光ディスク装置の光学ヘッド

【課題】回動アームの軽量化が可能な光学ヘッドを提供すること。
【解決手段】光学ヘッドを、（１）録媒体の記録面に光ビームを集光させる対物光学系を具備し、記録媒体の記録面に沿って回動する回動アームと、（２）光ビームを発する光源ユニットを具備し、光ディスク装置の本体に対し固定された固定光学ユニットと、（３）固定光学ユニットからの光ビームが回動アームの対物光学系を経て記録面に達するよう、固定光学ユニットからの光ビームを前記回動アームの回動に応じて偏向させる偏向手段と、により構成した。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ディスク装置に関するものであり、特に、光ディスクの記録面に情報を記録するあるいは記録面の情報を再生するための光学ヘッドに関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】近年、面記録密度が１０Ｇビット／（インチ）2を越える光ディスク装置の開発が進んでいる。このような光ディスク装置において、光ディスクの記録面に情報を記録する（あるいは記録面の情報を再生する）ための光学ヘッドは、光ディスクのトラックと交差する方向に回動する回動用アームとして構成されている。しかしながら、このような光学ヘッドでは、光ビームを発する光源ユニットなど全ての光学系が回動アームに搭載されるため、回動アームの軽量化が難しく、形状も複雑になるという問題点があった。
【０００３】本発明は、上述した事情に鑑み、回動アームの軽量化が可能な光学ヘッドを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、本発明の光ディスク装置の光学ヘッドは、（１）録媒体の記録面に光ビームを集光させる対物レンズを具備し、光ディスクの記録面に沿って回動する回動アームと、（２）光ビームを発する光源ユニットを具備し、光ディスク装置の本体に対し固定された固定光学ユニットと、（３）固定光学ユニットからの光ビームが回動アームの対物レンズを経て記録面に達するよう、固定光学ユニットからの光ビームを前記回動アームの回動に応じて偏向させる偏向手段と、を備えて構成されている。
【０００５】このように、光源ユニットなどの光学系を回動アームとは別体の固定光学ユニットとすることによって、可動部分である回動アームを軽量化することが可能になる。回動アームの軽量化により、情報アクセス速度を高速化すると共に、光ディスク装置の信頼性を向上することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施形態の光ディスク装置の基本構成を示す斜視図である。この光ディスク装置は、ニア・フィールド記録（NFR：near field recording）技術と呼ばれる記録再生方式を用いたものである。
【０００７】光ディスク装置は、図示しないスピンドルモータの回転軸２２で光ディスク２を回転可能に保持している。なお、以下の説明に於いては、光ディスク２の面に直交する方向を「鉛直方向」とする。この実施形態では、光ディスク２の下面が記録面となっている。情報の記録及び再生を行う光学ヘッド１００は、光ディスク２の記録面に沿って回動する回動アーム３と、光ディスク装置１の本体（図示せず）に固定された固定光学ユニット４とにより構成されている。
【０００８】回動アーム３は光ディスク２の記録面に平行に延びており、光ディスク２の記録面に直交する回転軸５を中心として記録面に沿って回動するよう構成されている。回動アーム３の先端には、光ディスク２の記録面にレーザー光束を収束させる対物レンズ１０を具備した浮上型光学ユニット６が搭載されている。
【０００９】まず、浮上型光学ユニット６について説明する。図２は回動アーム３の先端部を示す側面図であり、図３は浮上型光学ユニット６を拡大して示す側面図である。浮上型光学ユニット６はフレクシャービーム８に取り付けられており、光ディスク２に対向して配置されている。また、フレクシャービーム８は他端で回動アーム３に固着されており、フレクシャービーム８の弾性力により先端部の浮上型光学ユニット６を光ディスク２に接触させる方向に加圧している。
【００１０】浮上型光学ユニット６は浮上スライダー９，対物レンズ１０，ソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１，磁気コイル１２から構成されており、固定光学ユニットから出射された平行なレーザー光束１３を光ディスク２上に収束させるはたらきをする。また、回動アーム３の先端部には前記レーザー光束１３を浮上型光学ユニット６に導くために立ち上げミラー３１が固着されている。立ち上げミラー３１により対物レンズ１０に入射したレーザー光束１３は、対物レンズ１０の屈折作用により収束される。この集光点近傍にはソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１が配置されており、前記収束光を更に微細なエバネッセント光１５として光ディスク２に照射させる。
【００１１】また、光ディスク２に面したソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）１１の周囲には、光磁気記録方式で記録するための磁気コイル１２が形成されており、記録時には必要な磁界を光ディスク２の記録面上に印加出来るようになっている。このエバネッセント光１５と磁気コイル１２により、光ディスク２への高密度な記録および再生が可能となる。なお、浮上型光学ユニット６は光ディスク２の回転による空気流により微小量浮上するものであり、光ディスク２の面振れ等に追従する。このため従来の光ディスク装置では必要であった対物レンズの焦点制御（フォーカスサーボ）が不要となっている。
【００１２】次に、回動アーム３及び固定光学ユニット４について説明する。図４は光学ヘッド１００の上面図であり、図５は図４の線分Ａ−Ａ’における光学ヘッド１００の側断面図である。図５に示すように、回動アーム３を回転可能に支持するため、回動アーム３の回転軸５に対応する位置には中空シャフト３６が設けられている。中空シャフト３６は固定光学ユニット４のハウジング４２に軸受４４を介して回動自在に保持されている。
【００１３】回動アーム３の一端には扁平状のコイルである駆動コイル１６が固着されており、駆動コイル１６は磁気回路１６ａ内に空隙をおいて挿入配置されている。これにより、駆動コイル１６に電流を印加すると磁気回路１６ａとの電磁作用により回動アーム３を回転軸５を中心として回動させることができる。
【００１４】図１に示すように、固定光学ユニット４には、半導体レーザー１８，コリメートレンズ２０，複合プリズムアッセイ２１，反射プリズム２３，データ検出／トラッキング検出センサー２４，およびＡＰＣセンサー２５が配置されている。
【００１５】半導体レーザー１８から放出された発散光束状態のレーザー光束は、コリメートレンズ２０によって平行光束に変換される。この平行光束の断面形状は半導体レーザー１８の特性から長円状であり、レーザー光束を光ディスク２上に微小に絞り込むには都合が悪いため略円形断面に変換する必要がある。このため、複合プリズムアッセイ２１の入射面２１ａは入射光軸に対して所定の傾斜を有しており、入射光を屈折させることにより平行光束の断面形状を長円形状から略円形形状に整形する。
【００１６】複合プリズムアッセイ２１から出射されたレーザー光束１３を回動アーム３の回動に追従させるため、固定光学ユニット４には第１偏向ミラー２６が設けられている。第１偏向ミラー２６は、複合プリズムアッセイ２１から出射されたレーザー光束１３を鉛直上方に偏向するもので、第１偏向ミラー２６により偏向された光軸は回動アーム３の回動軸５と一致している。第１偏向ミラー２６により偏向されたレーザー光束１３は中空シャフト３６（図５）の中空部分を経て回動アーム３内に入射する。
【００１７】回動アーム３の回動軸５に相当する位置には、第１偏向ミラー２６からのレーザー光束１３を水平に（光ディスク２の記録面と平行な方向に）偏向する第２偏向ミラー３５が設けられている。第２偏向ミラー３５により反射されたレーザー光束１３は、第１リレーレンズ２９および第２リレーレンズ（イメージングレンズ）３０を経て、第３偏向ミラー３１で反射された後、浮上型光学ユニット６に至る。
【００１８】図６は光学ヘッド１００全体の光学系を示す概略図である。図６に示すように、回動アーム３（図１R>１）の回転に伴い、第２偏向ミラー３５，第１リレーレンズ２９，第２リレーレンズ３０，第３偏向ミラー３１が図中Ａ，Ｂ，Ｃで示すように回動する。前述のように第１偏向プリズム２６（図１）から第２偏向ミラー３５に入射する光軸が回動アーム３の回動軸５に一致しているため、第２偏向ミラー３５により水平に偏向されたレーザー光束１３は、（回動アーム３の回動位置に関わらず）回動アーム３を長手方向に進み浮動光学ユニット６に達する。
【００１９】光ディスク２から反射されて戻ってきた復路のレーザー光束１３は、往路と逆に進み第１偏向ミラー２６に反射されて複合プリズムアッセイ２１に入射する。複合プリズムアッセイ２１のハーフミラー面２１ｂは、透過光と、データ検出／トラッキング検出センサー２４へ向かう反射光を生成し、復路のレーザー光束を分離する。データ検出／トラッキング検出センサー２４は、光ディスク２に記録されているデータ情報を読みとりデータ信号を出力し且つトラッキング誤差信号を出力する複合型のセンサーである。なお、正確にはトラッキング誤差信号およびデータ信号は図示せぬヘッドアンプ回路によって生成され、制御回路または情報処理回路に送られる。
【００２０】次に、微小トラッキング制御について説明する。第１偏向ミラー２６は、偏向面上の軸Ｒを中心として揺動することにより、対物レンズ１０に対するレーザー光束１３の入射角を微調整して微小なトラッキング制御を行う所謂ガルバノミラーである。即ち、光学ヘッド１００は、光ディスク２の内周／外周に渡るアクセス動作を回動アーム３の回動によって行い、極微小なトラッキング制御のみ第１偏向ミラー２６を回動させて行う。なお、第１偏向ミラー２６の揺動は図示しないコイルとマグネットの組み合わせによって行われるが、詳細な説明は省略する。また、第１偏向ミラー２６の回転角度は、第１偏向ミラー２６の近傍に設けられた図示しない角度検出センサにより検出される。
【００２１】第１リレーレンズ２９および第２リレーレンズ３０は、第１偏向ミラー２６の反射面と浮上型光学ユニット６に配置されている対物レンズ１０の瞳面（主平面）との関係を共役関係になるようにするもので、リレーレンズ光学系を形成するものである。即ち、上述のように第１偏向ミラー２６を僅かに揺動させて微小なトラッキング制御を行う方式では、第１偏向ミラー２６と対物レンズ１０の光学的距離が長い場合は、対物レンズ１０へ入射するレーザー光束１３の移動量が大きくなり、対物レンズ１０に入射出来なくなる場合がある。
【００２２】そこで、第１及び第２リレーレンズ２９，３０によって、第１偏向ミラー２６の反射面と対物レンズ１０の瞳面との関係を共役関係になるように設定し、第１偏向ミラー２６が回動しても対物レンズ１０に入射するレーザー光束は移動せず、正確なトラッキング制御が可能となるようにしている。また、第１偏向ミラー２６の偏向面と対物レンズ１０の入射瞳面に入射するレーザー光束がいずれも平行光になるよう構成されている。
【００２３】以上説明したように、この第１の実施形態の光ディスク装置によると、主要な光学部品（半導体レーザー１８、コリメートレンズ２０、複合プリズムアッセイ２１、データ検出／トラッキング検出センサー２４及びＡＰＣセンサー２５）が固定光学ユニット４に設けられているため、可動部である回動アーム３を軽量化することができる。
【００２４】次に、第２の実施形態について説明する。図７は第２の実施形態による光ディスク装置を示す斜視図である。第２の実施形態の光学ヘッド２００は光ディスク２の上面の情報を再生又は記録するよう構成されている。そのため、光学ヘッド２００は、回動アーム３００の下側にフレクシャービーム８と浮上型光学ユニット６を備えている。フレクシャービーム８と浮上型光学ユニット６の配置を除くと、第２の実施形態の回動アーム３００の構成は第１の実施形態の回動アーム３と同様に構成されている。また、第２の実施形態の固定光学ユニット４は第１実施形態と全く同様に構成されている。
【００２５】図８は、第２の実施形態の光学ヘッド２００の断面図である。図８に示すように、第２偏向ミラー３５で反射されたレーザー光束１３は、第１及び第２リレーレンズ２０，３０を経て、第３偏向ミラー３１で下方に反射され、浮上型光学ユニット６に入射し、光ディスク２の上面に集光される。この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、光学ヘッドの可動部が軽量化できる。また、回動アーム３に対して固定光学ユニット４と光ディスク２が同じ側に位置するため、鉛直方向の装置寸法を小さくすることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディスク装置における光学ヘッドによると、光源ユニットなどの光学系を、回動アームとは別体の固定光学ユニットとすることによって、可動部分である回動アームを軽量化することが可能になる。この回動アームの軽量化により、情報アクセス速度を高速化すると共に、光ディスク装置の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の光ディスク装置を示す斜視図である。
【図２】回動アームの先端部を示す側面図である。
【図３】浮上型光学ユニットを示す側面図である。
【図４】光学ヘッドを示す平面図である。
【図５】光学ヘッドを示す側断面図である。
【図６】光学ヘッドの光学系を示す図である。
【図７】第２の実施形態の光ディスク装置を示す斜視図である。
【図８】図７の光学ヘッドの側断面図である。
【符号の説明】
２光ディスク
３回動アーム
４固定光学ユニット
２６第１偏向ミラー
３５第２偏向ミラー
３１第３偏向ミラー
１００光学ヘッド
２００光学ヘッド
３００回動アーム

【特許請求の範囲】
【請求項１】光ディスク装置において、光ディスクの記録面に光ビームを集光させる対物レンズを具備し、前記光ディスクの記録面に沿って回動する回動アームと、光ビームを発する光源ユニットを具備し、前記光ディスク装置の本体に対し固定された固定光学ユニットと、前記固定光学ユニットからの光ビームが前記回動アームの対物レンズを経て前記記録面に達するよう、前記固定光学ユニットからの光ビームを前記回動アームの回動に応じて偏向させる偏向手段と、を備えた光ディスク装置の光学ヘッド。
【請求項２】前記固定光学ユニットは、前記記録面から反射された光ビームを受光する受光ユニットをさらに備えること、を特徴とする光ディスクの光学ヘッド。
【請求項３】前記偏向手段は、前記固定光学ユニットにおいて光ビームを前記回転アームの回転軸の方向に偏向する第１の偏向ミラーを含み、前記第１の偏向ミラーにより偏向された光軸が前記回動アームの回動軸と一致していること、を特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク装置の光学ヘッド。
【請求項４】前記第１の偏向ミラーは、その偏向面上の所定の軸を中心として揺動することにより前記対物レンズに対する光ビームの入射角を微調整して微動トラッキングを行うガルバノミラーであること、を特徴とする請求項３に記載の光ディスク装置の光学ヘッド。
【請求項５】前記回動アームは、前記第１の偏向ミラーと前記対物レンズの間に少なくとも２つのレンズを有し、前記２つのレンズの配置は、前記偏向ミラーの揺動軸と前記対物レンズの入射瞳が共役関係となり、前記第１の偏向ミラーの偏向面と前記対物レンズの入射瞳面に入射する光ビームがいずれも平行光になるよう決められていること、を特徴とする、請求項３又は４に記載の光ディスク装置の光学ヘッド。
【請求項６】前記偏向手段は、前記回動アームの回動軸に設けられた第２の偏向ミラーを含むこと、を特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の光ディスク装置の光学ヘッド。
【請求項７】前記固定光学ユニットは、前記回動アームの回転軸の方向において、前記回動アームを挟んで前記光ディスクと反対の側にあること、を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光ディスク装置の光学ヘッド。
【請求項８】前記固定光学ユニットは、前記回動アームの回転軸の方向において、前記回動アームを挟んで前記光ディスクと同じ側にあること、を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光ディスク装置の光学ヘッド。

【図１】