JPH0652023U - 回転型光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気−光ディスク上のディジタルデータを読
取りおよび記録する光学ヘッド系の対物レンズを駆動す
るアクチュエータが、光ディスク上の、従来より大きい
空間に容易にアクセスし得るよう改良することを目的と
する。 【構成】 磁気−光ディスク上のディジタルデータを読
取りおよび記録するために用いられる改良した光学ヘッ
ド系であって、アクチュエータが対物レンズを駆動して
軸の回りに水平に移動して所望のトラッキング位置に到
達させて光ディスクのトラックに厳密に追従し得るよう
構成する。対物レンズをアクチュエータによって駆動し
て垂直に移動させてフォーカッシング位置を調整するよ
う構成する。アクチュエータを光ディスク上のより大き
い空間に容易にアクセスし得るよう構成する。少なくと
も８個の感光区域よりなる単一の光−検出器を用いて光
ディスク上に入射するレーザー光線の反射を検出する。
このように光検出器を構成することによって光学ヘッド
系を構成するために要する光学部品の数を相当に減らす
ことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転型光学系に関し、とくに、光ディスク上のディジタル情報を読 み取りおよび記録するよう構成された磁気−光学ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の技術による磁気−光学ヘッドを図１に線図的に示す。図１に示す従来の 磁気−光学ヘッドの構成に関する原理を、例えば、米国, ニューヨーク所在のア ディソン−ウェズレイパプリッシングカンパニィによって発行されたバーベチム ・コーポレーションのアラン・ビー・マーチャント(Alan B. Marchant)著「オプ ティカル・レコーディング, ア・テクニカル・オーバービュー」に見い出すこと ができる。

【０００３】 図１に示す従来の磁気−光学ヘッドにおいては、対物レンズ121 を有する２軸 アクチュエータ１を用いて光ディスク100 上のデータの読み取りおよび記録を行 っている。アクチュエータ１を光ディスク100 の下側で直線運動で水平方向に移 動して対物レンズ121 を所望のトラッキング位置に動かすことができる。 この作動は、アクチュエータの「ジャンプ作動」としばしば言われている。アク チュエータ１が所望のトラックに１回ジャンプ作動し終わった際、正確なジャン プ作動が難しいため、アクチュエータを所望のトラックに固定しないままとする ことができる。したがって、ジャンプ作動を完了した後に、アクチュエータ１を 始動して対物レンズ121 を水平方向に僅かに前後運動させて対物レンズ121 を所 望のトラックの下側に固定するようにしている。これがアクチュエータの「ロッ ク作動」と言われている。さらに、アクチュエータ１はその対物レンズ121 を上 下に垂直に動かして対物レンズの焦点位置を光ディスク100 の表面に対して調整 することができる。この作動はアクチュエータ１の「焦点作動」と言われている 。

【０００４】 図２に示すように、アクチュエータ１の本体が幅広でその対物レンズの外周を 越えて延長されているので、ボス部分101 に衝合するディスク空間の部分に対物 レンズがアクセスすることができない。トラックアクチュエータ１の対物レンズ の中心からボス部分の中心までの最小距離がＸ₁ で示されている。この距離Ｘ₁ は通常20mmであり、余りに長すぎるために無駄になるディスク面積が余りにも大 きすぎると考えられる。これは図１に示す従来技術による磁気−光学ヘッドの欠 点として認識されてもいる。

【０００５】 再び図１を参照して示すように、従来の磁気−光学ヘッドにはデータ信号を検 出するための一対の光ダイオード２および３と、トラッキング誤り信号を検出す るための他の光ダイオード４と、フォーカッシング誤り信号を検出するための他 の光ダイオード５とが設けられている。合計で４個の別個の光検出器が用いられ ている。結果として、図１の従来の磁気−光学ヘッドは、多数の光学部品を用い て光ディスク100 の表面から４個の光検出器２, ３, ４, ５のそれぞれに反射さ れるレーザー光線を案内している。したがって、光学ヘッド系の構造が非常に複 雑であるために製造に際して組立が容易でない。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、光ディスクのより大きい空間を読み取りおよび記録し得る改 良した磁気−光学ヘッドを提供することである。

【０００７】 本考案の他の目的は、組立作業を簡単にするために光学構成部品の数を減らす よう改良した磁気−光学ヘッドを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、上述した目的および他の目的を達成するため、アクチュエー タが垂直軸の回りに水平に回転してジャンプ作動を行う光学ヘッドシステムを提 供する。アクチュエータは対物レンズを設けた腕を水平に揺動させるよう駆動し て固定作動を行う。アクチュエータはまた、上記腕を中心軸線に沿って垂直方向 に移動させるよう駆動して焦点作動を行う。反射した光線をトラッキング誤り信 号, フォーカッシング誤り信号およびデータ信号を同時に検出し得る複数の光感 受性表面を含む単一の光検出器に案内する。

【０００９】

【実施例】

本考案の好適実施例を図面につき説明する。 図３は、本考案の第１好適実施例による磁気−光学システムを線図的に示して おり、図示の磁気−光学システムはディジタル情報を光ディスク100 上に読み取 りおよび記録するために用いられる。図３に示す磁気−光学ヘッドにはアクチュ エータ20, 回転腕22, この回転腕22の一端に固定された対物レンズ21および垂直 軸23が設けられている。回転腕22は軸23の回りに回転されて対物レンズ21を水平 に移動してトラック−ロッキングまたはトラック−ジャンピング作動のいずれか を行うよう構成されている。レーザーダイオード10によって放射されるレーザー 光線が回転腕22によって指向される同じ半径方向に常にあるようにレーザーダイ オード10を軸23に取付ける。この軸23に取付けられたプラットホーム30を用いて ビームスプリッター31を支持する。軸23はモータ24に取付けられ、このモータは その基部で固定され、トラック−ジャンピング制御装置25によって駆動される。

【００１０】 「トラック−ジャンピング」命令がトラック−ジャンピング制御装置25に送ら れる際、軸23を駆動して垂直軸線の回りに回転するよう電流Ｉ_J をトラックジャ ンピング制御装置25からモータ24に送る。対物レンズ21が所望のトラックの下側 に位置するまで、軸23に関連して取付けられているレーザーダイオード10, ビー ムスプリッター31, 腕22等を含む構成部品の全てが水平面内で回転される。この 方法で、ジャンピング作動が行われる。データを光ディスク100 上の１個のトラ ックから読み取る場合には、レーザー光線をレーザーダイオード10によって放射 する。このレーザー光線はビームスプリッター31を経て鏡40に通過する。この鏡 40はベースに固定されており、Ａ−Ａ´線上での断面が円周断面形状を有し、Ｂ −Ｂ´線上での断面が放物線状断面形状を有するよう形成されている。鏡40が放 物線状断面形状を有することによって、鏡40によって反射される光線は視準した 光線であり、また、鏡40の円周断面形状を有することによって光ダイオード10に よって放射されるレーザー光線は常に鏡40によって対物レンズ21に反射される。 次に、対物レンズ21は、光線を光ディスク100 の表面上に焦点を結ぶ。

【００１１】 図４を一時的に参照して説明するに、この図４には放射レーザー光線を対物レ ンズ21に案内するための第２実施例を示す。この実施例においては、図３に示す 光学系において用いられているるような鏡40が除去されている。ビームスプリッ ター31が設けられているプラットホーム30が延長されて視準レンズ32および平面 鏡33を余分に取付けるよう構成されている。このように構成することによって、 放射したレーザー光線は視準レンズ32によって視準された後、平面鏡33によって 対物レンズ21に反射される。

【００１２】 図３または図４のいずれかを参照して示すように、対物レンズ21によって光デ ィスク100 の表面に焦点を結んだ光線は次に反射される。この反射された光線は 光ディスク100 に記録されているデータの信号とトラッキング誤り信号およびフ ォーカッシング誤り信号を含む。これらの信号の性質を包括的に理解するため、 前述した文献「オプティカル リーディング, ア・テクニカルオーバービュー」 を参照することができる。反射した光線は対物レンズ21を通過し、次に、鏡40ま たは33を経てビームスプリッター31に達する。ビームスプリッター31は反射光線 を放射レーザー光線の初めの光線通路に対して垂直な光線通路に迂回する。ビー ムスプリッター31の光線出口にスプリット偏光子50が設けられており、このスプ リット偏光子50は反射光線の上部と交差するよう配置された第１偏光子51と同じ 反射光線の下部と交差するよう配置された第２偏光子52とを含む。第１偏光子51 は反射光線の上部を＋45゜の方向に偏光するよう用いられ、第２偏光子52は反射 光線の下部を−45゜の方向に偏光するよう用いられる。この結果として、第１偏 光子51から出る光線の偏光と第２偏光子52から出る光線の偏光とは互いに直角を なす。２個の偏光子51および52に対する前述の好ましい偏光配向, すなわち、＋ 45゜および−45゜はこれに限るものではない。２個の偏光子51, 52から出る２個 の光線の偏光が互いに直角をなす限りにおいて、他の配向で偏光子を配置するこ とができる。

【００１３】 図５(A) に示すように感光表面が配置された８個の光ダイオードを具える単一 光検出器60を設けて偏光子50 (すなわち51および52) から出る光線を検出する。 これらの８個の感光区域をＯＡＢ，ＯＣＤ，ＯＤＥ，ＯＦＡ，ＢＣＩＪ，ＯＩＪ ，ＯＨＧおよびＥＦＧＨで示す。８個の光ダイオードのそれぞれが受光強さに応 じた電圧を発生する。感光区域ＯＡＢを有する光ダイオードによって発生される 電圧がＶ₁ とすると、感光区域ＯＣＤを有する光ダイオードによって発生される 電圧がＶ₂ 、感光区域ＯＤＥを有する光ダイオードによって発生される電圧がＶ ₃ 、感光区域ＯＦＡを有する光ダイオードによって発生される電圧がＶ₄ 、感光 区域ＢＣＩＪを有する光ダイオードによって発生される電圧がＶ₅ 、感光区域Ｏ ＩＪを有する光ダイオードによって発生される電圧がＶ₆ 、感光区域ＯＨＧを有 する光ダイオードによって発生される電圧がＶ₇ 、感光区域ＥＦＧＨを有する光 ダイオードによって発生される電圧がＶ₈ と仮定する。これらの８個の信号Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄ ，Ｖ₅ ，Ｖ₆ ，Ｖ₇ およびＶ₈ が同時に信号プロセッサー70 に送られる。この信号プロセッサー70は３個の信号Ｖ_S ，Ｖ_F およびＶ_T を送り 出す３個の出力ポートを有し、これらの信号の関係は下記のとおりである。 Ｖ_S ＝（Ｖ₁ ＋Ｖ₂ ＋Ｖ₅ ＋Ｖ₆ ）−（Ｖ₃ ＋Ｖ₄ ＋Ｖ₇ ＋Ｖ₈ ）…(1) Ｖ_F ＝（Ｖ₅ ＋Ｖ₈ ）−（Ｖ₆ ＋Ｖ₇ ） …(2) Ｖ_T ＝（Ｖ₁ ＋Ｖ₄ ）−（Ｖ₂ ＋Ｖ₃ ） …(3)

【００１４】 信号プロセッサー70は複数個の加算および微分増幅器（図示せず）より構成さ れており、これは電子技術分野の当業者によって方程式(1) , (2) および(3) に より容易に構成することができる。これがため、信号プロセッサー70の詳細構造 の図示および説明を省略する。

【００１５】 実際上、単一の１個の光検出器60は図１に示す従来の光学ヘッドシステムに用 いられている光検出器２, ３, ４および５の組合わせに等しい。かように構成す ることによって、反射光線は従来の光学ヘッドシステムにおけるように３個の光 線に分割する必要はない。図１の従来の光学ヘッドシステムと比較して図３の光 学ヘッドシステムを構成している光学部品の数は明らかに減っている。

【００１６】 光検出器60上の感光区域の構成配置に対して、一般に、水平線および中心点を 通る垂直線の両方の回りに感光区域を対称にすべきであり、水平線より上方の部 分を用いて第１偏光子51から出る光線を検出し、同じ水平線の下方の部分を用い て第２偏光子52から出る光線を検出する。図５(A) に示した感光区域の位相形状 は、検出に対して理想的精度を与える光検出器60の理論的に最良の態様の構成で ある。実際に適用するに当たり、図５(A) に示したものを簡単にした図５(B) お よび図５(C) に示すような位相形状を用いることができる。しかしながら、これ ら両者は検出精度が低い。

【００１７】 出力信号Ｖ_F がフォーカッシングサーボ制御回路81に送られ、出力信号Ｖ_T が トラッキングサーボ制御回路82に送られる。フォーカッシングサーボ制御回路81 およびトラッキングサーボ制御回路82を用いて対物レンズ21を設けた腕22を駆動 する。

【００１８】 図６はアクチュエータ20の構造の一好適例を示す。図示のアクチュエータはＮ 極として構成される軸部材201 とＳ極として構成される一対の円弧状部材202 と を有する磁石200 を具える。円弧状部材202 は軸部材201 を囲むよう配置されて いる。かように構成することによって磁束線が軸部材201 から一対の円弧状部材 202 に半径方向および水平方向に生じる。円筒形スリーブ部材300 が軸部材201 の回りに回転可能に取付けられている。スリーブ部材300 には螺旋コイル310 が 軸線方向に巻かれ、その表面にウェブ状コイル320 が取付けられている。スリー ブ300 の上端に腕22の枢支端が取付けられ、スリーブ300 の下端に懸垂スプリン グ330 が取付けられ、このスプリングはスリーブ300 と磁石200 とを連結してい る。磁石200 は軸23に取付けられている。

【００１９】 フォーカッシング誤り信号Ｖ_F が零でない場合には、フォーカッシングサーボ 制御回路81を作動して電流Ｉ_F を螺旋コイル310 に送る。磁石200 の磁束との磁 気的相互作用によってコイル310 をスリーブ部材300 とともに強制的に上昇また は下降され、その移動方向は電流Ｉ_F の極性によって決定される。かようにして 信号Ｖ_F が零になるまで、すなわち、フォーカッシング誤りが修正されるまで、 対物レンズ21は垂直方向に移動される。

【００２０】 他方、トラッキング誤り信号Ｖ_T が零でない場合には、トラッキングサーボ制 御回路82を作動して電流Ｉ_T をウェブ状コイル320 に送り、このウェブ状コイル 320 を磁界と相互作用させてコイル320 をスリーブ部材300 とともに軸部材201 の回りに時計回り方向または反時計回り方向に強制的に回し、これによってトラ ッキング誤りを減少させ、所望のトラックに固定する。

【００２１】 図７に示すように、対物レンズ21の周縁を囲んでいるのは腕22の僅かな部分だ けであるから、対物レンズ21を光ディスク100 のボス101 に極めて近づけて移動 させることができる。対物レンズ21の中心から光ディスク100 の中心まで測った 距離Ｘ₂ は、図１の従来の光学系において測った距離Ｘ₁ （図２参照）より小さ い。これによって光ディスク100 上のより多くの空間にアクセスすることができ る。

【００２２】 ２進データの流れを磁気−光ディスク上に記録する場合、フォーカッシング誤 り信号Ｖ_F およびトラッキング誤り信号Ｖ_T が発生し続けている間は、信号プロ セッサ70はデータ信号Ｖ_S を発生することができない。２進データの流れはデー タ発生器91によって発生される。

【００２３】 データをディスク上に記録するための便宜的技術による２つの光学系の構成が 提案される。第１の構成では、図３に示すように、データの流れをバイアス磁石 92に送ると同時にレーザー制御回路11から送出されるＤＣ作動信号によってレー ザーダイオード10を駆動してレーザー光線を連続的に放射する。データの流れに おける２進数「１」によってディスク100 上のレーザー光線の焦点の回りに上向 き磁界を生ぜしめ、データの流れにおける２進数「０」によってディスク100 上 のレーザー光線の焦点の回りに下向き磁界を生ぜしめる。第２の構成によれば、 図示していないが、データの流れをレーザー制御回路11に直接に送ると同時にバ イアス磁石92を一方向に連続的に附勢しつづける。データの流れにおける２進数 「１」は、レーザー制御回路11を作動してレーザーダイオード10をオンにし、デ ータの流れにおける２進数「０」はレーザー制御回路11を作動してレーザーダイ オードをオフにする。いずれの構成においても、ディスク100 上に上向きまたは 下向き磁化の小さい点状帯域が形成される。各帯域は「１」または「０」のいず れかの２進データを表す。このようにしてデータの流れがディスク100 上に記録 される。ディスク100 上に記録されているデータを消去するための方法は、デー タ発生器91によって送出される信号がＤＣ信号であることを除いては、上述した データを記録するための方法と実質的に同じである。

【００２４】 図１に示す全部で15個の光学素子を組立てることを必要とする従来の光学系と 比較して、図３に示す光学系を組立てるためには、光学部品は４個だけ, すなわ ち、スプリッター31, 鏡40, スプリット偏光子50および光−検出器60を必要とす るに過ぎない。これによって光学系を容易かつ迅速に組立てることができ、製造 費が相当節減される利点がある。

【００２５】 図８に示す本考案の第３実施例においては、図３〜４の光学系において使用し たと同様の偏光子50および光検出器60を組合わせて用いて図１の従来技術の光学 系の固定部分の代わりとしている。このように構成した図８に示す光学系は、従 来の重いアクチュエータのために、依然としてアクセス時間が遅いが、組立て作 業を簡単にすることができる。

【００２６】 本考案を好適実施例につき説明したが、本考案はこれらの好適実施例に限られ ることなく、本考案の範囲内で種々の変更を加えて実施し得ることは勿論である 。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による磁気−光学ヘッド系の概略図で
ある。

【図２】図１の従来技術による磁気−光学ヘッド系にお
いて用いられているアクチュエータに対しアクセスし得
るディスク空間を示す略線図である。

【図３】本考案の第１好適実施例による磁気−光学ヘッ
ド系の概略図である。

【図４】本考案の第２好適実施例による磁気−光学ヘッ
ド系の概略図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、データ信号, トラ
ッキング誤り信号およびフォーカッシング誤り信号を同
時に検出し得る図３の光学ヘッド系に用いられている単
一光検出器における感光表面の配置例を示す線図であ
る。

【図６】図３の光学ヘッド系に用いられるアクチュエー
タの概略図である。

【図７】本考案の磁気−光学ヘッド系に用いられるアク
チュエータによってアクセス可能のデイスク空間を示す
略線図である。

【図８】本考案の第３実施例による磁気−光学ヘッド系
の概略図を示す。

【符号の説明】

10 レーザーダイオード、11 レーザー制御回路、20
アクチュエータ、 21 対物レンズ、22 回転腕、 23
軸、 24 モータ、25 トラック−ジャンピング制御
装置、30 プラットホーム、 31 ビームスプリッタ
ー、32 視準レンズ、 33 平面鏡、 40 鏡、50 偏
光子、 51 第１偏光子、 52 第２偏光子、60 光検
出器、 70 信号プロセッサー、81 フォーカッシン
グサーボ制御回路、82 トラッキングサーボ制御回路、
100 光ディスク、 101 ボス、 200 磁石、201
軸部材、 202 円弧状部材、300 スリーブ部材、
310 螺旋コイル、320 ウェブ状コイル、 330 懸垂
スプリング

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）磁気−光ディスク上のデータにアク
   セスするための対物レンズを有するアクチュエータを具
   え、このアクチュエータが軸とこの軸の回りに回転し得
   る回転腕とを具え、前記対物レンズが前記回転腕の回転
   によってデータにアクセスするよう前記対物レンズが前
   記回転腕の外端に設けられており、また、 （ｂ）レーザー光線を発生するレーザー手段を具え、発
   生されたレーザー光線の半径方向が前記回転腕の回転に
   追従するよう前記レーザー手段が前記軸に結合されてお
   り、また、 （ｃ）レーザー光線を前記対物レンズに案内し得るよう
   前記アクチュエータに結合された手段を具え、受取った
   レーザービームを前記アクチュエータが次に磁気−光デ
   ィスクの表面に案内し、これによって信号光線が磁気−
   光ディスクの表面から反射されるよう構成され、また、 （ｄ）前記信号光線を予定の光線通路に案内する手段
   と、 （ｅ）前記信号光線の第１部分を第１方向に偏光すると
   ともに前記信号光線の第２部分を前記第１方向に対して
   直角をなす第２方向に偏光し得るよう前記予定の光線通
   路に設けられた偏光手段と、 （ｆ）トラッキング誤り信号, フォーカッシング誤り信
   号およびデータ信号を前記偏光手段を通過する光線に応
   答して同時に検出し得るよう予定位置に配置された複数
   個の感光表面を含む光−検出手段とを具えることを特徴
   とする磁気−光ディスク上のディジタルデータを読み取
   りおよび記録する装置。
2. 【請求項２】前記案内手段がレーザーダイオードによっ
   て放射されたレーザー光線を前記トラックアクチュエー
   タに反射する鏡を含み、前記鏡が第１切断線に沿う円周
   断面形状と第１切断線に対して直角な第２切断線に沿う
   放物状形状とを有し、前記円周断面形状が前記軸を囲ん
   でいる請求項１記載の光学系。
3. 【請求項３】前記案内手段が、前記レーザー手段によっ
   て放射されるレーザー光線をコリメートするよう前記回
   転腕とともに回転可能のレンズと、 コリメートしたレーザービームを前記アクチュエータの
   前記対物レンズに反射するよう前記回転腕とともに回転
   可能の平面鏡とを具える請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】前記光検出手段が、トラッキング誤り信
   号, フォーカッシング誤り信号およびデータ信号を同時
   に検出するよう少なくとも８個の感光表面を含む請求項
   １記載の光学系。
5. 【請求項５】（ａ）レーザー光線を発生するレーザー手
   段と、 （ｂ）磁気−光ディスク上のデータにアクセスするため
   の対物レンズを有するアクチュエータと、 （ｃ）レーザービームを磁気−光ディスクの表面上に前
   記対物レンズによって焦点を結ばせるよう前記アクチュ
   エータの前記対物レンズに案内して信号光線を磁気−光
   ディスクの表面から反射する案内手段と、 （ｄ）前記信号光線を予定の光線通路に案内する手段
   と、 （ｅ）前記信号光線の第１部分を第１方向に偏光させる
   とともに信号光線の第２部分を前記第１方向に直角をな
   す第２方向に偏光させるよう前記予定光線通路に設けら
   れた偏光手段と、 （ｆ）前記偏光手段を通過する光線に応答してトラッキ
   ング誤り信号, フォーカッシング誤り信号およびデータ
   信号を同時に検出するよう予定位置に配置された複数個
   の感光表面を含む光−検出手段とを具えることを特徴と
   する磁気−光ディスク上のディジタルデータの読み取り
   および記録装置。
6. 【請求項６】前記光検出手段がトラッキング誤り信号,
   フォーカッシング誤り信号およびデータ信号を同時に検
   出するための少なくとも８個の感光表面を含む請求項５
   記載の光学系。