KR20040084912A - 광학식헤드장치 및 광학식 기록·재생장치 - Google Patents

광학식헤드장치 및 광학식 기록·재생장치 Download PDF

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KR20040084912A
KR20040084912A KR10-2004-7012600A KR20047012600A KR20040084912A KR 20040084912 A KR20040084912 A KR 20040084912A KR 20047012600 A KR20047012600 A KR 20047012600A KR 20040084912 A KR20040084912 A KR 20040084912A
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collimator lens
light source
objective lens
magneto
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KR10-2004-7012600A
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와타나베데츠
가나자와다카키요
야마모토겐지
야마다마사히로
다니구치다다시
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소니 가부시끼 가이샤
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Publication date
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Abstract

광자기헤드장치(A)는, 암(11)의 하면에 일단이 고정된 서스펜션(12)과, 서스펜션의 자유단에 고정된 슬라이더(13)와, 슬라이더에 탑재된 자계변조코일(14) 및 대물렌즈(15)를 가진다. 슬라이더는 MO디스크(3)의 회전에 의한 풍압으로 부상한다. 광자기헤드장치에는 또한, 암에 설치된 하이브릿 광학장치(7)내의 광원(71)과 대물렌즈와의 사이에 콜리메이터렌즈(21)를 설치하고, 콜리메이터·엑츄에이터(23)에 의하여 콜리메이터 렌즈를 광축에 따라서 상하에 위치조정 가능하게 하고 광원과 대물렌즈와의 사이의 광학조건을 개선한다.

Description

광학식헤드장치 및 광학식 기록·재생장치{Optical head device, and optical recording/reproducing device}
광학식헤드장치를 고정부와 가동부로 분리하고, 가동부를 광자기디스크등의 광학식 회전기록매체로부터 소정 거리만 부상시킨, 「플라잉헤드형의 광학식 디스크헤드가 실용화되어 있다.
도 19는 플라잉헤드형의 광자기헤드의 제 1의 종래 기술로서, 광자기디스크(210)의 회전에 기인하는 풍압을 이용하여 헤드부분을 부상시키고 포커스방향으로 소정의 거리를 확보하는 「플라잉헤드형의 광자기헤드」(220)를 도해하는 도면이다.
광자기헤드(220)는, 스핀들모터(215)에서 회전되는 MD등의 광자기디스크(210)로의 데이터의 기입 및 광자기디스크(210)로부터의 데이터의 독출을 행하기 때문에, 광학블록(221)과, 1축엑추에이터(222)와, 보이스코일모터(223)와, 갈바노미러(224)와, 1축엑추에이터(222)에 탑재된 오버라이트 자기헤드(225)를 가진다.
광학블록(221)에는, 레이저다이오드, 빔스프리터, 포토디텍터등이 일체적으로 구성되어 있다. 단, 대물렌즈는 오버라이트 자기헤드(225)의 근방의 헤드의 선단부에 설치되어 있고, 광학블록(221)과는 분리되어 있다.
1축엑추에이터(222)는 보이스코일모터(223)에 의하여 1방향으로 이동된다.
보이스코일모터(223)와 갈바노미러(224)에 의해 광자기헤드(220)의 트래킹제어가 행해진다.
포커스제어는 1축엑추에이터(222)에 의해 행해진다.
광자기디스크(210)의 회전에 수반하는 풍압에 의하여 오버라이트 자기헤드(225)가 광자기디스크(210) 면으로부터 소정의 간격만 부상함으로써 포커스거리가 유지된다.
광학블록(221)내의 레이저 다이오드에서 출사된 빔광은, 빔스프리터를 통과하고, 갈바노미러(224)에서 편향되어 헤드의 선단에 위치하는 대물렌즈로 인가된다.
대물렌즈는 빔광을 수속하고 광자기디스크(210)의 기록면에 조사한다.
광자기디스크(210)로부터의 반사광이 대물렌즈를 통하여 갈바노미러(224)에 향하고, 갈바노미러(224)에서 편향된 복귀광이 빔스프리터에 입사하고, 빔스프리터에서 편향되어 포토디텍터에 입사한다. 포토디텍터는 예를 들면, 4분할 디텍터이다.
광자기헤드(220)에 있어서는, 광학블록(221)의 광학계와 대물렌즈와는 갈바노미러(224)를 거쳐서 광학적으로 접속된다.
이와 같이, 1축엑추에이터를 포함하는 대물렌즈와, 45도 미러와, 플라잉헤드만을 가동부로 하고 있으므로, 가동부가 소형으로 된다라는 이점이 있다.
그렇지만, 보이스코일모터(223)에서 1축엑추에이터(222)를 구동하는 광자기헤드(220)의 구조가 복잡하며, 광자기헤드(220)의 치수가 크다. 또한, 광학블록(221)으로부터 대물렌즈에 이르는 광로가 지나치게 길기 때문에, 광학적인 신뢰성이 낮고, 더욱이 소형화가 곤란하며, 저가격으로 하는 것이 곤란하다.
또한 대용량화를 도모하기 위해, 이와 같은 복잡한 구조의 광자기디스크(210)를 복수장 동일 회전축에 따라 겹쳐진 「다층화 한(멀티플레이트)」광학식 기록·재생장치가 시도되고 있지만, 상술한 광자기픽업을 그와 같은 장치에 적용하는 것은 사실상 곤란하다.
도 20은 플라잉헤드형의 광자기헤드의 제 2의 종래기술로서의 광자기헤드장치의 구성도이다.
광자기헤드장치(320)는, TeraStor사가 제안하고 있는 플라잉헤드형의 광자기헤드장치이다. 이 광자기헤드장치는, 스핀들모터(도시하지 않음)에서 회전되는 MD등의 광자기디스크(310)에 데이터의 기입, 데이터의 독출을 행한다. 그 때문에, 광자기헤드장치(320)는, 스윙암(321)과, 암(321)의 한편의 단부에 장착된 플라잉헤드형의 광자기헤드(322)와, 광자기헤드(322)에 탑재된 대물렌즈(327)와, 자계변조코일(도시하지 않음)과, 광자기헤드(322)의 상부에 설치된 제 1의 미러(323)와, 암(321)에 설치된 제 2의 미러(324)와, 암(321)을 수평방향으로 회전이동시키고 트래킹제어를 행하는 보이스코일모터(325)와, 광원모듈(326)을 가진다.
광원모듈(326)은, 레이저 다이오드, 빔스프리터, 포토디텍터등을 가진다. 포토디텍터는, 예를 들면, 4분할 디텍터이다.
대물렌즈(327)는 광자기헤드(322)에 탑재되어 있고, 광원모듈(326)은 분리되어 있다.
제 2의 미러(324)와 제 1의 미러(323)는, 광원모듈(326) 내의 레이저다이오드로부터의 광빔을 광자기헤드(322)에 탑재된 대물렌즈(27)로 인도한다. 즉, 광원모듈(326)내의 레이저다이오드에서 출사한 빔광은, 빔스프리터를 통하고, 제 2의 미러(324)에서 제 1의 미러(322)로 향하여 편향된다. 대물렌즈(327)는 입사된 빛을 수속시키고 광자기디스크(310)의 기록면에 조사시킨다.
광자기디스크(310)로부터의 반사광은, 광자기헤드(322)에 탑재된 대물렌즈(327)를 통하고, 상기와는 역의 경로에서, 제 1의 미러(323)로부터 제 2의 미러(324)를 통과하고 광원모듈(326) 내의 빔스프리터에 들어가고, 포토디텍터에 이른다.
광자기헤드(322)의 트래킹제어는, 보이스코일모듈(325)을 구동하고 암(321)을 수평방향으로 (광자기디스크면과 평행한 면을) 소정의 각도 범위에서 할당하게 하여 행한다. 광자기헤드(322)는, 광자기디스크(310)의 회전에 수반하는 풍압으로 엑세스하기에 필요한 거리만큼 광자기디스크(310) 면에서 부상한다. 따라서, 포커스제어는 불필요하다.
제 1의 미러(323) 또는 제 2의 미러(324)가 마이크로 액츄에이터로 구동되므로, 스윙암(321)과 함께 조동과 미동과의 2단계 트래킹제어가 용이하게 된다고 하는 이점이 있다. 그렇지만, 제 2의 종래기술은 아래와 같이 열거하는 문제가 있다.
(1) 광자기헤드(320)는, 근접장소(니어 필드) 기록동작시에, 암(321)과 광원모듈(326)이 일체로 되어 움직이므로, 암(321)을 움직일 때의 관성질량이 커져, 시크 시간이 길어진다고 하는 불이익이 있다. 부가하여, 상당히 큰 파워를 출력하는 보이스 코일모터(325)를 사용하게 된다. 이들 결과, 장치의 치수가 커져, 저가격화가 곤란하고, 소형화에는 한계가 있다.
(2) 대물렌즈(327) 및 자계변조코일에 부가하여, 제 1의 미러(323)가 광학자기디스크(310)의 회전에 따라 부상하는 광자기헤드(322)에 탑재되어 있으므로, 광자기헤드(322)의 질량이 커져, 충분한 부상량이 얻어지는 것도 있다.
(3) 이 광자기헤드(320)는, 제 1의 미러(323)와 제 2의 미러(324)와의 사이의 광로가 개방하고 있으므로, 외란광이 진입할 가능성이 있어 이 광로를 전반하는 빛의 신뢰성이 보증되지 않는다. 제 1의 미러(323)와 제 2의 미러(324)에 대신하여, 편파면 보존형 광섬유를 사용하는 방법도 고려도;지만, 그 경우는 신호품질의 저하가 문제가 된다.
이 광자기헤드(320)는 장치의 치수가 크기 때문에, 광자기디스크를 복수 장동일회전축에 따라서 겹쳐 쌓은 「다층화한」멀티플레이트화 광자기기록·재생장치에는 적합하지 않다.
도 21은 플라잉헤드형의 광자기헤드의 제 3의 종래기술로서의 광자기헤드 장치의 구성도이다.
광자기헤드장치(420)는, QUINTA사가 제안하고 있는 플라잉헤드형의 광자기헤드장치이다.
광자기헤드장치(420)는, 암(421)과 암(421)의 선단에 고정된 가요성(可撓性) 있는 탄성부재로 형성된 짐벌(gimbal)(422)과 짐벌(422)의 선단에 고정되어 광학자기디스크(410)로부터 소정 거리 부상하는 슬라이더(423)와 슬라이더(423)에 탑재된 대물렌즈(424)와 정전미러(425)와, 정전미러(425)와 대물렌즈(424)와의 사이에 설치된 광학계(426)와 광학블록(427)과 광학블록(427)과 정전미러(425)와의 사이에 설치된 광섬유(428)을 가진다.
광학블록(427)은, 레이저다이오드, 빔스프리터, 포토디텍터등을 가진다.
포토디텍터는, 예를 들면, 4 분할 디텍터이다.
광학블록(427)내의 레이저 다이오드로부터 출사된 빔광은, 빔스프리터를 통과해 광섬유(428)에 입사되며, 광섬유(428)내를 전반해 정전미러(425)에 조사되어 정전미러(425)에서 편향되며, 광학계(426)을 통하고, 대물렌즈(424)에 입사하고, 대물렌즈(424)에서 수습되어 광자기디스크(410)의 기록면에 조사된다.
광자기디스크(410)로부터의 반사광은, 상기와는 반대의 광로를 통하여, 광학블록(427)내의 빔스프리터에 입사하고, 스프리터에서 편향되어 포토디텍터에 입사한다.
광자기헤드(420)의 트래킹제어에 있어서, 암(421)은 도시하지 않은 보이스코일모터등의 액츄에이터에 의하여, 광자기디스크 면과 평행하는 면에서(지면에 수직방향으로) 소정 각도범위에서 이동하는 동시에, 정전미러(425)도 이용하고 광자기디스크(410)의 소정의 트랙에 위치결정된다.
광자기디스크(410)의 회전에 수반하는 풍압으로 슬라이더(423)는 광자기 디스크(410)로부터 소정의 거리만 부상하므로, 대물렌즈(424)는 광자기디스크 (410)로부터 소정의 거리만 떨어진다. 따라서, 포커스제어는 불필요하다.
그렇지만 도 21에 도해한 광자기헤드(420)는, 광섬유(428)를 사용하고 있으므로, 광섬유(428)가 암(421)의 회동동작에 대하여 부하로 되는 암(421)의 회동동작특성을 저하시킨다고 하는 문제가 있다. 또한, 광섬유(428)과 정전미러 (425)로 광학적 결합을 행하고 있으므로, 광학적 결합효율(커플링 효율)이 낮아진다고 하는 불이익이 있다.
부가하여, 광자기헤드(420)에서는, 푸시풀신호가 잡히지 않기 때문에, 트래킹제어를 샘플서보로 하지 않을 수 없다.
광학식기록·재생장치에 있어서는, 단파장화(短波長化), 높은 통로수(NA) 화가 진행되고 있다. 예를 들면, 종래의 NA는 0.5정도였지만, 최근에는, 파 필드장소(FFR)에 있어서 NA=0.9, 니어 필드장소(NFR)에 있어서 NA=1.4정도의 것이 있다. 이와 같은 상황에 있어서의 포커스 마진은, 예를 들면, FFR에 있어서는 ±0.158㎛, NFR에 있어서 ±10nm∼±20nm정도로 할 필요가 있고, 종래의 포커스 마진 ±1㎛에대하여 포커스마진이 적다. 그렇지만, 플라잉헤드형의 광자기헤드구조로 하면, 원리적으로는 그와 같은 포커스 마진도 확보할 수 있다.
그렇지만, 실제는, 예를 들면, NFR에 있어서의 ±10nm±20nm정도 정밀도를 유지해 플라잉헤드형의 광자기헤드에 대물렌즈를 설치하는 것은 어렵고, 설치 정밀도의 문제에 접한다. 게다가 온도 변화, 습도의 변화에 의해 대물렌즈의 설치위치가 어긋나는 일이 있다. 그러한 위치 어긋남을 접착으로 확보하는 것도 어렵다.
이와 같은 문제를 극복하는 방법으로서 예를 들면, 특개 평7－65383호 공보에 제안되어 있는 바와 같이, 플라잉헤드형의 광자기헤드로서 전자 액츄에이터를 붙인 대물렌즈를 설치한 구조로 하고, 주로, 전자 액츄에이터로 위치조정하여 DC포커스분을 배제하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 특개 평 7－65383호 공보에 제안되고 있는 플라잉헤드는, 플라잉헤드의 치수가 커진다고 하는 문제가 있다. 플라잉헤드의 치수가 커지면 양호한 플라잉(부상) 특성을 달성하지 못하고, 가격도 비싸진다.
또 다른 방법으로서는, 예를 들면, 특개 평 7－57284호 공보에 제안되어 있는 바와 같이, 광학고정부에 도 22에 도해한 바와 같은, 2개의 콜리메이터 렌즈를 이용한 릴레이 렌즈를 배치하고, 2개 렌즈의 간격을 조정하고 DC포커스분을 배제하는 방법이 알려져 있다.
그러나, 특개 평 7－57284호 공보에 제안되어 있는 플라잉헤드도, 2개의 콜리메이터 렌즈를 이용하고 그 간격을 조정하므로 치수가 커진다고 하는 문제가 있다. 특히, 근접장소(니어 필드) 기록에 사용하는 플라잉헤드방식의 광학식헤드장치는 치수가 매우 작은 것이 중요하고, 플라잉헤드의 치수가 커지면 양호한 플라잉(부상) 특성을 달성할 수 없다. 또한, 광학식헤드장치의 가격이 비싸진다고 하는 문제가 있다.
최근의 광자기기록매체의 소형화, 근접장소(니어 필드) 기록등에 적용 가능한 소형의 광학식헤드 및 그 광학식헤드를 이용한 광학식기록·재생장치가 요망되고 있다.
또한, 기록용량의 증대가 소망되고 있다. 그 1방법으로서 광자기디스크등을 복수장 동일 회전축에 따라서 겹쳐 쌓은 「다층화한(멀티 플레이트화)」
광자기기록·재생장치가 요망되고 있지만, 그와 같은 멀티플레이트화 광자기기록·재생장치에 적합하는 광자기헤드 및 광자기픽업등의 광학식헤드가 요망되고 있다.
특개 평 7－57284호 공보에 제안되고 있는 플라잉헤드는 그렇지만, 광자기디스크를 회전시키는 모터의 회전축에 따라서 복수장의 광축디스크를 겹쳐 쌓아서 소형으로 기억용량의 증대를 도모한, 이른바 , 「다층화(또는 멀티플레이트화)」광학식기록·재생장치를 실현하는 것이 어렵다.
플라잉헤드에 있어서도, 슬라이더의 부상량이 변동하는 것이 알려져 있고, 보다 정확한 포커스제어를 실시하기 위해서는, 그와 같은 부상량의 변동을 보정하는 것이 바람직하다. 이러한 부상량의 변동은 주파수가 높기 때문에 AC성분이라고 고려될 수 있다.
이상, 종래기술로서 광자기디스크에 사용하는 광자기헤드 또는 광자기픽업에대하여 서술했지만, 광신호만으로 신호읽기를 행하는 광픽업등에 있어서도 상기와 같은 문제에 접하고 있다.　
본 발명은, 광디스크 기록재생장치, 광자기디스크 기록재생장치등의 광학식 기록·재생장치 및 광학식 기록·재생장치에 사용하는 광학식헤드장치에 관한 것이며, 특히, 플라잉헤드형의 광학식헤드장치, 그것을 이용한 광학식 기록·재생장치에 관한 것이다.
특정적으로, 본 발명은, 콜리메이터렌즈를 이동시켜서 포커스제어 및/또는 트래킹제어를 행하는 플라잉헤드형의 광학헤드장치와 그것을 이용한 광학식 기록·재생장치에 관한 것이다.
상술한 본 발명의 특징 및 목적은 첨부도면을 참조한 아래와 같은 기술로부터 명료하게 된다.
도 1a, 도 1b는, 본 발명의 광학식헤드장치의 제 1 실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 평면도 및 단면구성도이다
도 2는 도 1b에 도해한 광자기헤드장치에 탑재된 광학부의 일예를 나타내는 확대도이다.
도 3은 도 1b에 도해한 광학식헤드장치에 있어서의 광학계의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 4는 도 3에 도해한 광학계의 상세를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 광학식기록·재생장치의 제 1실시의 형태의 제어장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 2실시의 형태로서의 광자기헤드 장치의 단면구성도이다.
도 7은 본 발명의 광학식기록·재생장치의 제 2실시의 형태의 제어장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 3실시의 형태로서의 광자기헤드 장치의 단면구성도이다.
도 9는 도 8에 도해한 광자기헤드장치에 있어서의 광학부의 대략 사시도이다.
도 10은 본 발명의 광학식기록·재생장치의 제 3실시의 형태의 제어장치의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 4실시의 형태로서의 광자기헤드 장치의 단면구성도이다.
도 12는 본 발명의 광학식기록·재생장치의 제 4실시의 형태의 제어장치의 구성도이다.
도 13은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 5실시의 형태로서의 광자기헤드 장치의 단면구성도이다.
도 14는 본 발명의 광학식헤드장치의 제 6실시의 형태로서의 광자기헤드 장치의 단면구성도이다.
도 15는 본 발명의 광학식기록·재생장치의 제 6실시의 형태의 제어장치의 구성도이다.
도 16은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 7실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 단면구성도이다.
도 17은 본 발명의 광학식기록·재생장치의 제 7실시의 형태로서 광학식 회전기록매체를 다층화하고, 복수의 광학식 회전기록매체로의 데이터의 쓰기, 읽기를 동시적으로 행하는 광학식기록·재생장치의 부분사시도이다.
도 18a, 도 18b는 본 발명의 제 9실시의 형태로서, 각각 2층의 기록면을 가지는 2장의 기록매체를 접착시킬 수 있었던 MO디스크의 2층의 기록면의 각각의 기록면에 데이터를 기입 또는 2층의 기록면의 각각의 기록면으로부터 데이터를 읽어내는 경우에 사용하는 광학식헤드장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 19는, 제 1의 종래예로서의 광자기기록·재생장치의 구성도이다.
도 20은, 제 2의 종래기술로서의 광자기헤드의 구성도이다.
도 21은, 제 3의 종래기술로서의 광자기헤드의 구성도이다.
도 22는, 제 4의 종래기술로서의 릴레이 렌즈의 구성도이다.
*부호의 설명
1, 1A∼1F. 광자기헤드장치 　3. 광자기(MO) 디스크
4. 제어장치
41. 마그넷 구동부 42. 레이저 구동부
43. 검출 신호 처리부 44. 트랙킹 서보제어기
55. 콜리메이터 렌즈 위치 제어부
56. 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부
7. 하이브리드 광학부 11. 암
12. 서스펜션 13. 슬라이더
14. 자계변조코일 15. 대물렌즈
17. 광학부
19. 보이스 코일 모터(VCM)
20, 20A. 45도 경사미러 21. 콜리메이터 렌즈
23. 콜리메이터 렌즈·액츄에이터
27, 28. 콜리메이터 렌즈·액츄에이터　
본 발명의 목적은, 광학특성을 향상시키고, 신뢰성이 높고, 포커스제어 및／또는, 트래킹제어가 고정밀도 한편 고속으로 실시할 수 있는, 플라잉헤드형의 광자기헤드를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기에 부가하여, 소형, 경량의 플라잉헤드형의 광자기헤드를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한층 더 다른 목적은, 상기의 목적을 달성하고, 한편, 파 필드 기록, 또는, 니어 필드 기록등에도 매우 적합하게 사용할 수 있는 소형의 광학식헤드장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한층 더 다른 목적은, 멀티플레이트화 광학식기록·재생장치에 적합하는 광학식헤드장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 한층 더 다른 목적은, 상술한 광학식헤드장치를 이용한 광학식 기록·재생장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 1의 관점에 의하면, 고정 암과, 상기 고정 암에 일단이 고정되며 타단이 자유단의 서스펜션과, 상기 서스펜션의 자유단에 장착된 것의 슬라이더와 상기 슬라이더에 탑재된 대물렌즈와, 상기 고정 암에 고정되며, 광원 및 수광계를 가지는 광학수단과, 상기 광원과 상기 대물렌즈와의 사이에 상기 광원과 상기 대물렌즈를 연결하는 광축에 따라서 위치하고, 상기 광원으로부터의 빛을 수속하여상기 대물렌즈에 입사시키고, 상기 대물렌즈로부터의 복귀광을 수속시키고 상기 광원에 입사시키는 콜리메이터 렌즈와, 상기 콜리메이터 렌즈를 상기 광원과 상기 대물렌즈와의 사이에서 상기 광축에 따라서 이동시키는 제 1의 콜리메이터 렌즈 이동수단을 가지고, 상기 대물렌즈가 탑재되어 상기 서스펜션의 자유단에 장착된 슬라이더가 상기 대물렌즈와 대향하는 위치에서 회전하는 회전체의 풍압으로 부상하는 플라잉헤드방식의 광학식헤드장치가 제공된다.
또 본 발명의 제 2의 관점에 의하면, 본 발명의 광학식헤드장치는 상기 콜리메이터 렌즈를 상기 광축과 직교하는 방향으로 실질적으로 이동시키는 제 2의 콜리메이터 렌즈 또 본 발명의 제 3의 관점의 광학식헤드장치에 있어서, 상기 고정 암에 고정된 상기 광학수단은 상기 암의 면에 따라서 상기 광원으로부터의 빛을 출사하고, 상기 고정 암에는 상기 광학수단으로부터 출사된 빛을 상기 콜리메이터 렌즈로 향하여 지향시키는 미러가 또한 설치되어 있다.
또한 본 발명의 본 발명의 제 4의 관점의 광학식헤드장치에 있어서는, 상기 고정 암에 고정된 상기 광학수단은 상기 암의 면에 따라서 상기 광원으로부터의 빛을 출사하고, 상기 고정 암에는 상기 광학수단으로부터 출사된 빛을 상기 콜리메이터 렌즈에 향하여 지향시키는 미러 및 상기 광학수단으로부터 출사된 빛을 상기 광축에서 어긋나도록 상기 콜리메이터 렌즈에 입사시키기 위해 이 미러를 회동시키는 미러 회동수단을 가진다.
본 발명의 광학식헤드장치에 있어서, 상기 대물렌즈는 슬라이더에 접근하여 설치된 2개의 볼록렌즈를 조합하여 구성되어 있고, 근접장소(니어 필드) 기록동작에 사용될 수 있다.
본 발명의 제 5의 관점에 의하면, 광학적 또는 자기·광학적으로 데이터의 기록 및／또는, 기록／읽기를 가능하게 하는 회전식 기록매체를 회전구동하는 수단과, 상기 광학식헤드장치와, 상기 광학식헤드장치를 트래킹제어를 행하는 제어장치이며 포커스에러신호에 근거하여 상기 제 1의 콜리메이터 렌즈 이동 수단을 구동하고 상기 콜리메이터 렌즈의 위치를 제어하는 콜리메이터 렌즈 위치제어수단을 가지는 제어장치를 가지는 광학식기록·재생장치가 제공된다.
본 발명의 제 6의 관점에 의하면, 상기 광학식헤드장치는 상기 콜리메이터 렌즈를 상기 광축과 직교하는 방향으로 실질적으로 이동시키는 제 2의 콜리메이터 렌즈 이동수단을 또한 가지고, 상기 제어장치는, 트래킹에러신호에 근거하여 상기 제 2의 콜리메이터 렌즈 이동수단을 구동하고 상기 콜리메이터 렌즈를 상기 회전식 기록매체의 트랙방향에 위치제어하는 트래킹 부제어(副制御)수단을 또한 가진다.
본 발명의 제 7의 관점에 의하면, 상기 회전식기록매체는 1 또는 복수의 기록면을 가질 때, 상기 제어수단의 상기 콜리메이터 렌즈 위치제어수단은, 상기 회전식 기록매체의 1 또는 복수의 기록면 중 데이터의 기록 또는 재생을행해야 할 1의 기록면에, 상기 광원으로부터의 빛이 상기 대물렌즈를 통하여 초점 지어지도록 상기 콜리메이터 렌즈의 위치를 조정하기 때문에, 상기 제 1의 콜리메이터 렌즈 이동수단을 구동한다.　
본 발명의 광학식헤드장치 및 광학식헤드장치를 이용한 광학식기록·재생장치의 실시의 형태에 대하여 말한다.
이하, 본 발명의 광학식헤드장치의 예시적인 실시의 형태로서 광자기헤드에 대하여 말하지만, 본 명세서에 있어서의 광학식헤드는, 광자기헤드, 광헤드등을 포함하는 넓은 의미의 용어이다.
동일하게, 이하, 본 발명의 광학식 기록·재생장치의 실시의 형태로서 광자기기록·재생장치에 대하여 서술하지만, 본 발명의 광학식기록·재생장치는 광자기기록·재생장치, 광기록·재생장치등을 포함한다.
본 명세서에 있어서, 광학식기록·재생장치를, 광학식 기록장치, 광학식 재생장치 및 광학식기록 및 재생장치의 어느 것을 의미하는 넓은 의미로 이용하고 있다.
제 1 실시의 형태
도 1∼도 5를 참조하여 본 발명의 광학식 헤드장치 및 그것을 이용한 광학식기록·재생장치의 제 1실시의 형태에 대하여 서술한다.
도 1a, 도 1b는 본 발명의 광학식 헤드장치의 제 1실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 평면도 및 단면구성도이다.
도 2는 도 1b에 도해한 광학식헤드장치의 확대도이다.
도 3은 도 2에 도해한 광학식헤드장치의 구성의 개요를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도해한 광학식헤드장치의 광학계의 구성의 개요를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1실시의 형태의 광자기헤드장치를 구동제어하는 제어장치의 구성도이다.
도 1∼도 4에 도해한 광자기헤드장치와, MO디스크와 도 5에 도해한 제어장치를 조합하면, 본 발명의 광학식기록·재생장치의 제 1실시의 형태의 광자기 기록·재생장치로 된다.
본 발명의 회전체의 일예로서 광자기(MO) 디스크 케이스(6)가 광학식기록·재생장치에 장착되어 MO디스크(3)의 자기파지부(35)가 자기적으로 파지되어(처킹 되어) 광학식기록·재생장치에 고정된 후, MO디스크 케이스(6)의 셔터(61)가 열려 창(63)이 열리면, MO디스크(3)가 광자기헤드장치(1)의 대물렌즈(15)와 직접 대향한다.
광자기헤드장치(1)는 축(18)을 회전중심으로서 보이스코일모터(VCM)(19)에 의하여 MO디스크(3)의 레이디얼 방향으로 회동된다. 즉, 보이스코일모터(VCM)(19)와 트래킹제어를 행하는 액츄에이터이다.
MO디스크(3)는 처킹된 후, 도시하지 않는 스핀들 모터에 의하여 회전되어 데이터의 읽고 쓰기에 사용된다.
광자기헤드장치의 구성
광자기헤드장치(1)는, 도 1b∼도 3에 도해한 바와 같이, 고정 암(11)의 상부에 설치된 광원(71)을 가지는 하이브릿트 광학장치(7)와, 암(11)에서 자중에 의해 자유단이 늘어 뜨리고 있는 서스펜션(매달아 늘어뜨리는 부재)(12)의 선단에 고정된 슬라이더(13)에 고정되어 있는 자계변조코일(14) 및 대물렌즈(15)와 하이브릿트 광학장치(7)의 광원(71)과 대물렌즈(15)와의 사이에 위치하는 콜리메이터 렌즈(21)와 콜리메이터 렌즈(21)를 이동시키는 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)를 가진다.
본 실시의 형태에 있어서 콜리메이터·액츄에이터(23)는 전자석을 이용한 전자식 액츄에이터이다.
광자기헤드장치(1)에 있어서, 도해 상태에서 수평인 상태로 고정되어 있는 암(11)에 일단이 고정되어 있는 서스펜션(12)의 타단(자유단)에는 슬라이더(13)가 설치되어 있고 슬라이더(13)에는 대물렌즈(15) 및 자계변조코일(14)이 탑재되어 있다. 도해의 관계에서, 도 1b 및 도 2에는 도 3에 도해한 슬라이더(13) 및 자계변조코일(14)을 나타내고 있지 않다.
서스펜션(12)의 자유단에 설치된 슬라이더(13)는, MO디스크(3)가 회전하고 있지 않을 때는, 자계변조코일(14) 및 대물렌즈(15)가 탑재되어 있는 슬라이더(13)의 중량으로 암(11)으로부터 멀어져 내려가는 MO디스크(3)의 톱코트(커버 코트)(31)면에 접촉하지만, MO디스크(3)가 회전하면 그 풍압(또는 기압, 이것을 에어 베어링이라고도 한다)으로 부상거리(d)만 부상한다. 이와 같이, 광자기 헤드장치(l)는 플라잉헤드형(헤드 부상형)의 광자기헤드장치이다.
광원(71) 콜리메이터 렌즈(21) 및 대물렌즈(15)와의 광축 0－0의 주위에, 광원(71)으로부터의 광빔이 콜리메이터 렌즈(21)에 입사하고, 또, MO디스크(3)로부터의 복귀광이 콜리메이터 렌즈(21)로부터 하이브릿트 광학장치(7)에 도달하도록, 광원(71)과 콜리메이터 렌즈(21)가 대향하는 암(11)의 위치에 투광구멍(11h)이 형성되어 있다.
대물렌즈(15)는, 본 실시의 형태에 있어서는 도 4에 도해한 바와 같이 2개의 볼록렌즈(15a, 15b)로 이루는 2개 조합렌즈이다. 이와 같이 2개의 볼록렌즈(15a, 15b)를 조합해 대물렌즈(15)를 구성하면, 근접장소(니어 필드) 기록 혹은 파 필드기록에 사용하는 경우와 같이, 높이(NA), 예를 들어, 0.8이상, 경우에 따라서는 1이상의 NA를 달성할 수 있다.
MO디스크(3)의 회전에 수반하는 풍압으로 슬라이더(13)를 MO디스크(3)의 표면으로부터 부상시키므로 슬라이더(13)는 극력 경량으로 할 필요가 있다. 그러나, 2개의 볼록렌즈(15a, 15b)로 이루는 대물렌즈(15) 및 자계변조코일(14)은 MO디스크(3)에 근접시킬 필요가 있으므로 대물렌즈(15) 및 자계변조코일(14)을 MO디스크(3)에 근접하는 슬라이더(13)에 탑재하고 있다. 슬라이더(13), 자계변조코일(14) 및 대물렌즈(15)의 질량은 극력 작고, 한편, 치수도 작게 할 필요가 있다. 서스펜션(12)은 부드러운 탄력성이 있는 재료로 제조하든지, 또는, 탄력성을 나타내는 형상으로 제조한다.
MO디스크
본 발명의 광학식 회전기록매체로서 본 실시의 형태에 있어서는 도 3에 단면을 도해한 MO디스크(3)를 이용한 예를 나타낸다.
도 3의 MO디스크(3)는, 2장의 MO디스크(3A, 3B)를 접착시킨 접착 MO디스크이며, 각각의 MO디스크(3A, 3B)에 있어서 두께(t)의 톱코트(커버 코트)(31)의 하부에 기록막(32)이 형성되어 있다.
2장의 MO디스크(3A, 3B)를 접착시킨 MO디스크(3)를 예시하고 있으므로, 도17을 참조하여 후술하는 광학식 헤드장치로의 적용도 고려하고 있기 때문이며, 본 실시의 형태에 있어서는, 양면 액세스형의 MO디스크(3)일 필요는 없고, 한쪽 면 MO디스크(3A)로 좋다.
하이브릿트 광학장치(7)의 광원(71)으로부터 사출된 광빔이 콜리메이터 렌즈(21)에서 평행 빔광으로 되며, 대물렌즈(15)에서 수속된 빔광은 톱코트(31)를 통과하고 기록부(32)에 수속하고, 기록부(32)로부터의 복귀광 빔이 대물렌즈(15) 및 콜리메이터 렌즈(21)를 개입시켜 하이브릿트 광학장치(7)로 복귀한다.
하이브릿트 광학장치
하이브릿트 광학장치(7)는, 레이저 다이오드등의 광원(71), 기록부(32)로부터의 복귀광을 검출하는 포토디텍터(PD), 광원(71)으로부터의 광 빔을 콜리메이터 렌즈(21)에 지향시키고, 기록부(32)로 반사하고 콜리메이터 렌즈(21)를 경유해 복귀하는 복귀광을 포토디텍터로 인도하는 빔스프리터등의 광학계를 가지고 있다. 포토디텍터는 예를 들면, 공지의 4 분할 포토디텍터이다.
광선 궤적
도 l∼도 4를 참조하여 광자기 헤드장치(l)에 있어서의 광학계의 광선궤적의 개요를 서술한다.
하이브릿트 광학장치(7)의 광원(71)으로부터 사출된 빛은 암(11)의 투광구멍(11h)을 통과하고 콜리메이터 렌즈(210에 입사 해, 콜리메이터 렌즈(21)에 있어서 구경(Ф1)의 평행광 빔으로 된다. 콜리메이터 렌즈(21)로부터 사출된 평행광 빔은 유효 구경(Ф2)의 대물렌즈(15)의 제 1의 볼록렌즈(15a)에 입사하여 수속된 광빔이 또한 제 2의 볼록렌즈(15b)에 입사하고, MO디스크(3)의 두께(t)의 톱코트(31)를 개입시켜 기록부(32)에 초점을 연결한다.
기록부(32)에서 반사한 광 빔은 톱코트(31)를 통과하고 제 2의 볼록렌즈(15b) 및 제 1의 볼록렌즈(15a)를 역으로 진행되어, 콜리메이터 렌즈 (21)에 입사하고, 콜리메이터 렌즈(21)를 경유하여 하이브릿트 광학장치(7)의 수광계에 입력된다.
광학계의 조건
이와 같은 광선궤적에 있어서, 콜리메이터 렌즈(21)는, 그 초점위치(fl)가 광원(71)의 발광점에 거의 위치하는 위치의 광축(0－0)상에 설치된다. 또 콜리메이터 렌즈(21)는, 광원(71)으로부터 평행광이 입사했다고 가정했을 경우, 그 초점위치(f2)에 대물렌즈(15)의 입사 동공이 위치하는 위치의 광축(0－0)상에 설치된다. 대물렌즈(15)의 입사 동공은 구경(Ф2)의 평행빔 광이 대물렌즈(15)의 제 1의 볼록렌즈(15a)에 입사하는 위치이다.
바람직하게는, fl=f2, 또는, fl≒f2로 한다. 즉, 콜리메이터 렌즈(21)를, 광원(71)과 대물렌즈(15)와의 거의 중간에 위치하게 한다.
광원(71)에서는 확산광빔이 방사되며, 콜리메이터 렌즈(21)에 있어서 평행 빔광에 성형된다. 콜리메이터 렌즈(21)로 형성된 평행 빔광의 구경을 Ф1로 나타냈다.
볼록렌즈(15a, 15b)의 거리(f3)는 볼록렌즈(15a, 15b)의 굴절률 및 NA에 의하여 규정된다.
표 1∼표 2에 도 4에 나타낸 광학계의 수치예를 나타낸다.
[표 1]
하이프릿트 광학 장치
광원의 파장　　　　　405nm　　　　　　655nm
콜리메이터 렌즈
　　　촛점거리 f1　　　　3.2mm　　　　　　3.2mm
　　　NA O.21　　　　　　0.18
대물렌즈
　　　NA O.9　　　　　　　0.9
　　　f3　　　　　　　　　1.2mm l.2mm
촛점거리 f1　　　　 　　　3.2mm　　　　　　3.2mm
촛점거리 f2　　　 　　　　3.2mm　　　　　　3.2mm
촛점거리 f3　　　 　　　　l.2mm l.2mm
부상 거리 d O.3∼0.5㎛ O.3∼~0.5㎛
종합 거리 f　　　　　　 　7.6mm 　　　　　　7.6mm　　　
톱코트의 두께　　　　 0.5㎛ O.5㎛
콜리메이터 렌즈(21)의 위치는 상술한 바와 같이, 원칙으로서 fl= f2, 또는, fl≒f2에 설치되지만, 후술 하도록 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)를 이용하여 광원(71)과 대물렌즈(15)와의 사이에서, 예를 들면, ±100∼~±200㎛정도의 범위로, 그 위치가 미조정된다.
콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)는 본 실시의 형태에서는, 전자석을 이용한 자기적인 액츄에이터이며, 콜리메이터 렌즈(21)를 광축(0－0)에 따라서, 광원(71)과 대물렌즈(15)와의 사이로 이동시킨다.
제어장치
도 5에 도해한 제어장치(4)는, 마그넷 구동부(41)와, 레이저 구동부(42)와 검출신호처리부(43)와, 트래킹 서보제어기(44)와 복조전 처리부(46)와 복조부(47)와, 시스템 제어기(48)와, 변조부(49)와, 메모리제어기(50)와, RAM(51)과 도시하지 않은 상위의 호스트 컴퓨터와의 신호전송을 행하는 인터페이스(52, 53)와, 콜리메이터 렌즈 위치제어부(55)와 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)를 가진다.
마그넷 구동부(41)는 MO디스크(3)로의 데이터 기입할 때, 변조부(49)로부터의 신호에 따라 자계변조코일(14)을 구동한다.
레이저 구동부(43)는, 데이터 기입, 또는, 데이터 독출에 따라서, 하이브릿트 광학소자(7) 내의 광원(71)인 레이저 다이오드를 구동한다.
검출신호처리부(43)는 하이브릿트 광학소자(7)에 설치된, 예를 들면, 4 분할 디텍터인 포토 디텍터로부터의 검출신호를 수신하고, 공지의 방법으로 트래킹 에러신호, 포커스 에러신호, RF신호등을 연산한다.
트래킹 서보제어기(44)는, 검출신호처리부(43)에서 검출한 트래킹 에러신호를 참조하여 보이스코일모터(19)를 구동하고 광자기헤드(l)의 트래킹 제어를 행한다.
콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(62)는, 시스템 제어기(48)로부터의 제어신호에 근거해 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)를 구동한다.
포커스 제어
광자기헤드장치(1)의 슬라이더(13)는 MO디스크(3)의 회전에 의한 풍압으로 부상하므로, 통상, MO디스크(3)의 표면에 대한 대물렌즈(15), 특히, MO디스크(3)와 접근하고 있는 제 2 볼록렌즈(15b)의 이간거리는 소정치(d)에 유지되어 있다. 즉, 본 실시의 형태는, 포커스 제어는 원리적으로 플라잉헤드에 의해 달성되고 있다.
그렇지만 실제로는, MO디스크(3)의 표면에 대한 제 2 볼록렌즈(15b)의 부상거리(d)는 미소하지만 고속으로 변동하고 있다.
암(11)에 고정되어 있는 하이브릿트 광학장치(7)의 광원(71)과 MO디스크 (3)의 회전에 기인하는 에어 베어링에 의하여 MO디스크(3)로부터 부상하고 있는 슬라이더(13)에 탑재되고 있는 볼록렌즈(15a, 15b)로 이루는 대물렌즈(15)와의 사이의 광축은, 본래의 광축(0－0)에 대하여 어긋나는 일이 있다.
그와 같은 광축 어긋남은 여러 가지의 원인으로 일어난다. 예를 들면, 광학식헤드장치의 제조의 불균일, 조정시의 불균일, 온도변화 또는 해가 지남에 의한 변화, 광학식헤드장치의 부상거리(d)의 미소한 폭 등에 의하여 광학축의 어긋남이 일어난다.
그러한 광축 어긋남은, 콜리메이터 렌즈(21) 및 대물렌즈(15)의 입사 동공의 면적을 저하시킨다. 즉, 광원(71)으로부터 콜리메이터 렌즈(21)에 입사 하는 광빔에 콜리메이터 렌즈(21)의 입사 동공에 대한 「렌즈· 후드 때문에 화면의 구석이 찍히지 않음」을 일으키거나 콜리메이터 렌즈(21)로부터 대물렌즈(15)에 입사하는 평행빔광의 대물렌즈(15)의 입사 동공에 「「렌즈· 후드 때문에 화면의 구석이 찍히지 않음」을 일으킨다. 물론, MO디스크(3)의 기록부 (32)로부터 반사하고 복귀광에 대해서도 상기 동일 「렌즈· 후드 때문에 화면의 구석이 찍히지 않음」현상을 일으킨다.
이러한 광축 어긋남 가운데, 제조시 또는 조정시에 일어난 광축 어긋남은, 포커스 에러의 DC오프셋적인 값으로 된다. 또, 온도변화에 의한 광축 어긋남은 비교적 완만하게 변화한다. 경년(經年)변화에 의한 광축 어긋남은 매우 천천히 변화한다.
그와 같은 광축의 어긋남은, 포커스 에러검출신호에 오프셋으로서 나타난다.
그래서 본 실시의 형태에 있어서는, 콜리메이터 렌즈 위치제어부(55)가 검출신호처리부(43)로부터의 포커스 에러신호(FE)를 입력하고, DC오프셋을 검출하고, DC오프셋을 캔슬하도록, 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)를 개입시켜 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)를 구동하고 콜리메이터 렌즈(21)의 위치를 광축(0－0)에 따라서 상하로 조정한다.
상술한 바와 같이, MO디스크(3)의 표면에 대한 제 2 볼록렌즈(15b)의 부상거리(d)는 미소하지만 고속으로 변동하고 있는데에 대하여, 콜리메이터 렌즈 위치제어부(55)에 의한 제어는 비교적 천천히 행하면 좋다. 예를 들면, 콜리메이터 렌즈 위치제어부(55)에 의한 제어는 1분주기로 한다.
이것에 의해, 상술한 광학식 헤드장치의 제조의 불균일, 조정시의 불균일,온도변화 또는 경년에 의한 변화, 광학식헤드장치의 부상거리(d)의 미소한 폭 등에 의하여 광학축의 어긋남이 보상되고, 정확한 포커스제어를 실현할 수 있다. 또, 이와 같은 제어에 의한 검출신호는 정밀도가 높은 것으로 된다.
트래킹 제어
트래킹 서보제어기(44)는, 검출신호처리부(43)에서 산출한 트래킹 에러신호를 입력하고, 트래킹 에러가 0이 되도록 트래킹 액츄에이터인 보이스코일모터(19)를 구동한다. 그것에 의하여, 축(18)에 회전자재로 장착되어 있는 암(11)이 MO디스크(3)의 면과 평행한 면에(또는, 지면에 수직인 방향으로) 회동된다. 이와 같은 암(11)의 회전에 의해 MO디스크(3)의 트랙으로의 트래킹제어를 행할 수 있다.
암(11)에 탑재된 하이브릿트 광학장치(7)와, 암(11)에 탑재된 콜리메이터 렌즈(21) 및 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)과 서스펜션(12)에 탑재된 슬라이더(13)와, 슬라이더(13)에 탑재된 자계변조코일(14) 및 제 l 및 제 2의 볼록렌즈(15a, 15b)로 이루는 대물렌즈(15)가 일체적으로 이동한다. 본 실시의 형태에 대해서는, 상술한 선행기술과는 달라, 대물렌즈(15)와 하이브릿트 광학장치(7)와의 거리가 짧고, 광섬유등이 불필요하므로, 광학적 결합효율이 높고, 신뢰성도 높다.
시스템 제어기(48)는, 인터페이스(53)를 개입시켜 호스트 컴퓨터등의 외부장치로부터 독출 또는 기입지령을 수신했을 때, 독출 또는 기입에 따라서, 메모리제어기(50), 변조부(49), 복조전 처리부(46) 및 복조부(47), 트래킹 서보제어기(44)등을 제어한다.
데이터 기입시는, MO디스크(3)에 기입해야 할 데이터가 인터페이스(52)를 경유하고 메모리 제어기(50)에 기록되며, 일단, RAM(51)에 보존된다. 반대로 데이터의 독출시는, 하이브릿트 광학장치(7)내의 포토디텍터, 검출신호처리부(43), 복조전 처리부(46) 및 복조부(47)에서 MO디스크(3)로부터 독출하여 재생한 데이터가 메모리 제어기(50)를 개입시켜 RAM(51)에 일시적으로 보존되며, 인터페이스(52)를 개입시켜 상위의 호스트 컴퓨터에 송출된다.
변조부(49)는, 데이터 기입시, 시스템 제어기(48)로부터 구동되며, RAM(51)로부터 읽어낸 데이터에 대하여, 에러수정코드(ECC)의 부가, 램렝스 제한(RLL), NRZI 또는 NRZ등의 변조처리(부호화처리)를 실시한다.
복조사전처리부(46)는, A／D변환회로, 이퀼라이저회로, 위상동기회로(PLL), 비터비 복호회로등을 가지고 있다. 복조전 처리부(46)는 데이터 기입시에 동작한다.
A／D 변환회로는 검출신호 처리부(43)으로 연산한 아날로그신호를 디지털신호로 변환한다.
이퀼라이저 회로는 디지털신호에 변환된 신호를 등화(等化)한다.
PLL는 클록신호를 재생한다.
비터비 복호회로는 재생된 클록을 이용하여 RF신호로부터 MO디스크(3)에 기록되어 있던 신호를 복호한다.
복조전 처리부(46)는 또, 어드레스 디코더를 가지고 있고, 검출신호처리부(43)로부터의 신호로부터 광자기헤드장치(1)의 대물렌즈(15)가 위치하고 있는 MO디스크(3)의 어드레스를 산출한다.
복조부(47)는 데이터기입시에 동작하고, 복조전 처리부(46)에서 복조한 데이터에 대하여 변조부(49)에서 변조한 처리와 반대의 처리를 하고, 원래의 데이터를 재생하고, 메모리 제어기(50)에 송출한다.
하이브릿트 광학장치
상술한 바와 같이, 하이브릿트 광학장치(7)는, 광원(71), 포토디텍터(PD), 빔스프리터등의 광학계를 가지고 있지만, 도 5를 참조하여 설명하는 마그넷 구동부(41), 레이저 구동부(42), 검출신호처리부(43), 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)등을 포함하는 구성으로 할 수 있다. 그 결과, 하이브릿트 광학장치(7)에 있어서 포커스 에러신호, 트래킹 에러신호, RF신호등의 서보 신호를 생성할 수 있다.
동일하게, 트래킹 서보 제어기(44)를 하이브릿트 광학장치(7)의 내부에 짜넣는 것도 할 수 있고, 복조전 처리부(46), 시스템 제어기(48)등과 함께 광자기헤드장치(l)와는 떨어진 고정부에 설치할 수도 있다.
MO디스크(3)의 회전에 기인하는 풍압으로 부상하는 슬라이더(13)가 고정되어 있는 서스펜션(12)과는 달리, 하이브릿트 광학장치(7)는 암(11)에 고정되어 있으므로, 중량의 제약은 적기 때문에, 그와 같은 부분을 구동대상의 근방에 설치할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 광자기헤드장치(l)의 광학계 전체란, MO디스크(3)의 표면의 탑코트(31)를 포함하고, 대물렌즈(15), 하이브릿트 광학장치(7) 및 도 1∼도 4에는 도해하지 않은 여러 가지의 광학소자를 총칭한 것이다. 따라서, 본 명세서에 있어서 광학계는 하이브릿트 광학장치(7)만을 의미하는 것은 아니다.
광자기기록·재생장치의 동작
본 실시의 형태의 광자기기록·재생장치의 동작을 설명한다.
MO디스크(3)는 도시하지 않은 스핀들 모터에 의하여 소정의 회전수로 회전되어 있다. MO디스크(3)의 회전에 의해, 광자기헤드장치(1)의 슬라이더(13)가 MO디스크(3)의 표면으로부터 소정의 거리만 부상한다.
인터페이스(53)를 개입시켜 시스템 제어기(48)에 데이터 기입 요구가 호스트 컴퓨터로부터 발생한 경우, 시스템 제어기(48)는, 메모리 제어기(50)를 동작시키고, 인터페이스(52)를 개입시켜 전송 되어 오는 기입해야 할 데이터를 RAM(51)에 기록시킨다. 이 동작과 병행하여, 복조부(47)는 트래킹 서보 제어기(44), 변조부(49)를 제어한다. 그 상세를 아래와 같이 서술한다.
시스템 제어기(48)는, 트래킹 서보제어기(44)를 구동해 광자기헤드(1)를 MO디스크(3)의 지정된 어드레스에 위치 결정한다(트래킹 제어한다). 이 트래킹 동작시에는, 보이스코일모터(19)에서 구동되는 암(11)에 탑재된(장착된) 모든 부품, 즉, 하이브릿트 광학장치(7), 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23) 및 콜리메이터 렌즈(21), 서스펜션(12), 슬라이더(13), 자계변조코일(14), 대물렌즈(15)가 일체적으로 MO디스크(3)의 표면과 평행하는 방향으로 이동한다.
온 트랙상태로 되면, 시스템 제어기(48)는 RAM(51)에 기록된 기입해야 할 데이터를 메모리 제어기(50)를 개입시켜 변조부(49)로 송출시킨다.
변조부(49)는, 입력한 기입해야 할 데이터에 대하여 상술한 여러 가지의 변조처리를 행한다.
마그넷 구동부(41)는 변조부(49)에 있어서의 변조결과에 근거해 자계변조코일(14)을 구동한다. 그 결과, MO디스크(3)로부터 소정 거리(d)만 부상하고 있는 슬라이더(13)에 탑재되어 있는 자계변조코일(14)이 하부의 MO디스크(3)의 기록막(32)의 자계를 변조한다.
레이저 구동부(42)는 변조부(49)에 있어서의 변조결과에 의거하여 하이브릿트 광학장치(7)에 있어서의 광원(71), 예를 들면, 레이저 다이오드를 구동한다.
광원(71)으로부터 사출된 레이저빔광은, 콜리메이터 렌즈(21)에 입사하여 평행빔광으로 되어 대물렌즈(15)에 입사하고, 그래서 수속되어 MO디스크(3)의 기록막(32)에 조사되어 데이터의 기입이 행해진다.
시스템 제어기(4)에 인터페이스(53)를 개입시켜 호스트 컴퓨터로부터 데이터의 기입 요구가 송출된 경우, 시스템 제어기(48)는 트래킹 서보제어기(44)를 구동하고, 광자기헤드(1)가 MO디스크(3)의 지정된 주소에 위치결정 시킨다.
온 트랙 상태에 있어서, 시스템 제어기(48)는 복조부(47)를 구동하고, 복조전 처리부(46)는 복호한 MO디스크(3)에 기록되고 있던 데이터로부터, 변조 또는 복호화 되지 않는 원래의 데이터로 복조시킨다.
복조된 데이터는 메모리 제어기(50)를 경유하여 일단 RAM(51)에 기록되어, 소정 량의 데이터가 축적되었다면, 인터페이스(52)를 개입시켜 호스트 컴퓨터에 송출한다.
상술한 바와 같이, 본 실시의 형태의 광자기헤드장치(1)를 이용하면, 슬라이더(13)에 탑재된 대물렌즈(15) 및 자계변조코일(14)을 MO디스크(3)로부터 적절히 부상하고 있으므로 기본적으로 포커스 제어가 불필요로 된다. 따라서, 포커스 제어에 소비하는 시간이 불필요하고, 응답성이 높다.
특히 본 발명의 제 l실시의 형태에 의하면, 전자식 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)에 의하여 위치가 조정되는 콜리메이터 렌즈(21)에 의하여 정확한 포커스제어 및 유효한 빔광에 의한 광선궤적이 확립된다.
본 실시 형태의 콜리메이터 렌즈(21) 및 콜리메이터·액츄에이터(23)를 이용하여 콜리메이터 렌즈(21)를 광축(0－0)에 따라서 이동 가능하게 한 구성은, 도 21에 도해한 릴레이 렌즈를 이용했을 경우와 비교하여, 소형으로 할 수 있다.
본 실시의 형태의 광원(71), 포토디텍터, 그 외의 광학계를 수용하고 있는 하이브릿트 광학장치(7)는 슬라이더(13)에 탑재되어 있는 대물렌즈(15)의 바로 위에 위치하고 있으므로, 광학계의 길이도 짧게 끝내며, 광학결합효율이 높고, 광자기헤드장치(1)를 소형으로 제조할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태는, 트래킹제어시에 있어서, 이들이 일체적으로 움직이므로 상술한 종래 기술에 있어서의 광학부와 대물렌즈, 자계변조코일과의 이간에 수반하는 문제를 극복하고 있다.
하이브릿트 광학장치(7)가 부상하는 서스펜션(12)이 아닌 암(11)에 장착되어 있으므로, 하이브릿트 광학장치(7)는 포커스제어에는 영향을 주지 않는다.즉, 본 실시의 형태의 광자기헤드장치(l)에 있어서, 하이브릿트 광학장치(7)의 중량, 제약, 치수 등에 대한 제약은 적다. 그 때문에, 하이브릿트 광학장치(7)의 구성을임의로 할 수 있다.
광자기헤드(1)는 매우 소형으로 할 수 있으므로, 최근의 5인치 이하의 MO디스크등의 소형의 광자기 디스크등의 광자기 헤드로서 적용할 수 있다.
제 1 실시의 형태의 변형 형태
본 발명의 제 1 실시의 형태의 광자기헤드장치(l), 제어장치(4)등의 변형 모양을 서술한다.
제 1 실시의 형태의 제 1의 변형 모양
상술한 실시의 형태에 있어서는, 보이스코일모터(19)에서 암(11)을 회동시켜 트래킹 제어를 행하는 경우를 서술했지만, 보이스코일모터 또는 그 외의 액츄에이터를 이용해 암(11)을 축방향으로 전진 또는 후퇴시키는 직진운동을 행하여 트래킹제어를 행하도록 구성으로 할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 암(11)의 구동방법은 회동방법에는 한정되지 않는다.
그와 같은 직진 운동을 행하는 구성으로서, 1축으로 실시하는 구성, 2축으로 실시하는 구성 등 여러 가지의 공지 기술을 적용할 수 있다.
제 1 실시의 형태의 제 2의 변형 모양
상술한 실시의 형태에 있어서는, 슬라이더(13)에 자계변조코일(14)을 탑재한 예를 나타내고 있지만, 회전기록매체 및 기록방식에 따라서, 적당, 다른 자계인가수단을 탑재할 수 있다.
제 l실시의 형태의 제 3의 변형 모양
상술한 실시의 형태에 있어서는, 대물렌즈(15)가 2개의 볼록렌즈(15a, 15b)로 구성되는 경우에 대하여 설명했지만, 1개의 대물렌즈만의 경우에 대해서도, 본 발명이 적용된다.
제 2 실시의 형태
도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 광학식헤드장치 및 그것을 이용한 광학식기록·재생장치의 제 2 실시의 형태에 대하여 서술한다.
도 6은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 2 실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시의 형태의 광자기헤드장치를 구동제어하는 제어장치의 구성도이다.
도 6은 도 1b∼도 4에 도해한 광자기헤드장치(1)에 대응한 광자기헤드장치(1A)의 단면도이다.
도 6의 광자기헤드장치(1A)는, 제 1 실시의 형태의 광자기헤드장치(1)에 대하여, 콜리메이터 렌즈(21)를 제 1 실시의 형태의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)와 동일의 광원(71)과 대물렌즈(15)와의 사이에서 위치를 이동시키는 제 1의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23a)를 이용하여 광축에 따라서 상하로 이동 가능한 것에 부가하여, 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23B)를 이용하여 축(24)을 중심으로 MO디스크(3)의 트랙을 횡단하는 방향으로 미소하게 회동가능하게 하고 있다.
본 실시의 형태에 있어서, 제 l 및 제 2의 콜리메이터·액츄에이터(23a, 23b)는 전자석을 이용한 전자식 액츄에이터이다.
축(24)을 하판(26)과 암(11)과의 사이에서 회동 가능하게 설치하고. 하판(26)에 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23b)를 설치하고, 축(24)에 상판(25)을 관통하여 고정하고, 상판(25)의 아래쪽 면에서 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23b)와 대향하는 위치에 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23b)의 자력에 따라 회동하는 부재를 설치하고, 상판(25)의 다른 쪽 측에 제 1의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23a)와 콜리메이터 렌즈(21)를 고정하고 축(24)의 회동에 따라 제 1의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23a)와 콜리메이터 렌즈(21)가 함께 회동하는 동시에 제 l의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23a)에 의하여 콜리메이터 렌즈(21)를 상하에 이동 가능하게 구성하고 있다.
제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23b)와 대향하는 상판(25)에 설치된 부재는, 예를 들면, 영구자석이다. 이것에 의해, 상판(25)에 고정된 콜리메이터 렌즈(21) 및 제 l의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23a)는 축(24)을 추축으로서 회전한다.
제 1의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23a)에 의한 콜리메이터 렌즈(21)의 상하방향의 이동은 제 1 실시의 형태와 동일하다.
도 7에 도해한 본 발명의 제 2 실시의 형태의 광자기헤드장치를 구동제어하는 제어장치는, 트래킹 서보 제어기(44)에 부가하여 트래킹 부서보제어기(45)를 부가하고, 트래킹 부서보제어기(45)에서 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23b)를 구동하고 축(24)을 중심으로 MO디스크(3)의 트랙을 횡단하는 방향으로 미소하게 회동 가능하게 하고 있다.
콜리메이터 렌즈 위치제어부(55) 및 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)는, 제 l실시의 형태와 동일하게, 제 1의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23a)를 구동하고 콜리메이터 렌즈(21)를 광축에 따라서 상하로 이동가능하게 하고 있다.
트래킹 부서보제어기(45)는, 광축(0－0)에 대한 빔광의 어긋남을 보정하기 위해, 검출신호처리부(43)로부터 트래킹 에러신호(TE)를 입력하고 광축 어긋남을 보상하는 제어신호를 생성하고, 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23b)를 구동한다. 콜리메이터 렌즈(21)를 축(24)을 중심으로 미소한 각도만 회동시킨다. 이것에 대하여, 트래킹 서보제어기(44)는 상술한 통상의 트래킹 제어를 행한다.
트래킹 부서보제어기(45)에 의한 제어는, 콜리메이터 렌즈 위치제어부(55)에 의한 제어와 동일하고, 비교적 긴 주기, 예를 들면, 1 분주기로 행한다.
본 발명의 제 2 실시의 형태에 의하면, 제 1 실시의 형태와 동일하게, 광원(71)과 대물렌즈(15)와의 사이의 수직방향의 광학계의 조정에 부가하여, 수평 방향 또는 트래킹방향의 광학계의 미조정을 행할 수 있다.
제 3 실시의 형태
도 8∼도 10을 참조해 본 발명의 광학식헤드장치 및 그것을 이용한 광학식기록·재생장치의 제 3 실시의 형태에 대하여 서술한다.
도 8은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 3 실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 단면 구성도이다.
도 9는 도 8에 도해한 광자기헤드장치내의 광학부의 구성도이다.
도 10은 도 8에 도해한 광자기헤드장치를 구동제어하는 제어장치의 구성도이다.
제 3 실시의 형태의 광자기헤드장치(1B)에 대하여 설명한다. 다만, 주요한 부분 이외의 제 1 실시의 형태 및 제 2 실시의 형태와 공통하는 부분에 대해서의 기술은 할애한다.
암(11)의 상부에는 광학부(17)가 고정되어 있다. 암(11)의 하부에는 콜리메이터 렌즈(21) 및 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27)가 설치되어 있다. 암 (11)으로부터 늘어뜨리는 서스펜션(12)의 자유단에는 슬라이더(13)가 설치되어 있고, 슬라이더(13)에는 대물렌즈(15) 및 자계변조코일(14)가 설치되어 있다. 대물렌즈(15)의 하부에 MO디스크(3)가 위치하고 있다.
대물렌즈(15)는 도 4에 도해한 바와 같이, 2개의 볼록렌즈(15a, 15b)의 조합렌즈라도 좋고, 단일의 렌즈라도 좋다.
본 실시의 형태의 콜리메이터·액츄에이터(27)는, 제 1 및 제 2 실시의 형태의 전자식 액츄에이터와는 달리, 피에조 소자를 이용한 액츄에이터이다. 피에조 소자를 이용한 콜리메이터·액츄에이터(27)에 대하여 서술한다.
피에조 소자는 전압을 인가하면 미소한 변위를 일으키는 소자이다. 또, 피에조 소자는, 그 결정구조와 인가전압의 방향에 의하여 변위의 크기와 방향이 규정된다.
콜리메이터·액츄에이터(27)의 피에조 소자에 전압을 인가함으로써, 인가전압에 따라서, 콜리메이터 렌즈(21)를 상하방향으로 이동시킨다. 콜리메이터 렌즈(21)의 변위량(∂)은 예를 들면 ±100∼±200㎛정도이며, 피에조 소자의 변위량으로 충분히 콜리메이터 렌즈(21)를 이동시킬 수 있다. 피에조 소자에 인가전압은 수Ⅴ~수십Ⅴ이다.
피에조 소자를 이용한 콜리메이터·액츄에이터(27)는, 전자석을 이용한 경우와 비교하여 소형화할 수 있다고 하는 이점이 있다.
소형화의 점에서, 더욱이 바람직하게는, 콜리메이터 렌즈(21)와 콜리메이터·액츄에이터(27)를 일체 구성하여 암(11)의 하부에 위치시켜 둔다. 그것에 의해 광자기헤드장치(1B)를 한층 소형으로 구성할 수 있다. 피에조 소자를 이용한 콜리메이터·액츄에이터(27)는 소형이며, 콜리메이터 렌즈(21)와의 일체화가 용이하다.
암(11)에 탑재된 광학부(17)는, 제 1~ 제 2 실시의 형태에 있어서의 하이브릿트 광학장치(7)에 대신하는 것이며, 도 9에 도해한 바와 같이, 빔스프리터로서 기능하는 마이크로 프리즘(171), 광원(71)으로서의 레이저 다이오드(LD), 포토디텍터(PD)(173), 집광렌즈(174)를 일체화한 포토디텍터(PD) IC(17A)를, 도시하지 않은 1／4 파장판등을 내장한 광학 유닛(패키지)(17B)에 수용한 것이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 광자기헤드장치(1A)에 있어서의 광학계의 광선 궤적의 개요를 서술한다.
하이브릿트 광학장치(7)에 있어서의 광원(71)에 해당하는 레이저 다이오드(LD)(172)로부터 사출된 빛은 마이크로 프리즘(171)의 경사면에서 반사되어, 그 하부에 위치하는 콜리메이터 렌즈(21)에 입사한다. 도해의 관계에서, 도 9는 상하를 역으로 하고 있지만, 레이저 다이오드(LD)(172)로부터 사출하고 마이크로 프리즘(171)의 경사면에서 반사한 광빔은 아래쪽으로 향하는 콜리메이터 렌즈(21)에 입사한다.
본 실시의 형태에 있어서도, 레이저 다이오드(LD)(172)(광원 71), 콜리메이터 렌즈(21) 및 대물렌즈(15)의 위치관계는, 도 4에 도해한 것과 동일하게된다.
도 10에 도해한 제어장치(4B)는, 도 5에 도해한 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)가 전자석의 코일을 부세하는 것인 것에 대하여, 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56A)가 콜리메이터·액츄에이터(27)의 피에조 소자를 부세하는 것인 것을 제외하고 동일하다.
전자식 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23A)를 이용한 제 1 실시의 형태에 대하여, 본 실시의 형태에 있어서는 피에조 소자를 이용한 콜리메이터·액츄에이터(27)를 이용하고 있는 점을 제외하고, 제 3 실시의 형태는 제 1 실시의 형태와 실질적으로 동일하며, 제 1 실시의 형태와 동일하게 포커스 방향으로 콜리메이터 렌즈(21)의 위치를 제어하여 보다 정확한 광학계를 확립한다.
제 4 실시의 형태
도 11∼도 12를 참조하여 본 발명의 광학식헤드장치 및 그것을 이용한 광학식기록·재생장치의 제 4 실시의 형태에 대하여 서술한다.
도 11은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 4 실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 단면 구성도이다.
도 12는 도 11에 도해한 광자기헤드장치를 구동제어하는 제어장치의 구성도이다.
제 4 실시의 형태의 광자기헤드장치(1C)에 대하여 서술한다. 다만, 주요부분 이외의 제 1∼제 3 실시의 형태와 공통되는 부분에 대해서의 기술은 할애 한다.
도 11의 광자기헤드장치(1C)는, 콜리메이터 렌즈(21)를 MO디스크(3)의 포커스방향으로 이동시키는 동시에 MO디스크(3)의 트랙 방향으로 이동시키기 위해, 2개의 피에조 소자식 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27a, 27b)를 설치하고 있다.
도 8에 도해한 광자기헤드장치(iB)에 있어서의 피에조 소자를 이용한 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27)가 포커스 방향에만 콜리메이터 렌즈(21)를 이동시킨 것에 대하여, 본 실시의 형태에 있어서는, 제 1의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27a)가 제 3 실시의 형태의 콜리메이터·액츄에이터(27)와 동일하게 콜리메이터 렌즈(21)를 포커스 방향으로 이동시키고, 제 2의 콜리메이터 렌즈.액츄에이터(27b)가 콜리메이터 렌즈(21)를 트랙 방향으로 이동시킨다.
광학부(17)는 도 9를 참조하여 서술한 제 3 실시의 형태의 것과 동일하다.
도 7에 도해한 제어장치(4A)에 있어서의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)가 전자식 전자석의 제 1의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23a)를 구동하고, 트래킹 부서보제어기(45)가 전자식의 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23b)를 구동한 것에 대하여, 도 12에 도해한 제어장치(4C)는, 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56A)가 피에조 소자의 제 l의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27a)를 구동하고, 트래킹 부서보제어기(45A)가 피에조 소자의 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27b)를 구동하는 것이 다를 뿐이다.
제 4 실시의 형태는, 제 2 실시의 형태와 동일하게, 포커스 방향 및 트랙방향으로 콜리메이터 렌즈(21)의 위치를 제어하여 보다 정확한 광학계를 확립한다.
제 5 실시의 형태
도 13을 참조하여 본 발명의 광학식헤드장치 및 그것을 이용한 광학식기록·재생장치의 제 5 실시의 형태에 대하여 설명한다.
도 13은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 5 실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 단면 구성도이다.
제 5 실시의 형태의 광자기헤드장치(ID)에 대하여 설명한다. 다만, 주요부분 이외의 제 1∼ 제 3 실시의 형태와 공통되는 부분에 대해서의 기술은 할애한다.
광자기헤드장치(1D)는, 암(11)에 수평방향으로 광학부(17)를 설치하고, 암(11)에 광학부(17)로부터 방사된 빔광을 암(11)의 하부에 위치하는 콜리메이터 렌즈(21)에 편향시키는 45도 경사 미러(20)를 설치하고 있다. 45도 경사 미러(20)는, 암(11)의 수평면에 대하여 45도 경사한 상태에서 고정된 미러이다.
제 5실시의 형태의 광자기 헤드장치(1D)도, 제 4 실시 형태의 광자기헤드 장치(1C)와 동일하게, 콜리메이터 렌즈(21)를 MO디스크(3)의 포커스방향으로 이동시키는 것과 동시에, MO디스크(3)의 트랙방향으로 이동시키기 위해, 도 11에 도해한 광자기헤드장치(1C)와 동일하게, 피에조 소자로 구성된 2개의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27a, 27b)를 가진다.
제 1의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27a)가 콜리메이터 렌즈(21)를 MO디스크(3)의 포커스방향으로 이동시키고, 제 2의 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(27b)가 콜리메이터 렌즈(21)를 MO디스크(3)의 트랙방향으로 이동시킨다.
제 5 실시의 형태의 광자기헤드장치(1D)는, 광학부(17)의 방향 및 45도 경사 미러(20)가 설치되어 있는 점을 제외하고, 제 4 실시의 형태의 광자기헤드장치(1C)와 동일하다.
광자기헤드장치(1D)를 이용하여 제어하는 제어장치는, 도 12에 도해한 제어장치(4C)와 실질적으로 같다.
제 5 실시의 형태는 제 4 실시의 형태와 동일의 효과가 있다.
제 6 실시의 형태
도 14∼도 15를 참조하여 본 발명의 광학식헤드장치 및 그것을 이용한 광학식기록·재생장치의 제 6 실시의 형태에 대하여 서술한다.
도 14는 본 발명의 광학식헤드장치의 제 6 실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 단면 구성도이다.
도 15는 도 14에 도해한 제 6 실시의 형태의 광자기헤드장치를 이용한 제어장치의 구성도이다.
제 6 실시의 형태의 광자기헤드장치(1E)에 대하여 서술한다. 다만, 주요부분 이외의 제 l∼ 제 5 실시의 형태와 공통하는 부분에 대해서의 기술은 할애한다.
광자기헤드장치(1E)는, 도 13과 동일하게, 암(11)에 수평방향으로 광학부(17)를 설치하고, 암(11)에 광학부(17)으로부터 방사된 빔광을 암(1l)의 하부에 위치하는 콜리메이터 렌즈(21)에 편향시키는 액츄에이터부 45도 경사 미러(20A)를 설치하고 있다.
액츄에이터부 45도 경사 미러(20A)는, 기본적으로는 도 13에 도해한 45도 경사 미러(20)와 동일하게, 미러(20)가 암(11)의 수평면에 대하여 45도 경사한 상태에 설치되어 있고, 광학부(17)의 광원으로부터 사출된 빔광을, 콜리메이터 렌즈(21)를 통과하는 광축을 중심으로 그 양측에 MO디스크(3)의 트랙방향에 따라서 소인(스위프) 가능하게 지향시키기 때문에, 축(20al)을 중심으로 미러를 회동가능한 액츄에이터를 가지는 미러이다.
액츄에이터부 45도 경사 미러(20A)의 액츄에이터로서, 전자석 또는 피에조소자를 이용하고, 암(11)에 고정한다. 광자기헤드장치(1E)의 경량화 및 소형화의 관점에서는 피에조 소자를 이용하는 것이 바람직하다.
암(11)의 하부에는, 콜리메이터 렌즈(21)와 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 (28)를 가진다.
콜리메이터 렌즈·액츄에이터(28)는 콜리메이터 렌즈(21)를 광축에 따라서 상하, 즉, MO디스크(3)의 포커스 방향에 따라서 이동시키는 액츄에이터이다.
콜리메이터·액츄에이터(28)으로서는, 제 1 실시의 형태의 콜리메이터·액츄에이터(23)와 동일, 전자식의 액츄에이터, 또는, 제 3 실시의 형태의 콜리메이터·액츄에이터(27)와 동일, 피에조소자를 이용한 액츄에이터의 어느 것이여도 좋다.
콜리메이터·액츄에이터(28)는, 액츄에이터부 45도 경사미러(20A)의 액츄에이터와 같은 형식의 것을 이용하면, 액츄에이터의 제어방식 및 구동방식이 같게 할 수 있으므로, 콜리메이터·액츄에이터(28)와 액츄에이터부 45도 경사미러 (20A)의 액츄에이터를 같은 형식의 것을 선택하는 것이 바람직하다. 이들 액츄에이터로서, 피에조 소자를 이용하면 소형화의 점에서 바람직하다.
제 6 실시의 형태의 광자기헤드장치(1D)나, 제 4 및 제 5 실시의 형태의 광자기헤드장치(1C, 1D)와 동일, 콜리메이터 렌즈(21)를 포커스 방향으로 이동시키는 동시에, 액츄에이터부 45도 경사미러(20A)의 미러를 회동시켜 콜리메이터 렌즈(21)에 입사하는 빔광을 트랙방향으로 이동시킬 수 있다.
도 15에 도해한 제 6 실시의 형태의 광자기헤드장치(1D)를 이용하여 제어하는 제어장치(4E)의 구성은, 도 7에 도해한 제어장치(4)와 유사하고 있지만, 트래킹 부서보제어기(45)가 액츄에이터부 45도 경사미러(20A)의 액츄에이터, 예를 들면, 피에조 소자를 이용한 액츄에이터를 구동하고, 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)가 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(28), 예를 들면, 피에조 소자를 이용한 액츄에이터(28)를 구동한다.
제 6 실시의 형태는 제 4 및 제 5 실시의 형태와 동일의 효과가 있다.
제 7 실시의 형태
도 16을 참조하여 본 발명의 광학식헤드장치 및 그것을 이용한 광학식기록·재생장치의 제 7 실시의 형태에 대하여 서술한다.
도 16은 본 발명의 광학식헤드장치의 제 7 실시의 형태로서의 광자기헤드장치의 단면 구성도이다.
제 7 실시의 형태의 광자기헤드장치(1F)에 대하여 서술한다. 다만, 주요부분 이외의 제 1∼ 제 5 실시의 형태와 공통하는 부분에 대해서의 기술은 할애한다.
광자기헤드장치(1F)는, 도 14와 같이, 암(11)에 수평방향으로 광학부(17)를 설치하고 암(11)에 광학부(17)로부터 방사된 빔광을 암(11)의 하부에 위치하는 콜리메이터 렌즈(21)에 편향시키는 액츄에이터부 45도 경사미러(20B)를 설치하고 있다.
액츄에이터부 45도 경사미러(20B)는, 기본적으로는 도 13 및 도 14에 도해한 45도 경사미러(20)와 동일, 미러(20)가 암(11)의 수평면에 대하여 45도 경사한 상태로 설치되어 있다. 그렇지만, 본 실시의 액츄에이터부 45도 경사미러(20B)는, 도 14에 도해한 액츄에이터부 45도 경사미러(20A)와는 달리, 광학부 (17)의 광원으로부터 사출된 빔광을 콜리메이터 렌즈(21)를 통과하는 광축을 중심으로 그 양측에 MO디스크(3)의 트랙방향을 횡단하는 방향으로 소인(스위프) 가능하게 지향시키기 때문에, 지면에 직교하여 설치된 축(20Bl)을 중심으로 미러를 회동 가능한 액츄에이터를 가지는 미러이다.
액츄에이터부 45도 경사미러(20B)의 액츄에이터로서 액츄에이터부 45도 경사미러(20A)와 동일하게, 전자석 또는 피에조소자를 이용하여 암(11)에 고정한다. 광자기헤드장치(IE)의 경량화 및 소형화의 관점에서는 피에조 소자를 이용하는 것이 바람직하다.
암(11)의 하부에는, 도 14를 참조하여 서술한 제 6 실시의 형태와 동일하게, 콜리메이터 렌즈(21)와 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(28)를 가진다. 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(28)는 콜리메이터 렌즈(21)를 광축에 따라서 상하, 즉, MO디스크(3)의 포커스 방향에 따라서 이동시키는 액츄에이터이다.
콜리메이터·액츄에이터(28)로서는, 제 6 실시의 형태의 콜리메이터·액츄에이터(23)와 동일하게, 전자식의 액츄에이터 또는 제 3 실시의 형태의 콜리메이터·액츄에이터(27)와 동일하게, 피에조 소자를 이용한 액츄에이터의 어느 것이여도 좋다.
콜리메이터·액츄에이터(28)으로서 액츄에이터부 45도 경사미러(20B)의 액츄에이터와 같은 형식의 것을 이용하면, 액츄에이터의 제어방식 및 구동방식이 동일하게 할 수 있으므로, 콜리메이터·액츄에이터(28)와 액츄에이터부 45도 경사미러(20B)의 액츄에이터를 같은 형식의 것을 선택하는 것이 바람직하다. 이들 액츄에이터로서, 피에조 소자를 이용하면 소형화의 점에서 바람직하다.
제 7 실시의 형태의 광자기헤드장치(1F)나, 제 4 및 제 5 실시의 형태의 광자기헤드장치(1C, 1D)와 동일하게, 콜리메이터 렌즈(21)를 포커스 방향으로 이동시키는 것과 동시에, 액츄에이터부 45도 경사미러(20B)의 미러를 회동시켜 콜리메이터 렌즈(21)에 입사하는 빔광을 트랙방향과 횡단하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 16에 도해한 제 7 실시의 형태의 광자기헤드장치(1F)를 이용하여 제어하는 제어장치의 구성은 도해를 생략하지만, 도 15 도해한 제어장치(4E)와 동일하게, 트래킹 부서보제어기(45)가 액츄에이터부 45도 경사미러(20B)의 액츄에이터, 예를 들면, 피에조 소자를 이용한 액츄에이터를 구동하고, 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)가 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(28), 예를 들면, 피에조 소자를 이용한 액츄에이터(28)를 구동한다.
제 7 실시의 형태는 제 4 및 제 5 실시의 형태와 동일의 효과가 있다.
상기 실시의 형태에 있어서, 슬라이더(13)에 탑재된 광자기 (MO)디스크(3)로부터 대물렌즈(15)의 부상거리(d), 보다 정확하게는 MO디스크(3)의 표면으로부터제 2 볼록렌즈(15b)까지의 부상거리(d)는, 표 1에 예시한 값에 한정되지 않는다. 예를 들면, 표 2에 나타내는 값으로 되는 것도 있다.
[표 2]
부상 거리 d
니어 필드(NFR)의 경우：20nm∼60nm
높이 NA(0.85~0.95)의 경우, 0.1㎛∼0.4㎛
본 발명의 광학식헤드장치는 소형, 경량이며, 이와 같은 근접장소(니어 필드) 기록동작 또는 파 필드의 기록동작에 사용하는 광학식헤드장치에도 적용할 수 있다.
제 8 실시의 형태
도 17을 참조하여 본 발명의 제 8 실시의 형태를 설명한다.
도 17은 본 발명의 제 8 실시의 형태로서, 광학자기디스크를 복수장, 회전축에 따라서 겹쳐 쌓아 다층화 하고, 복수의 광자기디스크로의 데이터의 기입, 독해를 동시적으로 실시하는 광자기기록·재생장치의 부분 사시도이다.
1장의 광자기디스크에 사용하는 광자기헤드는, 상술한 실시의 형태의 것을 사용한다. 상술한 광자기헤드는 소형이고, 경량이기 때문에, 도 17에 도해한 다층화한 복수의 광자기디스크의 데이터 기입, 독출에 복수의 광자기헤드를 사용해도, 광자기기록·재생장치 전체의 장치구성이 소형으로 할 수 있다. 그 결과, 그와 같은 광자기기록·재생장치를 저가격화, 경량으로 제조할 수 있고, 각종 용도로적용할 수 있다.
제 9 실시의 형태
도 18a, 도 18b를 참조하여 본 발명의 제 9 실시의 형태를 서술한다.
도 18a, 도 18b는 본 발명의 제 9 실시의 형태로서 각각 2층의 기록면(32a, 32b)을 가지는 2장의 기록매체(3A', 3B')를 접착시킨 MO디스크(3＇)의 2층의 기록면 각각의 기록면에 데이터를 기입, 또는, 2층의 기록면의 각각의 기록면으로부터 데이터를 읽어내는 경우에 사용하는 광학식헤드장치(1G)의 단면을 나타내는 도면이다.
도 18a는 제 1층의 기록면(32a)에 데이터를 기입한다. 또는, 제 l층의 기록면(32a)으로부터 데이터를 읽어내는 경우의 콜리메이터 렌즈(21)의 위치를 나타내는 도면이다.
도 18b는 제 2층의 기록면(32b)에 데이터를 기입한다. 또는, 제 2층의 기록면(32b)으로부터 데이터를 읽어내는 경우의 콜리메이터 렌즈(21)의 위치를 나타내는 도면이다.
광학식헤드장치(1G)는, 예를 들면, 도 3에 도해한 제 1실시의 형태의 형태의 광학식헤드장치와 동일 구성을 가진다. 즉, 광학식헤드장치(1G)는, 슬라이더(13)에 자계변조코일(14) 및 대물렌즈(15)가 탑재되어 있고, 대물렌즈(15)의 상부에 콜리메이터 렌즈(21)가 위치하고 있다. 콜리메이터 렌즈(21)의 위치는 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)에 의하여 상하로 이동된다. 하이브릿트 광학장치(7)의 광원(71)으로부터의 빛을, 콜리메이터 렌즈(21)의 위치에 따라서, 대물렌즈(15)를 통하여, 제 1층의 기록면(32a) 또는 제 2층의 기록면(32b)에 수속시킬 수 있다.
그 때문에, 예를 들면, 도 5에 도해한 제어장치(4)의 시스템 제어기(48)에 인터페이스 회로(53)를 개입시켜 상기의 장치(도시하지 않음)로부터, 제 l층의 기록면(32a) 또는 제 2층의 기록면(32b) 어느 것을 사용할지가 지시되었을 때, 시스템 제어기(48)는 그 지시에 따라서 어느 기록층에 초점을 맞출까를 콜리메이터 렌즈 위치제어부(55)에 지시한다.
제 1층의 기록면(32a)으로의 데이터 기입 또는 제 1층의 기록면(32a)로부터의 데이터의 독출할 때는, 도 18A에 도해한 바와 같이, 콜리메이터 렌즈 위치 제어부(55)는 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)를 개입시켜 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)를 구동하고 콜리메이터 렌즈(21)를 MO디스크(3')측에 이동시키고, 포커스 제어를 행한다.
제 2층의 기록면(32b)으로의 데이터 기입 또는 제 2층의 기록면(32b)으로부터의 데이터 독출할 때는, 도 18b에 도해한 바와 같이, 콜리메이터 렌즈 위치제어부(55)는 콜리메이터 렌즈·액츄에이터 구동부(56)를 개입시켜 콜리메이터 렌즈·액츄에이터(23)를 구동하고 콜리메이터 렌즈(21)를 MO디스크(3＇)와는 반대측, 즉, 고정 암(11) 측으로 이동시키고, 포커스 제어를 실시한다.
이와 같이, 본 발명의 제 9 실시의 형태에 의하면, 기록층이 2층인 경우도, 상술한 광학식헤드장치(1G)에 의하여 2층의 어느 기록층으로의 데이터 기입, 또는, 데이터 읽기를 행할 수 있다.
제 9 실시의 형태의 광학식헤드장치(1G)는, 상술한 제 1 실시의 형태의 광학식헤드장치와 같은 구성을 취하는 경우에 한정하지 않고, 상술한 제 1∼제 8 실시의 형태의 어느 형태의 광학식헤드장치여도 좋다. 도 18a, 도 18b에 도해한 하이브릿트 광학장치(7)의 광원(71)을 개념적으로 도해한 것이며, 광원의 위치는 상술한 실시의 형태의 어느 것이여도 좋다.
그 외의 변형 모양
상술한 실시의 형태는, 광학식 회전기록매체로서 MO디스크(3)를 이용한 경우에 대하여 예시했지만, 본 발명은 MO디스크로의 적용에 제한되지 않고, 자기작용을 수반하지 않는 광디스크, CD등의 여러 가지의 광학식 회전기록매체에도 적용할 수 있다. 광디스크로부터의 데이터 독출의 경우는, 슬라이더(13)에 자계변조코일(14)등의 자계인가수단을 탑재할 필요는 없다.
본 발명의 광학식헤드장치, 제어장치, 이들을 조합한 광학식기록·재생 장치는, 상술한 실시의 형태 및 그 변형 모양으로 한정되지 않고, 상술한 플라잉헤드형의 광학헤드장치의 기술사상을 적용하여 또한 여러 가지의 형태를 취할 수 있다.
본 발명에 의하면, 플라잉헤드형의 광학식헤드장치의 광원과 대물렌즈와의 사이에 콜리메이터 렌즈를 설치하고, 그 위치를 조정해 광학조건을 개선할 수 있다.
특히, 본 발명의 광학식헤드장치는 소형, 경량이며, 소형의 광학식기록·재생장치에 매우 적합하게 적용할 수 있다.
상술한 광학식헤드장치를 이용한 본 발명의 광학식기록·재생장치는, 정확한 포커스제어, 및／또는, 트래킹 제어가 가능하고, 신속한 응답성을 나타내고, 높은신뢰성을 나타낸다.　
본 발명의 광학식기록·재생장치는, 여러 가지의 분야에 있어서, 데이터의 기록·재생에 이용할 수 있다.

Claims (20)

  1. 고정 암(arm)과,
    상기 고정 암에 단이 고정된 타단이 자유단의 서스펜션과,
    상기 서스펜션의 자유단에 장착된 슬라이더와,
    상기 슬라이더에 탑재된 대물렌즈와,
    상기 고정암에 고정되며, 광원 및 수광계를 가지는 광학수단과,
    상기 광원과 상기 대물렌즈와의 사이에 상기 광원과 상기 대물렌즈를 연결하는 광축에 따라 위치하고, 상기 광원으로부터의 빛을 수속(收束)하고 상기 대물렌즈에 입사시켜, 상기 대물렌즈로부터의 복귀광을 수속시키고 상기 광원에 입사시키는 콜리메이터렌즈와,
    상기 콜리메이터렌즈를 상기 광원과 상기 대물렌즈와의 사이에서 상기 광축에 따라 이동시키는 제 1의 콜리메이터렌즈 이동수단을 가지고,
    상기 대물렌즈가 탑재되어 상기 서스펜션의 자유단에 장착된 슬라이더가 상기 대물렌즈와 대향하는 위치에서 회전하는 회전체의 풍압으로 부상하는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 플라잉 헤드방식의 광학식헤드장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 콜리메이터렌즈는, 그 초점위치가 상기 광원의 발광점에 거의 위치하고, 상기 광원으로부터 평행광이 상기 콜리메이터렌즈에 입사했다고 가정한 경우의초점위치에 상기 대물렌즈의 입사 동공이 위치하도록, 위치결정되는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 콜리메이터렌즈와 상기 광원의 발광점과의 거리와, 상기 콜리메이터렌즈와 상기 대물렌즈의 입사 동공과의 거리가 거의 동등한 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1의 콜리메이터렌즈 이동수단은 전자석인 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1의 콜리메이터렌즈 이동수단은 피에조소자인 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 회전체는 회전식 광학식 기록매체인 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 콜리메이터를 상기 광축과 직교하는 방향에 실질적으로 이동시키는 제 2의 콜리메이터렌즈 이동수단을 또한 가지는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2의 콜리메이터렌즈 이동수단은 전자석인 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2의 콜리메이터렌즈 이동수단은 피에조소자인 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 회전체는 회전식 자기·광학식 기록매체인 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 고정암에 고정된 상기 광학수단은 상기 암의 면에 따라 상기 광원으로부터의 빛을 출사하고,
    상기 고정암에는 상기 광학수단으로부터 출사된 빛을 상기 콜리메이터렌즈로 향하여 지향시키는 미러가 설치된 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 고정암에 고정된 상기 광학수단은 상기 고정암의 면에 따라 상기 광원으로부터의 빛을 출사하고,
    상기 고정암에는 상기 광학수단으로부터 출사된 빛을 상기 콜리메이터렌즈로 향하여 지향시키는 미러 및 상기 광학수단으로부터 출사된 빛을 상기 광축에서 어긋나도록 상기 콜리메이터렌즈에 입사시키기 위해 이 미러를 회전시키는 미러회전수단을 가지는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제(第) 미러회전수단은 전자석인 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제 미러회동수단은 피에조소자인 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 대물렌즈는 슬라이더에 접근하고 설치된 2개의 볼록렌즈를 조합하여 구성되어 있고,
    근접 장소(니어필드) 기록동작에 사용되는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식헤드장치.
  16. 광학적 또는 자기·광학적으로 데이터의 기록 및/또는, 기록/독출을 가능하게 하는 회전식기록매체를 회전구동하는 수단과,
    고정암과, 상기 고정암에 일단이 고정되어 타단이 자유단의 서스펜션과, 상기 서스펜션의 자유단에 장착된 슬라이더와, 상기 슬라이더에 탑재된 대물렌즈와, 상기 고정암에 고정되어 광원 및 수광계를 가지는 광학수단과 상기 광원과 상기 대물렌즈와의 사이에 상기 광원과 상기 대물렌즈를 연결하는 광축에 따라 위치하고, 상기 광원으로부터의 빛을 수속하고 상기 대물렌즈에 입사시키는 콜리메이터렌즈와, 상기 콜리메이터렌즈를 상기 광원과 상기 대물렌즈와의 사이에서 상기 광축에 따라 이동시키는 제 1의 콜레메이터렌즈 이동수단을 가지고, 상기 대물렌즈가 탑재되어 상기 서스펜션의 자유단에 장착된 슬라이더가 상기 대물렌즈와 대향하는 위치에서 회전하는 상기 회전식 기록매체의 회전에 기인하는 풍압으로 부상하는 플라잉 헤드방식의 광학식헤드장치와,
    상기 광학식헤드를 트래킹제어를 행하는 제어장치이며, 포커스에러신호에 의거하여 상기 제 1의 콜리메이터렌즈 이동수단을 구동하여 상기 콜리메이터렌즈의위치를 제어하는 콜리메이터렌즈 위치제어수단을 가지는 제어장치를 가지는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식 기록·재생장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 콜리메이터렌즈는, 그 초점위치가 상기 광원의 발광점에 거의 위치하고, 상기 광원으로부터 평행광이 상기 콜리메이터렌즈에 입사했다고 가정한 경우의 초점위치에 상기 대물렌즈의 입사 동공이 위치하도록, 위치결정되는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식 기록·재생장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 콜리메이터렌즈와 상기 광원의 발광점과의 거리와, 상기 콜리메이터렌즈와 상기 대물렌즈의 입사 동공과의 거리가 거의 동등한 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식 기록·재생장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 광학식헤드장치는 상기 콜리메이터렌즈를 상기 광원과 직교하는 방향으로 실질적으로 이동시키는 제 2의 콜리메이터렌즈 이동수단을 또한 가지고,
    상기 제어장치는, 트래킹에러신호에 의거하여 상기 제 2의 콜리메이터렌즈 이동수단을 구동하고 상기 콜리메이터렌즈를 상기 회전식 기록매체의 트래킹방향에 위치제어하는 트래킹 부(副)제어수단을 또한 가지는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식 기록·재생장치.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 회전식 기록매체는 1 또는 복수의 기록면을 가지고,
    상기 제어수단의 상기 콜리메이터렌즈 위치제어수단은, 상기 회전식 기록매체의 1 또는 복수의 기록면중 데이터의 기록 또는 재생을 행해야 할 1의 기록면에, 상기 광원으로부터 빛이 상기 대물렌즈를 통하여 초점을 붙이도록 상기 콜리메이터렌즈의 위치를 조정하기 위해, 상기 제 1의 콜리메이터렌즈 이동수단을 구동하는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 광학식 기록·재생장치.
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