JPH04245034A - 光学ヘッド装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、情報記憶再生装置、
例えば、コンピュ−タ等の外部記憶装置として利用され
る光ファイリング装置にかかり、特に、情報記録媒体に
向かって光ビ−ムを照射し、或いは情報記録媒体からの
光ビ−ムを取出すための光学ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、情報記録再生装置、例えば、光
ディスク装置に利用される光学ヘッド装置は、光源即ち
半導体レ−ザ及びレ−ザからのビ−ムを伝達する光学素
子を含むシャ−シ、及び、このシャ−シ上に配置されて
いる光ピックアップを含んでいる。この光ピックアップ
は、上記レ−ザビ−ムを情報記録媒体即ち光ディスクに
向かって照射させ、或いは、光ディスクで反射された上
記レ−ザビ−ムを光検出装置へ導く対物レンズ、この対
物レンズを上記光ディスクの記録面に垂直な方向即ちフ
ォ−カス制御方向及び上記光ディスクの記録面に平行で
あって、記録面に予め形成されているトラックに直交す
る方向即ちトラック制御方向に、僅かに移動させるレン
ズアクチェ−ト機構等を有している。尚、上記シャ−シ
には、上記光ピックアップを上記トラック制御方向に移
動させるためのシャ−シ駆動装置、及び、この駆動装置
から発生された移動力を上記シャ−シに伝達するための
駆動ア−ム等が接続されている。

【０００３】上記アクチェ−ト機構は、上記対物レンズ
を保持するレンズハウジング、このハウジングを収容す
るレンズ支持枠、上記ハウジングを上記フォ−カス制御
及びトラック制御方向に移動させるための駆動力を発生
する複数のコイル、及び、上記ハウジングと上記レンズ
支持枠の間に配置され、それぞれを接続する複数のワイ
ヤばねを有している。

【０００４】上述した光学ヘッド装置が組込まれる光デ
ィスク装置では、光ディスクは、光ディスクの記録面に
含まれているトラックが線速一定になるよう回転される
。光ディスクに対して情報が記録される場合には、上記
半導体レ−ザからのレ−ザビ−ムが記録すべき情報に応
じて強度変調され、上記対物レンズを介して光ディスク
の記録面に照射される。光ディスクの記録面は、レ−ザ
ビ−ムによって加熱され、表面の反射率が変化されるこ
とで、情報が記録される。光ディスクから情報が再生さ
れる場合には、一定強度を有するレ−ザビ−ムが対物レ
ンズを介して光ディスクの記録面に照射される。光ディ
スクに照射されたレ−ザビ−ムは、光ディスクで反射さ
れるとともに、光ディスクに記録されている情報即ち光
ディスクの記録面の反射率の変化に応じて強度変調され
て、再び光ピックアップに戻される。上記光ディスクか
らの反射レ−ザビ−ムは、光検出器を介して電気信号に
変換され、信号再生回路によって光ディスクに記録され
ている情報として再生される。

【０００５】詳細には、上記光ディスクに対して情報が
記録或いは再生される場合には、光ディスクの記録面に
形成されている上記トラックに対して上記光学ヘッド装
置即ち光ピックアップがアクセスされる。この場合、第
１に、上記シャ−シの移動によって光ピックアップが粗
アクセスされ、第２に、上記レンズハウジングがトラッ
ク方向に移動（トラッキング制御、以下トラッキングと
する）されて、所望のトラックが追跡される。上記光ピ
ックアップが所望のトラックにアクセスされると、上記
レンズハウジングが上記光ディスクの記録面と直交する
方向に移動（フォ−カス制御、以下フォ−カシングとす
る）される。ここで、情報が記録される場合には、デ−
タ即ちピットが上記トラックに形成され、情報が再生さ
れる場合には、ピット即ちデ−タが読出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記レンズ
ハウジング即ち対物レンズにおける上記トラッキング及
びフォ−カシングが実行されるにも拘らず、例えば、上
記光ディスクが振動し、或いは、傾いた状態で回転され
る等の場合には、上記レンズの光軸と上記光ディスクの
記録面とのなす角が直角に維持されない虞れが生じる。 この場合、上記対物レンズから上記光ディスクに集束さ
れる上記レ−ザビ−ムのビ−ム径が大きくなることから
、デ−タ即ちピットの記録及び再生における誤り率が増
大する問題がある。このことは、同時に、記録密度を増
大させる即ちトラックの間隔を狭くする場合に障害とな
る。また、今日、大容量ディスクとして直径を増大させ
た光ディスクも利用されているが、この場合にも、単純
に光ディスクが大型化される場合には、上記誤り率がさ
らに増大するとともに、光ディスクの直径を増大させた
にも拘らず記録密度が増大できない問題がある。

【０００７】この発明の目的は、上記光ディスク装置に
おいて、光ディスクの記録面と光学ヘッドの対物レンズ
とのなす角を常に直角に維持させるとともに、上記記録
面と上記対物レンズとの距離を一定に保つことで、デ−
タ即ちピットの記録及び再生における誤り率を低減でき
る光学ヘッド装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、光ビ−ムを記録媒体に対して
集束させる光学素子を有する保持する手段と、この保持
手段と上記記録媒体との間に規定される角度の変動を誘
導起電力の変化として検出する手段と、この検出手段と
上記保持手段を一体に支持する手段と、上記保持手段と
上記支持手段との間に配置され、上記保持手段を上記記
録媒体の変位に応じて傾斜可能に接続する弾性部材と、
上記検出手段による検出値に応じて、上記保持手段にお
ける光学素子の光軸と上記記録媒体とのなす角を垂直に
維持させるよう上記弾性部材に変位を与える付勢手段と
を有する光学ヘッド装置を提供するものである。

【０００９】

【作用】この発明によれば、光ディスクにおける周縁部
の変位即ち光ディスクの面振れは、対物レンズを支持す
る部材の脚部に配置されたチルト検出コイルによって、
対物レンズの移動量の変化として検出される。一方、対
物レンズは、チルト制御コイルを介して、上記検出コイ
ルによって検出された上記光ディスクの面振れを基に生
成される傾き補正信号に応じて所望の角度傾斜される。 従って、光ディスクの記録面と対物レンズの光軸とのな
す角は、正確に直角に維持される。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の一実施例につ
いて説明する。

【００１１】図１によれば、光ピックアップ２は、図示
しない光源即ち半導体レ−ザからのレ−ザビ−ムを平行
ビ−ムに変換するための図示しないコリメ−トレンズ、
この平行ビ−ムを後述する記録媒体即ち光ディスク５０
に向かって結像させ、及び、光ディスク５０から反射さ
れたレ−ザビ−ムを再び平行ビ−ムに変換する対物レン
ズ１４を有している。上記対物レンズ１４は、レンズ保
持体即ちレンズハウジング１６によって保持されている
。

【００１２】上記レンズハウジング１６は、光ディスク
５０のフォ−カス制御方向即ちＺ軸方向及び光ディスク
５０のトラック制御方向即ちＸ軸方向に、移動可能に支
持する弾性体即ち複数の線ばね１８を介して、後述する
レンズ支持枠２０に接続され、且つ、レンズ支持枠２０
によって支持されている。また、上記レンズハウジング
１６の周囲には、上記対物レンズ１４（ハウジング１６
）をＺ軸方向に移動させるための一対のフォ−カス制御
コイル２２ａ、上記対物レンズ１４（ハウジング１６）
をＸ軸方向に移動させるための一対のトラック制御コイ
ル２４ａが配置されている。尚、上記フォ−カス制御コ
イル２２ａは、中空コイルであって、上記レンズハウジ
ング１６に密着されている。 また、上記トラック制御コイル２４ａは、フラット（偏
平）コイルであって、上記フォ−カス制御コイル２２ａ
の外側に位置されている。また、上記線ばね１８は、磁
力の影響を受けない材質、例えば、炭素繊維等によって
形成されている。

【００１３】一方、上記レンズ支持枠２０であって、フ
ォ−カス制御コイル２２ａが装架される位置及びトラッ
ク制御コイル２４ａに対向する位置には、上記フォ−カ
ス制御コイル２２ａ及びトラック制御コイル２４ａに向
かって所望の方向の磁界を提供するためのマグネット２
０ｂ、及び、このマグネット２０ｂを保持するための上
記レンズ支持枠２０の一部であるヨ−ク２０ａがそれぞ
れ配置されている。

【００１４】また、上記図示しない半導体レ−ザ及びコ
リメ−トレンズ、対物レンズ１４、レンズハウジング１
６、線ばね１８、レンズ支持枠２０（ヨ−ク２０ａ、マ
グネット２０ｂ）及びフォ−カス制御及びトラック制御
コイル２２ａ，２４ａ等の各要素、即ち、上記光ピック
アップ２は、上記光ディスク５０で反射された上記レ−
ザビ−ムを図示しない光検出装置へ導く光学素子群を有
するシャ−シ２６上に固着されている。このシャ−シ２
６は、後述するシャ−シ駆動装置２８から発生される駆
動力が伝達される駆動ア−ム３０等を有している。上記
シャ−シ駆動装置２８は、ヨ−ク２８ａ及びマグネット
２８ｂを含み、上記シャ−シ２６を上記トラック制御方
向に関して十分に大きな距離、例えば、光ディスクにお
ける全トラックに亘って上記シャ−シ２６を移動させる
ため駆動力を発生する。上記駆動ア−ム３０の一端部に
は、コイル３０ａが配置されていることから、ア−ム３
０は、コイル３０ａに供給される電流の方向とマグネッ
ト２８ｂから発生される磁界の方向に応じて、シャ−シ
駆動装置２８のヨ−ク２８ａに沿って摺動する。従って
、上記シャ−シ２６（光ピックアップ２）は、上記光デ
ィスク５０のトラックを横切る方向に、全トラックに亘
って移動される。

【００１５】ところで、上記フォ−カス制御コイル２２
ａの下方即ち上記レンズ支持枠２０における上記ヨ−ク
２０ａの脚部２０ｃには、上記対物レンズ１４（ハウジ
ング１６）の傾きを検出するためのチルト検出コイル４
０が配置されている。また、上記フォ−カス制御コイル
２２ａには、後述するフォ−カシング動作中に、上記レ
ンズハウジング１６と光ディスク５０との距離を一定に
維持するために上記ハウジング１６を傾斜させる機構即
ちチルト制御コイル４２が一体に形成されている。さら
に、上記レンズハウジング１６は、上記線ばね１８によ
って移動可能に支持されているとともに、上記線ばね１
８とは異なる傾き制御ばね４４によって支持されている
。換言すると、上記対物レンズ１４（ハウジング１６）
は、上記Ｚ軸方向には線ばね１８によって、上記Ｘ軸方
向には線ばね１８及び傾き制御ばね４４によって移動可
能に支えられつつ、上記レンズ支持枠２０に接続されて
いる。以下、上述した光ピックアップ２が組込まれる光
ファイリング装置の動作について説明する。

【００１６】光ファイリング装置では、光ディスク５０
は、光ディスク５０の記録面に含まれているトラックは
、線速一定に、例えば、矢印Ａの方向に回転される。光
ディスク５０に対して情報が記録される場合には、レ−
ザから発生されたレ−ザビ−ムが図示しない電気回路を
介して記録すべき情報に応じて強度変調され、光ピック
アップ２の対物レンズ１４を介して光ディスク５０の記
録面に照射される。光ディスク５０の記録面はレ−ザビ
−ムによって加熱され、表面の反射率が変化されて、情
報が記録される。光ディスク５０から情報が再生される
場合には、一定強度を有するレ−ザビ−ムが上記対物レ
ンズ１４を介して光ディスク５０の記録面に照射される
。光ディスク５０に照射されたレ−ザビ−ムは、光ディ
スク５０で反射されるとともに、光ディスク５０に記録
されている情報即ち光ディスク５０の記録面の反射率の
変化に応じて強度変調され、再び対物レンズ１４（光ピ
ックアップ２）に戻される。この光ディスク５０からの
反射レ−ザビ−ムは、図示しない光検出器を介して電気
信号に変換され、図示しない信号再生回路によって光デ
ィスク５０に記録されている情報として再生される。

【００１７】ところで、上記光ディスク５０に対して情
報が記録或いは再生される場合には、光ディスク５０の
記録面に照射されるレ−ザビ−ムは、上記対物レンズ１
４を介して上記記録面に正確に結像され（集束され）な
ければならない（フォ−カシング動作）。その一方で、
線速一定で回転され、上記光ディスク５０の内周から外
周に向かって放射状に延ばされている記録面のトラック
の中心とレ−ザビ−ムが結像される位置とは、常に一致
されなければならない（トラッキング動作）。従って、
既に説明したフォ−カス制御コイル２２ａ及びトラック
制御コイル２４ａが利用されて、上記レ−ザビ−ムと光
ディスク５０の記録面との間隔及びトラックの中心とが
一致される。即ち、フォ−カス制御コイル２２ａ及びト
ラック制御コイル２４ａに電力が供給され、上記レンズ
ハウジング１６が所望の方向に移動される（上記フォ−
カシング及びトラッキングが実行される）ことで、上記
対物レンズ１４と光ディスク５０とが常に最良の位置関
係に維持される。

【００１８】しかしながら、図示しないモ−タを介して
回転される光ディスク５０には、既に説明したように、
光ディスク５０自身の変形、或いは、回転中の光ディス
ク５０の振動、若しくは、光ディスク５０を支持する図
示しないディスクマウント（モ−タ）の傾きに起因する
記録面の面振れが存在する。この光ディスク５０の面振
れは、光ディスク５０の中心を支点とした光ディスク５
０における周縁部の往復動として観測される。このこと
は、上記光ディスク５０の周縁部の往復動を検出し、上
記光ピックアップ２即ち対物レンズ１４を光ディスク５
０の往復動に対応するよう追尾させればよいことを示し
ている。即ち、光ディスク５０に直交する中心軸を仮想
し、光ディスク５０の記録面の変動を上記中心軸の傾き
として検出して、上記対物レンズ１４を上記光ディスク
５０の傾きに同期させて傾けることで、光ディスク５０
の記録面と対物レンズ１４の光軸とを常時直角に維持で
きる。

【００１９】より詳細には、例えば、光ディスク５０が
回転中に面振れが生じた場合、即ち、光ディスク５０の
記録面が周期的に対物レンズ１４から遠のき、或いは、
対物レンズ１４に接近する場合には、光ディスク５０に
おける周縁部の変位は、図２（ａ）に示されているよう
に、概ね正弦波として観測される。この曲線は、光ディ
スク５０における記録トラックと直交する方向即ち光デ
ィスクにおける記録面の中心から外周へ向かう放射方向
に対するタンジェンシャル方向（Ｚ軸方向）の変位を著
していることから、図２（ａ）の曲線を時間ｔで微分す
ることで、光ディスク５０の中心軸の傾きθが求められ
る。また、図２（ｂ）には、上記光ディスク５０の変位
に対して常時一定の距離を維持するよう上記対物レンズ
１４（レンズハウジング１６）が移動される際の移動速
度が示されている。即ち、対物レンズ１４（レンズハウ
ジング１６）は、上記光ディスク５０の面振れに対応し
てＺ軸方向に上下動されることから、対物レンズ１４の
変位量を計測することで、上記光ディスク５０の面振れ
が計測できる。上記移動速度の変化即ち図２（ｂ）は、
上記対物レンズ１４の変位量を時間ｔで微分することに
よって求められるとともに、図２（ａ）に示されている
光ディスク５０の上記タンジェンシャル方向（Ｚ軸方向
）の変位に一致する。従って、対物レンズ１４（レンズ
ハウジング１６）の移動速度の変化を検出することで、
光ディスク５０の面振れ即ち周縁部の往復動が検出でき
る。

【００２０】この発明の実施例では、上記光ディスク５
０の面振れ即ち対物レンズ１４（レンズハウジング１６
）の移動速度の変化は、図１に示されているチルト検出
コイル４０によって検出される。即ち、光ディスク５０
に面振れが生じると、上記チルト検出コイル４０に対し
て光ディスク５０の面振れに一致した周期を有する誘導
起電力が生じる。この誘導起電力の変化は、図２（ｂ）
に示されている対物レンズ１４（レンズハウジング１６
）の移動速度の変化に一致する。従って、上記チルト検
出コイル４０によって検出された上記移動速度の変化を
時間ｔで微分することで光ディスク５０の面振れが求め
られる。

【００２１】上記チルト検出コイル４０によって検出さ
れた誘導起電力は、図３に示されているような傾き補正
ル−チンを介して傾き補正信号に変換され、図１に示さ
れているチルト制御コイル４２へ供給される。このチル
ト制御コイル４２は、上記傾き補正信号に応じて対物レ
ンズ１４（ハウジング１６）を予め所望の量だけ傾斜さ
せ、上記光ディスク５０の記録面と対物レンズ１４の光
軸とを直角に維持させる。この状態で既に説明した、フ
ォ−カシング動作及びトラッキング動作が実行される。 この結果、例えば、光ディスク５０の直径が大型化した
場合であっても、上記フォ−カシング及びトラッキング
が正確に実施されることから、光ディスク５０の面振れ
に起因するレ−ザビ−ムのビ−ム径の変動によって生じ
る虞れのある誤り率の増大を低減できる。このことは、
同時に、光ディスク５０に対する記録密度を向上させる
場合にも有益である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
チルト検出コイルを介して光ディスクの記録面と対物レ
ンズの光軸とのなす角が監視され、（このなす角が直角
以外の場合には、）チルト制御コイルが付勢されて、上
記光ディスクと上記対物レンズの光軸とのなす角が正確
に直角に保たれる。従って、光ディスクの面振れに起因
するレ−ザビ−ムのビ−ム径の変動によって生じる虞れ
のある情報の記録及び再生に関する誤り率の増大を低減
できる。同時に、光ディスクに対する情報の記録密度を
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例である光学ヘッド装置
を示す概略図。

【図２】　　光ディスクにおける周縁部の変位即ち面振
れと時間の変化との関係を示すグラフ（ａ）。及び、チ
ルト検出コイルによって検出される対物レンズの移動速
度と時間の変化との関係を示すグラフ（ｂ）。

【図３】　　対物レンズを光ディスクの傾きに応じて傾
斜させるためのル−チンを示すブロック図。

【符号の説明】

２…光ピックアップ、１４…レンズ（光学素子）、１６
…レンズハウジング（保持手段）、１８…線ばね、２０
…レンズ支持枠（支持手段）、２０ａ，２０ｂ…ヨ−ク
、２２ａ…フォ−カス制御コイル、２２ｂ，２４ｂ…マ
グネット、２４ａ…トラック制御コイル、２６…シャ−
シ、２８…シャ−シ駆動装置、２８ａ…ヨ−ク、２８ｂ
…マグネット、３０…駆動ア−ム、４０…チルト検出コ
イル（検出手段）、４２…チルト制御コイル（付勢手段
）、４４…傾き制御ばね（弾性部材）、５０…光ディス
ク（記録媒体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光ビ−ムを記録媒体に対して集束させ
   る光学素子を有する保持する手段と、この保持手段と上
   記記録媒体との間に規定される角度の変動を誘導起電力
   の変化として検出する手段と、この検出手段と上記保持
   手段を一体に支持する手段と、上記保持手段と上記支持
   手段との間に配置され、上記保持手段を上記記録媒体の
   変位に応じて傾斜可能に接続する弾性部材と、上記検出
   手段による検出値に応じて、上記保持手段における光学
   素子の光軸と上記記録媒体とのなす角を垂直に維持させ
   るよう上記弾性部材に変位を与える付勢手段とを有する
   光学ヘッド装置。