(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して情報の記録または再生を行うために、光源からの光を対物レンズおよび半球レンズを経て記録媒体に照射するようにした光ヘッド装置において、
前記対物レンズを光軸方向に駆動する駆動手段と、
この駆動手段と前記記録媒体との間で、前記記録媒体に当接するように第１の弾性部材を介して配置されるスライダとを有し、
前記スライダに前記半球レンズを搭載し、
前記駆動手段は、前記対物レンズ側に設けたコイルと、前記対物レンズを第２の弾性部材を介して光軸方向に変位可能に支持する、キャリッジに取り付け可能な円筒状の支持部材側に設けた永久磁石とを有する電磁駆動手段をもって構成し、
前記第１の弾性部材は、円形状を有し、中央部には、前記スライダを位置決めするための開口部を形成し、周縁部から中央部の間には、スパイラル状に複数の開口部を形成し、周縁部には複数の位置決め用係合部を形成して構成し、前記複数の位置決め用係合部を前記支持部材の前記記録媒体と対向する円筒状の端面に形成した複数の位置決め部に係合して、当該記録媒体と対向する円筒状の端面に位置決めして直接固着したことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に、トラッキング制御を行うためのガルバノミラーを配置したことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体に対して情報の記録または再生を行うために、光源からの光を対物レンズおよび半球レンズを経て記録媒体に照射するようにした光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光学式記録媒体の高密度化に伴って、この種の光ヘッド装置が種々提案されている。例えば、特開平８−２２１７９０号公報には、対物レンズと、この対物レンズを経て記録媒体に照射されるレーザ光を球面波となるように補正する補正板とを鏡筒に保持すると共に、この鏡筒に板バネを介して記録媒体に摺接するようにスライダを取り付け、このスライダに半球レンズを保持するようにしたものが開示されている。
【０００３】
また、特開平９−２５１６６１号公報には、対物レンズを有する対物レンズ駆動アクチュエータと記録媒体との間の光路中に、記録媒体の種類（記録密度）に応じて半球レンズを挿脱するようにしたものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平８−２２１７９０号公報に開示されている光ヘッド装置においては、対物レンズおよび補正板を保持する鏡筒に、板バネおよびスライダを介して半球レンズを搭載するようにしているため、鏡筒を含む各部品の寸法公差により、対物レンズと半球レンズとの間隔を所望の間隔となるように鏡筒部組を製造するのが難しく、これがため歩留りが低下してコスト高になるという問題がある。
【０００５】
また、フォーカスあるいはトラッキング制御を行うために鏡筒を駆動すると、それに伴って記録媒体に対するスライダの押圧力が変化すると共に、スライダが記録媒体に対して接触および離間を繰り返し、これがため記録媒体表面を傷つけるという問題がある。
【０００６】
これに対し、上記の特開平９−２５１６６１号公報に開示されている光ヘッド装置においては、対物レンズを保持する鏡筒とは別体に半球レンズを保持し、この半球レンズを必要に応じて対物レンズ駆動アクチュエータと記録媒体との間の光路中に挿入するようにしているので、上述した問題が生じることはない。
【０００７】
しかし、この光ヘッド装置では、半球レンズを記録媒体から離間した位置に固定的に挿入するようにしているため、記録媒体に反り等があると、それに応じて記録媒体と半球レンズとの距離が変化し、これがため対物レンズ駆動アクチュエータで対物レンズのフォーカス制御を行っても、記録媒体に照射されるレーザ光に収差が発生し、記録あるいは再生性能が低下するという問題がある。また、記録媒体の反り等が大きい場合には、記録媒体が半球レンズに接触して、記録媒体および／または半球レンズが損傷するという問題もある。
【０００８】
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、簡単かつ安価にできると共に、記録媒体や半球レンズに傷等の損傷を与えることなく、しかも常に安定した記録あるいは再生性能が得られるよう適切に構成した光ヘッド装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、記録媒体に対して情報の記録または再生を行うために、光源からの光を対物レンズおよび半球レンズを経て記録媒体に照射するようにした光ヘッド装置において、前記対物レンズを光軸方向に駆動する駆動手段と、この駆動手段と前記記録媒体との間で、前記記録媒体に当接するように第１の弾性部材を介して配置されるスライダとを有し、前記スライダに前記半球レンズを搭載し、前記駆動手段は、前記対物レンズ側に設けたコイルと、前記対物レンズを第２の弾性部材を介して光軸方向に変位可能に支持する、キャリッジに取り付け可能な円筒状の支持部材側に設けた永久磁石とを有する電磁駆動手段をもって構成し、前記第１の弾性部材は、円形状を有し、中央部には、前記スライダを位置決めするための開口部を形成し、周縁部から中央部の間には、スパイラル状に複数の開口部を形成し、周縁部には複数の位置決め用係合部を形成して構成し、前記複数の位置決め用係合部を前記支持部材の前記記録媒体と対向する円筒状の端面に形成した複数の位置決め部に係合して、当該記録媒体と対向する円筒状の端面に位置決めして直接固着したことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、この発明の一実施形態では、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に、トラッキング制御を行うためのガルバノミラーを配置する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、この発明の第１実施形態における光学系の構成を示すものである。この光ヘッド装置では、記録および再生用の半導体レーザ１からの発散する光ビームを、コリメータレンズ２で平行ビームとして第１ビームスプリッタ３に入射させ、この第１ビームスプリッタ３を透過する光ビームを、リレーレンズ４および両矢印Ｒで示す方向に回動可能なトラッキング制御用のガルバノミラー５を経て第２ビームスプリッタ６に入射させる。第２ビームスプリッタ６を透過する光ビームは、結像レンズ７、反射ミラー８、対物レンズ９、および、例えばソリッドイマージョンレンズよりなる半球レンズ１０を経て記録媒体（この場合、ディスク）１１の記録面に集光させる。また、第２ビームスプリッタ６で反射される光ビームは、位置検出用の光検出器１２で受光して、その出力に基づいてガルバノミラー５の回動角度を検出するようにする。ここで、結像レンズ７は、その焦点位置を対物レンズ９の前側焦点位置Ｆｆに位置決めして配置し、対物レンズ９は、フォーカス制御を行うために、後述するように電磁駆動手段により光軸方向に駆動するようにする。
【００１３】
なお、記録媒体１１が二層の記録面を有する場合には、記録面に応じて集光位置を変えるために、好ましくは、結像レンズ７と対物レンズ９との間の光路中に、対物レンズ９の開口数を変えるための液晶材料よりなる光学フィルタ１３を配置する。また、記録媒体１１が光磁気記録媒体の場合には、記録媒体１１を介して半球レンズ１０と対向する位置に、磁化反転用のバイアス磁界発生手段１４を配置する。
【００１４】
一方、記録媒体１１で反射される反射光（戻り光）は、往路とは逆の経路をたどって第１ビームスプリッタ３に入射させ、ここで反射される戻り光を検出光学素子１５を経て光検出器１６で受光するようにする。検出光学素子１５は、例えば偏光回折機能および異なる集光機能を有するホログラムをもって構成し、ここでＰ偏光成分は回折することなく透過させて集光し、Ｓ偏光成分は回折させてＰ偏光成分とは異なる距離の位置に集光させる。また、光検出器１６には、Ｐ偏光成分をその集光位置よりも前方で受光する受光部１７ａと、Ｓ偏光成分の＋１次回折光をその集光位置の後方で受光する受光部１７ｂとを設ける。
【００１５】
このようにして、情報信号は、例えば記録媒体１１が光磁気記録媒体の場合には、受光部１７ａおよび１７ｂの出力の差に基づいて検出し、フォーカスエラー信号は、受光部１７ａ，１７ｂをトラック方向と直交する２本の分割線で３分割してビームサイズ法により検出し、トラッキングエラー信号は、受光部１７ａ，１７ｂの少なくとも一方をトラック方向と平行な分割線でさらに２分割してプッシュプル法により検出する。
【００１６】
図２および図３は、図１に示す対物レンズ９および半球レンズ１０を含むヘッド部分の要部の一例の構成を示すもので、図２は一部断面で示す側面図、図３は図２の側断面図である。対物レンズ９および光学フィルタ１３は、ホルダ２１に保持し、このホルダ２１を４本の平行な矩形状の板バネ２２を介して光軸方向に変位可能に円筒状の支持枠２３に支持する。ホルダ２１には、その外周にフォーカスコイル２４を巻回して設ける。また、支持枠２３には、フォーカスコイル２４とともに電磁駆動手段を構成する円弧状の一対の永久磁石２５ａ，２５ｂを、フォーカスコイル２４と空隙を介して対向するように、軸対称の位置に接着固定して設ける。なお、永久磁石２５ａ，２５ｂは、径方向に磁化して、同一磁極面をフォーカスコイル２４に対向させる。
【００１７】
また、半球レンズ１０はスライダ２６に保持し、このスライダ２６を円形状の板バネ２７の中央部に接着固定する。板バネ２７には、図４（ａ）および（ｂ）に平面図および断面図をそれぞれ示すように、その中央部にスライダ２６を位置決めするための開口部２７ａを形成し、周縁部から中央部の間には、スパイラル状に複数の開口部２７ｂを形成し、周縁部には適当な間隔で凸部２７ｃを形成して、これら凸部２７ｃを図３に示すように支持枠２３の記録媒体１１と対向する端面に形成した凹部２３ａに係合させることにより位置決めして、支持枠２３に接着固定し、これによりスライダ２６が記録媒体１１に摺接するようにする。
【００１８】
なお、半球レンズ１０は、その平坦面１０ａが記録媒体１１と対向し、かつスライダ２６が記録媒体１１に当接した状態で、平坦面１０ａと記録媒体１１との間に微小な空隙が形成されるようにスライダ２６に保持する。また、記録媒体１１が光磁気記録媒体の場合には、半球レンズ１０の周りで、記録媒体１１に当接しないようにスライダ２６にバイアスコイル２８を設ける。
【００１９】
ここで、支持枠２３は、例えば他の光学部品とともに記録媒体１１の径方向に移動可能なキャリッジ、あるいは記録媒体１１のトラックを横切るように回動可能なスイングアームに取り付ける。
【００２０】
このようにして、スライダ２６を板バネ２７の弾性力により記録媒体１１に摺接させながら、反射ミラー８で反射される半導体レーザ１からの光ビームを支持枠２３に形成した開口部２３ｂ、光学フィルタ１３、対物レンズ９および半球レンズ１０を経て記録媒体１１に照射して、キャリッジあるいはスイングアームの駆動による粗動トラッキング制御、およびガルバノミラー５の駆動による微動トラッキング制御を行うと共に、フォーカスコイル２４への通電によりホルダ２１を光軸方向に駆動してフォーカシング制御を行って、情報の記録あるいは再生を行うようにする。
【００２１】
この実施形態においては、対物レンズ９をホルダ２１に保持し、半球レンズ１０は、ホルダ４を光軸方向に変位可能に支持する支持枠２３に、板バネ２７およびスライダ２６を介して保持するようにしたので、ホルダ部組を製造するにあたって、対物レンズ９と半球レンズ１０との間隔を管理する必要がない。したがって、ホルダ部組を簡単かつ安価に製造することができる。また、対物レンズ９を保持するホルダ２１のみを、該ホルダ２１に設けたフォーカスコイル２４と支持枠２３に設けた永久磁石２５ａ，２５ｂとを有する電磁駆動手段によるフォーカシング制御により光軸方向に駆動し、スライダ２６は、電磁駆動手段によって駆動することなく、支持枠２３に取り付けた板バネ２７の弾性力により記録媒体１１に摺接させるようにしたので、フォーカシング制御によってスライダ２６が記録媒体１１に対して接触および離間を繰り返すこともない。したがって、記録媒体１１の表面を傷つけることもないと共に、記録媒体１１と半球レンズ１０との間隔が常に一定に保たれるので、常に安定した記録あるいは再生性能を維持することができる。
【００２２】
図５（ａ）および（ｂ）は、この発明の第２実施形態を説明するための図である。この実施形態は、分離光学系で、一つの光源を用いて二枚の記録媒体に対して選択的に情報の記録あるいは再生を行うようにしたものである。このため、この実施形態では、図５（ａ）に示すように、半導体レーザ３１からの発散する光ビームを、コリメータレンズ３２で平行ビームとして第１ビームスプリッタ３３に入射させ、この第１ビームスプリッタ３３を透過する光ビームを、ガルバノミラー３４に入射させる。
【００２３】
ガルバノミラー３４は、その回動により、入射する光ビームを反射ミラー３５および３６に選択に導く偏向機能と、反射ミラー３５あるいは３６側に偏向された光ビームによる情報の記録あるいは再生時にトラッキング制御を行う機能とを有して構成し、このガルバノミラー３４で偏向され、反射ミラー３５あるいは３６で反射される光ビームを第２ビームスプリッタ３７に入射させる。ここでは、反射ミラー３５側に偏向された光ビームの光路を第１光路とし、反射ミラー３６側に偏向された光ビームの光路を第２光路とする。
【００２４】
第２ビームスプリッタ３７は、第１および第２の光路の光ビームをそれぞれ透過および反射により分離するよう構成する。この第２ビームスプリッタ３７を透過する第１光路の光ビームは、図５（ｂ）に部分正面図をも示すように、反射ミラー３８で図において上方に反射させて、第１対物レンズ３９および第１半球レンズ４０を経て第１記録媒体４１に照射し、これにより情報の記録あるいは再生を行うようにする。また、第２ビームスプリッタ３７で反射される第１光路の光ビームは、光検出器４２で受光して半導体レーザ３１からの光ビームが第１光路に偏向されているか否かを検出すると共に、偏向されている場合には、その出力に基づいてガルバノミラー３４の回動角度を検出するようにする。
【００２５】
同様に、第２ビームスプリッタ３７を透過する第２光路の光ビームは、反射プリズム４３で図５（ｂ）において下方に反射させて、第２対物レンズ４４および第２半球レンズ４５を経て第２記録媒体４６に照射し、これにより情報の記録あるいは再生を行うようにする。また、第２ビームスプリッタ３７で反射される第２光路の光ビームは、光検出器４７で受光して半導体レーザ３１からの光ビームが第２光路に偏向されているか否かを検出すると共に、偏向されている場合には、その出力に基づいてガルバノミラー３４の回動角度を検出するようにする。
【００２６】
第１対物レンズ３９および第１半球レンズ４０を含むヘッド部分は、図２〜４で説明したと同様に、第１対物レンズ３９を電磁駆動手段により光軸方向に駆動してフォーカシング制御を行うようにすると共に、この第１対物レンズ３９を光軸方向に変位可能に支持する支持枠に円形状の板バネおよびスライダを介して第１半球レンズ４０を設けて構成する。第２対物レンズ４４および第２半球レンズ４５を含むヘッド部分についても、同様に構成する。
【００２７】
一方、第１記録媒体４１あるいは第２記録媒体４６で反射される反射光（戻り光）は、往路とは逆の経路をたどって第１ビームスプリッタ３３に入射させ、ここで反射される戻り光を検出光学素子４８を経て光検出器４９で受光して、第１実施形態と同様にして、情報信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を検出するようにする。
【００２８】
ここで、反射ミラー３８、第１対物レンズ３９および第１半球レンズ４０を含むヘッド部分、反射プリズム４３、第２対物レンズ４４および第２半球レンズ４５を含むヘッド部分は、可動光学系として第１記録媒体４１および第２記録媒体４６のトラックを横切る両矢印で示す方向に直線的に移動可能なキャリッジ５１に保持し、その他の構成部品は固定光学系として固定部５２に取り付ける。
【００２９】
この実施形態によれば、第１実施形態における効果に加え、一つの半導体レーザ３１を用い、ガルバノミラー３４で光路を切り換えると同時にトラッキング制御を行うようにしたので、簡単な構成で効率良く、第１記録媒体４１および第２記録媒体４６に対して選択的に情報の記録あるいは再生を行うことができる。
【００３０】
図６は、この発明とともに開発した光ヘッド装置の参考例の要部の構成を示すものである。この参考例は、スイングアーム方式の光ヘッド装置を示すものである。スイングアーム６１の先端部には、二枚の板バネ６２を介して対物レンズ（図示せず）を保持するホルダ６３を光軸方向に変位可能に支持すると共に、対物レンズと記録媒体（図示せず）との間に位置するように、板バネ６４を介して記録媒体に摺接するように弾性的に偏倚してスライダ６５を設け、このスライダ６５に第１実施形態と同様に半球レンズ６６を保持する。なお、スイングアーム６１の先端部には、図示しない記録媒体から離間する方向に記録媒体面と平行な二面を有する段差を形成し、この段差の平行な二面に二枚の板バネ６２を介してホルダ６３を支持することにより、ホルダ６３が光軸方向に変位したときにスライダ６５に当接しないようにする。
【００３１】
また、スイングアーム６１の先端部で、ホルダ６３の下方には、４５°の傾斜面６１ａを形成し、この傾斜面６１ａに反射ミラー６７を取り付けて、図示しない半導体レーザからの光ビームを反射ミラー６７、対物レンズおよび半球レンズ６６を経て記録媒体に投射し、その反射光を半球レンズ６６、対物レンズおよび反射ミラー６７を経て図示しない光検出器に導くようにする。なお、半導体レーザおよび光検出器を含む他の光学系は、図１と同様に構成する。
【００３２】
さらに、ホルダ６３を光軸方向に駆動するため、スイングアーム６１の回動によるホルダ６３の回動先端面には、扁平状のフォーカスコイル６８を設け、図示しない本体（ベース）側には、このフォーカスコイル６８と対向して該フォーカスコイル６８に磁界を作用させるように、スイングアーム６１の回動軌跡に沿って円弧状の永久磁石６９ａ，６９ｂおよびこれらを連結するヨーク７０を有する磁気回路を配置する。
【００３３】
このようにして、図示しない公知の駆動手段によりスイングアーム６１を回動させて粗アクセス動作を行い、トラッキング制御は図示しないガルバノミラーで行い、フォーカシング制御はフォーカスコイル６８および永久磁石６９ａ，６９ｂを有する電磁駆動手段により行いながら、記録媒体に対する情報の記録あるいは再生を行う。
【００３４】
したがって、この参考例によれば、第１実施形態で説明したと同様の効果が得られる他、トラッキング制御をガルバノミラーで行うようにしたので、スイングアーム６１全体を微小回動させてトラッキング制御を行う場合に比べて、トラッキング制御の駆動感度を向上できる利点がある。
【００３５】
なお、この発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、上述した各実施形態において、半球レンズを保持するスライダの記録媒体とは反対側の端面に、例えば紫外線硬化接着剤を用いてレーザ光を球面波とする補正板を設けることもできる。また、上述した各実施形態では、ガルバノミラーを用いてトラッキング制御を行うようにしたが、対物レンズを保持するホルダをトラッキング方向にも移動可能に支持して、公知の電磁駆動手段によりトラッキング制御を行うよう構成することもできる。
【００３６】
さらに、図１に示す光学系においては、ガルバノミラー５によりトラッキング制御を行う場合に生じるトラックオフセットを低減するために、リレーレンズ４および結像レンズ７を用いるようにしたが、これらリレーレンズ４および結像レンズ７を用いることなく、光検出器１６の出力を処理してトラックオフセットを電気的に低減するように構成することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、対物レンズを光軸方向に駆動する駆動手段を、対物レンズ側に設けたコイルと、対物レンズを第２の弾性部材を介して光軸方向に変位可能に支持するキャリッジに取り付け可能な支持部材側に設けた永久磁石とを有する電磁駆動手段をもって構成し、この駆動手段と記録媒体との間に、半球レンズを保持するスライダを、支持部材の記録媒体と対向する面に直接固着した第１の弾性部材を介して、記録媒体に当接するように配置したので、対物レンズを保持するホルダ部組を製造するにあたって、対物レンズと半球レンズとの間隔を管理する必要がない。したがって、ホルダ部組を簡単かつ安価に製造することができる。また、スライダは、対物レンズを光軸方向に駆動する駆動手段によって駆動されることなく、したがって第２の弾性部材の弾性力により記録媒体に対して接触および離間を繰り返すことなく、第１の弾性部材の弾性力により常に摺接させることができるので、記録媒体の表面を傷つけることがないと共に、記録媒体と半球レンズとの間隔が常に一定に保たれるので、常に安定した記録あるいは再生性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態における光学系の構成を示す図である。
【図２】図１に示す対物レンズおよび半球レンズを含むヘッド部分の要部の一例の構成を一部断面で示す側面図である。
【図３】図２の側断面図である。
【図４】図２および図３に示すスライダを支持する円形状の板バネの構成を示す平面図および断面図である。
【図５】この発明の第２実施形態を説明するための図である。
【図６】この発明とともに開発した光ヘッド装置の参考例の要部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ コリメータレンズ
３ 第１ビームスプリッタ
４ リレーレンズ
５ ガルバノミラー
６ 第２ビームスプリッタ
７ 結像レンズ
８ 反射ミラー
９ 対物レンズ
１０ 半球レンズ
１１ 記録媒体
１２ 位置検出用光検出器
１３ 光学フィルタ
１４ 磁化反転用バイアス磁界発生手段
１５ 検出光学素子
１６ 光検出器
１７ａ，１７ｂ 受光部
２１ ホルダ
２２ 板バネ
２３ 支持枠
２４ フォーカスコイル
２５ａ，２５ｂ 永久磁石
２６ スライダ
２７ 板バネ
３１ 半導体レーザ
３２ コリメータレンズ
３３ 第１ビームスプリッタ
３４ ガルバノミラー
３５，３６ 反射ミラー
３７ 第２ビームスプリッタ
３８ 反射ミラー
３９ 第１対物レンズ
４０ 第１半球レンズ
４１ 第１記録媒体
４２ 光検出器
４３ 反射プリズム
４４ 第２対物レンズ
４５ 第２半球レンズ
４６ 第２記録媒体
４７ 光検出器
４８ 検出光学素子
４９ 光検出器
５１ キャリッジ
５２ 固定部
６１ スイングアーム
６２ 板バネ
６３ ホルダ
６４ 板バネ
６５ スライダ
６６ 半球レンズ
６７ 反射ミラー
６８ フォーカスコイル
６９ａ，６９ｂ 永久磁石
７０ ヨーク
【図１】
0004160160.tif 000002
【図２】
0004160160.tif 000003
【図３】
0004160160.tif 000004
【図４】
0004160160.tif 000005
【図５】
0004160160.tif 000006
【図６】
0004160160.tif 000007