JPS63503254A - 可撓性支持されたリード／ライトヘッド - 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】 可撓性支持されたリード／ライトヘッドえ肛ユ１１ 発明の分野 本発明は記録部材のトラックの情報を光学的にリード（読み）モして／若しくは ライト（書き）するためのり−ド／ライトヘッド装置に関する。本発明は特に、 トラッキング及び７オーカシング運動を行うヘッドアセンブリの光学エレメント を支持するための手段に関する。

従来技術の説明 オプティカルディスク上に情報を書き込んだり、それを、読んだりするためには 、該ディスクと物理的な接触のないディテクタヘッドアセンブリを用いるが、該 アセンブリはオプティカルディスク上のトラック上に光のスポットを合わせ、ま た、ディスクによる変調光をディテクトして信号を出力するようになっている。

高密度オプティカルディスク上のトラックは非常に狭いために、トラッキング装 置は読み取られるトラックセグメントを感知するための光学手段を用いており、 該光学エレメントとトラックセグメントとの間の正確な整合を維持するためにサ ーボ機構を用いている。位置決め機構は、ヘッドアセンブリ全体をディスクに対 して半径方向で動かし、光学エレメントを必要とされる位置にほぼ設定し、それ から、トラッキング機構が光学エレメントアセンブリをヘッドアセンブリに対し て位置調節をし、所要の精密なトラッキング整合を行うようになっている。

ディスクの記録面は、完全に平坦な面内では回転しないので、レンズの焦点もま たモニタされ、サーボ機構が同様にヘッドアセンブリに対して光学サブアセンブ リを相対的に動かして適正な焦点合わせを行う。

この形式の従来技術においては、光学サブアセンブリは汎用のベアリング、そし て／若しくは、弾性可撓性部材によって２方向に可動なるようにして支持されて いる。

そのような支持装置は、一定の利点と欠点とを有しているが、本発明は可撓性だ けを利用した形式の支持装置だけに関するものである。この形式の装置は、ヒス テリシスすなわち、いわゆる“付着−滑り”現象を回避するという点に関しては 非常に優れた利点を有しているものであり、本発明は、その機構的複雑さを減少 し、共振現象の解析、制御を単純化することに関する。

可撓性の支持部材だけを用いた光学ヘッド装置の前述の潜在的利点にも拘わらず 、従来のその種の装置はそれらの利点を完全には発揮することが出来なかった。

例えば、対物レンスが可撓性装置によって横方向で調節可能なように、すなわち トラッキング調節可能なように支持されている場合、大部分のものは、ヘッド装 置全体が位置決めのために動かされることによって発生する慣性力が、当該ヘッ ド装置の横方向での振動を発生してしまい、それにより、非常にデリケートなト ラッキング調節操作に影響を与えてしまうといった欠点があった。同様に、その ような可撓性支持装置においては、トラッキング操作とフォーカシング操作が完 全には独立していない。すなわち、７オーカシング運動は、トラッキング運動を 起こす傾向にあり、また、逆の傾向もある。そのような問題は、サブアセンブリ がトラッキング及びフォーカシングのために必要とされる２つの特別な運動モー ド以外のモードで運動出来るようにした装置において、特に煩わしい問題である 。更に、幾つかの従来の可撓性支持装置は、許容出来る範囲内で共振を抑制する ことが出来る商業的に実用的な構造を提供することを困難にしている。

このことは、可撓性部材が相互に類似していない場合、または、それらが相互に 類似していない力すなわち負荷を受けるようなものである場合に問題となる。基 本的には、装置の最低共振振動数は、トラッキングやフォーカシングにおいて通 常生じる振動数よりも大きいことが好ましく、また、当該装置内で生じる倍音に 関してもそうである。同時に、相互励起を防止するために、トラッキング及びフ ォーカシング運動における装置の各共振振動数の間の十分な差があることが望ま しい。

上述した問題の総てではないが、その幾つかを回避し若しくは最小にするための 典型的な可撓性支持装置が米国特許第４．１３５．０８３号に開示されている。

この装置においては、レンズバレルが交差するリーフバネ２対からなる支持部材 に支持されており、各対のり、−７バネの共軸状とされる交差点はレンズバレル に平行などポット軸を規定し、レンズバレルが支持部材に対して相対的にトラッ キング運動出来るようにしている。トラッキング可視性部材はその厚みに対して 非常に幅が大きいので、その輻方向においては実質上可視性がなく、フォーカシ ング調整を行うことが出来ない。従って、上記支持体は２つの幅の広い平行なり 一７バネによってメーン支持フレームに支持され、レンズバレルの軸線に沿う７ オーカシング運動が出来るようにしている。

上記支持装置は、他の従来の装置に比べて優れたものであるが、いくつかの問題 、すなわち：以下に述べる本発明の説明から明らかになると思うが、実際に必要 とされるよりも多くの可視性支持エレメントを必要とし：比較的長いレバーアー ム及びレンズアセンブリと支持フレームとの重量が比較的あるために、フォーカ シング運動において特に、望ましい共振振動数を得ることが困難でありニドラッ キング運動とフォーカシング運動との望ましくない相互作用を回避するのが困難 であり：支持フレームによって２つの別個の可視性支持システムが連結されてい ることに起因する潜在的共振の問題があり；それに、前述したようにヘッドを位 置決め運動することによって発生するトラッキング運動への影響がある：などで ある。

発明の要約 本発明においては、上述の問題は簡単でコストが安いヘッド装置によって解消す ることができ、この装置においては光学エレメントアセンブリが単一の４可撓イ 部材構造体によって支持されており、該構造体は光学エレメントアセンブリが傾 斜することを回避しつつ、光学エレメントから離れたピボット軸線の回りでトラ ッキング運動出来るようにするとともに、ピボット軸線に平行な方向での７オー カシング運動が出来るようにしている。好ましくけ、可撓性構造は対称形状とさ れ、同一の可撓性部材を用いて最良の共振特性としており、また、光学エレメン トアセンブリの重心を上記ピボット軸線に一致させて、ヘッドが位置決めのため に動かされても、光学エレメントがそれによって影響されないようにしている。

図面の簡単な説明 以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づき詳細に説明するが、添付図面の うち、 第１図は、本発明の好ましい実施例に係る２つの調節モータを用いている可撓性 支持リード／ライトヘッド装置の斜視図、 第２図は、第１図に示された装置に組み込まれたトラッキングモータの拡大断面 図、 第３図は、第２図に対応するものであるが、所定の極性の電流によって付勢され たときのモータの状態を示す断面図、 第４図は、第１図に組み込まれた７オーカシングモータの拡大断面図、 第５図は、よりコンパクトなモータの断面図である。

好ましい実施例の説明 第１図ないし第３図に示されるリード／ライトヘッド装置は、基本的に、光学エ レメントアセンブリと、７レームアセンブリと、可撓性支持体とを有しており、 該支持体は光学エレメントアセンブリを７レームアセンブリに支持している。

光学エレメントアセンブリは剛性の支持部材１０を有しており、該支持部材には 中央開口１２と、一対の脚１４．１６とを有しており、該脚は以下に述べるよう に、可撓性構造体の一方の側を支持する作用をしている。支持部材１０は強い、 非磁性の、比較的軽量の材料、例えば、アルミニウムやファイル強化プラスチッ クで作られる。光軸２０を規定しているレンズアセンブリ１８が支持部材の一端 に支持されており、一対のカウンタウェイト２２が他端に支持されている。中央 開口中には懸下弓形アーマチャ部材２４．２６が設けられており、各アーマチャ 部材は参照番号２８で示した垂直軸線に同心状とされている。図示の装置は、軸 線２０．２８によって規定される平面に対してほぼ対称形にされている。

７レームアセンブリはまた、非磁性材料で作られており、ベースプレート３０と 、該プレートに取り付けられて、部材１０の中央開口内を上方に延びている一対 の脚３２．３４とを有している。ベースプレート３０に取り付けられた非磁性取 付アーム３６はアーマチャ部材２４の凹面に隣接してフォーカシングモータアセ ンブリ３８を支持しており、また、ベースプレート３０に取り付けられた非磁性 取付ブラケット４０は同様に、アーマチャ部材２６の凹面に隣接してトラッキン グモータアセンブリ４２を支持している。

光学エレメントアセンブリをフレームアセンブリに取り付けている４パー可視性 構造は４本の全方向性可撓性バー、図示の実施例においては同一の真っすぐなワ イヤ４４．４６．４８．５０を有しており、それらはピアノ線のような強く弾性 のある材料で作られる。各ワイヤはその一端において、支持部材の脚１４．１６ に連結されており、他端において対角線上にあるフレームアセンブリの脚３２． ３４に連結されており、相互に平行で整合された上方及び下方クロスワイヤ可撓 性構造体を形成している。相互に整合されたワイヤ４６，５０は隣接するワイヤ ４４．４８に対して僅かに上方及び下方に離されている。既知のように、ワイヤ の上方及び下方セットの交差点を通って延びる線はピボット線を画定し、該線の 周りに光学エレメントアセンブリが小さい角度範囲にわたり回転出来るようにし ている。このピボット線はアーマチャ部材２４．２６の線２８に一致している。

回転角度は比較的小さいので、可撓性構造体は機械的ピボットと同じ機能を与え るが、摩擦やスリップ−付着ヒステリシスが無いこと、また、ニュトラル位置に 自己バイアスされていることなどの利点を有している。上方及び下方のワイヤの セットの間が平行であることにより、他の既知の可視性構造体、すなわち、２つ の平行な片持ち式フラットスプリングが１つの部材を支持し、該部材がスプリン グの可撓性方向に可動なるようにするとともに、元の位置に対して平行に維持す るようにした可撓性構造体と等価の作用をなすことが出来る。従って、光学的エ レメントは弾性的に上下して、レンズを傾斜させることなしに焦点合わせを行う ことが出来る。レンズ軸は常に元の位置に平行であるが、それがニュートラル位 置から離れるに従い支持脚３２．３４に僅かに近付くが、その結果の読み取られ るべき記録トラックの方向に沿う光学軸の僅かなシフトは微少であり、重大の影 響はない。

従って、光学エレメントアセンブリはトラッキング調節のために回転運動し、ま た、フォーカシング調節のために垂直運動するのが自由であり、他のモードの運 動は、バーの引っ張り若しくは支持部材かフレームの曲げに抵抗する当該装置の 構造エレメントの特性の範囲内で除去される。すなわち、動力学の見地からする と、どのよう対する平行運動、同軸に対する回転運動が可能である。

本実施例においては、可撓性バーの上記のごとき特定の配置によって、光学エレ メントの可能な運動は７オーカシングのための平行運動及びトラッキングのため の回転運動である。

光学エレメントアセンブリはその重心を回転軸と一致するように調整することに より、ヘッドアセンブリを全体的に横方向で動かして位置決めするときに生じる 慣性力が、フレーム部材に対する当該光学エレメントアセンブリの回転すなわち トラッキング運動を生じることを防止される。

可視性構造体の剛性を増大し、従って共振振動数を増大するためには、単にバー の直径を大きくするだけではなく、それらの中心領域で剛性の大きく、従ってそ の可撓性が主にそれらの端部付近となるようにしたバーもしくはワイヤを用いる ことが望ましい。そのようなバーは幾つかの工程、例えば、ワイヤの中心部分の 回りにチューブを設け、それをワイヤに溶接し、若しくは接着することにより、 または、ワイヤの中心部分に硬化電着金属層を形成し、若しくは、電気または化 学エツチングによってワイヤの端部部分の断面を減少することによって作ること ができる。また、当該装置の剛性及び共振振動数は、１つの方向で、それからそ の方向と直角な方向で剛性を増大された可撓性バーを用いることにより、７オー カシング及びトラッキングの両モードのために選択的に制御される。例えば、可 視性バーが矩形若しくは楕円断面で最大径が垂直にされているとすると、各ワイ ヤはトラッキングモードのときよりもフォーカシングモードにおいて剛性となる 。

第２図及び第３図に示すように、トラッキングモータの電界アセンブリ４２は蹄 鉄形とされており、例えば軟質鉄若しくは焼結フェライトのような透磁性材料で 作られた一対の孔付き極片５２．５４を有している。極片５２．５４は強力矩形 永久磁石５６のＮ及びＳ極に接触するように対称形に配置されており、磁石モし て／若しくは取付ブラケット４０にしっかりと結合されている。

または、２つの極片と永久磁石を有しているファイルアセンブリが単一の構造体 として形成することが出来る。

矩形のコイル５８は、極片５２．５４の内側磁極６０゜６２の回りに多数回巻か れ、極片の孔６４．６６を充填している絶縁ワイヤを含んでいる。

コイル５８中に電流が流れていないときには、磁石５６が極片５２の内側磁極６ ０及び外側磁極６８の両方がＮ極を示し、また、極片５４の内側磁極６２及び外 側磁極７０の両方がＳ極を示すように作用する。従って、第２図に示すように、 アーマチャはその中心位置に引き付けられ、垂直に配置されたアーマチャ極７２ １．７４が、隣接する極片５２．５４の２つの極に対して中心に位置決めされ、 従って、アーマチャ極と対応する極片との間の間隙に生じる磁束密度は最大とな る。

コイル５８内を電流が、トラッキングモータのブラケット端部の側から見て反時 計方向に流れると、すなわち、電流が第３図における極片５４の中の紙面の中に 向かい（Ｏ）、また、極片５２内の紙面から出てくるように（○）流れると、そ れによって生じる磁界は、磁石５６によって形成される磁極６８のＮ極、磁極６ ２のＳ極を強化し、磁極６０のＮ極、及び、磁極７０のＳ極を弱める。従って、 アーマチャは第３図で見て時計方向に変位される。同様に電流が反対方向に流さ れると、アーマチャは反対方向に変位される。

第３図に示された電流が磁極６０．７０の極性をニュートラル化するのに十分な 場合には、アーマチャはその極７２．７４がＮ極及びＳ極６８．６２のそれぞれ に整合されるように動かされる。しかし、実際には電流は、の幅の半分以下に位 置するように適正に制限される。この範囲において、アーマチャの変位は電流に 対して実質的に線形であり、変位がそれ以上大きくなると、上記変位の非線形性 が顕著になる。支持部材１０のフォーカシング運動は、アーマチャを極片５２． ５４に対して垂直方向で動かすので、アーマチャ極７２．７４は極片の十分上方 及び下方に延ばされて、ヘッド装置の７オーカシング状態に関係なく、それらに 対して対向した関係となるようにされている。

第４図に示す７オーカシングモータ３８は、トラッキングモータ４２と基本的に 類似しており、取付アーム３６によって支持された一対の極片７６．７８を有し ており、該極片は永久磁石８０の面に接触しており、アーマチャ部材２４の各水 平アーマチャ極８２．８４から離れている。しかし、この場合、モータはアーマ チャは方向しているアーマチャ及び極片の湾曲面は、フォーカシングモータ３８ によって起こされる動きよりも、トラッキングモータ４２によって起こされる動 きを許容するためのものである。

第２図ないし第４図のモータは、説明のために示したものであり、異なる動きを するよりコンパクトなモータとすることも出来る。例えば、第５図は第２図に示 したフォーカシングモータの他の実施例に係るモータを示すものであり、極片８ ６．８８はそれぞれ２つの片から作られ、内側極片部材９２．９４が永久磁石９ ６に取り付けられた後で、外側極片部材９８．１００が所定の位置に固定される 前にコイル９０を巻くことができるようにしており、それにより電磁コイルの有 効寸法を減少することなしに、極片を相互に近接して配置出来るようにすること により、モータ装置の全体的寸法を小さくすることが出来る。しかし、そのよう な特定の特徴に関係なく、上述した基本的構造のトラッキングモータや７オーカ シングモータは、構造が簡単であり、コンパクトで、比較的コストが安く、強力 で、組み立てが容易で、信頼性があるといった利点を有している。そのようなモ ータにおいては、コイルが動かず当該モータの可動の質量を増大せず、壊れ易い 可視性連結ワイヤの必要性を無くすといった点で顕著である。更に、コイルの配 置は放熱に適している。更に、アーマチャを極片に接触させるように引き付ける 磁気吸引力は実質的に一定であり、モータ付勢の異なるモード若しくはレベルは 、当該装置の共振特性に著しい影響を与えない。この点に関し、図示の実施例に 係るモードはアーマチャを同一方向、すなわち、可撓性バーが圧縮されるのでは なく引っ張られて、当該装置の共振振動数を増大し、当該装置が変形に最も抵抗 する方向において吸引力を吸収する。しかし、他の配置のモ゛−タを用いて、よ りコンパクトな若しくは強力なものとすることも出来る。例えば、一対の対向し たトラッキングモータと、該トラッキングモータに対して直角に配置された一対 の対向するフォーカシングモータに組み合わせて出力を倍にするとともに、アー マチャを各極片に引っ張る吸引力のバランスをとることができる。または、単一 の永久磁石によって１以上のモータアセンブリの極片を磁化するようにすること により、よりコンパクトにまた軽量にすることが出来る。

トラッキングモータやフォーカシングモータを付勢するために用いられる電気回 路は、種々の配置のものを用いることが出来る。レンズを適正なフォーカス位置 、並びに、トラッキング位置に維持する基本的な機能に加えて、電気回路が共振 を減衰する作用をし、また、軸ずれ光学現象を補償し、ヘッド装置の迅速な位置 決め運動の間、レンズのトラッキング位置を固定するようにすることも出来る。

以上、本発明を図示の好ましい実施例を参照しながら説明したが、本発明はこれ に限定されるものではない。

Ｈθ、３　ＦＩ６．５ 国際調査報告 Ｉ耐崇ｆ＋自Ｉす０Ｎｊ−＾ｌｅｔ□（ｊ１１６１１Ｎｏ、ｐ（τ／ｕｓａ７１ ０３２８４国際調査報告　ＵＳ　８７０３２ａ４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．可動支持部材と、該可動支持部材によって支持され、光学軸を規定する光学 エレメントと、ベース部材と、上記支持部材をベース部材に連結するための可撓 性手段とを有しており、該可撓性手段が上記光学軸に対して実質的に直角をなす 、それぞれほぼ平行の平面内に配置された４本の全方向可撓性バーを有しており 、各バーはその一端において支持部材に連結されており、他端において上記ベー ス部材に連結されており、かつ、これらバーは２本づつ交差しており、４本のバ ーの中心部分に交差する１つの線によって規定される実質的ピボット軸が実質的 に上記光学軸に平行となるようにされており、それにより支持部材が、上記バー の可撓性によって上記ピボット軸の回りでの第１の回転運動及び上記ピボット軸 に実質的に平行な第２の運動を行うようにされている光学リード／ライトヘッド 。
2. ２．上記４本のバーが実質的に同一とされている請求の範囲第１項に記載の光学 リード／ライトヘッド。
3. ３．上記可撓性手段が２つの交差する平面を規定し、各平面が２つの上記バーの ２つを含み、上記実質的ピボット軸が上記２つの平面の交差点に沿って位置決め されている請求の範囲第１項に記載のリード／ライトヘッド。
4. ４．上記支持部材の重心が上記実質的ピボット軸に実質的に一致している請求の 範囲第１項に記載のリード／ライトヘッド。