JP3379149B2 - 浮上式光ヘッド及び光記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体に光学的に
情報を記録再生するための浮上式光ヘッド及びそれを用
いた光記録再生装置に係り、特に光記録媒体の表面近傍
に浮上した状態で情報を記録再生する浮上式光ヘッド及
び光記録再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種情報を記録、再生するための記録再
生装置には、磁気ヘッドによって磁気記録媒体に磁気的
に情報を記録再生する磁気記録再生装置があり、磁気デ
ィスクドライブ装置はその代表的な装置である。

【０００３】また、他の記録再生装置としては、レーザ
光によって光学的に情報を記録、再生する光記録再生装
置があり、記録再生の方法等によって、読みだし専用の
コンパクトディスクドライブ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気
ディスクドライブ装置、相変化型光ディスクドライブ装
置等に分類できる。

【０００４】コンピュータの外部記憶装置としての情報
記録再生装置は、装置体積当たりの記録密度（以下装置
密度と称す）を向上し、情報の記録再生に必要なアクセ
ス速度を上げることが従来からの大きな課題である。

【０００５】また、要求される記憶容量当たりの装置単
価（以下、ビットコストという）も年々低下しており、
より安価な情報記録再生装置を提供することも重要な課
題である。

【０００６】従来の光記録再生装置は、小さな磁気ヘッ
ドが磁気記録媒体表面をほぼ一定の隙間を保って浮上
し、磁気ヘッドとその支持部材のみを移動させながら記
録再生を行う磁気記録再生装置とは異なり、対物レンズ
やフォーカス制御手段やトラッキング制御手段等の比較
的重量の大きいものを移動させなければならなかったた
め、アクセス速度が低かった。

【０００７】また、記録媒体の面記録密度に関しては、
現時点では、まだ磁気記録再生装置より優れてはいるも
のの、磁気記録再生装置には、磁気ヘッドが微小で、装
置内に磁気記録媒体を複数枚スタックした構成を取って
いるものがあり、装置当りの記憶容量（以下、装置記録
密度という）は再生装置を上回るものがある。さらに磁
気記録再生装置では、使用される磁気記録媒体の径は
１．８インチ程度までのものが実用化され、装置の厚み
も１０ｍｍ程度まで小型化が進んでいる。この結果、ノ
ート型等の携帯型のパーソナルコンピュータ（以下、パ
ソコンという）等に幅広く使用されている。

【０００８】一方、光記録再生装置では、半導体レーザ
からの光を導き光記録媒体に絞り込んで到達させ、再生
光を検出用のセンサに導くまでに数多くの光学部品を必
要とするため小型化が困難であった。

【０００９】また、構成が簡単な磁気記録再生装置に対
して装置価格が高いという問題もあった。

【００１０】これらの結果、コンピュータ用の外部記憶
装置としては、広く磁気記録再生装置が使用されてお
り、光記録再生装置は、ＣＤ−ＲＯＭのような用途を除
けば、文書ファイルの保存用など限られた用途にしか使
用されていないのが現状である。

【００１１】この様な状況を打破するためには、光情報
記録再生装置は、アクセス速度を上げるとともに、装置
密度の向上や装置コストの低下を図らなければならな
い。

【００１２】一般に光記録再生装置で装置記録密度をあ
げるには、 対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくする。 半導体レーザの波長を短くする。 半導体レーザ、センサ、光学部品を集積化する。 記録媒体を増やしスタック構造にする。 ことなどが考えられる。

【００１３】また、アクセス速度を上げるためには、 光ヘッドの質量を小さくする。 アクチュエータの推力を上げる。 ことなどが考えられるが、アクチュエータの推力を上げ
た場合には、装置も大きくなることとなり装置密度は上
がらないこととなる。

【００１４】従って、装置記録密度及びアクセス速度を
向上するためには、光ヘッドを小型化し、半導体レーザ
の波長を短くして、対物レンズの開口数を大きくするこ
とが望ましい。

【００１５】ところで、半導体レーザとしては、従来か
ら７８０ｎｍの波長が使用されており、現在では波長６
８０ｎｍ程度の短波長半導体レーザも実用可能になって
いる。しかし、従来の構成では、対物レンズと光記録媒
体との接触を避けるために両者間に１．５ｍｍ〜２ｍｍ
程度の作動距離が必要であった。

【００１６】このため、対物レンズの開口数ＮＡを大き
くしても焦点距離を小さくすることはできず、必要な光
ビームの径は開口数に比例して大きくなるため、光学部
品も必然的に大きくなり、装置記録密度をあげることは
できなかった。

【００１７】上述した問題点を解決するために、磁気記
録再生装置に使用されている磁気ヘッドのように、浮上
式スライダを用いて光ヘッドを光記録媒体上に浮上させ
て使用する浮上型光ヘッドが提案されている。

【００１８】ここで、従来の浮上式光ヘッドを図１２を
参照して説明する。浮上式光ヘッドは、浮上スライダ本
体９０を有し、この浮上スライダ本体９０には偏向ミラ
ー９２と対物レンズ９１が搭載されており、支持部材１
０３によって光記録媒体５０に押圧されて支持されてい
る。支持部材１０３はアーム１０２に取り付けられてい
る。レーザダイオード等の発光素子９８から出た光は、
集光レンズ９６、ビームスプリッタ９５、偏光板９４及
び偏向素子９３ａを通って、偏向ミラー９２で反射さ
れ、対物レンズ９１により光記録媒体５０に集光され
る。光記録媒体５０からの反射光は、対物レンズ９１、
偏向ミラー９２、偏向素子９３ａおよび偏光板９４を介
してビームスプリッタ９５に到達し、ビームスプリッタ
９５で反射されて集光レンズ９９、シリンドリカルレン
ズ１００をとおって受光センサ１０１に到達し、信号の
検出が行われる。集光レンズ９６は駆動部材９７により
ほぼその光軸方向に駆動され、光記録媒体５０の面上で
焦点が合うように制御される。光スポットは微小トラッ
キング駆動部材９３によって、偏向素子９３ａを微小に
移動させられデータトラックに位置決めされる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の浮上式光ヘッドは、偏向ミラー９２及び対物レンズ
９１のみを浮上スライダ９０に搭載した構成であり、発
光素子９８、受光センサ１０１、ビームスプリッタ９５
等の光学部品は浮上スライダとは分離された状態となっ
ている。

【００２０】組立易さや調整の容易さ等の観点からは、
これらの光学部品はあまり小さくすることができず、従
来の光ヘッドに比べればアクセス速度の向上は望めるも
のの、装置を磁気記録再生装置と同程度に小型化するこ
とができず、装置記録密度を向上させることができなか
った。

【００２１】また、偏向ミラーや対物レンズを微小化す
るにも限界があり、磁気ヘッドと同程度の大きさの浮上
式光ヘッドを実現することは困難である。

【００２２】これらの理由により、光記録再生装置は、
小型化が困難でありノート型パソコン等の小型パソコン
に搭載することはできなかった。

【００２３】そこで、本発明の目的は、磁気ヘッドとほ
ぼ同程度の大きさで、アクセス速度の向上のみならず、
装置密度をも向上させることが可能な浮上式光ヘッド
と、この浮上式光ヘッドを用いノート型パソコン等の携
帯型小型パソコンにも搭載可能な小型の情報記録再生装
置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記、課題を解決するた
め、第１の発明は、光記録媒体に光を照射する発光素子
及び前記光記録媒体からの反射光を受光する受光センサ
を配置した基板と、第１の反射型ホログラムパターンに
より前記光を集光して前記光記録媒体に照射する集光手
段、第２の反射型ホログラムパターンにより前記光を前
記集光手段へ導き、前記集光手段からの光を前記受光セ
ンサに導くように構成された光路補正手段、前記第２の
反射型ホログラムパターンよりも小さな形状で前記集光
手段からの光が透過する光透過窓、及び、光学材料から
なり前記光記録媒体の回転によって隙間を保って浮上す
るように形成された空気軸受け面を備えた浮上スライダ
本体とを備えて浮上式光ヘッドを構成する。

【００２５】また、第２の発明は、第１の発明の浮上式
光ヘッドと、光記録媒体を回転させるスピンドルモータ
と、前記浮上式光ヘッドを光記録媒体方向に押圧して浮
上させる支持装置と、前記支持装置が固定され前記光記
録媒体の半径方向に移動させるアクチュエータとを備え
て光記録再生装置を構成する。

【００２６】

【作用】第１の発明によれば、浮上式光ヘッドは、浮上
スライダ本体の空気軸受面により光記録媒体が回転する
と所定の隙間を保ったまま浮上する。

【００２７】一方、基板上の発光素子を出射した光は、
光路補正手段の第２の反射型ホログラムパターンにより
集光手段に導かれ、集光手段の第１の反射型ホログラム
パターンにより集光され、光透過窓を透過して光記録媒
体に照射される。

【００２８】この照射光は、光記録媒体により反射さ
れ、第１の反射型ホログラムパターンにより反射されて
光路補正手段の第２のホログラムパターンにより受光セ
ンサに導かれる。

【００２９】この様に構成することにより、光ヘッドに
必要な発光素子や受光センサや偏向ミラーや対物レンズ
等のほとんど全ての部品を浮上スライダ本体に搭載する
ことができ、磁気ヘッドと同程度の大きさまで小型化が
可能になる。

【００３０】また、第２の発明によれば、光記録再生装
置は、スピンドルモータにより光記録媒体を回転させ、
これと同時に第１の発明の浮上式光ヘッドをアクチュエ
ータで光記録媒体の半径方向に移動させるとともに、支
持装置により光記録媒体方向に押圧して浮上させる。

【００３１】このように構成することにより、発光素子
から光ヘッドに光を導いたり、光ヘッドから受光センサ
へ光を導く必要がないため、磁気記録再生装置とほぼ同
じ構成にでき光記録再生装置の小型化が可能になる。

【００３２】

【実施例】次に図面を参照して本発明の好適な実施例を
説明する。

【００３３】（第１実施例）まず本発明の第１実施例を
図１乃至図３を参照して説明する。

【００３４】図１（ａ）に、浮上式光ヘッドのほぼ中心
をトラック方向に切断した断面図を示し、図１（ｂ）
に、浮上式光ヘッドを上からみた上面透視図を示し、図
１（ｃ）に浮上式光ヘッドを下からみた下面透視図を示
す。

【００３５】また、図２（ａ）に、発光素子１３と反射
部１２の部分の拡大側面図を示す。浮上式光ヘッドは、
Ｓｉ等からなる基板１０と、この基板１０にその背面２
２を介して接合されたガラス等の光学透明材料からなる
浮上スライダ本体２０と、を備えて構成されている。

【００３６】基板１０には、凹部１１が設けられてい
る。この凹部１１内には反射部１２が設けられ、発光素
子１３として半導体レーザが接合されている。これによ
り、発光素子１３から出射されたレーザ光は、反射部１
２により基板１０のほぼ垂直方向に偏向される。また、
基板１０上には、半導体プロセスによって形成された受
光センサ１４ａ，１４ｂが設けられ、データトラック方
向１６（図３参照）にほぼ平行に２分割されている。

【００３７】浮上スライダ本体２０の背面２２には、発
光素子１３から出射され反射部１２により反射されたレ
ーザ光が入射される入射部２３と、入射部２３から入射
したレーザ光を集光して光記録媒体５０の面上に照射す
る集光部２４と、光記録媒体５０からの反射光を受光セ
ンサ１４ａ，１４ｂに導くための出射部２８とが設けら
れている。

【００３８】また、浮上スライダ本体２０の光記録媒体
５０との対向面には、光記録媒体５０の回転によって正
圧力を発生し、光記録媒体５０の表面と一定の隙間を保
って浮上させるための空気軸受面２１が形成されてい
る。この空気軸受面２１が設けられた側には、レーザ光
を集光部２４へ導く第１の光路及び受光センサ１４ａ，
１４ｂへ導く第２の光路に分離する光路補正部２５が設
けられている。本実施例では光路補正部２５が設けられ
た面は、空気軸受面２１よりも低くなっているが、光路
補正部２５を空気軸受面２１に形成してもかまわない。

【００３９】光路補正部２５のほぼ中心部分には、光透
過窓２６が設けられている。この光透過窓２６の大きさ
（径）は、光路補正部２５の大きさ（径）よりも小さく
なるように構成されている。

【００４０】本実施例では、集光部２４に第１の反射型
ホログラムパターンが、光路補正部２５には第２の反射
型ホログラムパターンが、エッチング等によって形成さ
れている。

【００４１】より具体的には、集光部２４に用いられて
いる第１の反射型ホログラムパターンは図１（ａ）及び
図１（ｂ）に示すように同心円の凹凸形状をしており、
外周側の方がピッチが小さくなっている。

【００４２】また、光路補正部２５に用いられている第
２の反射型ホログラムパターンは、図１（ａ）及び図１
（ｃ）に示すように、ほぼ同心円で中心が偏った凹凸状
の形状をしている。

【００４３】図２（ｂ）に光路補正部２５の一部分（本
実施例の場合には光路補正部２５のほぼ中心）に設けら
れた光透過窓２６の部分を拡大した断面図を示す。

【００４４】光記録媒体５０は、図２（ｂ）に示すよう
に、ディスク基板５１、各種情報が記録される記録膜５
２及び記録膜５２を保護するための透明な保護膜５３で
構成されている。

【００４５】次に本実施例の動作を説明する。まず、発
光素子１３から出射されたレーザ光が光記録媒体５０に
集光されるまでの過程、すなわち、往路について説明す
る。

【００４６】発光素子１３から出射したレーザ光は、反
射部１２で基板１０とほぼ垂直方向に偏向される。偏向
された光は入射部２３を通って光路補正部２５で反射さ
れ集光部２４に導かれる。第１の反射型ホログラムパタ
ーンに到達したレーザ光は凹凸のピッチに応じて回折
し、集光されて光透過窓２６を通って光記録媒体５０に
照射される。

【００４７】集光部２４によって集光されたレーザ光は
光透過窓２６から出射され、浮上スライダ本体２０の浮
上量と同程度の厚さの空気層を通り、光記録媒体５０の
保護膜５３を通って記録膜５２に到達する。

【００４８】次に光記録媒体５０に集光されたレーザ光
が受光センサ１４ａ，１４ｂに到達するまでの過程、す
なわち、復路について説明する。

【００４９】光記録媒体５０の記録膜５２上に集光され
たレーザ光は、記録情報に応じた状態で反射され、浮上
スライダ本体２０の光透過窓２６を通って集光部２４に
達し、集光部２４に反射されて光路補正部２５に到達す
る。

【００５０】光路補正部２５に到達したレーザ光は、第
２の反射型ホログラムパターンの凹凸のピッチに応じて
回折、偏向して集光され、出射部２８を通って受光セン
サ１４ａ，１４ｂに到達する。

【００５１】受光センサ１４ａ，１４ｂは、データトラ
ック方向にほぼ平行に２分割されておりプッシュプル法
によってトラッキング誤差信号が得られるように構成さ
れている。

【００５２】ここで、図３（ａ）〜（ｃ）を用い、プッ
シュプル法によってトラッキング誤差信号を検出する方
法を説明する。

【００５３】図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ）は、
データトラック方向１６にほぼ平行に２分割された受光
センサ１４ａ，１４ｂ上に集光された受光スポット１５
の状態を示している。

【００５４】図３（ａ）は、照射スポットがデータトラ
ック上にトラッキングされた場合の受光スポット１５の
位置であり、受光センサ１４ａ，１４ｂで受光される光
量が等しくなっている。

【００５５】図３（ｂ）は、照射スポットがデータトラ
ックからずれた場合であり、受光センサ１４ａの光量は
受光センサ１４ｂの光量より大きくなっている。

【００５６】図３（ｃ）は、図３（ｂ）の場合と反対の
方向に照射スポットがずれた場合であり、受光センサ１
４ａの光量は受光センサ１４ｂの光量より小さくなって
いる。

【００５７】したがって、受光センサ１４ａの出力信号
及び受光センサ１４ｂの出力信号の差をとり、この差が
ゼロになるように制御すれば浮上式光ヘッドは浮上しな
がらデータトラックに追従しデータの記録再生を行うこ
とができる。

【００５８】（第２実施例）次に本発明の浮上式光ヘッ
ドの第２実施例を図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明す
る。図４（ａ）〜（ｃ）において、図１（ａ）〜（ｃ）
と同一の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を
省略する。本第２実施例が第１実施例と異なるのは、集
光部として、集光部２４のホログラムパターンに代えて
球面凹レンズ３０を用い、微小変位部材を設けた点であ
る。

【００５９】図４（ａ）に本実施例の浮上式光ヘッドの
ほぼ中心をトラック方向に切断した断面図を示し、図４
（ｂ）に本実施例の浮上式光ヘッドを上からみた上面透
視図を示し、図４（ｃ）に本実施例の浮上式光ヘッドを
下からみた下面透視図を示す。

【００６０】浮上式光ヘッドは、透明材料からなる球面
凹レンズ３０を有し、この球面凹レンズ３０の球面上に
は、入射部３１と出射部３３が設けられ、球面の他の部
分には反射膜３２がコーティングされている。この球面
凹レンズ３０は入射したレーザ光を光記録媒体５０に集
光するように曲率半径が与えられている。

【００６１】また、浮上式光ヘッドは、透明材料からな
る浮上スライダ本体２０を有し、この浮上スライダ本体
２０の媒体対向面には、光記録媒体５０の回転によって
正圧力を発生し、光記録媒体５０の面と一定の隙間を保
って浮上するように空気軸受面２１が形成されている。
浮上スライダ本体２０の空気軸受け面側には、光路補正
部２５が設けてある。この光路補正部２５は、球面凹レ
ンズ３０で生じる球面収差を補正する第１の反射型ホロ
グラムパターン及び光記録媒体５０からの反射光を受光
センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ上に偏向させ集
光する第２の反射型ホログラムパターンが複合された複
合ホログラムパターンがエッチング等によって形成され
ている。

【００６２】第１の反射型ホログラムパターンは、同心
円の凹凸形状をしており外周側の方がピッチが小さくな
っているが、第１実施例の浮上式光ヘッド１の光路補正
部２５に用いられている第１の反射型ホログラムパター
ンに比べると凹凸のピッチは大きくなっている。

【００６３】第２の反射型ホログラムパターンは、ほぼ
同心円で中心が偏った凹凸状の形状をしており、到達し
た光が回折によって偏向し集光されるように構成されて
いる。

【００６４】光路補正部２５の一部分（本第２実施例の
場合は光路補正部２５のほぼ中心部分）には、光透過窓
２６が設けられ集光した光を透過させて光記録媒体５０
に照射するようになっている。

【００６５】球面凹レンズ３０の平面部（図４（ａ）
上、球面凹レンズ３０の下部）は、浮上スライダ本体２
０の背面２２と接合され、基板１０は微小変位部材４０
ａ，４０ｂによって浮上スライダ本体２０の背面２２に
接合されている。

【００６６】次に本実施例の動作を説明する。発光素子
１３から出射されたレーザ光は反射部１２で基板１０と
ほぼ垂直方向に偏向される。偏向されたレーザ光は入射
部２３を通って光路補正部２５の第１の反射型ホログラ
ムパターンで反射され、球面凹レンズ３０の球面に導か
れる。

【００６７】この場合において、球面凹レンズ３０にレ
ーザ光を導く際に第１の反射型ホログラムパターンを用
いて光を反射させたのは以下の理由による。

【００６８】球面凹レンズ３０で光を集光させると球面
収差が発生し、球面収差は球面レンズの外周側ほど大き
くなる。球面収差が発生すると光を微小なスポットに絞
れなくなり高記録密度化が図れない。そこで、第１の反
射型ホログラムパターンを光の回折を利用して球面収差
を補正するように構成し、球面収差の発生を防止してい
るのである。

【００６９】この結果、球面収差が発生することなく球
面凹レンズ３０によって集光されたレーザ光は、光透過
窓２６を通って光記録媒体５０に照射されることとな
る。

【００７０】これ以後の光透過窓２６から記録膜５２へ
の光路（往路）は、第１実施例の浮上式光ヘッド１と同
じであるので説明は省略する。

【００７１】次に、光記録媒体５０から受光センサ１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄまでの光路である復路につ
いて説明する。

【００７２】記録膜５２に集光された光は、記録情報に
対応する状態で反射され、浮上スライダ本体２０の光透
過窓２６を通って球面凹レンズ３０に達し、往路とはほ
ぼ逆の光路をたどって光路補正部２５の第２の反射型ホ
ログラムパターンに到達する。第２の反射型ホログラム
パターンを有する光路補正部２５からの回折光は出射部
３３を通って受光センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４
ｄに到達することとなる。

【００７３】次に本第２実施例のトラッキング制御につ
いて図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。

【００７４】図５（ａ）〜（ｃ）に、データトラック方
向１６とほぼ平行に４分割された受光センサ１４ａ，１
４ｂ，１４ｃ，１４ｄ上に集光された受光スポット１５
の状態を示す。

【００７５】図５（ａ）は、光記録媒体５０への照射ス
ポットがデータトラック上にトラッキングされた状態で
あり、受光センサ１４ａ及び１４ｂの受光量の和は、受
光センサ１４ｃ及び１４ｂの和と等しくなっている。

【００７６】図５（ｂ）は、照射スポットがデータトラ
ックからずれた場合を示しており、受光センサ１４ａ及
び１４ｂの受光量の和は、受光センサ１４ｃ及び１４ｂ
の和より大きくなっている。

【００７７】図５（ｃ）は、照射スポットが図５（ｂ）
の場合とは反対方向にずれた場合であり、受光センサ１
４ａ及び１４ｂの受光量の和は、受光センサ１４ｃ及び
１４ｂの和より小さくなっている。

【００７８】したがって、受光センサ１４ａ及び１４ｂ
の受光量の和と受光センサ１４ｃ及び１４ｄの受光量の
和との差をトラッキング誤差信号とし、トラッキング誤
差信号がゼロになるようにトラッキング制御を行えば、
照射スポットをデータトラック上にトラッキングさせる
ことができる。

【００７９】次にフォーカス制御について、図６（ａ）
〜（ｃ）を用いて説明する。図６（ａ）は、照射スポッ
トが光記録媒体５０の記録膜に合焦点した場合であり、
受光センサ１４ａ及び１４ｄの受光量の和と、受光セン
サ１４ｂ及び１４ｃの受光量の和とは等しくなってい
る。

【００８０】図６（ｂ）は、照射スポットの焦点が正し
い合焦点位置よりも光記録媒体５０側にずれた場合であ
り、受光スポット１５の大きさが図６（ａ）に比べて小
さくなっており、この場合には受光センサ１４ａと１４
ｄの受光量の和は受光センサ１４ｂと１４ｃの受光量の
和より小さくなっている。

【００８１】図６（ｃ）は、図６（ｂ）と反対方向（球
面凹レンズ３０側）に焦点がずれた場合であり、受光ス
ポット１５の大きさが図６（ａ）に比べて大きくなって
おり、この場合には受光センサ１４ａ及び１４ｄの受光
量の和は、受光センサ１４ｂ及び１４ｃの受光量の和よ
り大きくなっている。

【００８２】したがって、受光センサ１４ａ及び１４ｄ
の受光量の和と、受光センサ１４ｂ及び１４ｃの受光量
の和との差をとってフォーカス誤差信号とし、フォーカ
ス誤差信号がゼロになるようにフォーカス制御を行え
ば、照射スポットを光記録媒体の記録膜に合焦点させる
ことができる。

【００８３】次にフォーカス制御における駆動方法につ
いて説明する。実際のフォーカス制御は、微小変位部材
４０ａ，４０ｂ（図４（ａ）参照）を光記録媒体とほぼ
垂直方向に変位させることによって行う。

【００８４】すなわち、前述したフォーカス誤差信号が
ゼロになるように微小変位部材４０ａ，４０ｂを駆動し
変位させれば、照射スポットを光記録媒体５０の記録膜
５２に合焦点させることができる。

【００８５】次にトラッキング制御における微小駆動方
法について説明する。一般に光記録再生装置では、デー
タトラックのピッチが非常に小さいため、トラッキング
制御帯域を上げる目的で、粗動制御と微動制御の２段階
の制御方法によってデータトラックにトラッキングされ
ている。

【００８６】本第２実施例においても、微小変位部材４
０ａと４０ｂを用いて微動制御を行っている。

【００８７】より具体的には、微小変位部材４０ａと４
０ｂのどちらか一方、あるいは微小変位部材４０ａと４
０ｂの変位が逆方向になるように微小変位部材４０ａ及
び４０ｂを駆動することにより、光記録媒体５０の面に
集光された照射スポットをデータトラックを横切る方向
に変位させることができる。したがって、前述したトラ
ッキング誤差信号がゼロになるように微小変位部材４０
ａと４０ｂをそれぞれ駆動すれば、データトラックピッ
チが微小化されても、照射スポットをデータトラック上
にトラッキングさせることができる。

【００８８】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
を図７を用いて説明する。

【００８９】図７は第３実施例である浮上式光ヘッドの
中心をデータトラックにほぼ平行に切断した断面図であ
る。図１の第１実施例と同一の部分には同一の符号を付
し、その詳細な説明を省略する。

【００９０】本第３実施例は、第１実施例とほぼ同様の
構成であるが、４分割された受光センサ１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ，１４ｄを設けた点、平行平板４２を設けた
点、平行平板４２と浮上スライダ本体２０の間に微小変
位部材４０ａ，４０ｂを設けた点が異なっている。

【００９１】平行平板４２の一面（図面上、上面）に
は、入射部２３、集光部２４及び出射部２８が設けられ
ており、集光部２４には第１の反射型ホログラムパター
ンを用いている。そして平行平板４２の集光部２４が設
けられた面と平行な面（図面上、下面）及び浮上スライ
ダ本体２０の背面２２は、微小変位部材４０ａ，４０ｂ
を介して接合されている。

【００９２】浮上スライダ本体２０の空気軸受面２１が
設けられた面には、光路補正部２５及び光透過窓２６が
設けられている。

【００９３】光路補正部２５には第２の反射型ホログラ
ムパターンが用いられている。光の光路は平行平板４２
と浮上スライダ本体２０の間に空気層が存在すること以
外は第１の実施例と同じである。また、受光センサ１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの構成とトラッキング制御
方法およびフォーカス制御方法並びに効果は、本発明の
第２実施例とほぼ同じである。

【００９４】（第４実施例）次に本発明の第４の実施例
を図８に示す。図７の第３実施例と同一の部分には同一
の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００９５】本第４実施例が第３実施例と異なる点は、
平行平板４２及び集光部２４に代えて球面凹レンズ３０
を用いた点である。

【００９６】球面凹レンズ３０の平面部（図面上、下
部）は、浮上スライダ本体２０の背面２２に微小変位部
材４０ａ，４０ｂを介して接合されており、基板１０は
固定部材４１によって平行平板４２に固定されている。
本第４実施例の動作及び効果は第３の実施例とほぼ同じ
である。

【００９７】以上の本発明の浮上式光ヘッドは浮上スラ
イダ本体２０の空気軸受面２１も透明材料で形成してい
たが、空気軸受面２１を他の部材、たとえば磁気ヘッド
に使用されているような、ＭｎＺｎ、ＮｉＺｎ、Ａｌ₂
Ｏ₃ ＴｉＣ等で形成してもよい。

【００９８】（第５実施例）上記各実施例における浮上
式光ヘッドを用いた光記録再生装置の実施例を図９乃至
図１１を用いて説明する。

【００９９】図９に光記録再生装置の斜視図を示す。光
記録再生装置は、ベース７０を有し、このベース７０上
に図示しないスピンドルモータに固定された光記録媒体
５０が回転可能に設けられている。本実施例では、光記
録媒体５０として１．８インチサイズの光記録媒体５０
を２枚スタックしている。

【０１００】また、光記録再生装置はア−ム７１を有
し、このアーム７１はベアリングシャフトユニット７２
によって回転自在に支持されている。

【０１０１】さらに光記録再生装置は、上ヨーク７４、
下ヨーク７５及び永久磁石７６によって磁気回路を構成
しており、コイル部７３の位置している部分には磁束が
発生しておりコイル部７３に電流を流すことによってア
ーム７１が移動するようになっている。

【０１０２】また、アーム７１に固定された光ヘッド支
持装置６０の先端部分には、光記録媒体５０の面上を移
動できるように前記各実施例で説明した浮上式光ヘッド
１が支持されている。この浮上式光ヘッド１の位置決め
は光記録媒体５０のデータトラックに断続的に記録され
たサーボ信号によって所定のデータトラックに位置する
ように制御されている。

【０１０３】次に上記光記録再生装置に用いられている
光ヘッド支持装置を図１０を用いて説明する。

【０１０４】板バネによって構成されたフレクシャ６１
の両サイドには光ヘッド支持部材６０が設けられてい
る。固定部６３はアームにかしめ等によって固定されて
いる。フレクシャ６１の先端に設けられたジンバル６２
は薄い金属板によって作られている。浮上式光ヘッド１
はこのジンバル６２に固定されている。またＦＰＣ（Fl
exible Print Circuit）６４は、浮上式光ヘッド１への
発光素子駆動電流を供給したり、受光センサからの出力
を取り出すために用いられ、このＦＰＣ６４の一部はフ
レクシャ６１の幅広部に接着されている。

【０１０５】このように本実施例の浮上式光ヘッド１を
使用すると、磁気記録装置と同様に装置の小型化が可能
で、複数の光記録媒体をスタックし両面再生が可能にな
るため装置密度を向上させることが容易に可能となる。

【０１０６】浮上式光ヘッド１として上記第１実施例の
浮上式光ヘッド１を用いた場合には、フォーカス駆動機
構がないので、図１１に示すように、光ヘッド支持装置
６０を微小変位部材８０を介してアーム７１に固定し、
さらに浮上式光ヘッド１の受光センサに第２実施例で用
いたような４分割受光センサを使用し、焦点誤差信号が
ゼロになるように微小変位部材８０を駆動させればよ
い。これにより、浮上式光ヘッドの１浮上隙間を変化さ
せて、焦点が光記録媒体５０に合うように制御すれば駆
動機構を有する浮上式光ヘッド１と同様に用いることが
出来る。

【０１０７】以上の各実施例は、浮上式光ヘッド１を光
記録媒体５０の表面に空気を介して浮上させて使用する
場合であったが、光記録媒体５０の表面に高屈折率の粘
性材料を塗布し、浮上式光ヘッド１を空気の代わりに粘
性材料を介して浮上させるように構成すれば、浮上式光
ヘッド１の開口数を大きくすることができるのでさらな
る高記録密度化が可能になる。

【０１０８】

【発明の効果】第１の発明によれば、光ヘッドに必要な
発光素子や受光センサや偏向ミラーや対物レンズ等のほ
とんど全ての部品を浮上スライダに搭載することがで
き、磁気ヘッドと同程度の大きさまで小型化が可能にな
るので、アクセス速度の向上はもちろんのこと、小型化
によって光記録媒体の内周側まで記録再生が可能になり
データ領域が拡大する。また、光記録媒体の両面に浮上
式光ヘッドを配置することができ、光記録媒体をスタッ
ク構造にすることができる等により装置記録密度を向上
させることができる。

【０１０９】また、第２の発明によれば、発光素子から
光ヘッドに光を導いたり、光ヘッドから受光センサへ光
を導く必要がないため、磁気記録再生装置とほぼ同じ構
成にでき光記録再生装置の小型化が可能になり、１．８
インチサイズ等の小型な装置も可能になり、ノート型パ
ソコン等に搭載することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１実施例における浮上式光ヘ
ッドを示す断面図 （ｂ）本発明の第１実施例における浮上式光ヘッドを示
す上面透過図 （ｃ）本発明の第１実施例における浮上式光ヘッドを示
す下面透過図

【図２】（ａ）本発明の第１実施例における浮上式光ヘ
ッド反射部の拡大側面図 （ｂ）本発明の第１実施例における浮上式光ヘッド光入
出射部の拡大断面図

【図３】受光センサのトラッキング状態を示す正面図

【図４】（ａ）本発明の第２実施例における浮上式光ヘ
ッドを示す断面図 （ｂ）本発明の第２実施例における浮上式光ヘッド上面
透過図 （ｃ）本発明の第２実施例における浮上式光ヘッド下面
透過図

【図５】（ａ）第２実施例の受光センサにおけるフォー
カス制御の合焦点状態を示す図 （ｂ）第２実施例の受光センサにおけるフォーカス制御
の焦点が光記録媒体が鰐ずれた状態を示す図 （ｃ）第２実施例の受光センサにおけるフォーカス制御
の焦点が球面凹レンズ側にずれた状態を示す図

【図６】（ａ）第２実施例の受光センサにおけるトラッ
キング制御の制御状態図 （ｂ）第２実施例の受光センサにおけるトラッキング制
御のトラッキングが第１の方向にずれた状態を示す図 （ｃ）第２実施例の受光センサにおけるトラッキング制
御のトラッキングが第１の方向とは逆の第２の方向にず
れた状態を示す図

【図７】第３実施例の浮上式光ヘッドを示す断面図

【図８】第４実施例の浮上式光ヘッドを示す断面図

【図９】第５実施例の光記録再生装置を示す斜視図

【図１０】第５実施例の光記録再生装置の浮上式光ヘッ
ドの支持部材を示す斜視図

【図１１】第５実施例の光記録再生装置の微小変位部材
及び浮上式光ヘッドの支持部材を示す側面図

【図１２】従来の浮上式光ヘッドを示す側面図

【符号の説明】

１０ 基板 １２ 反射部 １３ 発光素子 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 受光センサ ２０ 浮上スライダ本体 ２１ 空気軸受面 ２２ 背面 ２３ 入射部 ２４ 集光部 ２５ 光路補正部 ２６ 光透過窓 ２８ 出射部 ３０ 球面凹レンズ ３１ 入射部 ３２ 反射膜 ３３ 出射部 ４０ａ，４０ｂ 微小変位部材 ４１ 固定部材 ５０ 光記録媒体 ５１ ディスク基板 ５２ 記録膜 ５３ 保護膜 ６０ 光ヘッド支持装置 ６１ フレクシャ ６２ ジンバル ６３ 固定部 ６４ ＦＰＣ ７０ ベース ７１ アーム ７２ ベアリングシャフトユニット ７３ コイル部 ７４ 上ヨーク ７５ 下ヨーク ７６ 永久磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/135

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録媒体に光を照射する発光素子及び
   前記光記録媒体からの反射光を受光する受光センサを配
   置した基板と、光学材料からなり前記光記録媒体の回転
   によって前記光記録媒体との間に隙間を保って浮上する
   ように形成された空気軸受け面を備えた浮上スライダと
   を有する浮上式光ヘッドであって、 前記浮上スライダは、 前記基板に対向する第１の面に形成された 第１の反射型
   ホログラムパターンであって、光路補正手段で反射され
   た前記発光素子の射出光を集光して前記光記録媒体に照
   射する集光手段と、前記光記録媒体に対向する第２の面に形成され、前記光
   記録媒体の回転により正圧力を発生する空気軸受面と、
   第２の反射型ホログラムパターンであって前記発光素子
   の射出光は前記集光手段へ向かって反射すると共に前記
   集光手段で反射された前記光記録媒体からの反射光は前
   記受光センサへ向かって反射する前記光路補正手段と、
   前記第２の反射型ホログラムパターンよりも小さな形状
   で形成され前記集光手段で集光された前記発光素子の射
   出光が前記光記録媒体へ向かって前記第２の面から射出
   する光透過窓とを有することを特徴とする浮上式光ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 光記録媒体に光を照射する発光素子及び
   前記光記録媒体からの反射光を受光する受光センサを配
   置した基板と、光学材料からなり前記光記録媒体の回転
   によって前記光記録媒体との間に隙間を保って浮上する
   ように形成された空気軸受け面を備えた浮上スライダと
   を有する浮上式光ヘッドであって、 前記浮上スライダは、 前記基板に対向する第１の面に形成された 球面凹レンズ
   であって、光路補正手段で反射された前記発光素子の射
   出光を集光して前記光記録媒体に照射する集光手段と、 前記光記録媒体に対向する第２の面に形成され、前記光
   記録媒体の回転により正圧力を発生する空気軸受面と、
   複合 ホログラムパターンであって前記発光素子の射出光
   は前記集光手段へ向かって反射して球面収差が補正され
   ると共に前記集光手段で反射された前記光記録媒体から
   の反射光は前記受光センサへ向かって反 射する前記光路
   補正手段と、前記複合ホログラムパターンよりも小さな
   形状で形成され前記集光手段で集光された前記発光素子
   の射出光が前記光記録媒体へ向かって前記第２の面から
   射出する光透過窓とを有し、 前記基板と前記浮上スライダとを微小変位部材を介して
   接合した ことを特徴とする浮上式光ヘッド。
3. 【請求項３】 光記録媒体に光を照射する発光素子及び
   前記光記録媒体からの反射光を受光する受光センサを配
   置した基板と、光学材料から形成された平行平板と、光
   学材料からなり前記光記録媒体の回転によって前記光記
   録媒体との間に隙間を保って浮上するように形成された
   空気軸受け面を備えた浮上スライダとを有する浮上式光
   ヘッドであって、 前記平行平板は、前記基板に対向する第１の面に形成さ
   れた第１の反射型ホログラムパターンであって光路補正
   手段で反射された前記発光素子の射出光を集光して前記
   光記録媒体に照射する集光手段と、 前記浮上スライダは、前記光記録媒体に対向する第２の
   面に形成され、前記光記録媒体の回転により正圧力を発
   生する空気軸受面と、第２の反射型ホログラムパターン
   であって前記発光素子の射出光は前記集光手段へ向かっ
   て反射すると共に前記集光手段で反射された前記光記録
   媒体からの反射光は前記受光センサへ向かって反射する
   光路補正手段と、前記第２の反射型ホログラムパターン
   よりも小さな形状で形成され前記集光手段で集光された
   前記発光素子の射出光が前記光記録媒体へ向かって前記
   第２の面から射出する光透過窓とを有し、 前記基板と前記平行平板とを接合し、前記平行平板と前
   記浮上スライダとを 微小変位部材を介して接合したこと
   を特徴とする浮上式光ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項３記載の浮上式光ヘッドであっ
   て、前記集光手段は、前記第１のホログラムパターンに
   代えて、球面凹レンズを用いたことを特徴とする浮上式
   光ヘッド。
5. 【請求項５】 前記光透過窓は前記光路補正手段のほぼ
   中心に設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれ
   か１に記載の浮上式光ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項２または請求項３に記載の浮上式
   光ヘッドであって、前記微小変位部材は、少なくとも２
   つ以上の部分微小変位部材からなり、前記部分微小変位
   部材を分離して設けるとともに、データトラック方向に
   ほぼ平行な前記浮上式スライダの中心軸上にその中心が
   位置する円の円周上に均等に配置し、前記部分微小変位
   部材を各々駆動することによってフォーカス制御または
   トラッキング制御させることを特徴とする浮上式光ヘッ
   ド。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれか１に記
   載の浮上式光ヘッドと、光記録媒体を回転させるスピン
   ドルモータと、前記浮上式光ヘッドを光記録媒体方向に
   押圧して浮上させる支持装置と、前記支持装置が固定さ
   れ前記光記録媒体の半径方向に移動させるアクチュエー
   タとを備えたことを特徴とする光記録再生装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の光記録再生装置であっ
   て、前記支持装置と前記アクチュエータとの固定部分に
   前記光記録媒体面にほぼ垂直に変位可能な駆動部材を設
   け、前記駆動部材を駆動させて前記浮上式光ヘッドの浮
   上量を変化させ、前記光記録媒体面に合焦点させること
   を特徴とする光記録再生装置。
9. 【請求項９】 請求項７または請求項８記載の光記録再
   生装置であって、前記光記録媒体の表面に高屈折率の粘
   性材料を塗布し、前記浮上式光ヘッドが前記粘性材料を
   介して前記光記録媒体面を浮上するように構成したこと
   を特徴とする光記録再生装置。