JPS60160035A

JPS60160035A - 光デイスク装置

Info

Publication number: JPS60160035A
Application number: JP59016263A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Wakabayashi; 若林　則章; Hiromichi Ishibashi; 広通石橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1985-08-21
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH061553B2

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、レーザ光源などを用いてディスク状媒体面に
信号を記録したり、あるいは記録されている信号を再生
したりして情報メモリ装置などに利用可能な光デイスク
装置に関する。

従来例の構成とその間麺点従来の光デイスク装置の光学系及びこの光学系を駆動す
る機構系は、ディスク状媒体面にある同心状あるいは渦
巻状の記録トラックにレーザ光などの光ビームを集光し
て光スポットを照射するための対物レンズと、この対物
レンズをディスク面に対して垂直の方向に移動させるこ
とで焦点追尾するためのフォーカスアクチュエータと、
対物レンズをディスク面に対し平行かつ記録トラックと
直交する方向に移動させることで光スポットを記録トラ
ックに追尾させるためのトラッキングアクチュエータと
を備えており、これら対物レンズ及びフォーカスアクチ
ュエータ、トラッキングアクチュエータは、他の光学部
品即ち半導体レーザなどの光源、コリメータレンズ、分
光プリズム、ミラー、光検出器などを含めて、ひとつの
光ヘツドブロックを構成していた。そして、記録トラッ
クのアクセスは、この光ヘツドブロック全体をディスク
の半径方向に移動させることで実現し、そのために、通
常は直進運動アクチュエータ機構を用いていた。

第１図は上記のような代表的な光デイスク装置の光学系
及びその駆動機構系を説明する概略断面図である。ここ
で１は光ディスク、２はこれを回転させる回転駆動手段
としてのスピンドルモータ３はスピンドル軸、４は上述
の光ヘツドブロックで、この中には詳記して−いないが
前述の如き光学部品が納められている。５は対物レンズ
、６はミラーである。７は光ヘツドブロック４をのせた
車輪付の台車、８は案内レール、９は周知のリニアボイ
スコイルモータであって台車７をディスク１の半径方向
に移動させる直進運動アクチュエータにて構成され、１
０はそのボイスコイルボビンである。

第２図は、上記第１図の従来例における光ヘツドブロッ
ク４のうち、対物レンズ、フォーカスアクチュエータ、
トラッキングアクチュエータの部分を詳細に説明する部
分断面図である。図中１は光ディスク、５は対物レンズ
、６はミラー、１４は光軸である。１５．１Ｇ、　１７
．１８はフォーカスアクチュエータ１１の各部材であり
、具体的には１５はフォーカスコイル、１Ｇは永久磁石
、１７は磁性体によるヨーク、１８はダンパである。フ
ォーカスコイル１５への通電により、対物レンズ５を光
デイスク１方向（上下方向）に駆動し、焦点合せを行な
う。このアクチュエータ１１はいわゆるスピーカのボイ
スコイルアクチュエータと同じ原理である。一方、１９
、２０．２１．２２はトラッキングアクチュエータ１２
の各部材であり、具体的には１９はトラッキングコイル
、２０は永久磁石、２１は磁性体によるヨーク、２２は
ダンパである。このトラッキングアクチュエータ１２も
スピーカと同じ原理で、トラッキングコイル１９への通
電により対物レンズ５をフォーカスアクチュエータ１１
ごと図面の左右方向に駆動し、光デイスク１面上の記録
トラックの追尾を行なう。

上記のような従来の光デイスク装置は、光ヘツドブロッ
ク４に前述の対物レンズ５、ミラー６および図示しない
分光プリズム、半導体レーザ光源、コリメータレンズな
どの光学部品や、トラッキングアクチュエータ１２、フ
ォーカスアクチュエータ１１などの電磁装置を含むため
、光ヘッドブロック４自体の重量がかなり過大なものと
なる傾向がある。即ち第１図に示すような台車７、ボイ
スコイルボビン１０などの記録トラックアクセスのため
の可動質量を加え合わせたならば、２００〜１０１００
Ｏ程度の質量に達する。このことは高速の記録トラック
アクセスを実現しようとする上で大きな障害とな゛る。

例えば、光ヘツドブロック４を１０Ｇ（Ｇは重力加速度
９８０ｃｍ　／　Ｓ　”　）程１！１の加速度で移動さ
せようとすると、約２０〜１００Ｎ　にュートン）の非
常に大きな直進運動力が必要となる。このような運動力
を実現する直進運動アクチュエータとしては第１図に示
すようなリニアボイスコイルモータ９が適するが、体積
も重量も非常に大きくなり、装置全体の小型化、軽量化
が困難になると同時に駆動による電力損失も相当大きく
なる。

一方、記録トラックへ高速アクセスするためには、前述
のように大きな加速度が必要であるが、この時に、第２
図に示すフォーカスアクチュエータ１１やトラッキング
アクチュエータ１２は慣性のために大きく振られたり、
振動したりする。例えば、対物レンズ５は本来上下方向
に移動するようにダンパ１８で支持されているが、アク
セス時に大き、な加速度がかかるく図面の左右方向）こ
とによって、過渡的に光軸が傾き、アクセスが終っても
振動がしばらく持続するというような現象が起る。また
、トラッキングアクチュエータ１２も対物レンズ５を含
むフォーカスアクチュエータ１１をダンパ２２によって
支持しているため、同図の左右方向に大きな加速度がか
かれば、同じように慣性力のために振動させられる。こ
の結果、対物レンズ５は、高速アクセスに対しては光軸
の傾きや振動などで不安定となり、焦点合せが不能にな
ったり、振動のために整定時間が長くかかったりするこ
とになる。

以上の説明から明らかなように、従来の光デイスク装置
では高速のアクセス動作を得ることは困難であると言え
る。

発明の目的本発明の目的は、記録トラックアクセス動作に関して、
対物レンズを含む可動部慣性質量を大巾に減少させるこ
とにより、対物レンズを含む光テ系の光軸の傾きや振動
を除去し、小型、軽量、低消費電力であって、高速アク
セス動作を可能にした光デイスク装置を提供することに
ある。

発明の構成本発明は光によって情報を記録又は再生、又はその両方
を行なうことができる光ディスクと、この光ディスクを
回転させる回転駆動手段と、上記光ディスクの情報記録
面上に光ビームを集光す゛るための対物レンズと、この
対物レンズを回動中心軸を中心として前記光ディスクの
情報記録トラックを横切る方向に回動制御させる回動ア
クチュエータと、前記回動中心軸に沿って入側する光ビ
ームを前記対物レンズに導き、さらに光デイスク面から
の反射光を逆の順序で戻し、かつその一端は回動アクチ
ュエータ側に固定され、対物レンズ側の他端は自由端と
なっている棒状プリズムとを具備した構成となっている
。これにより、可動部慣性質量を大幅に減少させること
ができて小型、軽量化を図ることができるため、アクセ
ス時に大きな加速度が作用しても光学系の光軸の傾きや
振動を除去でき、しかも非常に小さな推力トルクでも大
きな加速度を得ることができ、低消費電力化、高速アク
セス動作等が可能となる。

実施例の説明以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第３図は本発明の一実施例における光デイスク装置の構
成図を示すものである。光ディスク３１はシャーシ３２
に固定された回転駆動手段たとえばモータ（図では省略
）で回転される。３３は記録トラックのアクセス動作と
、トラック追尾を同時に行なう回動アクチュエータ、Ｍ
はその回動中心軸である。３４は回動アクチュエータと
共に回動する回動子で、この回動子３４には、棒状プリ
ズム３５と、平行バネ３６ａ、３６ｂが取り付けられて
いる。平行バネ３６ａ、３６ｂの先端部には、先端部材
３７を介して対物（フォーカス）レンズ３８、フォーカ
スコイル３９が固定されている。フォーカスコイル３９
は、磁気ヨーク４０ａ、４０ｂと永久磁石４１ａ、４１
ｂと磁気ヨーク４２とで構成されるフォーカスアクチュ
エータ４３のフォーカス磁気回路のギャップ４４に挿入
されている。このフォーカスアクチュエータ４３は前記
シャーシ３２に固定されている。４５はシャーシ３２に
固定された固定光学系で、大部分の光学系が納められて
いる。図示はしないが、この固定光学系は、例えば半導
体レーザ光源、コリメータレンズ、分光プリズム、ミラ
ー、光検出器などを含めて構成される。図中の破線りは
光路の光軸を示しており、固定光学系４５から前記回動
中心軸Ｍに沿って放射された光ビームは、棒状プリズム
３５の一端に設けられた反射面によってこの棒状プリズ
ム３５の内部を通り、棒状プリズム３５の他端に設けら
れた反射面によって反射され、対物レンズ３８によって
光デイスク３１０表面に焦点を絞られ照射される。光デ
ィスク３１からの反射光は、先程と逆に、同じ破線りの
光路の光軸に沿って再び固定光学系４５に戻される。

第４図は第３図に示す本発明の一実施例における光デイ
スク装置の部分斜視図であり、特に可動する部材を中心
に表したものであって、この実施例をより理解するため
のものである。従って、シャーシ３２、固定光学系４５
などは削除しであるが、本図面に付けた番号はすべて第
３図に準する。

以上に説明した実施例では、対物レンズ３８の焦点合せ
は、フォーカスアクチュエータ４３によって実説される
。即ち、フォーカスコイル３９に通電することによって
、このコイル３９はフォーカス磁気回路から力を受け、
先端部材３７および対物レンズ３８と一体に光ディスク
３１の面と垂直な方向に移動制御される。先端部材３７
は平行バネ３６ａ、３６ｂによって支持されており、フ
ォーカス方向には微小量ではあるが自由に可動１できる
ようになっている。

一方、記録トラックの追尾（トラッキング）と記録トラ
ックのアクセスは、本実施例ではひとつのアクチュエー
タ、即ち回動アクチュエータ３３で行なっている。この
際、回動アクチュエータ３３によって、対物レンズ３８
、先端部材３７、フォーカスコイル３９、Ｗ行バネ３６
ａ、３６ｂ、棒状プリズム３５は一体に回動制御される
。ここで、対物レンズ３８とフォーカスコイル３９を固
定した先端部材３１とは、平行バネ３６ａ、３６ｂによ
って支持されており、この平行バネ３６ａ、３６ｂはト
ラッキングやアクセスの動作の方向には極めて高い剛性
を備えているから、激しい動きに対しても振動や共振を
起したりすることなく、非常に安定に制御される。

また、光ビームを導く棒状プリズム３５は本実施例では
１本の棒からできているため、剛性の面から非常にすぐ
れている。しかも棒以外に特別な付属物が無いため、低
慣性であり、高速アクセス動作に非常に有益である。棒
状プリズム３５の代りに中空の光導管を使い、先端にミ
ラーを固定する方法も考えられるが、剛性の面から光導
管の管の肉厚が必要であったり１、ミラー取付角度を高
精度にするため複雑な取付冶具を要したりして、結局大
きな慣性を持ってしまう。その点で棒状プリズムは非常
に優れている。

第５図は本発明の別の実施例における光デイスク装置の
構成図を示すものである。この実施例は固定光学系４５
を回動アクチュエータ３３の下側に′配置した例であっ
て、他のすべての構成部品は第３図の実施例と同一であ
り、動作も同じである。従って、図に付けた番号も第３
図と同一であり、詳細説明は省略する。

第６図は棒状プリズム３５の幾つかの他の実施例を示す
。第６図ａは、第３図、第５図の実施例とは異なって、
棒状プリズム５１の回動中心軸Ｍ側の一端には光ビーム
の反射面が無い場合の例である。

従ってこの場合はミラー５２を回動中心軸Ｍ上に配置し
、固定光学系からの光ビームをこのミラー５２により棒
状プリズム５１に導き、逆に棒状プリズム５１から戻っ
てきた光ビームを固定光学系へ導くようにしている。破
線しは光路の光軸、３８は前記と同様の対物レンズを示
している。

第６図すは、ａの実施例と基本的には同一であるが、棒
状プリズム５３は先端（対物レンズ３８側）へ向かう程
細くなる形状を有した例である。これは棒状プリズムの
剛性を一層大きくするのに良い方法である。根元は太く
なっているが、回動中心軸Ｍの近くであるため、慣性の
−からはそれ程悪い影響を与えない。５４は回動中心軸
Ｍ上に配置されたプリズムミラーである。

第６図Ｃは、ｂの実施例と同じように先端へ向かう程細
い形状を有した棒状プリズム５５の例である。但し、回
動中心軸Ｍ側の一端は、第３図、第５図の実施例と同様
に反射面を備えたものである。

この反射面の方向は本図に限定はされなし）。

なお、図面は省くが、第３図、第５図、第６図に図示し
た棒状プリズムは、必ずしも一部材で構成される必要は
ない。例えば、光ビームの光路となる透明変の高いガラ
ス棒の如き部材の端部に、プリズムミラー（第６図すに
示す如き部＠）を接着剤で固着して一体化したものであ
っても良く、これらのものも棒状プリズムに包含される
。

以上の実施例によれば以下のようなすぐれた効果を有す
る。

（１）回動アクチュエータ３３、光路としての棒状プリ
ズム３５、平行バネ３６ａ、３６ｂとその先端に付属し
た対物レンズ３８、及びフォーカスコイル３９を含んで
構成される本発明の光学機構系は、可動部慣性質が大巾
に軽減される。即ち、回動中心軸Ｍから最も突出して慣
性効果の大きい対物レンズ３８、フォーカスコイル３９
等先端部材の重量は１〜２ｇ１度である。また平行バネ
３６ａ、３６ｂは薄いので極めて軽量である。特に棒状
プリズム３５は、既に説明したように非常に簡単な構造
で、棒以外に格別な付属物を持た令いため低慣性である
。重量の大きな回動アクチュエータ３３あるいは回動子
３４は回動中心軸Ｍ近傍の質量であるため、慣性質量に
換算すれば相当小さくなる。従来例と比較するために、
全慣性質量を、先端部（対物レンズ部分）の質点に置き
直し、直線運動体に換算すればその可動質量は１０〜２
０ｇｒ程度になる。これは従来例の１／１０以下で格段
に小さくなる。従って、本発明によれば非常に小さな推
力トルクでも大きな加速度を得ることが出来、その結果
、高速アクセス、低消費電力化、装置の小型軽量化を実
現できる。

（２）大きな加速度が印加されても、前述したように本
発明の光学機構系ではトラッキングやアクセスの動作の
方向には平行バネ３６ａ、３θｂ１棒状プリズム３５の
剛性が高いため、激しい動きに対しても振動や共蚤を起
したりすることがなく、また従来例のように光軸が過渡
的に傾いたりすることがないので、高速のアクセスが容
易に実現できる。

（３）棒状プリズムの形状は、根元を太くかつ先端部を
輻くすることで、殆んど慣性質量の増大を招くことなく
、一層高剛性を得ることができる。

発明の効果以上述べたように本発明によると、可動部慣性質量を大
幅に減少させることができて小型、軽量化を図ることが
できるため、アクセス時に大きな加速度が作用しても光
学系の光軸の傾きや振動を防止でき、しかも非常に小さ
な推力トルクでも大きな加速度を得ることができ、低消
費電力化、高速アクセス動作等が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光デイスク装置の光学系及びその駆動機
構系を説明する概略断面図、第２図は第１図に示す従来
例を詳細に説明する部分断面図、第３図は本発明の一実
施例における光デイスク装置の構成図、第４図は第３図
の実施例の部分斜視図、第５図は本発明の別の実施例に
おける光デイスク装置の構成図、第６図は棒状プリズム
の幾つかの他の実施例の図である。３１・・・光ディスク、３２・・・シャーシ１，３３・
・・回動アクチュエータ、３５．５１．５３．５５・・
・棒状プリズム、３６ａ、３６ｂ・・・平行バネ、３８
・・・対物レンズ、３９・・・フォーカスコイル、４０
ａ、　４０ｂ、　４２・・・磁気ヨーク、４１ａ、４１
ｂ・・・永久磁石、４５・・・固定光学系代理人　森　
本　義　弘第５図第す図？Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】１、光によって情報を記録又は再生、又はその両方を行
なうことができる光ディスクと、この光ディスクを回転
させる回転駆動手段と、上記光ディスクの情報記録面上
に光ビームを集光するための対物レンズと、この対物レ
ンズを、回動中心軸を中心として前記光ディスクの情報
記録トラックを横切る方向に回動制御さ′せる回動アク
チュエータと、前記回動中心軸に沿って入射する光ビー
ムを前記対物レンズに導き、さらに光デイスク面からの
反射光を逆の順序で戻し、かつその一端は回動アクチュ
エータ側に固定され、対物レンズ側の他端は自由端とな
っている棒状プリズムとを具備したことを特徴とする光
デイスク装置。２、棒状プリズムはその両端部にミラー反射面を備え、
対物レンズ側のミラー反射面は対物レンズの光軸上に配
置され、回動アクチュエータ側のミラー反射面は回動中
心軸上に配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光デイスク装置。３、棒状プリズムは、その断面が回動アクチュエータ側
を太り、貢物レンズ側を細くして、太さが一様でない構
造とされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光デイスク装置。