JPH05225600A - 分離型光ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で可動光学系の移動に伴う光軸移
動による影響を防止することができる分離型光ヘッドと
する。 【構成】 可動光学系（２）をディスクの略半径方向に
移動可能に支持する平行リンク（１３，１４，１５）を
設け、平行リンクに補助リンク（１８，１９）を連結
し、補助リンクに光軸ズレ補正用光学素子（１６）を固
定し、光軸ズレ検出装置と光軸ズレ補正用アクチュエー
タを設けることなく、可動光学系の光軸ズレの影響を防
止することができるようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の記録媒
体上に光スポットを形成して情報の記録再生を行う分離
型光ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置に用いられる光ヘッド
は、集光レンズによって微小な光スポットを光ディスク
上に設けられたトラックに照射して、情報を記録したり
或いは、光ディスクによって反射された反射光から情報
を読み取る装置である。光ディスクのトラックは、光デ
ィスクの半径方向の一定範囲にわたって設けられている
ので、任意のトラック上で情報の記録再生を行うために
は集光レンズを移動させる必要がある。この場合、光源
や光検出器まで含めた光ヘッド全体を移動させると、移
動質量が大きくなり高速に移動させることが困難である
ため、集光レンズを有する部分のみを移動させる分離型
光ヘッドが提案されている。

【０００３】例えば、特開昭５６−１２７３９号公報に
は、図１０〜図１２に示したような分離型光ヘッド装置
が提案されている。ここで示されている分離型光ヘッド
装置は、対物レンズ７０を有する可動部であるヘッド
が、リンク７１を有する２本のフレキシブルで部材で構
成された平行四辺形の支持体７２により駆動されるよう
になっている。この支持体により対物レンズ７０は、光
学記録手段である光ディスク７３のデータフィールド上
を自由に動くことができる。また、光源７４から放射さ
れた光は、コンデンサ７５、コリメータ７６を透過し、
ミラー７７を介して対物レンズ７０へ投影されるのであ
る。

【０００４】ところが、この分離型光ヘッド装置は、リ
ンク７１を有する支持体７２が円弧運動するため、対物
レンズ７０を移動させる際に必ず光軸ズレを生じさせて
しまうのである。このようなズレがあると、光ディスク
７３によって反射され、固定光学系に戻って来る光束の
光軸が、可動部が光ディスク７３の内周にある場合と外
周にある場合とで変位し、トラッキングエラー信号のオ
フセットが変動してしまうという問題がある。また、ズ
レが大きい場合は全く光束が固定光学系に戻って来ない
おそれもある。

【０００５】この問題点を解決するために、図１３に示
す特開平２−６２７３５号公報に開示されている分離型
光ヘッド装置が提案されている。この装置は、半導体レ
ーザ７８、コリメートレンズ７９、ビームスプリッタ８
０、光軸シフトアクチュエータ８１、検出光学系８２を
有する固定光学系８３と、立ち上げミラー８４、集光レ
ンズ８５を有する可動部とを備えている。半導体レーザ
７８からの光ビーム８９は、固定光学系８３から可動部
８６の集光レンズ８５を透過して光ディスク９０に照射
され、光ディスク９０で反射された光ビームは再び集光
レンズ８５を透過し可動部８６から固定光学系８３の検
出光学系８２に到達するようになっている。また、光軸
シフトアクチュエータ８１は、平行ガラス板が紙面に垂
直な軸を中心に回転可能に支持されており、入力電流に
応じて平行ガラス板を傾けることができる。

【０００６】図１４は可動部８６の変動を検出する方法
を示すもので、固定光学系８３から補助ビーム８７を出
射し、可動部８６に設けた２分割光検出器８８で受光す
る。この２分割光検出器８８の２つの出力の差により可
動部８６の変動を検出するのである。このように構成す
ることにより、可動部８６の変動を検出した信号によっ
て、光軸シフトアクチュエータ８１に入力する電流を制
御し、平行ガラス板を傾けて出射光の光軸を平行移動さ
せることにより、可動部８６の変動を補償し反射光の光
軸移動による影響を防止することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような分離型光ヘッド装置（特開平２−６２７３５号公
報）は、反射光の光軸移動による影響を防止することが
できるが、そのために光ディスクのトラックを追従させ
るアクチュエータの他に光軸シフトアクチュエータを必
要とする。この光軸シフトアクチュエータは、光源等を
設ける固定光学系に設けられので、固定光学系が大きく
構成が複雑化してしまう。したがって、光ディスク装置
全体を小型化、簡略化するための妨げとなってしまう
他、コスト高となってしまうという不具合がある。

【０００８】本発明は、上記不具合を解決すべく提案さ
れるもので、光軸補正専用のアクチュエータを必要とす
ることなく、簡単な構成で可動光学系の移動に伴う光軸
移動による影響を防止することができる分離型光ヘッド
を提供することを目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、発光手段と光検知手段を有する固定光学
系と、集光レンズを有し駆動手段を介してディスクの略
半径方向に移動可能な可動光学系とを備えた分離型光ヘ
ッドにおいて、可動光学系をディスクの略半径方向に移
動可能に支持する平行リンクを設け、平行リンクに補助
リンクを連結し、補助リンクに光軸ズレ補正用光学素子
を固定した分離型光ヘッドとしたものである。

【００１０】

【作用】このように平行リンクに連結する補助リンクに
光軸ズレ補正用光学素子を設けているので、光軸ズレ検
出装置と光軸ズレ補正用アクチュエータを設けることな
く、簡単な構成で可動光学系の移動に伴う可動光学系の
光軸ズレの影響を防止することができるようになる。

【００１１】

【実施例】以下図面を参照しながら、本発明の実施例を
詳細に説明していく。図１〜図４は、本発明の第１実施
例を示したもので、このうち図１は光ヘッド装置全体の
構成を示す平面図であり、図２は平行リンク機構の動作
を示す説明図であり、図３及び図４は平行リンク機構の
動作に起因する光軸ズレの補正を説明する図である。図
１に示すように、光ヘッド装置は半導体レーザ３、コリ
メータレンズ４、ビーム整形プリズム５、ビームスプリ
ッタ６、検出光学系７が設けられている固定光学系１
と、集光レンズ８をフォーカス方向及びトラッキング方
向へ移動させる精アクチュエータ９、集光レンズ８の直
下に位置し光軸を９０°折り曲げるミラー（図示してい
ない）を有する可動光学系２を備えた分離型光ヘッドで
ある。

【００１２】また、光ヘッド装置はヨーク１０を貫通さ
せた粗シーク駆動用のシークコイル１１、可動光学系２
を支持し一端が基台１２に固定され平行リンク機構を形
成する平行リンク１３、１４、１５、光軸補正用の台形
プリズム１６をスペーサ１７を介して支持する補助リン
ク１８、１９を備えている。

【００１３】このように構成されている光ヘッド装置
は、半導体レーザ３からの出射光がコリメータレンズ４
で平行光束になり、ビーム整形プリズム５によりほぼ断
面円形の光束になる。断面円形にされた光束は、ビーム
スプリッタ６、台形プリズム１６を透過し可動光学系２
のミラーで反射され、集光レンズ８に入射して光ディス
ク（図示していない）の媒体面に光スポットを形成す
る。

【００１４】光ディスクで反射された反射光は、再び集
光レンズ８、ミラー、台形プリズム１６を経て固定光学
系１に入射する。さらに、固定光学系１のビームスプリ
ッタ６で反射され、検出光学系７に入射する。検出光学
系７は、光ディスクに照射される光スポットのトラック
に対するズレをトラッキングエラー信号とし、焦点ズレ
をフォーカスエラー信号とし、また光ディスクに記録さ
れている情報を出力する。

【００１５】トラッキングエラー信号、フォーカスエラ
ー信号に基づき、光スポットを光ディスクに適正に照射
させるには、精アクチュエータ９を介して集光レンズ８
を移動させなければならない。精アクチュエータ９は、
集光レンズ８を保持するホルダ２０と、ホルダ２０のの
外周に巻装されたフォーカスコイル２１と、ホルダ２０
の四角に貼付されたトラッキングコイル２２を有し、４
本の平行バネ２３により保持台２５に移動可能に支持さ
れている。また、保持台２５にはフォーカスコイル２１
とトラッキングコイル２２とに対向する２組の磁気回路
２４ａ、２４ｂが形成されている。このように構成され
ているので、精アクチュエータ９はフォーカスエラー信
号、トラッキングエラー信号に基づいた電流がそれぞれ
のコイルに印加されることにより、磁気回路２４ａ、２
４ｂとの作用によりフォーカス方向、トラッキング方向
への力が生じ、フォーカシング制御、トラッキング制御
が行われる。

【００１６】次に上記のような精アクチュエータ９によ
るシークに対して、可動光学系２全体を光ディスクに対
して大きくトラッキング方向に移動させる粗シークにつ
いて説明する。この粗シークはシークコイル１１に電流
を流すことにより、シークコイル１１内を貫通するヨー
ク１０とその上下（紙面に垂直な方向）に設けてある磁
石（図示していない）との電磁作用により、トラッキン
グ方向に力を生じさせる。すると、平行リンク機構を形
成する平行リンク１３、１４、１５、補助リンク１８、
１９が図２に示す破線表示のように変形する。なお、シ
ークコイル１１に流す電流の向きを変えることにより、
平行リンク１３、１４、１５、補助リンク１８、１９の
変形方向を変えることができることはいうまでもない。

【００１７】平行リンク１３、１４、１５、補助リンク
１８、１９は樹脂で一体成形されており、各リンクの端
部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎは、薄いヒンジ状に形成
されている。このヒンジ部が曲がることにより、各リン
クが変形するのである。なお、平行リンク１３、１５、
１９は変形前、変形後も平行であり、基台１２への固定
点Ａ、Ｂ、Ｃを結ぶ線と平行リンク１４、補助リンク１
８は、変形前、変形後も平行であるように構成されてい
る。また、平行リンク１４と補助リンク１８を平行を保
ったまま移動させるために、ヒンジ部Ｂ、Ｋ、Ｎは直線
上に位置するようになっている。

【００１８】次に、リンクの変形と光軸ズレが生じた場
合の補正について説明する。図２に示すように平行リン
ク１３、１５の長さをＬ、補助リンク１９の長さをｌと
し、粗シークのためにリンクが角θだけ変形した場合、
平行リンク１３、１４、１５についてみると、 粗シーク移動量Ｔ＝Ｌ sinθ 粗シークによる光軸ズレＤ＝Ｌ（１− cosθ） が生じ
る。 また、補助リンク１８、１９についてみると、 補助リンク１８のズレｄ＝ｌ（１− cosθ） が生じ
る。

【００１９】さらに、図３、図４に従い光軸ズレ補正用
光学素子である台形プリズム１６と光線のズレとの関係
について説明する。図４に示すように、底辺ＡＢと斜辺
ＢＣ、ＤＡのなす角が等しい台形プリズムＡＢＣＤ（∠
ＡＢＣ＝∠ＢＡＤ）に、底辺ＡＢに平行な光線Ｉが入射
すると斜辺ＢＣで屈折し、底辺ＡＢで反射しさらに斜辺
ＤＡで屈折して出射する。この場合、光線Ｉは入射光と
出射光とで平行を保っている。光線Ｉと平行に入射する
距離Δだけ離れた光線Ｊも、台形プリズム１６に入射し
同様に屈折、反射、屈折して出射する。この場合、光線
Ｉの屈折角、反射角と光線Ｊの屈折角、反射角は等し
い。したがって、４つの三角形ＢI₁I₂、ＢJ₁J₂、ＡI
₃I₂、ＡJ₃J₂は相似である。

【００２０】また、底辺ＡＢに対して垂直な線と斜辺Ｂ
Ｃ、ＤＡとが形成する角をα、前記屈折した光線とが形
成する角をβとする。この場合、前記のごとく４つの三
角形は相似なので、全ての角αは等しく、角βも等し
い。

【００２１】

【数１】

【００２２】

【数２】

【００２３】

【数３】

【００２４】このように、光線Ｉと光線Ｊについてみる
と、台形プリズム１６に入射する光線のズレ量と出射す
る光線のズレ量とは等しく、また台形プリズム１６に入
射する光線の位置と出射する光線の位置とは逆になって
いる。したがって、図３に示すように入射光線を固定し
て、台形プリズム１６を距離ｅだけ移動すると、出射光
線の移動量Ｅは光線ズレ量ｅとプリズム移動量ｅとの和
となる。つまり、Ｅ＝２ｅ となる。そこで、光軸のズ
レ量Ｅを補正するには台形プリズム１６を ｅ＝Ｅ／２
だけ移動すればよいこととなる。

【００２５】さらに、図２に戻って説明すると、Ｌ（１
− cosθ）＝２ｌ（１− cosθ） ゆえに Ｌ＝２ｌ
であればよい。そこで、可動光学系２を支持しているリ
ンク１３、１５の長さに対して、台形プリズム１６を支
持する補助リンク１９の長さを１／２に構成すれば、粗
シークによって生じる光軸ズレが生じないこととなる。
つまり粗シークの際、可動光学系２は光軸に対する平行
を保ったまま円弧状に変位し光軸ズレが生じるが、補助
リンクも移動し台形プリズム１６を光軸ズレ補正量だけ
移動させることができるので、光軸ズレが生じないこと
となる。

【００２６】図５、図６は本発明の第２実施例を示した
もので、対応する箇所には同一符号を付した（以下の実
施例についても同様）。固定光学系１の構成について
は、第１実施例と同様であるので、説明を省略する。固
定光学系１と可動光学系２との間の光軸中に、光軸ズレ
補正用光学素子であるアフォーカルレンズ系２６を配設
してある。このアフォーカルレンズ系２６は、スペーサ
２７を介して後述する補強部材２８に固定されている。

【００２７】固定光学系１からの光ビームは、アフォー
カルレンズ系２６を透過した後、移動光学系２に入射し
図示していないミラー、集光レンズ８を透過した後、図
示していない光ディスクの媒体面に光スポットを形成す
る。本実施例の移動光学系２は、精アクチュエータ９が
集光レンズ８を保持するホルダ２０を、集光レンズ８の
光軸と平行な支軸２９に対して摺動、回動させることに
より、集光レンズ８をフォーカス方向、トラッキング方
向に移動させるようになっている。

【００２８】次に上記のような精アクチュエータ９によ
るシークに対して、可動光学系２全体を光ディスクに対
して大きくトラッキング方向に移動させる粗シークにつ
いて説明する。この粗シークはシークコイル１１に電流
を流すことにより、シークコイル１１内を貫通するヨー
ク１０とその上下（紙面に垂直な方向）に設けてある磁
石（図示していない）との電磁作用により、トラッキン
グ方向に力を生じさせる。すると、平行リンク機構を形
成するリンクが変形する。

【００２９】本実施例の平行リンク機構について説明す
ると、薄い金属板３０、３１に軽量で高剛性の補強部材
３２、３３を固定した部材の一端を基台１２に固定し、
他端をリンク３４に固定している。また、金属板３０、
３１間のほぼ中央には、補強部材２８を固定した金属板
３５が固定されている。なお、補強部材２８、３２、３
３は、アルミニューム、セラミック、樹脂等で形成され
ている。金属板３０、３１は、基台１２との固定箇所が
曲がることにより、金属板３０、３１、リンク３４の全
体が固定箇所を支点にトラッキング方向（紙面上左右方
向）に移動する。なお、金属板３０、３１は変形前、変
形後も平行であり、基台１２への固定点を結ぶ線とリン
ク３４は、変形前、変形後も平行であるように構成され
ている。

【００３０】平行リンク機構の動作による変形が生じる
と光軸のズレが生じるが、この場合、金属板３５も移動
し金属板３５と一体動するアフォーカルレンズ系２６が
光軸ズレ補正量だけ移動することにより補正される。図
６はアフォーカルレンズ系２６と光軸とのズレの状態を
示した説明図である。ここに示すように入射光線を固定
して、アフォーカルレンズ系２６を距離ｅだけ移動する
と、出射光線の移動量Ｅは光線ズレ量ｅとアフォーカル
レンズ系２６の移動量ｅとの和となる。つまり、Ｅ＝２
ｅ となる。そこで、光軸のズレ量Ｅを補正するにはア
フォーカルレンズ系２６を ｅ＝Ｅ／２ だけ移動すれ
ばよいこととなる。

【００３１】図７は、本発明の第３実施例を示したもの
で、第１実施例の台形プリズム、第２実施例のアフォー
カルレンズ系に代え異形プリズム３６を用いている。固
定光学系からの光ビームは、この異形プリズム３６で内
面反射した後、可動光学系に入射するようになってい
る。他の構成、粗シークに基づく光軸ズレの補正方法に
ついては、前記実施例と同様である。したがって、粗シ
ークにより平行リンク機構の変形が生じ、光軸のズレが
生じた場合、異形プリズム３６を光軸ズレ補正量だけ移
動させて補正する。

【００３２】図８、図９は、本発明の第４実施例を示し
たもので、光軸ズレ補正用光学素子として平行平板を用
いた実施例である。このうち図８は、平行リンク機構と
平行平板のみを示した概要図であり、省略した他の構成
は前記実施例と同様である。平行リンク機構を形成する
平行リンク３７、３８、３９は、基台４０に固定されて
おり、平行リンク３７、３８の固定箇所を支点に破線表
示のごとく変形するようになっている。また、平行リン
ク３８には、補助リンク４１を介して平行平板４２が設
けられている。補助リンク４１は、何れのリンク部材と
も非平行な補助リンク４３と連結しており、補助リンク
４３の他端は基台４４に固定されている。

【００３３】このように構成されているので、平行リン
ク３７、３８、３９が移動しても、補助リンク４３は非
平行であるので、平行平板４２が回転し粗シークに基づ
く光軸ズレを補正することができる。この場合、平行平
板４２の回転量は、補助リンク４１、４３の長さと、補
助リンク４３の傾き角度によって定まるので、これらを
調整することにより回転量を設定する。図９は、光軸の
ズレ量Ｅを平行平板４２を傾かせることによって調整す
る説明図である。光軸のズレ量Ｅを補正するには、補正
量だけ平行平板４２を傾かせればよく、角度θはその傾
き角を示している。

【００３４】本発明は以上の実施例に限定されるもので
はなく、幾多の変更、変形が可能である。例えば、実施
例では精アクチュエータは、フォーカス方向、トラッキ
ング方向の２方向に移動するようになっているが、フォ
ーカス方向のみに移動するもので、トラッキング方向へ
の移動は平行リンク機構によるものであってもよい。ま
た、粗シークの駆動はコイルと磁石の電磁作用を利用す
るものでなくともよく、ステッピングモータを用いたも
の、送りネジ機構を用いたものであってもよい。また、
リンク機構の節点は弾性材の変形を利用しているが、ピ
ンジョイントを用いたものであってもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば平行リン
クに連結する補助リンクに光軸補正用の光学素子設ける
ことにより、光軸ズレ検出装置と光軸ズレ補正用アクチ
ュエータを設けることなく、簡単な構成で可動光学系の
移動に伴う可動光学系の光軸ズレの影響を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光ヘッド装置全体の
構成を示す平面図である。

【図２】平行リンク機構の動作を示す説明図である。

【図３】平行リンク機構の動作に起因する光軸ズレの補
正を説明する図である。

【図４】平行リンク機構の動作に起因する光軸ズレの補
正を説明する図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る光ヘッド装置全体の
構成を示す図である。

【図６】平行リンク機構の動作に起因する光軸ズレの補
正を説明する図である。

【図７】本発明の第３実施例に係る異形プリズムによっ
て光軸ズレを補正する説明図である。

【図８】本発明の第４実施例に係る平行リンク機構と平
行平板の動作を示す説明図である。

【図９】平行平板が光軸ズレを補正する説明図である。

【図１０】従来例に係る光学システムの側面図である。

【図１１】図１０における支持部の側面図である。

【図１２】図１１における平行四辺形支持体の平面図で
ある。

【図１３】従来例に係る光ヘッド装置全体の概要図であ
る。

【図１４】図１３における可動部の変動を検出する方法
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 固定光学系 ２ 可動光学系 ３ 半導体レーザ ４ コリメータレンズ ５ ビーム整形プリズム ６ ビームスプリッタ ７ 検出光学系 ８ 集光レンズ ９ 精アクチュエータ １０ ヨーク １１ シークコイル １２ 基台 １３，１４，１５ リンク １６ 台形プリズム １７ スペーサ １８，１９ 平行リンク ２０ ホルダ ２１ フォーカスコイル ２２ トラッキングコイル ２３ 平行バネ ２４ａ，２４ｂ 磁気回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】例えば、特開昭５６−１２７３９号公報に
は、図１０〜図１２に示したような分離型光ヘッド装置
が提案されている。ここで示されている分離型光ヘッド
装置は、対物レンズ７０を有する可動部であるヘッド
が、リンク７１を有する２本のフレキシブルで部材で構
成された平行四辺形の支持体７２により支持されるよう
になっている。この支持体により対物レンズ７０は、光
学記録手段である光ディスク７３のデータフィールド上
を自由に動くことができる。また、光源７４から放射さ
れた光は、コンデンサ７５、コリメータ７６を透過し、
ミラー７７を介して対物レンズ７０へ投影されるのであ
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】固定光学系１からの光ビームは、アフォー
カルレンズ系２６を透過した後、可動光学系２に入射し
図示していないミラー、集光レンズ８を透過した後、図
示していない光ディスクの媒体面に光スポットを形成す
る。本実施例の可動光学系２は、精アクチュエータ９が
集光レンズ８を保持するホルダ２０を、集光レンズ８の
光軸と平行な支軸２９に対して摺動、回動させることに
より、集光レンズ８をフォーカス方向、トラッキング方
向に移動させるようになっている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】

【発明の効果】以上のごとく、本発明によれば平行リン
クに連結する補助リンクに光軸補正用の光学素子を設け
ることにより、光軸ズレ検出装置と光軸ズレ補正用アク
チュエータを設けることなく、簡単な構成で可動光学系
の移動に伴う可動光学系の光軸ズレの影響を防止するこ
とができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光手段と光検知手段を有する固定光学
   系と、集光レンズを有し駆動手段を介してディスクの略
   半径方向に移動可能な可動光学系とを備えた分離型光ヘ
   ッドにおいて、 可動光学系をディスクの略半径方向に移動可能に支持す
   る平行リンクを設け、平行リンクに補助リンクを連結
   し、補助リンクに光軸ズレ補正用光学素子を固定したこ
   とを特徴とする分離型光ヘッド。