JPH0268729A - 光学ヘッド - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、情報の記録・再生を光ビームを用いて光学的
に行なう光ディスク装置に用いられる光学ヘッドに関す
る。

（従来の技術） 光ディスク（光磁気ディスクも含む）に光ビームを照射
して情報の記録及び再生を行なう光ディスク装置に用い
られる光学ヘッドの一つとして、アクチュエータの回動
によってトラックアクセス動作、すなわち光ビームを光
ディスク上のトラックを横切る方向に移動させる動作を
行なう方式がある。

この方式を用いた従来の光学ヘッドは、上下−対の玉軸
受によりトラックアクセス方向、（光ディスク上のトラ
ックを（週明る方向）に回動可能に支持されたトラック
アクセス用アクチュエータと、このトラックアクセス用
アクチュエータにフォーカシング方向（光ディスクの面
に垂直な方向）に移動可能に連結され、対物レンズを支
持したフォーカシング用アクチュエータを主体として（
が成されている。

アクセス用アクチュエータにはフォーカシング用アクチ
ュエータの連結部と反対側にアクセスコイルが取付けら
れ、このアクセスコイルとアクセス用固定磁気回路との
相互作用によって、アクセス用アクチュエータはトラッ
クアクセス方向に回動される。また、フォーカシング用
アクチュエータにはフォーカシングコイルが取付けられ
、このフォーカシング用コイルとフォーカシング用固定
磁気回路との相互作用により、フォーカシング用アクチ
ュエータはフォーカシング方向に移動される。そして、
光学ヘッド外部の固定光学系からの光ビームはトラック
アクセス用アクチュエータ内に入った後、トラックアク
セス用アクチュエータとフォーカシング用アクチュエー
タとの連結部材内に設けられた光路手段を介して対物レ
ンズに導かれる。また、光ディスクからの反射光は上記
光路手段を介して固定光学系に導かれる。

このような従来の光学ヘッドでは、アクセス用アクチュ
エータとこれを支持する玉軸受との間に生じる摩擦や、
アクセス用アクチュエータ自体の剛性の不足によって、
光学ヘッド単独では光ディスク装置に要求される０、１
μｍ以下というようなトラッキング精度を実現すること
が難しく、ガルバノミラ−によるトラッキング修正を併
用しなければならないため、光ディスク装置が複雑とな
る。

また、アクセス用アクチュエータの剛性を少しでも高く
するために、該アクチュエータの肉厚を大きくする必要
がある。さらに、アクセス用アクチュエータの回動を安
定にするには揺動支持スパン、すなわち上下の玉軸受間
の距離を長くとる必要がある。これらのことから、高速
アクセスに適した小型・軽量の光学ヘッドを実現するこ
とが難しい。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の光学ヘッドでは、アクセス用アクチュ
エータとその軸受間の摩擦が大きく、またアクセス用ア
クチュエータの剛性が低いために、ガルバノミラ−等に
よるトラッキング修正手段を併用しない限りは必要なト
ラッキング精度を実現することが難しく、またアクセス
用アクチュエータの剛性を高く、且つその揺動支持スパ
ンを大きくしようとすると光学ヘッドが大型化し重量も
増大して、高速アクセスが困難になるという問題があっ
た。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、高剛性且つ小型・軽量であって高速アクセスが容
易な光学ヘッドを提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明に係る光学ヘッドは、トラックアクセス用の第１
のアクチュエータの上下面をピボットによって回動可能
に支持するとともに、第１のアクチュエータの回転中心
軸を挟んで相対向する位置に一対のアクセスコイルを取
付け、これらのアクセスコイルにより大きさ及び向き方
向が同じモーメントを発生させて、第１のアクチュエー
タをトラックアクセス方向に回動させるようにしたもの
である。尚、フォーカシング用の第２のアクチュエータ
は第１のアクチュエータに光ディスクに垂直なフォーカ
シング方向に移動可能に支持され、この第２のアクチュ
エータに対物レンズが支持されるとともに、フォーカシ
ングコイルが取付けられる。

（作　用） このようにアクセス用の第１のアクチュエータをピボッ
トで支持すると、第１のアクチュエータとその支持点間
の摩擦が玉軸受を用いた場合に比較して著しく減少する
とともに、該アクチュエータのアキシャル方向のガタが
非常に少なくなる。

さらに、第１のアクチュエータを回動させる一対のアク
セスコイルによる駆動モーメントが大きさ及び方向とも
に同じであるために、アクチュエータに加わるラジアル
方向の合力が原理的に零となることから、アクチュエー
タ自体の剛性が増大する。従って、第１のアクチュエー
タの回動による光ビームのトラックアクセス方向の移動
精度、すなわちトラッキング精度が高くなり、ガルバノ
ミラ−等によるトラッキング修正手段を併用しなくとも
必要なトラッキング精度が得られる。

また、ピボットは第１のアクチュエータの上下面を支持
するものであるために、側面を支持する玉軸受を用いた
場合と異なって、揺動支持スパンとなるピボット間の距
離を大きくしても該アクチュエータが大型化することが
ないので、アクチュエータの剛性が高いために該アクチ
ュエータの肉厚を大きくする必要がないことと相まって
、光学ヘッド全体が小型・軽量化される。これにより高
速アクセスが容易となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図〜第３図は本発明の一実施例に係る光学ヘッドの
構成を示したもので、第１図及び第２図は可動部の断面
図及び平面図、第３図は固定光学系を含めた全体の概要
を示す斜視図である。

第１図〜第３図において、固定光学系１は半導体レーザ
等の光源やコリメータ及びビームスプリッタ等により構
成される。この固定光学系１から出射された光ビーム２
はプリズム３を経て可動部４に案内され、可動部４の内
側に例えば接着剤により固定された光路手段であるプリ
ズム５の２つの反射面で順次反射された後、対物レンズ
６に導かれる。対物レンズ６により集光された光ビーム
は、光ディスク（例えば光磁気ディスク）７に下側から
照射される。また、光ディスク７で反射された光は、光
路を逆に辿って固定光学系１に導かれ、光検出器によっ
て検出される。

可動部４は２つのアクチュエータ８．１４を主体として
構成されている。第１のアクチュエータ８は例えばセラ
ミックのような比剛性の高い材料により形成されたもの
で、光ディスク７の円周方向に面した両端が開口された
箱型形状をなし、光ディスク７と平行な上下面がピボッ
ト９ａ、９ｂを介して軸受１０ａ、１０ｂに支持されて
いる。

軸受１０ａ、１０ｂは支柱１１を介して基板１２に支持
されている。従って、第１のアクチュエータ８はピボッ
ト９ａ、９ｂを通る回転中心軸Ｏを中心として、光ディ
スク７上のトラックを横切る方向に回動可能となってい
る。

第４図はピボット９ａ　（９ｂ）に対する軸受１０　ａ
　（１０ｂ）の具体例を示したもので、（ａ）は軸受１
０ａ　（１０ｂ）に断面Ｖ字状の溝を持っ受石を用いた
例、（ｂ）はリング状の受石を用いた例、（ｃ）はベア
リング軸受を用いた例である。尚、第４図（ａ）　（ｂ
）に示す受石は例えばルビー、サファイアの等の宝石を
加工して作られる。

第１のアクチュエータ８の上下両面には、可撓性支持手
段としての板ばね１３ａ、１３ｂの各−端が固定されて
いる。板ばね１３ａ、１３ｂはプリズム５と平行に配置
されている。板ばね１３ａ。

１３ｂの各他端は、第２のアクチュエータ１４の上下両
端に形成されたフランジ部に固定されている。そして、
第２のアクチュエータ１４の上側のフランジ部に、円筒
状のレンズホルダ１５を介して対物レンズ６が保持され
ている。

第１のアクチュエータ８の光ディスク７の半径方向にお
ける両側面上、すなわち第１のアクチュエータ８の回転
中心軸Ｏを挟んで相対向する位置に、トラックアクセス
のための一対のアクセスコイル１６ａ、１６ｂが例えば
接告剤により固着されている。また、第２アクチユエー
タ１４にフォーカシングコイル１７が同様に接若剤によ
り取付けられている。

一方、基板１２上に第１のアクチュエータ８の回転中心
軸Ｏを中心とする円周上に位置し、且つ光ディスク７の
半径方向に所定の距離を介して対向した位置に、一対の
固定磁気回路１８ａ。

１８ｂが設けられている。固定磁気回路１８ａは中空の
円弧状ヨーク１９ａと、このヨーク１９ａの中空部に配
置された円弧状マグネット２０ａからなり、ヨーク１９
ａとマグネット２０ａとの間に円弧状の磁気ギャップ２
１ａを有している。固定磁気回路１８ｂも同様に中空の
円弧状ヨーク１９ｂと、円弧状マグネット２０ｂからな
り、円弧状の磁気ギャップ２１ｂを有する。そして、磁
気ギャップ２１ａ、２１ｂにアクセスコイル１６ａ、１
６ｂの先端部が挿入され、さらに磁気ギャップ２１ｂに
はフォーカシングコイル１７の一部も挿入されている。

アクセスコイル１６ａ１６ｂは、磁気ギャップ２１ａ、
２１ｂ内を光ディスク７と平行な市内で摺動可能である
。また、フォーカシングコイル１７は磁気ギャップ２１
ｂ内を光ディスク７に垂直な方向に移動可能である。

第１のアクチュエータ８の第２のアクチュエータ１４が
連結された側と反対側には、カウンタウェイト２２が取
付けられている。このカウンタウェイト２２は、第１及
び第２のアクチュエータ８゜１４全体の重心を回転中心
軸０上に位置させるためのものであり、１個でもよいし
、複数個所に分散して設けられていてもよい。

次に、本実施例の光学ヘッドの動作を説明する。

固定光学系１から出射された光ビーム２は、前述のよう
にプリズム３によって可動部内に案内され、第１のアク
チュエータ８の回動中心軸Ｏに沿って進んだ後、プリズ
ム５によって対物レンズ６に入射し、光ディスク７上に
集束・照射される。

再生時は光ディスク７からの反射光が光路を逆に辿って
固定光学系１内に導かれ、再生信号が得られる。

ここで、トラックアクセスを行なうためにアクセスコイ
ル１６ａ、１６ｂに電流を流すと、コイル１６ａ、１６
ｂの光ディスク７に垂直な方向の導体部分に固定磁気回
路１８ａ、１８ｂの磁気ギャップ２１ａ、２１ｂを通る
磁束が鎖交することで生じる電磁力によって、第１のア
クチュエータ８は回転中心軸Ｏを中心として回動する。

従って、対物レンズ６を介して先ディスク７上に照射さ
れる先ビーム２は、光ディスク７上の同心円状または螺
旋状のトラックを横切るように移動し、トラックアクセ
スが行なわれる。尚、アクセスコイル１６ａ、１６ｂに
トラッキング誤差に応じた電流を流すと、トラッキング
、すなわち光ビーム２をトラック上に追従させる制御が
行なわれる。

一方、フォーカシングコイル１７に対物レンズ６の焦点
誤差に応じた電流を流すと、コイル１７の先ディスク７
と平行な導体部分に固定磁気回路１８ｂの磁気ギャップ
２１ｂを通る磁束が鎖交することで生じる電磁力によっ
て、第２のアクチュエータ１４は光ディスク７に垂直な
方向に移動し、フォーカシング、すなわち対物レンズ６
の焦点位置か光ディスク７の記録面に一致するような制
御が行なわれる。

このように、本発明の光学ヘッドではアクセス用である
第１のアクチュエータ８がピボット９ａ。

９ｂを介して回動可能に支持されているため、この支持
部での摩擦が例えば従来のように玉軸受を用いた場合に
比較して■／１０以下に減少し、またアクチュエータ８
のアキシャル方向のガタもほとんどなくなり、アキシャ
ル方向における剛性が増す。

また、従来技術ではアクセスコイルが一個であったのに
対して、本発明ではアクチュエータ８の回転中心軸０を
挟んで相対向する位置に一対のアクセスコイル１６ａ、
１６ｂが取付けられており、これらのアクセスコイル１
６ａ、１６ｂと固定磁気回路１８ａ、１８ｂとの相互作
用によって、大きさが同じで且つ方向が同じ駆動モーメ
ントがそれぞれ発生する。この結果、アクチュエータ８
に加わるラジアル方向の合力はほぼ零となり、アクチュ
エータ８は曲げ変形を起こしにくくなる。すなわち、ア
クチュエータ８自体の剛性が増大し、アクチュエータ８
の２次共振周波数か高くなる。

従って、アクチュエータ８の回動によるトラックアクセ
ス精度・トラッキング粘度か高くなり、ガルバノミラ−
等を用いた精アクチユエータよるトラッキング修正手段
を付加することなく、光ディスク装置に要求される　０
．１μｍ以下のトラッキング精度が容易に得られる。

また、従来技術においてアクセス用アクチュエータを支
持する玉軸受は構造上、アクチュエータの周面を支持す
るため、その支持点間の距離、すな４つち揺動支持スパ
ンを大きくとろうとすると、アクチュエータの回転中心
軸方向の寸法が大きくなる欠点があったが、本発明では
ピボット９ａ。

９ｂによりアクチュエータ８の上下面を支持しているた
め、アクチュエータ８の回転中心軸方向の寸法を必要以
上に大きくすることなく、揺動支持スパン（ピボット９
ａ、９ｂ間の距離）を大きくできる。従って、アクチュ
エータ８の肉厚が比較的薄くとも高い剛性が得られるこ
とと相まって、光学ヘッドを小型・軽量化することがで
き、磁気ディスク装置と同等の高速アクセス動作を実現
することが可能となる。

また、本実施例では固定磁気回路１８ａ１、８　ｂの一
方１８ｂをアクセスコイル］、　６　ｂの駆動とフォー
カシングコイル１７の駆動に用いているため、固定磁気
回路の数が最少限で済み、構成がさらに簡単となる。

さらに、本実施例ではカウンタウェイト２２を設けるこ
とにより、第１のアクチュエータ８の一方の側に第２ア
クチユエータを支持したことによる重心のずれを補正し
て、第１のアクチュエータ８の剛性を更に増すことがで
きる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、トラックアクセス
用の第１のアクチュエータの支持部での摩擦が減少する
とともに、第１のアクチュエータ自体の剛性が増し、ま
た該アクチュエータの回転中心軸方向の寸法を有効に生
かして揺動支持スパンを大きくとることができるので、
ガルバノミラ−等を用いた精アクチユエータよるトラッ
キング修正手段を併用することなく高いトラッキング精
度が得られるとともに、小型・軽量・高剛性の高速アク
セスに適した光学ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光学ヘッドの断面図、
第２図は同光学ヘッドの平面図、第３図は同光学ヘッド
の固定光学系を含めた全体の概要を示す斜視図、第４図
は同光学ヘッドにおける軸受の具体例を示す図である。 １・・・固定光学系、２・・・光ビーム、３・・・プリ
ズム、４・・・可動部、５・・・プリズム（光路手段）
６・・・対物レンズ、７・・・光ディスク、８・・・第
１のアクチュエータ、９ａ、９ｂ・・・ピボット、１０
ａ、１０ｂ・・・軸受、１１・・・支柱、１２・・・基
板、１３ａ、１３ｂ・・・板ばね、１４・・・第２のア
クチュエータ、１５・・・レンズホルダ、１６ａ、１６
ｂ・・・アクセスコイル、１７・・・フォーカシングコ
イル、１８ａ、１８ｂ・・・固定磁気回路、１９ａ、１
９ｂ−ヨーク、２０ａ、２０ｂ−・・磁石、２１ａ、２
１ｂ・・・磁気ギャップ、２２・・・カウンタウェイト
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 し′Ｏ 事 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１のアクチュエータと、 この第１のアクチュエータに上下面に固定された一対の
   ピボットを含み、第１のアクチュエータを該一対のピボ
   ットを通る回転中心軸を中心として光ディスク上のトラ
   ックを横切るトラックアクセス方向に回動可能に支持す
   る手段と、 この第１のアクチュエータに前記光ディスクに垂直なフ
   ォーカシング方向に移動可能に支持された第２のアクチ
   ュエータと、 この第２のアクチュエータに支持された対物レンズと、 前記第１のアクチュエータ内に設けられ、固定光学系か
   らの光ビームを前記対物レンズに導くとともに、前記光
   ディスクにより反射され前記対物レンズを通した光を固
   定光学系に導く光路手段と、 前記第１のアクチュエータの前記回転中心軸を挟んで相
   対向する位置に取付けられ、大きさ及び方向が同じモー
   メントをそれぞれ発生して第２のアクチュエータを前記
   トラックアクセス方向に回動させる一対のアクセスコイ
   ルと、 前記第２のアクチュエータに取付けられ、第２のアクチ
   ュエータを前記フォーカシング方向に移動させるフォー
   カシングコイルとを備えたことを特徴とする光学ヘッド
   。
2. （２）前記一対のアクセスコイルと相互作用し、かつそ
   の一方はさらに前記フォーカシングコイルとも相互作用
   するように設けられた一対の固定磁気回路を有する請求
   項１記載の光学ヘッド。
3. （３）前記第１のアクチュエータに、前記第１及び第２
   のアクチュエータ全体の重心を前記回転中心軸上に位置
   させるためのカウンタウェイトを取付けた請求項１記載
   の光学ヘッド。