し、光ディスク信号記録面から集束レンズ１
の第２主点迄の距離鬼で追従するようになっている。さ
らに光ディスク２３の信号記録面より反射されたレーザ
ー光は集束レンズ１．１７４波長板１７および偏光プリ
ズム１６を通過し、受光レンズ１８に達し集束される。

そのとき半透明プリズム１９によりレーザー光は２分割
され、半透明プリズム１９を通過したレーザー光はシリ
ンドリカルレンズ２０を通り、フォーカシング用ホトダ
イオード２１に達する。一方、半透明プリズム１９で反
射されたレーザー光はトラッキング用ホトダイオード２
２に達する構造になっている。

発明が解決しようとする課題しかし、上記した従来の光記録再生装置に用いられる光
ヘッドの光学系では、集束レンズの焦点距離が一般的に
４．３１程度あり、信号記録面から集束レンズのカバー
ガラス面までの距離も大きく１■位となる。また、コリ
メータレンズでも２枚構成のものが多く用いられており
、その焦点距離は１４ｇｍ前後が一般的である。このよ
うに使用されるレンズの焦点距離が定まり、レンズの収
差を除去するためのレンズ構成から光路長が決まり、さ
らに光ヘッド装置の大きさ１重量も必然的に決まってく
る。このため従来の構成では、フォーカシング駆動およ
びラジアル方向のトラッキング調整に時間がかかりアク
セス時間を短縮できないという課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解消し得る光ヘッド装置を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段上記課題を解決するため本発明の光ヘッド装置は、光ヘ
ッドを構成するレンズ系を非球面かつフレネルレンズ化
することにより光学系を短焦点化し、光ヘッド組立体を
浮動型スライダーと一体化して光学系を固定焦点式とし
、かつ光ヘッド組立体と一体化した上記浮動型スライダ
ーの支持部にトラッキング調整機構を設けたものである
。さらに、上記構成において、光ディスクが正常動作に
至る間、遅延回路の動作により浮動型スライダーは光デ
ィスク面から離れた位置にあり、正常動作になった時点
で活動型スライダーが光ディスク面に対し所定の位置に
移行するようにされている。

作用上記構成によると、光ヘッドのレンズ系に非球面フレネ
ルレンズを用いることにより短焦点化して小型・軽量化
を図るとともに、光ヘッド組立体と浮動型スライダーと
を一体化することにより固定焦点式の光ヘッドを得るこ
とができる。さらに、ラジアル方向のトラッキング調整
機構をスライダーの支持部に設けたので、光ヘッド組立
体の集束レンズ部のトラッキング調整機構を除去するこ
とができ、これにより光ヘッド組立体および浮動型スラ
イダーを一体化した浮動スライダー組立体の落電を軽減
できる。すなわち、慣性モーメントを小さくすることが
でき、そのため姿勢の制御もしやすくなり、この結果ア
クセス時間の短縮が可能となる。

実施例以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、浮動スライダー組立体およびスライダー支持
部の分解斜視図であり、各部機能について詳細に説明す
る。すなわち、２４は浮動スライダ−であり、２６の光
ヘッド組立体と一体化したものが浮動スライダー組立体
２５である。この浮動スライダー組立体２５はジンバル
２７を小ネジ（中心線Ｃ，Ｌ、をはさんで対称の位置に
ある。）２８により固定されており、さらに２本の小ネ
ジ２８の中心線と上記中心線Ｃ，Ｌ。とのクロスポイン
トにスライダー支点３０が設けられている。また、非磁
性材料よりなるアーム３１の中心線Ｃ，Ｌ、上に設けら
れた突出部２９．２９’はジンバル２７側に突出してお
り、突出部２９．２９’先端とジンバル２７は溶接によ
り固定されている。すなわち、非磁性材料よりなるアー
ム３１の先端部は、高速で回転する光ディスク面に対し
光ディスクの回転数が一定でかつ浮動スライダー２４の
浮上面面積が一定であれば常に光ディスク面に対する浮
上量は一定の高さとなり。

さらに光ディスクのそり１曲り、振れなどに対してはス
ライダー支点３０を中心に浮動スライダー組立体２５の
横揺れおよび縦揺れを防止する方向にジンバル２７が働
くことになる。このため光ディスクの回転時においては
、浮動スライダー２４は常に一定量の浮上をし、しかも
姿勢は安定することになり、集束レンズを固定焦点方式
とすることができるため、光ヘッド組立体２６より焦点
調整機構を除去することができ、さらに光ヘッド組立体
２６の軽量化を図ることができるという相乗効果が得ら
れる。

次に、３２は非磁性の板ばねであり、３３はアーム中心
支点軸である。そして、非磁性の板ばね３２の中心部に
中空部分があり、その両側には折曲部３４゜３４′　を
もち、光ディスクが静止している状態においては光ディ
スク面より浮動スライダー２４が離れるような付勢力が
働くようになっているゆこのときのアーム３１の支点は
アーム中心支点軸３３が基準となっており、アーム主軸
３５が高さ方向の基準となる。さらに、３６は上部ペー
スマウントであり、非磁性の板ばね３２の一部を圧着し
て下部ペースマウント４３に取り付けられ一体化されて
いる。また、上部ペースマウント３６には永久磁石３７
．３７’　が非磁性材料よりなるアーム３１を介して取
り付けられており、永久磁石３７．３７’　に対応する
部分でしかもアーム３１に固定されたトラッキングコイ
ルボビン４４の周囲にはトラッキングコイル３８が巻回
されている。なお、永久磁石３７と３７′　とは互いに
平行に取り付けられている。また、永久磁石３７および
３７′の極性は、たとえば第１図に示すように一方の永
久磁石３７においては、トラッキングコイル３８側をＮ
極とすれば他方の永久磁石３７′のトラッキングコイル
３８側の極性はＳ極となり、微小な電流がトラッキング
コイル３８の中を通ることにより、永久磁石３７または
３７′　を介して非磁性材料よりなるアーム３１はアー
ム中心支点軸３３を基準にしてトラッキング調整される
ことになる。このため光ヘッド組立体２６の集束レンズ
よりトラッキング調整機構も除去できることになる。な
お、板ばね３２に設けられたワイヤー押え３９．３９’
は半導体レーザーと受光素子からのリード線を固定させ
るためのものである。

次に、第２図は光ディスクに対する光ヘッド支持部の側
面図を示したもので、第１図および第２図により、その
働きを説明する。

すなわち、４０はカバーであり、その先端部のアーム中
心支点軸３３に対応する位置にソレノイド４１が固定さ
れている。また、カバー４０は固定ねじ４２により上部
マウントペース３６上に取り付けられている。このとき
、アーム中心支点軸３３はたとえば上側の極がＳ、下側
の極がＮとなるようにされた棒磁石が使用され、その棒
磁石に対応するソレノイドコイル４５に通電されたとき
、棒磁石と接するソレノイドの極性をＳとしておくと、
通電していないとき、すなわち光ディスクが回転してい
ないときには、浮動スライダー組立体２５は板ばね３２
の折曲部３４の働きにより光ディスク２３面から離れる
方向すなわち板ばね３２の上下動に対しＩＪ力方向力が
働くが、光ディスク２３が正常回転してがらソレノイド
コイル４５に通電させる遅延回路を設けることにより、
光ディスクが正常に回転したのちカバー４０に固定され
ているソ１ツノイド４１のＳ極により、アーム３１に取
り付けられている棒磁石は反発されて板ばね３２の上下
動に対しＤ方向に動くことになり、浮動スライダー組立
体２５を光ディスク２３面上の所定の位置に設定できる
。また、すでに光ディスク２３が高速回転しているため
、光ディスク２３表面と浮動スライダー２４の表面には
空気の粘性による薄流体層が発生し、一定寸法（光ディ
スク２３面より５μｍ以上）に近ずくことはできない、
これは、光ディスク２３を形成する材質には一般的に高
分子材料（多くはポリカーボネイト）が用いられており
、光ディスク２３表面に浮動スライダー２４が接触した
状態では高分子材料が軟質であるため、傷が入りやすく
、また浮上量が磁気ディスクのように０．５μｍ以下の
ように小さい場合には光ディスク２３の表面のそり、曲
りによる振れまたはほこりなどで浮動スライダー２４が
接触する可能性があるのを防ぐための方策でもある。

さらに、第３図は、光記録・再生装置の光ディスクに対
する光ヘッド支持部の正面図を示したもので、光ディス
ク２３の表面に対し、光ヘッドをラジアル方向に微小移
動させ、トラッキングサーボの可動範囲を拡大し、高速
ランダムアクセスが行なえるような機構にしている。そ
してトラッキングサーボにはボイスコイルなどが使用さ
れている。

第４図は、光ヘッド組立体２６の断面拡大図であり、４
８は半導体レーザー、４９は非球面フルネルコリメータ
レンズであり、５０は半導体レーザー４８がら発光され
る楕円状の拡散光、すなわち楕円率を改善するためのプ
リズム、５１は偏光膜を付した半透明鏡であり、５２は
１／４波長板である。さらに、５３は非球面フレネル集
束レンズである。そして。

半導体レーザー４８からのレーザー光は光ディスク２３
の信号記録面５４に集束され、反射される。そのレーザ
ー光は非球面フレネル集束レンズ５３．１７４波長板５
２を通り半透明鏡Ｓ１により反射され、非球面フレネル
受光レンズ５５に達し、さらに受光素子５６上に集束す
る。

光ヘッド組立体２６に用いられるレンズ、すなわち、コ
リメータレンズ４９、集束レンズ５３および受光レンズ
５５は、非球面レンズをフレネル化したものであり、軽
量でしかも短焦点となっており、しかもシャープに結像
することができるため、光路長を短くできる利点がある
。さらに、半透明ｆｉ５１は、一般には２個の三角プリ
ズムの一方の斜面に偏光膜を付し立方体状に接着された
ものが用いられるが、本実施例においては、薄い平坦な
ガラスの一方の面に偏光膜を付し半透明鏡として使用す
るもので、著しく軽量化することが可能となった。

ここで、第５図に種々の浮動スライダー２４の形状を示
す、なお、（ａ）（ｂ）（ｃ）は平面図を示し、（ｄ）
（ｅ）（ｆ）はそれぞれの側面図を示す。

すなわち、浮動スライダー２４の平面形状は、円形状（
ａ）でもよく、円形の両側部を切断した形状〔（ａ）の
破線で示す〕でもよく、楕円形状（ｂ）でもよく、長方
形状（ｃ）でもよい、また。

光ディスク２３に対向する面は、平面でもよいが。

（ｄ）（ａ）（ｆ）に示すように、Ｒが３０００−以上
のシリンドリカル面または球面でもよい、なお、第５図
中、５３は集束レンズ、５７は浮動スライダー２４に形
成された姿勢安定用の空気抜は孔である。

発明の効果以上のように本発明の構成によれば、光ヘッドを構成す
るレンズ系を非球面かつフレネルレンズ化したので、小
型・軽量化を図ることができ、またこのように小型・軽
量化が図られたことがら浮動型スライダーと光ヘッドと
を一体化できるので、光ディスク面に対する浮上量が一
定となり、光学系を固定焦点化することが可能になる。

また、非球面かつフレネルレンズ化して短焦点化するこ
とにより、光路長を短かくでき、レーザー光の損失も少
なくなって装置全体としての特性の向上につながる。さ
らに、光学系のトラッキング調整機構を光ヘッドの支持
部に設けたので、光ヘッド部はさらに軽量化されたと同
時に、従来のように焦点調整、トラッキング調整を集束
レンズで行なう必要がなくなり、光学系の調整もしやす
くなるとともに光ヘッドとしての信頼性も向上する。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例における光ヘッド装置の分解
斜視図、第２図は同一部切欠側面図、第３図は開平面図
、第４図は光ヘッド組立体の拡大断面図、第５図（ａ）
（ｂ）（ｃ）および（−ｄ　）（ｅ　）（ｆ　）は浮動
スライダーの平面図および側面図、第６図および第７図
は従来例の光ヘッド装置の斜視図。第８図は従来例の光ヘッド装置の光学系を示す側面図で
ある。２４・・・浮動スライダー、２５・・・浮動スライダー
組立体、２６・・・光ヘッド組立体、２７・・・ジンバ
ル、３１・・・アーム、３２・・・仮ばね、３７．３７
’・・・永久磁石、３８・・・トラッキングコイル、４
１・・・ソレノイド、４９・・・非球面フレネルコリメ
ータレンズ、５１・・・半透明鏡、５２・・・１７４波
長板、５３・・・非球面フレネル集束レンズ。代理人　　　森　　本　　義　　弘第を図ｔｚ−ｓ多動スライダー２ｙづロｔＪスライ！ゝＭＬ立、イ本２−−一〜　光へ・ント“φＰｂｆＬ４ニド５第３図第２図第７図デ第Ｓ図（むルク〔Ｃン（ｄ、）（ｅ）（ｔ）こ二二二二二二ご二二二二）と二二二二二二二）第β図

Claims

【特許請求の範囲】１、光ヘッドを構成するレンズ系を非球面かつフレネル
レンズ化することにより光学系を短焦点化し、光ヘッド
組立体を浮動型スライダーと一体化して光学系を固定焦
点式とし、かつ光ヘッド組立体と一体化した上記浮動型
スライダーの支持部にトラッキング調整機構を設けた光
ヘッド装置。２、光ディスクが正常動作に至る間、遅延回路の動作に
より浮動型スライダーは光ディスク面から離れた位置に
あり、正常動作になった時点で浮動型スライダーが光デ
ィスク面に対し所定の位置に移行させるようにした請求
項１に記載の光ヘッド装置。