JPS63113944A - ３軸光ヘツド - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光記録媒体への情報記録、あるいは記録情報
の再生に用いられる光ヘッドに関し、特に対物レンズを
フォーカス方向２　ラジアル方向およびジッタ一方向の
３軸方向に駆動する３軸光ヘッドに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、光記録および光再技術の急速な発達に伴って、光
ビデオディスクプレーヤー、コンパクトディスクプレー
ヤーおよびビデオファイル装置等の情報光学記録再生装
置が種々開発されている。

そして、この情報光学記録再生装置は、光学記録媒体と
しての例えば光ディスクに対して、記録情報に応じて変
調されたレーザービーム（光ビーム）を照射することに
より、光記録層を変形または変色させて情報の記録を行
っている。また、記録情報の読み出しに際しては、弱い
レーザービームの照射に伴う光記録層からの反射光量の
変化を検出することによって行われている。

ここで、光記録媒体へのレーザービームの照射および反
射光の読み取りを行うのが光ヘッドであって、情報光学
記録再生装置の重要な部分となっている。そして、この
光ヘッドは、光記録媒体の光記録層表面にレーザービー
ムを収束させるためのフォーカス制御と、記録トラック
にレーザービームを沿わせるためのラジアル制御および
光ディスクの回転方向に移動させるためのジッター制御
を行うことが必要になる。

ここで、従来一般に用いられている光ヘッドにおいては
、対物レンズを光軸方向にスライドさせることによって
フォーカス制御を行い、トラッキング制御については、
２枚のガルバノミラ−を光路中に設けて、対物レンズに
供給するレーザービームの光軸を直交２軸方向に移動さ
せる方法が用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記構成による光ヘッドにおいては、対
物レンズを光軸方向に沿う一軸方向にのみスライド移動
させ、この対物レンズに対するレーザービームの入射角
を２枚のガルバノミラ−により変化させてラジアルおよ
びジッター制御に利用しているために、対物レンズの有
効像円径を大きくしなければならなくなる。ここで、対
物レンズの有効像円径を大きくすると、その重量が大き
くなることから、フォーカス制御のためのスライド移動
が困難となって、フォーカス制御特性が低下する。また
、有効像円径の大きな対物レンズは高価であることから
、全体としてのコストアップにつながる。更に、２枚の
ガルバノミラ−を用いた場合には、中立点の保持に難点
を有することから、光学系の調整に多くの工数が必要に
なり、これに伴って製造が極めて困難になる等の種々問
題点を有している。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので
、安価な対物レンズの使用が可能に成るとともに、製造
が容易でかつ対物レンズの光軸とコリメータ光軸とのず
れを防止してトラッカビリティを改善した３軸光ヘッド
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による３軸光ヘッドは、長手状をなしたフレーム
の中央部分に孔を設けてシャフトを挿入することにより
回転およびスライド移動が自在とされた回転スライドフ
レームとし、この回転スライドフレームの一端部におけ
るスライド方向部分に回転スライドフレームの回転半径
方向に対する移動のみを許容する移動方向限定保持機構
を介して対物レンズを収容した対物レンズホルダーを固
定するとともに、前記回転スライドフレームの外周にそ
の回転方向に沿ってリング状に巻回されたフォーカスコ
イルを設けて固定側に支持されているフォーカス磁路ユ
ニットの磁路中に位置させるものである。そして、前記
対物レンズホルダーの移動許容方向における側面にジッ
ターコイルを装着して固定側に支持されているシンター
コイルの磁路中に位置させるとともに、前記回転スライ
ドフレームの外周部分にラジアルコイルを設けてその発
生磁束をフォーカス磁路ユニットの磁束に作用させるこ
とにより回転スライドフレームを回動させ、更に光学処
理部を設けて前記対物レンズとこの対物レンズに対向す
る回転スライドフレーム部分に設けられている前記孔を
通過する光ビームの発生および戻り光の処理を行わせる
ものである。

〔作用〕

このように構成された３軸光ヘッドにおいては、フォー
カスコイルにフォーカス制御信号を供給して磁束を発生
させ、この磁束をフォーカス磁路ユニットの磁束に作用
させて回転スライドフレームをシャフトに沿ってスライ
ドさせることにより、フォーカス制御が行えることにな
る。また、ラジアルコイルにトラッキング制御信号を供
給して磁。

束を発生させ、この磁束をフォーカス磁路ユニットの磁
束に作用させて回転スライドフレームを回動させること
により、トラッキング制御が行えることになる。更に、
ジッターコイルにジッター制御信号を供給して磁束を発
生させることにより、この磁束をジッター磁路ユニット
の磁束に作用させて対物レンズユニットを回転スライド
フレームの回転半径方向に移動させることによってジッ
ター制御が行えることになる。つまり、回転スライドフ
レームのシャフトに沿うスライド移動によってこの回転
スライドフレームに支持されている対物レンズをフォー
カス方向に移動させ、回転スライドフレームを回動させ
ることによって対物レンズをラジアル方向に移動させ、
仮バネを介して回転スライドフレームに支持されている
対物レンズホルダーを移動方向限定保持身構による移動
許容方向に外力を加えることによってジッタ一方向に移
動させていることになる。そして、これらのフォーカス
方向、ラジアル方向およびジッタ一方向は、回転スライ
ドフレームを支持するシャフトと移動方向限定保持機構
とによって、それぞれ直交３軸方向に規制されることに
なる。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明による３軸光ヘッドの一実
施例を示す断面図および平面図、第３図は第１図に示す
３軸光ヘッドの分解斜視図である。同図において、１は
フォーカス磁路ユニットであって、カップ状をなしてそ
の側壁の直径方向に対向する部分の２ケ所が切り取られ
たヨーク２と、半円状をなして前記ヨーク２の底面部分
に側壁から離れて２個配置されるともに、その厚み方向
に着磁されたフォーカスマグネット３ａ、３ｂと、半円
状をなしてフォーカスマグネット３　ａ　＋３ｂに積層
されるとともに、ヨーク２の側壁との間に所定幅の空隙
を構成するセンターヨーク４ａ。

４ｂとによって構成されている。そして、このセンター
ヨーク４ａ、４ｂはフォーカスマグネット３ａ、３ｂよ
りも大きく作られることによって、磁束をセンターヨー
ク４ａ、４ｂとヨーク２の側壁との間における空隙部分
に集中させるようにしている。また、このセンターヨー
ク４ａ、４ｂはその互いに逆となる端部がヨーク２の側
壁に沿って周方向に突出することにより突出部４ｃ、４
ｄとなっている。また、前記ヨーク２の底部でかつ一方
の側壁切り欠き部分に近接した位置には、光ビーム通過
用の孔２ａが設けられている。５は前記ヨーク２の底部
中央部分に植設固定されたシャフト、６は後述するジッ
ター磁路ユニット１４を保持するために設けられたＬ字
状の取り付は金具であって、その一端がヨーク２の裏面
に固定されている。７はクランク状の回転スライドフレ
ームであって、その長手方向中心部に形成された中心孔
７ａに前記シャフト５が装着されることにより、このシ
ャフト５に沿ったスライド移動および回転移動が自在と
なっている。そして、この回転スライドフレーム７の低
位側の端部には、光路用に貫通形成した孔７ｂと、この
孔７ｂの斜め側部に互いにずらして形成された切り欠き
部７ｃ、７ｄが設けられている。また、この回転スライ
ドフレーム７の高位側の端面ば、回転方向に沿う曲面に
形成されて、後述するフォーカスコイル９の巻枠の一部
となっている。８はＵ字状に形成された巻枠であって、
その開口部分が回転スライドフレーム７の中心孔７ａが
形成されている部分の側面を挟み込むように固定されて
いる。つまり、この枠体８は、回転スライドフレーム７
の高位片側の片側空間を補足することによって、高位部
の片長を半径とするリング状のフォーカスコイル９に対
する巻枠を構成していることになる。なお、この場合に
おける回転スライドフレーム７の片長は、フォーカスコ
イル９を前記ヨーク２の側壁内面とセンターヨーク４ａ
、４ｂとの間に位置させる寸法となっている。１０ａ、
１０ｂはラジアルコイルであって、前記回転スライドフ
レーム７の延在方向に対して僅かに右回転方向にずらし
て、つまりセンターヨーク４ａ、４ｂにおける突出部４
Ｃ２４ｄに近接する方向にずらして固定されている。１
１は四角形状をなした対物レンズホルダーであって、そ
の中心部に設けられている孔に対物レンズ１２が装着さ
れている。１３ａ、１３ｂは対物レンズボルダ−１１の
対向する二辺の互いに逆側の隔部分に寄ってその一端が
固定されることにより、他端が対物レンズ１１の光軸方
向に延在する板バネである。そして、この板バネ１３ａ
、１３ｂの他端部分は、前記回転スライドフレーム７に
おける低位片の端部に形成されている切り欠き部７ｃ。

７ｄに装着固定されることにより、孔７ｂに対物レンズ
１２を対向させた状態において、対物レンズホルダー１
１に回転スライドフレーム７の回転半径方向に対する移
動のみを許容して回転スライドフレーム７に固定するこ
とにより、移動方向限定保持機構を構成していることに
なる。１４は取り付は金具６の端部に固定されたジッタ
ー磁極ユニットであって、サイドヨーク１４ａ、１４ｂ
およびこのサイドヨーク１４ａ、１４ｂの間に設けられ
たセンターヨーク１４ｃとからなるＥ字状のヨーク１４
ｄと、このヨーク１’４　ｄにおけるサイドヨーク１４
ａ、１４ｂのセンターヨーク１４ｃとの対向面に固定さ
れたジッター磁極１４ｄ、１４ｅとによって構成されて
いる。１５は対物レンズホルダー１１における板バネ１
３ａ、１３ｂによる移動許容方向の側面に固定されたジ
ッターコイルであって、ジッター磁極ユニット１４にお
けるジッターマグネット１４ｄ、１４ｅとセンターヨー
ク１．４　ｃとの間における磁路空間に位置している。

なお、１６はヨーク２の側壁に形成された片側の切り欠
き部分に立設されたアーム、１７はこのアーム１６と回
転スライドフレーム７の端部との間に設けられたオーリ
ングであって、これらは回転スライドフレーム７を中立
点に保持する中立点保持機構を構成している。１８は光
学処理部であって、半導体レーザー１９と、ビームスプ
リッタ−２０と、コリメートレンズ２１と、λ／４仮２
２と、９０°ミラー２３と、凸状のレンズ２４と、シリ
ンドリカル状のレンズ２５と、受光センサ２６とによっ
て構成されている。

このように構成された３軸光ヘッドにおいて、通常状態
においてはアーム１６とオーリング１７とによって構成
される中立点保持機構によって、回動およびスライドが
自在となっている回転スライドフレーム７ａが、予め定
められた中点位置に保持されることになる。

ここで、半導体レーザー１９から、記録情報Ｇこ応じて
変調されたレーザービームを発生させると、このレーザ
ービームはビームスプリッタ−２０を介してコリメート
レンズ２１に供給される。コリメートレンズ２１は、ビ
ームスプリッタ−２０を介して供給されるレーザービー
ムを収束して平行光とした後、λ／４板２２を介して９
０°ミラー２３に供給する。９０°ミラー２３は、λ／
４板２２を介して供給されるレーザービームをシャフト
５に沿う方向に９０°偏向する。９０’偏向されたレー
ザービームは、ヨーク２の底部に設けられている孔２ａ
および回転スライドフレーム７に設けられている孔７ａ
を介して対物レンズ１２に供給される。対物レンズ１２
は、このレーザービームを収束して、図示しない光ディ
スクの光記録層に照射することにより、該部分に変化を
与えて情報の記録を光学的に行う。

次に、フォーカスコイル９にフォーカス制御信号を供給
すると、このフォーカスコイル９に発生される磁束がフ
ォーカス磁路ユニット１におけるヨーク２の側壁とセン
ターヨーク４ａ、４ｂとの間における空隙内の磁束に作
用して、シャフト５に沿う方向の力が発生される。そし
て、この力は、回転スライドフレーム７に作用すること
から、この回転スライドフレーム７がフォーカス制御信
号に対応して第１図における上下方向に移動することに
なる。そして、この回転スライドフレーム７には、板バ
ネ１３ａ、１３ｂを介して対物レンズ１２を収容してい
る対物レンズホルダー１１が固定されていることから、
この対物レンズ１２が上下方向に、つまり光デイスク面
に対して垂直方向にスライド移動されてフォーカス制御
が行われることになる。

次に、ラジアルコイル１０ａ、１０ｂにラジアル制御信
号を供給すると、このラジアル制御信号に応じた磁束が
発生されてフォーカス磁路ユニット１における磁束に作
用する。ここで、ラジアルコイル１０ａ、１０ｂは、２
個のセンターヨーク４ａ、４ｂ間の中間部分から第２図
における右回転方向に多少ずれた部分に固定されている
。また、半円状をなしたセンターヨーク４ａ、４ｂには
、左回転方向に突出した突出部４ｃ、４ｄを有すること
から、該部分が前記ラジアルコイル１０ａ。

１０ｂに近接している。従って、ラジアルコイル１０ａ
、１０ｂから発生される磁束は、センターヨーク４ａ、
４ｂにおける突出部４・ｃ、４ｄとヨーク２間の磁束に
作用して回転力を受けることになる。つまり、ラジアル
制御信号に応じてラジアルコイル１０ａ、１０ｂが固定
されている回転スライドフレーム７が中立点位置から左
右に回動することになり、これにともなって該回転スラ
イドフレーム７に固定されている対物レンズ１２が回動
してラジアル制御が行われることになる。

次に、ジッターコイル１５にジッター制御信号を供給す
ると、このジッターコイル１５から発生される磁束がジ
ッター磁路ユニット１４におけるジッターマグネット１
５ｄ、１５ｅとセンターヨーク１４Ｃとの間における空
隙内の磁束に作用して、回転スライドフレーム７の半径
方向に対する作用力が働く。そして、この作用力は仮バ
ネ１３ａ、１３ｂの厚み方向の力であることから、移動
許容方向となって対物レンズを収容している対物レンズ
ホルダー１１が回転スライドフレーム７の半径方向に移
動して、ジッター制御が行えることになる。そして、こ
の場合には、回転スライドフレーム７がクランク状とな
って、その低位片に移動方向限定保持機構を介して、対
物レンズを収容する対物レンズホルダー１１が固定され
ていることから、回転スライドフレーム７の回転バラン
スが大幅に向上することになる。また、シャフト５を中
心とする回転とスライドによって、直交２軸方向の制御
を行い、これに回転スライドシャフトの回転半径方向に
対する制御のみを許容する移動方向限定保持機構を介し
て対物レンズホルダーを回転スライドフレームの端部に
固定することによって、上記２軸にそれぞれ直交する３
軸制御としたものであることから、光軸のずれが防止さ
れて、正確な３軸制御が容易に行えることになる。

なお、上記実施例においては、回転スライドフレーム７
のシャフト５に対するスライド方向をフオーカス制’＜
’ｆ１方向とし、また回転スライドフレーム７のシャフ
ト５を中心とする回転方向をラジアル制御方向とし、更
に板ばね１３ａ、１３ｂによって許容される回転スライ
ドフレーム７の回転半径方向をジ・７ター制御方向とし
たが、直交３軸方向をいずれの制御に利用しても良いこ
とは言うまでもない。また、移動方向限定保持機構は仮
バネに限定されるものではなく、上記機能を有するもの
であればいかなる構成であっても良い。更に、中立点保
持機構はオーリングに限定されるものではなく、かかる
機能を有するものであれば、他の構成であっても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による３軸光ヘッドは、長
手状をなしたフレームの中央部分に孔を設けてシャフト
を挿入することにより回転およびスライド移動が自在と
された回転スライドフレームとし、この回転スライドフ
レームの一端部におけるスライド方向部分に回転スライ
ドフレームの回転半径方向に対する移動のみを許容する
移動方向限定保持機構を介して対物レンズを収容した対
物レンズホルダーを固定するとともに、前記回転スライ
ドフレームの外周にその回転方向に沿ってリング状に巻
回されたフォーカスコイルを設けて固定側に支持されて
いるフォーカス磁路ユニットの磁路中に位置させるもの
である。そして、前記対物レンズホルダーの移動許容方
向における側面にジッターコイルを装着して固定側に支
持されているジッターコイルの磁路中に位置させるとと
もに、前記回転スライドフレームの外周部分にラジアル
コイルを設けてその発生磁束をフォーカス磁路ユニット
の磁束に作用させることにより回転スライドフレームを
回動させ、更に光学処理部を設けて前記対物レンズとこ
の対物レンズに対向する回転スライドフレーム部分に設
けられている前記孔を通過する光ビームの発生および戻
り光の処理を行わせるものである。このために、３軸方
向の軸芯がシャフトおよび移動方向限定保持機構によっ
て規制されることから、常に高い精度の３軸保持が行え
ることになる。また、上記構成においては、対物レンズ
ホルダーを保持する回転スライドフレーム全体をその基
部においてスライド駆動するものであることから、フォ
ーカスコイルおよびフォーカス磁路ユニットを大型化す
ることが容易になり、これに伴って大きなフォーカス駆
動力を発生させて、迅速な制御が行えることになる。更
に、上記構成においては、中立点の保持が困難なガルバ
ノミラ−の使用を不要とすることから、全体としての組
み立ておよび光学系の調整が容易になる等の種々優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による３軸光ヘッドの一実施例を示す断
面図、第２図は第１図に示す３軸光ヘッドの平面図、第
３図は第１図に示す３軸光ヘッドの分解斜視図である。 １はフォーカスも並路ユニット、２はヨーク、３ａ、３
ｂはフォーカスマグネット、４ａ、４ｂはセンターヨー
ク、５はシャフト、６は取り付は金具、７は回転スライ
ドフレーム、７ａは中心孔、７ｂは孔、７ｃ、７ｄは切
り欠き部、８は巻枠、９はフォーカスコイル、１０ａ、
１０ｂはラジアルコイル、１１は対物レンズホルダー、
１２は対物レンズ、１３ａ、１３ｂは板バネ、１４はジ
。 ター磁極ユニット、１４ａ、１４ｂはサイドヨーク、１
４ｃはセンターヨーク、１４ｄ、１４ｅはシンターマグ
ネット、１５はジッターコイル、１６はアーム、１７は
オーリング、１８は光学処理部、１９は半導体レーザー
、２０はビームスプリンター、２１はコリメートレンズ
、２２はλ／４板、２３は９０°　ミラー、２４．２５
はレンズ、２６は受光センサ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向の中央部を軸として回転およびこの軸に
   沿う方向のスライド移動が自在とされた回転スライドフ
   レームと、対物レンズを保持する対物レンズホルダーと
   、前記回転スライドフレームの回転半径方向への移動の
   みを許容して前記対物レンズホルダーをこの回転スライ
   ドフレームの一端部に固定する移動方向限定保持機構と
   、前記回転スライドフレームの外周にその回転方向に沿
   ってリング状に巻回された第１のコイルと、固定側に支
   持されて前記第１のコイルを磁路中に位置させる第１の
   磁路ユニットと、前記対物レンズホルダーの移動許容方
   向における側面に固定された第２のコイルと、固定側に
   支持されて前記第２のコイルを磁路中に位置させる第２
   の磁路ユニットと前記回転スライドフレームの外周部分
   に位置してその発生磁束が前記第１の磁路ユニットの磁
   束に作用して回転スライドフレームを回動させる第３の
   コイルと、前記対物レンズおよび前記回転スライドフレ
   ームの前記対物レンズと対向する部分に設けられた孔を
   通過する光ビームの発生および戻り光の処理を行う光学
   処理部とによって構成されることを特徴とする３軸光ヘ
   ッド。
2. （２）長手方向の中央部分に設けられた孔にシャフトが
   装着されることにより回転およびスライド移動が自在と
   されたクランク状の回転スライドフレームと、対物レン
   ズを保持する対物レンズホルダーと、前記回転スライド
   フレームの回転半径方向への移動のみを許容して前記対
   物レンズホルダーをこの回転スライドフレームの低位側
   片の先端部分に固定する移動方向限定保持機構と、前記
   回転スライドフレームにおける前記対物レンズと対向す
   る部分に設けられた光路用の孔と、前記回転スライドフ
   レームの外周にその回転方向に沿ってリング状に巻回さ
   れたフォーカスコイルと、固定側に支持されて前記フォ
   ーカスコイルを磁路中に位置させるフォーカス磁路ユニ
   ットと、前記対物レンズホルダーの移動許容方向におけ
   る側面に固定されたジッターコイルと、固定側に支持さ
   れて前記ジッターコイルを磁路中に位置させるジッター
   磁路ユニットと、前記回転スライドフレームの外周部分
   に位置してその発生磁束がフォーカス磁路ユニットの磁
   束に作用して回転スライドフレームを回動させるラジア
   ルコイルと、前記回転スライドフレームに対して中立点
   に向かう方向の移動習性を与える中立点保持機構と、前
   記対物レンズとこの対物レンズに対向する回転スライド
   フレーム部分に設けられている前記孔を通過する光ビー
   ムの発生および戻り光の処理を行う光学処理部とによっ
   て構成されることを特徴とする３軸光ヘッド。
3. （３）回転スライドフレームは、高位側片の外径とほぼ
   等しいＵ字状の枠体が、高位側片の反対側に同一高さで
   固定されていることにより、この枠体と前記高位側片と
   によって、フォーカスコイルの巻枠を構成することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の３軸光ヘッド。
4. （４）移動方向限定保持機構は、平行配置された２枚の
   板バネによって構成されることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の３軸光ヘッド。
5. （５）中立点保持機構は、オーリングによって構成され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の３軸光
   ヘッド。