JPH07192284A - 光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、構成が簡単で薄型化が可能
な光学ヘッドを提供することにある。 【構成】光学ヘッド(26)は、光ディスク(20)の径方向に
沿って移動自在に設けられたキャリッジ(40)と、一対の
平行な板ばね(36)を介してキャリッジに支持されたレン
ズホルダ(30)と、を備えている。レンズホルダには、光
源からの光を光ディスクに向けて偏向する立ち上げミラ
ー(34)、および、立ち上げミラーからの光を光ディスク
上に集光する対物レンズ(32)が一定の位置関係に持って
固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、光学式の記
録情報再生装置等に用いられる、光学ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】光学式の記録再生装置、例えば、光ディ
スク装置は、半導体レーザ等の光源から出射された光ビ
ームを光ディスクに導き光ディスクからの反射ビームを
受光素子に導く光学ヘッドを備えている。

【０００３】通常、光学ヘッドは、入射ビームを光ディ
スクに対して垂直な方向に偏向する立ち上げミラーと、
立ち上げミラーにより偏向された入射ビームを集光して
光ディスク表面にビームスポットを形成する対物レンズ
と、を備えている。立ち上げミラーは、光ディスクの径
方向、つまり、トラッキング方向へ移動可能なキャリッ
ジに取り付けられ、リニアモータ等の電磁駆動装置によ
りキャリッジと共にトラッキング方向へ移動される。

【０００４】また、対物レンズはレンズホルダに取り付
けられ、このレンズホルダは平行板ばね、ワイヤ等の弾
性支持体を介してキャリッジに支持されている。従っ
て、対物レンズは、キャリッジの移動に応じて立ち上げ
ミラーと共にトラッキング方向へ移動可能であるととも
に、立ち上げミラーに対して光ディスクに垂直な方向、
つまり、フォーカシング方向へ移動可能となっている。
この対物レンズは、レンズホルダに固定された駆動コイ
ルを有するアクチュエータにより推力が与えられる。

【０００５】そして、フォーカシング制御系およびトラ
ッキング制御系により光ディスクに対する対物レンズの
相対位置を制御することにより、光ディスク上の所望の
トラックに対して情報の記録、再生、消去等の動作が行
なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の光学ヘッドにおいては、光学ヘッド全体の厚さをあ
る程度以上薄くすることができず、装置全体の薄型化を
増進することができないという問題がある。つまり、光
学ヘッドの厚さは、対物レンズ、レンズホルダ、立ち上
げミラー、および対物レンズの可動範囲を合わせた厚さ
により決定される。そして、対物レンズに所定の推力を
与えるためには、駆動コイルは所定の体積を有している
必要であることから、駆動コイルが固定されているレン
ズホルダもある一定の長さ以下に小さくすることが難し
い。

【０００７】また、平行板ばね、ワイヤ等の弾性支持体
により対物レンズを支持する構成において、対物レンズ
をフォーカス方向に駆動する際、その反力により、立ち
上げミラーを含むキャリッジが弾性支持体を介してモー
メントを受ける。このモーメントによって立ち上げミラ
ーは微小回転し、入射ビームを対物レンズに送光する際
の立ち上げ角の変動を招き、トラッキング制御時の外乱
となる。

【０００８】また、対物レンズをトラッキング方向へ移
動させるための推力は、弾性支持体を介して対物レンズ
に伝達される。そのため、キャリッジとレンズホルダと
の間の接続強度が低く、キャリッジの移動に対する対物
レンズの追従性の向上に限界が有る。その結果、処理速
度の一層の高速化を図ることが困難であった。この発明
は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、構成が
簡単で薄型化が可能な光学ヘッドを提供することにあ
る。

【０００９】また、この発明の他の目的は、薄型化が可
能であるとともに、不要な振動を生じる事なく動作の高
速化が可能な光学ヘッドを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る光学ヘッドは、記録媒体の径方向に
沿って移動自在に設けられた可動部材と、光源からの光
を上記記録媒体に向けて偏向するミラーと、上記ミラー
からの光を上記記録媒体上に集光する対物レンズと、上
記ミラーおよび対物レンズを一定の位置関係に保持した
保持部材と、上記記録媒体に対してほぼ垂直な方向に沿
って移動可能に、上記保持部材を上記可動部材に支持し
た支持手段と、を備えている。

【００１１】また、この発明に係る他の光学ヘッドは、
記録媒体の径方向に沿って移動自在に設けられた可動部
材と、光源からの光ビームを上記記録媒体に向けて偏向
するミラーと、上記ミラーからの光ビームを上記記録媒
体上に集光する対物レンズと、上記ミラーおよび対物レ
ンズを一定の位置関係に保持した保持部材と、上記記録
媒体に対してほぼ垂直な方向に沿って移動可能に、上記
保持部材を上記可動部材に支持した支持手段と、上記光
源とミラーとの間に配設され、上記記録媒体に垂直な方
向に沿った上記保持部材の移動に応じて、上記ミラーに
入射する光ビームを上記記録媒体に垂直な方向へ移動さ
せる光学手段と、を備えている。

【００１２】

【作用】上記のように構成された光学ヘッドによれば、
対物レンズとミラーとは共通の保持部材に固定されてい
る。そのため、ミラーを保持するための別体のキャリッ
ジ等を対物レンズのフォーカス方向に重ねて配置する必
要がなく、対物レンズとミラーとのフォーカス方向の間
隔が最小となるように保持部材を設計することで光学ヘ
ッドの薄型化を図ることが可能となる。

【００１３】また、対物レンズおよびミラーは保持部材
により高い剛性を持って連結されているとともに、フォ
ーカス方向およびトラッキング方向に一体的に移動され
る。そのため、対物レンズとミラーとの相対的な傾きは
発生せず、保持部材が記録媒体に対して傾きを発生しな
いような支持機構を採用することで、フォーカス駆動時
の反力による外乱がラジアル制御系に回り込むことを回
避できる。

【００１４】対物レンズおよびミラーを保持した保持部
材に直接推力を与えて対物レンズおよびミラーをフォー
カスおよびトラッキングの２方向に移動させるようにし
てもよい。この場合、板ばね、ワイヤ等の弾性支持体を
介して推力を伝達する必要が無くなり、推力に対する対
物レンズおよびミラーの追従性が向上し、動作の高速化
を図ることができる。

【００１５】この発明に係る他の光学ヘッドによれば、
ミラーに入射する光ビームは、記録媒体に垂直な方向に
沿った保持部材の移動に応じて、光学手段により記録媒
体に垂直な方向へ移動される。つまり、対物レンズと共
にミラーがフォーカス方向へ移動すると、対物レンズに
入射する光ビームの強度分布が若干変動する。この量が
無視できない場合には、対物レンズのフォーカス方向の
移動と同期させて、光学手段によりミラーへの入射ビー
ムを強制的にビームシフトさせている。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明を光ディ
スク装置に適用した実施例について詳細に説明する。図
１に示すように、光デイクス装置はベース１０を備えて
いる。ベース１０のほぼ中央部にはモータ支持部１２が
設けられ、このモータ支持部にスピンドルモータ１４が
取り付けられている。スピンドルモータ１４は、スピン
ドル軸１８およびスピンドル軸と一体に回転するターン
テーブル１６を備え、ターンテーブルには記録媒体とし
ての光ディスク２０が載置されている。従って、光ディ
スク２０はスピンドルモータ１４により所定の速度で回
転される。

【００１７】また、ベース１０には、光ディスク２０に
対して情報の記録、再生、消去を行なう光学ヘッド２５
が設けられている。光学ヘッド２５は、ベース１０の端
部２２に固定された固定光学部２８と、光ディスクに対
向して移動自在に設けられた可動部２６とを有してい
る。固定光学部２８は、光源として作用する半導体レー
ザ２７、図示しないコリメータレンズ、整形プリズム、
ビームスプリッタ等の光学部材、後述するトラッキング
エラー検出器、フォーカスエラー検出器等の光センサ等
を備え、半導体レーザから出射された光ビームを可動部
２６に導くとともに、光ディスク２０からの反射ビーム
を光センサに導き、再生信号を得ている。

【００１８】図１および図２に示すように、可動部２６
は、可動部材としてのキャリッジ４０を備えている。キ
ャリッジ４０は、ベース１０上に固定された一対のガイ
ドレール２４に図示しないベアリングを介して摺動自在
に取り付けられている。これらのガイドレール２４は光
ディスク２０の径方向に沿って延びており、キャリッジ
４０はガイドレールに沿って光ディスクの径方向、つま
り、トラッキング方向へ移動自在となっている。

【００１９】また、可動部２６は、保持部材として作用
するレンズホルダ３０を備え、このレンズホルダ３０に
は、固定光学部２８から導かれた光ビームを光ディスク
２０に垂直な方向に偏向する立ち上げミラー３４およ
び、立ち上げミラーからの光ビームを光ディスクの表面
に集光する対物レンズ３２が固定され一定の位置関係に
保持されてる。そして、レンズホルダ３０は、支持手段
として一対の平行な板ばね３６を介してキャリッジ４０
に支持されている。従って、レンズホルダ３０およびこ
のレンズホルダに保持された対物レンズ３２、立ち上げ
ミラー３４は、板ばね３６の弾性変形により光ディスク
２０に対して垂直な方向、つまり、フォーカス方向へ移
動可能であるとともに、キャリッジ４０の移動に応じて
トラッキング方向へも移動可能となっている。

【００２０】レンズホルダ３０の外面にはフォーカス用
コイル４２およびトラッキング用コイル４６が固定され
ている。フォーカス用コイル４２はベース１０に設けら
れた図示しない磁石と共同して、レンズホルダ３０にフ
ォーカス方向の推力を作用させるフォーカス用アクチュ
エータを構成している。また、トラッキング用コイル４
６は、ベース１０上にガイドレール２４に沿って配設さ
れた図示しない磁石と共同して、レンズホルダ３０にト
ラッキング方向の推力を作用させるトラッキング用アク
チュエータ、つまり、リニアモータを構成している。

【００２１】図１、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す
ように、固定光学部２８と可動部２６との間には、立ち
上げミラー３４に入射する光ビームを、レンズホルダ３
０のフォーカス方向の移動に応じてフォーカス方向、つ
まり、光ディスク２０に垂直な方向へ移動させる光学手
段としてのビーム補正機構４３が設けられている。ビー
ム補正機構４３は、光ビームの光路内に設けられた光学
部材としての透明板４４と、ベース１０の端部２２に固
定された支持枠５０と、を備えている。そして、透明板
４４は、互いに平行な表面を有しているとともに、光デ
ィスク２０と平行でかつ光ビームと直交する方向に延び
る支持軸５２の回りで回動自在に、支持枠５０に支持さ
れている。

【００２２】透明板４４の外側面にはビームシフトコイ
ル４８が巻装され、このビームシフトコイルはカバー４
６により覆われている。また、支持枠５０の内面には、
ビームシフトコイル４８と対向した一対の磁石５４が固
定され、ビームシフトコイルと共同して透明板４４を回
動させるための補正用アクチュエータを構成している。

【００２３】図４に示すように、光ディスク装置は、こ
の光ディスク装置の動作を制御する制御部６０を備えて
いる。制御部６０には、スピンドルモータ１４、光ビー
ムのトラッキングエラーを検出するトラッキングエラー
検出器６２、光ビームのフォーカスエラーを検出するフ
ォーカスエラー検出器６２、スピンドルモータの回転状
態を検出する回転検出器７４、および回転検出器７４の
検出信号とフォーカスエラー検出器６８の検出信号との
位相を比較する位相比較器７６が接続されている。ま
た、制御部６０には、それぞれドライブアンプ６４、７
０、７８を介してトラッキング用コイル４６、フォーカ
ス用コイル４２およびビームシフトコイル４８が接続さ
れている。

【００２４】次に、以上のように構成された光ディスク
装置の動作について説明する。シーク動作時あるいはト
ラッキングエラー検出器６２によりトラッキングエラー
が検出された場合、制御部６０からドライブアンプ６４
に駆動信号が出力され、ドライブアンプ６４からトラッ
キングコイル４６に通電される。すると、レンズホルダ
３０は電磁作用によりトラッキング方向の推力を受け、
キャリッジ４０とともに所定距離だけトラッキング方向
へ移動される。従って、固定光学部２８から可動部２６
に導かれた光ビームは、立ち上げミラー３４および対物
レンズ３２を通して光ディスク２０の所望のトラックに
照射される。

【００２５】また、光ディスク２０の面振れ等に起因し
てフォーカスエラーが生じると、フォーカスエラー検出
器６８からの検出信号に基づいて制御部６０からの駆動
信号が出力され、ドライブアンプ７０を介してフォーカ
スコイル４２に通電される。それにより、レンズホルダ
３０は電磁作用によりフォーカス方向の推力を受け、所
定距離だけフォーカス方向へ移動される。その結果、光
ディスク２０に対する対物レンズ３２の相対位置が変化
し、フォーカスエラーが補正される。

【００２６】一方、図５に示すように、レンズホルダ３
０の移動い伴い対物レンズ３２がフォーカス方向へ移動
すると、立ち上げミラー３４も一体的にフォーカス方向
へ移動する。そして、一般に、半導体レーザから出射さ
れた光ビームの強度分布は、その中心が最も高く周縁部
に従って低くなっている。例えば、立ち上げミラー３４
がフォーカス方向に距離ｄだけ移動すると、対物レンズ
３２に入射する光ビームは距離ｓだけ光ディスク２０と
平行な方向にシフトする。そのため、対物レンズ３２に
入射する光ビームの強度分布も変動し、トラッキングエ
ラー検出器６２により受光される像も変動する。この場
合、トラックキングエラー信号が立ち上げミラー３４の
フォーカス方向移動の影響を受け、光ディスク２０上の
ビームスポットの位置決め精度が悪化し、記録再生性能
を劣化させることとなる。

【００２７】そこで、本実施例によれば、フォーカス制
御に応じて立ち上げミラー３４を含むレンズホルダ３０
がフォーカス方向へ移動した場合、ビーム補正機構４０
を作動させて立ち上げミラーへ入射する光ビームをシフ
トするようにしている。詳細には、図６に示すように、
例えば、レンズホルダ３０と共に対物レンズ３２および
立ち上げミラー３４がフォーカス方向上方へ距離ｄ１だ
け移動されると、制御部６０からの信号に基きドライブ
アンプ７８を通してビームシフトコイル４８に通電さ
れ、透明板４４が時計方向に所定角度回動される（図３
（Ｃ））。そして、固定光学部２８から出射した光ビー
ムは透明部材４４を透過し、その際、透明板４４の傾き
角に応じて屈折しフォーカス方向上方に距離ｄ２だけ平
行ずれ、つまり、シフトする。透明板４４の傾き角は、
光ビームのシフト量ｄ２がレンズホルダ３０の移動量ｄ
１に一致し、対物レンズ３２に入射する光ビームの強度
分布の中心が対物レンズの主軸とほぼ一致するように制
御される。これにより、立ち上がりレンズ３４の移動に
伴うビームシフトが補正され、ビームスポットの位置決
め精度を良好に維持することができる。

【００２８】同様に、レンズホルダ３０と共に対物レン
ズ３２および立ち上げミラー３４がフォーカス方向下方
へ距離ｄ１だけ移動されると、制御部６０からの信号に
基き透明板４４が反時計方向に所定角度回動される。そ
れにより、固定光学部２８から出射した光ビームはレン
ズホルダ３０の移動量ｄ１と等しい移動量ｄ２だけフォ
ーカス方向下方にシフトされる。

【００２９】対物レンズ３２のフォーカス方向の移動量
を決定する大きな要因として、光ディスク２０の面振れ
が挙げられる。このような面振れは、通常、光ディスク
２０の回転に同期して発生するため、対物レンズ３２は
スピンドルモーター１４の回転周期に同期してフォーカ
ス方向へ移動される。従って、回転検出器７２からの検
出信号の位相とフォーカスエラー検出器６８からの検出
信号の位相とを位相比較器７６で比較し、これらの位相
が等しい場合には、スピンドスモータの回転周期と同期
した駆動信号によってビーム補正機構４３を作動させ
る。それにより、立ち上げミラー３４の移動に伴うビー
ムシフトを上記と同様に補正することができる。

【００３０】また、対物レンズ３２の絶対位置を検出す
るセンサを設け、このセンサから得られた信号に同期し
てビーム補正機構４２を駆動した上述したビーム補正動
作を行なうようにしてもよい。なお、対物レンズ３２お
よび立ち上げミラー３４のフォーカス方向移動量が十分
小さい場合にはトラック誤差信号への影響は十分小さ
い。また、光ビームの強度分布の変動の少ない領域を使
用してビームスポットを形成する場合、ビームシフトに
起因する光ビームの強度分布の変動も小さい。これらの
場合、対物レンズ３２および立ち上げミラー３４のフォ
ーカス方向移動にともなうトラックずれは十分無視する
ことができ、ビームシフトを補正する必要は無い。

【００３１】以上のように構成された光ディスク装置に
よれば、光学ヘッド２５の対物レンズ３２および立ち上
げミラー３４は共通のレンズホルダ３０に固定されてい
る。そのため、立ち上げミラー３４を保持するための独
立した部材をレンズホルダ３０の下方にフォーカス方向
に重ねて配置する必要がなく、対物レンズと立ち上げミ
ラーとのフォーカス方向の間隔が最小となるようにレン
ズホルダを設計することで光学ヘッド２５の可動部２６
の薄型化を図ることができる。その結果、光ディスク装
置全体の薄型化も可能となる。同時に、可動部２６の構
成の簡素化を図ることができる。

【００３２】また、対物レンズ３２および立ち上げミラ
ー３４は、弾性支持体を介することなくレンズホルダ３
０により高い剛性を持って連結されているとともに、フ
ォーカス方向およびトラッキング方向に一体的に移動さ
れる。そのため、対物レンズ３２と立ち上げミラー３４
との間の相対移動および相対的な傾きは発生せず、フォ
ーカス駆動時の反力による外乱がトラッキング制御系に
回り込むことを防止できる。その結果、ビームスポット
を高精度にトラッキング制御およびフォーカス制御する
ことができ、良好な記録再生を実現することができる。

【００３３】フォーカス用アクチュエータのフォーカル
用コイルおよびトラッキング用アクチュエータのトラッ
キング用コイル４６は、レンズホルダ３０に固定され、
直接レンズホルダに推力を与えて対物レンズ３２および
立ち上げミラー３４をフォーカスおよびトラッキングの
２方向に移動させる。そのため、板ばね、ワイヤ等の弾
性支持体を介して推力を伝達する必要が無くなり、推力
に対する対物レンズおよびミラーの追従性が向上する。
その結果、対物レンズ３２および立ち上げミラー３４を
高速で作動することができ、光ディスク装置の処理速度
の向上が可能となる。

【００３４】更に、立ち上げミラー３４が対物レンズ３
２と一体的に移動する構成としたにも拘らず、立ち上げ
ミラーのフォーカス方向の移動に伴うビームシフトを補
正するビーム補正機構４２を備えているため、光ディス
ク２０上のビームスポットを高い精度で位置決めするこ
とができ、良好な記録再生性能を維持することができ
る。

【００３５】なお、この発明は上述した実施例に限定さ
れることなく、この発明の範囲内で種々変形可能であ
る。例えば、図８に示すように、トラッキング用コイル
４６は、可動部２６のキャリッジ４０に固定されてもよ
い。このような構成においても、上記実施例と同様に、
光学ヘッド可動部２６の薄型化を図れるとともに、ビー
ムスポットを高い精度でトラッキング制御およびフォー
カス制御することができ、良好な記録再生を実現するこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
対物レンズおよび立ち上げミラーは共通の保持部材に一
定の位置関係を持って保持されているため、薄型で不要
な振動を生じることがなく、動作の高速化が可能な光学
ヘッドを提供することができる。また、ビームシフトを
補正する光学手段を設けることにより、記録再生能力の
優れ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】

【図１】この発明の実施例に係る光学ヘッドを備えた光
ディスク装置全体を概略的に示す断面図。

【図２】図２（Ａ）は、上記光学ヘッドの可動部を示す
平面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の線Ｄ−Ｄに沿った
断面図。

【図３】図３（Ａ）は、ビーム補正機構の正面図、図３
（Ｂ）は、図３（Ａ）の線Ｅ−Ｅに沿った断面図、図３
（Ｃ）は、透明板が回動した状態を示す図３（Ｂ）に対
応の断面図。

【図４】光ディスク装置の構成を示すブロック図。

【図５】光学ヘッドの対物レンズおよび立ち上げミラー
がフォーカス方向上方へ移動した状態、および光ビーム
の強度分布を示す概略的に示す図。

【図６】光学ヘッドの対物レンズおよび立ち上げミラー
がフォーカス方向上方へ移動した状態においてビームシ
フトを補正した状態を概略的に示す図。

【図７】光学ヘッドの対物レンズおよび立ち上げミラー
がフォーカス方向下方へ移動した状態においてビームシ
フトを補正した状態を概略的に示す図。

【図８】この発明の変形例に係る光学ヘッドを示す平面
図。

【符号の説明】

１４…スピンドルモータ、２０…光ディスク、２５…光
学ヘッド、２６…可動部、２７…半導体レーザ、２８…
固定光学部、３０…レンズホルダ、３２…対物レンズ、
３４…立ち上げミラー、３６…板ばね、４０…キャリッ
ジ、４２…フォーカス用コイル、４３…ビーム補正機
構、４４…透明板、４６…トラッキング用コイル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体の径方向に沿って移動自在に設
   けられた可動部材と、 光源からの光を上記記録媒体に向けて偏向するミラー
   と、 上記ミラーからの光を上記記録媒体上に集光する対物レ
   ンズと、 上記ミラーおよび対物レンズを一定の位置関係に保持し
   た保持部材と、 上記記録媒体に対してほぼ垂直な方向に沿って移動可能
   に、上記保持部材を上記可動部材に支持した支持手段
   と、 を備えたことを特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 記録媒体の径方向に沿って移動自在に設
   けられた可動部材と、 光源からの光ビームを上記記録媒体に向けて偏向するミ
   ラーと、 上記ミラーからの光ビームを上記記録媒体上に集光する
   対物レンズと、 上記ミラーおよび対物レンズを一定の位置関係に保持し
   た保持部材と、 上記記録媒体に対してほぼ垂直な方向に沿って移動可能
   に、上記保持部材を上記可動部材に支持した支持手段
   と、 上記光源とミラーとの間に配設され、上記記録媒体に垂
   直な方向に沿った上記保持部材の移動に応じて、上記ミ
   ラーに入射する光ビームを上記記録媒体に垂直な方向へ
   移動させる光学手段と、 を備えたことを特徴とする光学ヘッド。
3. 【請求項３】 上記光学手段は、光ビームを透過する光
   学部材と、上記光ビームの移動量が上記記録媒体に垂直
   な方向に沿った上記支持部材の移動量と一致するよう
   に、上記光学部材を変位させる手段と、を備えているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の光学ヘッド。