JPH026134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、小型にして構造簡単、かつ応答速度
の早い光情報記録再用の光学ヘツドに関する。

〔従来の技術〕

従来におけるこの種の光学ヘツドの概略構成図
を第１図及び第２図に示す。第１図及び第２図に
おいて、１は図示しない光記録用デイスクのデイ
スク記録面上に光ビームを集束するための集束レ
ンズ、２は集束レンズ１を保持するためのレンズ
筺体、３はレンズ筺体２を支持バネ４を介して焦
点調節制御方向に移動可能に支持するための枠
体、５はレンズ筺体２に取り付けられた電磁コイ
ル部、６は枠体３に固定された磁石である。ま
た、第１図において７はガルバノミラー、第２図
において８は制動バネ、９ａは鉄片、９ｂはトラ
ツクアクセス制御用コイルである。

このような光学ヘツドにおいて、デイスク記録
面上での焦点調節制御は、図示しない制御部から
送出される電流が電磁コイル部５を通ることによ
り発生する電磁コイル部５と磁石６との磁力作用
によりレンズ筺体２及び集束レンズ１が上下動し
てなされ、大まかなトラツクアクセスは、図示し
ないヘツドポジシヨナの先端部に枠体３を取り付
け、それごと左右に移動することによつてなされ
るが、微小（数100μm以内）なトラツクアクセス
制御は、第１図の例ではガルバノミラー７の回転
により、また第２図の例ではトラツクアクセス制
御用コイル９ｂ、鉄片９ａによる集束レンズ１の
左右方向への移動に基づく集束レンズ１に対する
光ビームの入射位置の変位によつてなされてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような構成の光学ヘツドを用いた場合、ヘ
ツドポジシヨナを高速で動作させると、ガルバノ
ミラー７あるいは鉄片９ａ及び集束レンズ１に不
要な振動が生じ、微小なトラツクアクセス制御を
正確に行うとがきないという欠点があつた。一
方、デイスク記録面上での光ビームの位置は、集
束レンズ１に対する光ビームの入射位置の変位に
よつて変動するため、集束レンズ１の振動は光ビ
ームの位置検出を困難とする。しかしながら、集
束レンズ１の振動を制御することは一般的に困難
であり、そのため情報トラツクへの正確な高速ア
クセスができないという欠点もあつた。

また、集束レンズ１に対する光ビームの入射位
置が変動するため、集束レンズ１は周縁部におい
ても収差の少ない高価なものを必要とし、更にガ
ルバノミラー７、あるいは制動バネ８、鉄片９
ａ、トラツクアクセス制御用コイル９ｂ等の複雑
な構成を有し、焦点調節制御方向の寸法が大きく
なるので、複数枚のデイスクを積み重ねたデイス
クパツクとする際、各デイスク間の間隔を大きく
する必要があり、上記デイスクパツクの大容量化
を妨げていた。

更に、第１図の例においてガルバノミラー７を
省略し、ヘツドポジシヨナによつて微小なトラツ
クアクセス制御まで行うものもあるが、ヘツド全
体の質量が大きいため高速追従ができないという
欠点を持つていた。

本発明は、上記従来の光学ヘツドの欠点に鑑
み、焦点調節制御方向にのみ変位可能に保持した
集束レンズと、デイスク記録面に平行なトラツク
アクセス方向に光軸を有する光ビームの光路をデ
イスク記録面に垂直な方向に転換する光路転換器
とを備えた光学ヘツド本体を、ヘツド外筺内にト
ラツクアクセス方向にのみ移動可に収容して光学
ヘツドを構成するとともに、該光学ヘツドを光記
録用デイスクの半径方向にトラツクアクセスする
ヘツドポジシヨナの先端部に取り付けて前記光記
録用デイスクの情報トラツクにアクセスし、更に
ヘツド外筺内において光学ヘツド本体をトラツク
アクセス方向に微小駆動制御して微小なトラツク
アクセスを行うことにより不要な振動を防ぎ、高
速アクセスを可能とした光学ヘツド、及び光学ヘ
ツド本体のトラツクアクセス方向の変位量を変位
検出部にて検出し、更に正確なトラツクアクセス
を可能となした光学ヘツドを提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の光学ヘツド
は、ヘツド外筺と該ヘツド外筺内に配された光学
ヘツド本体とから構成され、該光学ヘツド本体
は、前記デイスク記録面と平行な光ビームの光路
を垂直方向に転換する光路転換器と、前記垂直方
向に転換された光ビームを前記デイスク記録面に
集束させる集束レンズと、前記デイスク記録面と
垂直な焦点調節制御方向にのみ変位可能に支持さ
れた可動体と、該可動体を駆動して焦点調節制御
する第１の駆動装置とから構成され、前記ヘツド
外筺と前記光学ヘツド本体との間に前記デイスク
記録面に平行で且つ前記装置の駆動方向と垂直な
方向であるトラツクアクセス方向に前記光学ヘツ
ド本体を駆動する第２の駆動装置を設け、前記光
学ヘツド本体を構成するヘツド枠体の上部面、下
部面と前記ヘツド外筺の上板内壁面、下板内壁面
との間、及び前記ヘツド枠体の上部面、下部面と
垂直で、且つ前記トラツクアクセス方向に平行な
前記ヘツド枠体の両側面と前記光学ヘツド本体に
面する前記ヘツド外筺の両側板内壁面との間に形
成される４面空間の各空間に球状部材を配設して
前記光学ヘツド本体を前記ヘツド外筺内で前記ト
ラツクアクセス方向にのみ可動となし、前記光学
ヘツド本体の前記ヘツド外筺に対する前記トラツ
クアクセス方向の相対的変位量を検出する変位検
出部を備えたことを特徴とする。

〔作 用〕

このような構成の光学ヘツドによれば、光路転
換器及び集束レンズを保持した可動体を光学ヘツ
ド本体に対して焦点調節制御方向にのみ移動可動
となし、且つ光学ヘツド本体をヘツド外筺に対し
てトラツクアクセス方向にのみ微小変位可能とな
したため、制御不能な振動の発生防止や光ビーム
の制御が容易となり、そのためデイスク記録面へ
の高精度、高速アクセスが可能になるという利点
を有する。

また、トラツクアクセス方向に出射された光ビ
ームを光路転換器にて焦点調節制御方向に光路転
換させ集束レンズによりデイスク記録面に集束さ
せているため、焦点調節制御方向の寸法が小さな
り、その結果、光学ヘツド本体を薄形となすこと
ができ、デイスクパツクの大容量化が図れるとい
つた利点がある。

更に、変位検出部を設けているため、ヘツドポ
ジシヨナによる高速アクセスの際に生じる光学ヘ
ツド本体のトラツクアクセス方向への変位が直ち
に検出でき、そのためより高速で性格なトラツク
アクセスが可能になるといつた利点も有してい
る。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の実施例について詳
細に説明する。

第３図は、本発明の一実施例に示す光学ヘツド
の要部の縦断正面図であり、該光学ヘツド自体は
図示しないヘツドポジシヨナの先端部に取り付け
られ、該ヘツドポジシヨナは高速回転する図示し
ない光記録用デイスクの半径方向に駆動し、前記
光記録用デイスクの情報トラツクに対しアクセス
する。

第３図において、１０は光学ヘツド本体、１１
は光学ヘツド本体１０の一側部に透孔１１ａを有
する中空角柱形状のヘツド枠体、１２は光ビーム
を前記光記録用デイスクのデイスク記録面上に集
束させる集束レンズ、１３は集束レンズ１２を上
部に保持し、下部に電磁コイル１４を備えた円筒
形状の可動体で、側面部に透孔１１ａと対向する
透孔１３ａを有する。１５，１６は可動体１３を
ヘツド枠体１１内にて第３図の下部に示した焦点
調節制御方向（イ−イ′方向）にのみ変位可能に
支持するダンパー、１７はヘツド枠体１１の下部
に取り付けられた磁石で、電磁コイル部１４と共
に可動体１３を前記焦点調節制御方向に駆動する
第１の駆動装置を構成する。１８は磁石１７のセ
ンターボール７ａ上に取り付けられた光路転換
器、例えばミラーで、透孔１１ａ及び１３ａを通
して可動体１３内に入射した前記デイスク記録面
と平行な第３図の下部に示したトラツクアクセス
方向（ロ−ロ′方向）における前記光ビームの光
路を、前記デイスク記録面と垂直な方向に転換
し、集束レンズ１２の中心部を通して前記デイス
ク記録面に前記光ビームを導く如くなつている。
１９は透孔１１ａの形成されたヘツド枠体１１と
反対側のヘツド枠体１１に取り付けられた円筒形
の電磁コイル部である。２０は上記の如く構成さ
れた光学ヘツド本体１０を収容するための中空矩
形状のヘツド外筺で、透孔１１ａとの対向側を開
口して開口部２０ａとなし、また集束レンズ１２
と対向する位置に透孔２０ｂを有する。２１は開
口部２０ａと反対側のヘツド外筺２０の側壁部２
０ｃに円筒形の電磁コイル部１９を含むようにし
て取り付けられた円形の磁石であり、磁石２１は
電磁コイル部１９と共に光学ヘツド本体１０を前
記トラツクアクセス方向に駆動する第２の駆動装
置を構成する。３０は球状部材で、ヘツド外筺２
０の上板内壁面２０ｄとヘツド枠体１１の上部面
１１ｂとの間、及びヘツド外筺２０の下板内壁面
２０ｅとヘツド枠体１１の下部面１１ｃとの間の
面空間にヘツド枠体１１とヘツド外筺との間隔が
一定となるように配置されており、光学ヘツド本
体１０の前記焦点調節制御方向への変位が抑制さ
れる如くなつている。

また、第６図は第３図のＡ−A′断面における
横断平面図である。即ち、第３図における集束レ
ンズ１２の上方向から見て、そのうち、光学ヘツ
ド本体１０及び光学ヘツド本体１０の上部、下部
に設けられた球状部材３０を除くヘツド外筺２０
の側壁面２０ｃ、磁石２１、電磁コイル部１９に
ついては、前記トラツクアクセス方向に平行な磁
石２１の中心を通る平面（第３図の紙面に垂直な
平面）で横断し、光学ヘツド本体１０については
ヘツド枠体１１の上部面１１ｂと支持部材３０と
の界面を同様にして前記トラツクアクセス方向に
平行な面で横断して見た平面図であるが、ヘツド
枠体１１の上部面１１ｂ、下部面１ｃと垂直で、
且つ前記トラツクアクセス方向に平行なヘツド枠
体１１の側面１１ｅ，１１ｆと光学ヘツド本体１
０に面したヘツド外筺２０の側板内壁面２０ｆ，
２０ｇとの間の面空間にも第３図と同様にヘツド
枠体１１とヘツド外筺２０との間隔が一定となる
よう球状部材３０が配置されており、第６図の右
側に示す矢印方向（ハ−ハ′方向）への光学ヘツ
ド本体１０の変位が抑制される如くなつている。

ここで、本発明におけるような箱形の可動体で
ある光学ヘツド本体１０とその周囲を覆うヘツド
外筺との間に形成される４つの前記面空間の各面
空間を３個以上の球体（本実施例の場合は４個）
で支持すると、光学ヘツド本体直線移動１自由度
とすることができる。即ち、第３図と第６図に示
す如く、光学ヘツド本体１０におけるヘツド枠体
１１の上部面１１ｂ、下部面１１ｃとヘツド外筺
２０の上板内壁面２０ｄと下板内壁面２０ｅとの
間、及びヘツド枠体１１の上部面１１ｂ、下部面
１１ｃと垂直で、且つ前記トラツクアクセス方向
に平行なヘツド枠体１１の側面１１ｅ，１１ｆと
光学ヘツド本体１０に面したヘツド外筺２０の側
板内壁面２０ｆ，２０ｇとの間に形成される４つ
の面空間に球状部材３０を配設することにより、
光学ヘツド本体１０は常にヘツド外筺２０の内板
面に対して平行に支持されると共に、前記トラツ
クアクセス方向にのみ微小移動し得る如くなつて
いる。

ここで、微小なトラツクアクセス制御を行うた
めのヘツド外筺２０内における光学ヘツド本体１
０の前記トラツクアクセス方向への可動範囲は
高々数百μm程度であり、球状部材３０が光学ヘ
ツド本体１０におけるヘツド枠体１１の上部面１
１ｂ、下部面１１ｃ、及び側面１１ｅ，１１ｆの
極端な縁近傍に位置しなければ、前記トラツクア
クセス方向への光学ヘツド本体１０の微小移動に
伴つて脱落することはない。また、側面１１ｅ及
び１１ｆとヘツド外筺２０の側板内壁面２０ｆ，
２０ｇとの間に配した球状部材３０の重力による
落下の危険性は、一般的なベアリング軸受と同様
に、光学ヘツドを組み立てる際、ヘツド外筺２０
に対し光学ヘツド本体１０と球状部材３０を球状
部材３０の自重より十分大きな余圧を与えるよう
にして圧入すれば防ぐことができるが、本発明の
本質に係わるものではないため詳細な説明は省
く。また、このような直進機構の支持構造につい
ては、周知のベアリング軸渋の組み合わせる等
種々の方法が適用できるのは明らかである（例え
ば電気通信研究所研究実用化報告、第28巻第10
号、pp.2189−2203，1978）。

また、４０は変位検出部であり、光学ヘツド本
体１０におけるヘツド枠体１１の外側に支持構造
体４１を介して取り付けられた磁石４２と、ヘツ
ド外筺２０の内壁面に支持構造体４３を介して取
り付けられたホール素子４４とからなり、前記ヘ
ツドポジシヨナによる高速アクセスの際に生じる
光学ヘツド本体１０のヘツド外筺２０に対する相
対的位置の前記トラツクアクセス方向の変位量
を、磁石４２とホール素子４４との距離の変化に
伴なう磁界強度の変化としてホール素子４４で検
出することができ、この出信号によつて光学ヘツ
ド本体１０の前記トラツクアクセス方向への制御
を高精度に行うことができる。

次に本実施例の動作について説明する。前記ヘ
ツドポジシヨナを高速回転する前記光記録用デイ
スクの半径方向に駆動することにより、前記ヘツ
ドポジシヨナの先端部に取り付けられた本発明の
光学ヘツドが前記デイスク記録面に形成された情
報トラツクの所定位置にトラツクアクセスされ、
更に図示しない発光部より前記光ビームが出射さ
れると、該光ビームは前記光学ヘツドを構成する
光学ヘツド本体１０のヘツド枠体１１の透孔１１
ａ及び可動体１３の透孔１３ａを通して可動体１
３内に入射し、光路転換器１８にて直角に反射さ
れ集束レンズ１２の中心部を通つて前記デイスク
記録面上に集束される。ここで焦点調節制御は、
図示しない制御回路からの電流が電磁コイル部１
４に流れ、電磁コイル部１４と磁石１７との磁力
作用により可動体１３がダンパー１５，１６を介
して光学ヘツド本体１０に対して上下動すること
によつて行われる。一方、ヘツド外筺２０内にお
ける光学ヘツド本体１０の前記トラツクアクセス
方向への微小な駆動は、制御回路からの電流が電
磁コイル部１９に流れ、磁石２１と光記録用デイ
スク部１９との磁力作用により光学ヘツド本体１
０が支持部材３０を介してヘツド外筺２０に対し
て前記トラツクアクセス方向にのみ変位してなさ
れる。

従つて、本実施例によれば、前記光学ヘツドの
微小なトラツクアクセスのため、光学ヘツド本体
１０はヘツド外筺２０内において前記トラツクア
クセス方向にのみしか駆動せず、た可動体１３も
光学ヘツド本体１０に対して前記焦点調節制御方
向にのみしか駆動せず、光学ヘツド本体１０及び
可動体１３の駆動それぞれ電磁コイル部１４，１
９及び磁石１７，２１により制御されるので不要
な振動が発生せず、その制御も容易である。

また前記デイスク記録面に照射される前記光ビ
ームは、前記光学ヘツド本体１０がトラツクアク
セスのため微小駆動するにつれ前記トラツクアク
セス方向に平行移動するので、その位置の検出も
容易である。更に、光路転換器１８によつて前記
光ビームの方向を90度転換しているので、前記焦
点調節制御方向の寸法を小さくでき、前記光ビー
ムは集束レンズ１２の収差の少ない中心部を常に
通ので、安価なレンズを集束レンズ１２として使
用し得る。

第４図は、本発明の他の実施例を示す光学ヘツ
ドの要部の縦断正面図であり、前記の実施例にお
いて光学ヘツド本体１０におけるヘツド枠体１１
の下部に取り付けられていた焦点調節制御用の磁
石１７をヘツド枠体１１より切り離し、ヘツド外
筺２０の下板内壁面２０ｅに固定したものであ
る。即ち、光学ヘツド本体１０のヘツド枠体１１
は透孔１１ａの反対側の内壁にアーム１１ｄを有
し、アーム１１ｄは可動体１３の透孔１３ｂを通
して光路転換器１８を支持する如くなつている。

また第５図は、第４図のＶ−V′断面における
横断平面図であるが、電磁コイル部１４及び磁石
１７は同図に示すように断面矩形形状で、特に磁
石１７は前記トラツクアクセス方向のギヤツプ１
７ｂがその変位幅に相当する間隔を有して広く、
前記トラツクアクセス方向と垂直な方向のギヤツ
プ１７ｃは狭く構成されている。これは通常用い
られる円形の磁気記録媒体回路であり、前記トラ
ツクアクセス方向にその変位幅に相当する間隔の
ギヤツプを設けると効率が低下するためである。
従つて、本実施例によれば焦点調節制御用の磁気
回路の効率を低下させることなく、光学ヘツド本
体１０よりその質量の占める割合の大きい磁石１
７を分離することができたため、前記トラツクア
クセス方向への制御応答速度を著しく高めること
が可能となる。その他の構成、動作、効果につい
ては前記の実施例と同様である。

第７図は、本発明の光学ヘツドにおける前記ト
ラツクアクセス方向の振動制御系のブロツク図で
ある。図中、１００は光学ヘツド、１０１は光学
ヘツド本体１０、電磁コイル部１９、変位検出部
４０等を含む可動部、１０２は変位検出部４０に
接続した変位検出回路、１０３は外部の制御回
路、１０４はトラツクアクセス方向制御回路で、
可動部１０１が前記トラツクアクセス方向に変位
するとその変位量は変位検出回路１０２で検出さ
れ、制御回路１０３を通してトラツクアクセス方
向制御回路１０４より可動部１０１を前記トラツ
クアクセス方向に制御するための電磁コイル部１
９に駆動電流を流し、前記トラツクアクセス方向
における振動を抑制する如くなつている。

〔効 果〕

以上説明したように、本発明によれば、集束レ
ンズ１２２を保持した可動体１３は、光学ヘツド
本体１０に対して前期焦点調節制御方向にのみ移
動可能で、また光学ヘツド本体１０はヘツド外筺
１１内において前記トラツクアクセス方向にのみ
変位可能となしたので、制御不能な振動が発生す
ることなく、また前記デイスク記録面に照射され
る前記光ビームの前記トラツクアクセス方向の位
置の検出及び制御が容易となり、従つて前期デイ
スク記録面への高精度での高速アクセスが可能と
なるという利点を有している。

また、前記トラツクアクセス方向に出射された
平行な前記光ビームを光路転換器１８にて前記デ
イスク記録面に垂直な方向に光路転換させ、集束
レンズ１２を通して集束させるようになしている
ので、前記焦点調節制御方向の寸法が小さくな
り、光学ヘツド本体１０を薄形となすことがで
き、デイスクパツクの大容量化が図れると共に、
集束レンズ１２は中心部のみが使用されるため安
価なレンズを使用することができるという経済上
の利点を有している。

更に、光学ヘツド本体１０、可動体１３等は構
造が簡単で、重量も小さいため、これまで可動重
量が小さいことやその構造に自由度の少ないこと
から、この種の光学ヘツドには採用されなかつた
圧電素子等を用いた固体化駆動装置を使用するこ
ともできるという利点を有している。

また、変位検出部４０を設けているため、前記
ヘツドポジシヨナによる高速アクセスの際に生じ
る光学ヘツド本体１０の前記トラツクアクセス方
向への変位が直ちに検出でき、その制御も容易で
あり、より高速で正確なトラツクアクセスがなし
得る等の利点を有している。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の説明に供するもので、第１図及
び第２図は従来の光学ヘツドの概略構成図、第３
図は本発明の一実施例を示す光学ヘツドの要部の
縦断正面図、第４図は他の実施例を示す光学ヘツ
ドの要部の縦断正面図、第５図は第４図Ｖ−
V′線矢印方向の拡大断面図、第６図は第３図及
び第４図におけるＡ−A′線矢印方向の横断平面
図、第７図は本発明の光学ヘツドにおけるトラツ
クアクセス方向の振動制御系のブロツク図であ
る。 １０……光学ヘツド本体、１１……ヘツド枠
体、１２……集束レンズ、１３……可動体、１
４，１９……電磁コイル部、１５，１６……ダン
パー、１７，２１……磁石、１８……光路転換
器、２０……ヘツド外筺、３０……球状部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光記録用デイスクの半径方向にトラツクアク
   セスするヘツドポジシヨナの先端部に取り付けら
   れ、前記光記録用デイスクの情報トラツクに光情
   報を記録再生する光学ヘツドであつて、ヘツド外
   筺と該ヘツド外筺内に配された光学ヘツド本体と
   から構成され、該光学ヘツド本体は、前記デイス
   ク記録面と平行な光ビームの光路を垂直方向に転
   換する光路転換器と、前記垂直方向に転換された
   光ビームを前記デイスク記録面に集束させる集束
   レンズと、前記デイスク記録面と垂直な焦点調節
   制御方向にのみ変位可能に支持された可動体と、
   該可動体を駆動して焦点調節制御する第１の駆動
   装置とから構成され、前記ヘツド外筺と前記光学
   ヘツド本体との間に前記デイスク記録面に平行で
   且つ前記第１の駆動装置の駆動方向と垂直な方向
   であるトラツクアクセス方向に前記光学ヘツド本
   体を駆動する第２の駆動装置を設け、前記光学ヘ
   ツド本体を構成するヘツド枠体の上部面、下部面
   と前記ヘツド外筺の上板内壁面、下板内壁面との
   間、及び前記ヘツド枠体の上部面、下部面と垂直
   で、且つ前記トラツクアクセス方向に平行な前記
   ヘツド枠体の両側面と前記光学ヘツド本体に面す
   る前記ヘツド外筺の両側板内壁面との間に形成さ
   れる４面空間の各空間に球状部材を配設して前記
   光学ヘツド本体を前記ヘツド外筺内で前記トラツ
   クアクセス方向にのみ可動となし、前記光学ヘツ
   ド本体の前記ヘツド外筺に対する前記トラツクア
   クセス方向の相対的変位量を検出する変位検出部
   を備えたことを特徴とする光学ヘツド。