DE69228371T2

DE69228371T2 - Optisches Plattengerät mit reduzierter Abmessung

Info

Publication number: DE69228371T2
Application number: DE69228371T
Authority: DE
Inventors: Junichi C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Ichihara; Akihiko C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Makita; Koichi C/O Fujitsu Limited Kawasaki-Shi Kanagawa 211 Ogawa
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2012-11-25
Also published as: EP0553551A2; US6052357A; EP0862168B1; DE69232757D1; DE69228371D1; EP0862168A3; EP0553551B1; DE69232757T2; EP0553551A3; EP0862168A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine optische Speicherung von Information und insbesondere auf ein Optische-Platte-Gerät, das ein flexibles und entfernbares Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen von Information verwendet.
Bei den Informationsspeichervorrichtungen zum Speichern von Information besteht ein ständiger Bedarf an einem Reduzieren der Größe der Vorrichtung. Außerdem besteht ein anhaltender Bedarf an einer erhöhten Informationsspeicherkapazität in allen Arten von optischen Speichervorrichtungen.
Herkömmlicherweise werden verschiedene Speichervorrichtungen zum Speichern von Information vorgeschlagen und verwendet. Beispielsweise wird die Verwendung einer wie z. B. eine sogenannte IC-Karte-Vorrichtung aufgebauten Halbleiterspeichervorrichtung vorgeschlagen. In den IC-Karte-Vorrichtungen kann man die Vorrichtung mit einer sehr kleinen Größe insbesondere bezüglich der Dicke schaffen. Die IC-Karte-Vorrichtungen weisen jedoch im allgemeinen einen Nachteil einer kleinen Informationsspeicherkapazität auf. Als das Mittel zum Speichern von Information werden gewöhnlich auch Diskettenvorrichtungen verwendet. Insbesondere werden gewöhnlich kompakte Diskettenvorrichtungen mit der Größe von 3,5 Zoll (3,5 Inch) verwendet. Die Vorrichtung ist jedoch noch sperrig und stellt nur eine beschränkte Speicherkapazität bereit.
In einer solchen Situation gibt es den Vorschlag, eine Optische-Platte-Vorrichtung zu konstruieren, die das Aufzeichnungsmedium ersetzen kann. Gemäß der Optische-Platte- Vorrichtung einer solchen Konstruktion wird als Ergebnis einer Verwendung des optischen Aufzeichnungs- und Reproduzierverfahrens eine große Speicherkapazität garantiert.
Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung 63- 20732 beschreibt z. B. eine kompakte Optische-Platte-Vorrichtung, die eine abnehmbare drehende optische Aufzeichnungsplatte und einen auf einem Schwenk- oder Schwingarm gehaltenen optischen Kopf verwendet, worin der Schwingarm um eine Achse derart schwingt, daß der an einem Spitzenende des Schwingarms gehaltene optische Kopf die Aufzeichnungsober fläche der drehenden optischen Platte mit der schwingenden Bewegung des Arms scannt.
Insbesondere stellt der Schwingarm einen hohlen Durchgang für einen optischen Strahl zur Verfügung, und der am Spitzenende des Arms vorgesehene optische Kopf enthält einen Spiegel zum Ablenken des optischen Strahls in der zur Aufzeichnungsoberfläche der optischen Platte senkrechten Richtung und eine Linse zum Fokussieren des so abgelenkten optischen Strahls auf der Aufzeichnungsoberfläche der optischen Platte. Außerdem ist eine optische Vorrichtung im Schwingarm in Entsprechung zur Schwingachse des Arms vorgesehen.
Um die optische Vorrichtung in Ausrichtung mit der Achse der schwingenden Bewegung anzupassen, wird der Arm an der Basis der Optische-Platte-Vorrichtung durch obere und untere Wellen drehbar gehalten, die durch eine Lücke voneinander getrennt sind, und die Detektionsvorrichtung ist in einem Raum untergebracht, der in Entsprechung zu einer solchen Lücke gebildet ist. Mit anderen Worten nimmt der Schwingarm darin die optische Vorrichtung an dem Ende auf, das dem Ende gegenüberliegt, an dem der optische Kopf vorgesehen ist.
Gemäß der Konstruktion der Vorrichtung der Referenz kann man durch den optischen Kopf Informationssignale auf dem drehenden optischen Aufzeichnungsmedium aufzeichnen und von diesem reproduzieren, während der Arm um die Achse schwingt.
Andererseits weist die Vorrichtung ein Problem auf, das mit dem Merkmal eines Vorsehens der optischen Vorrichtung an dem in Entsprechung zur Lücke zwischen den oberen und unteren Wellen gebildeten Raum verbunden ist, nämlich daß ein wesentlicher Teil des Arms und auch ein wesentlicher Teil des elektromagnetischen Antriebsmechanismus unter dem Bereich liegen, der durch die optische Platte abgedeckt ist, wenn man in die zur optischen Platte senkrechten Richtung blickt. Wegen der Dicke des axialen Teils des Arms und der Dicke des elektromagnetischen Antriebsmechanismus muß daher die optische Platte bei einer Ebene oberhalb dieser sperrigen Teilstücke des Arms und des elektromagnetischen Antriebsmechanismus angebracht werden. Dadurch wird die Vorrichtung der Referenz im Gegensatz zur Forderung, die Größe der Vorrichtung zu reduzieren, zwangsläufig dick und sperrig.
Die Vorrichtung der Referenz weist ferner ein mit der Tatsache, daß der Arm zum Ausführen einer Fokussiersteuerung elastisch ausgebildet ist, und der Tatsache, daß der Spiegel zum Ablenken des optischen Strahls an dem elastischen Arm befestigt ist, verbundenes Problem insofern auf, als die Fokussiereinstellung der Linse dazu neigt, infolge der Abweichung des optischen Weges verschiedene Aberrationen und eine Abnahme der Luminosität hervorzurufen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Optische- Platte-Gerät zum Aufzeichnen und/oder Reproduzieren von Information auf und von einer auf einer optischen Platte vorgesehenen Aufzeichnungsoberfläche geschaffen, welches Gerät aufweist: Optische-Platte-Trägermittel zum Tragen einer solchen optischen Platte an einer gewünschten Stelle innerhalb des Geräts, welche Mittel einen Spindelmotor enthalten, um zu veranlassen, daß sich eine solche optische Platte während des Gebrauchs dreht; und ein Optischer-Kopf-Gerät vom Schwingbewegungstyp zum radialen Scannen der optischen Platte unter Verwendung von durch eine Objektivlinse durchgelassenem Licht, welches Gerät aufweist: einen Kopfhauptkörper mit einem Arm, der die Objektivlinse trägt, so daß die Linse der Aufzeichnungsoberfläche der montierten optischen Platte gegenüberliegt, und ein Tragglied zum Tragen des Arms, wobei der Kopfhauptkörper durch Lagermittel getragen wird, um dem Kopfhauptkörper zu ermöglichen, um eine Schwingachse in einer zur Aufzeichnungsoberfläche der montierten optischen Platte parallelen Ebene zu schwingen, und elektromagnetische Antriebsmittel, die verbunden sind, um den Kopfhauptkörper anzutreiben, um die Schwingachse zu schwingen; wobei die Optische-Platte-Trägermittel und das Optischer-Kopf-Gerät vom Schwingbewegungstyp an einer Basis des Optische-Platte- Geräts in bezug auf einander so montiert sind, daß, falls man in einer zu der Ebene senkrechten Richtung blickt, weder das Tragglied noch die elektromagnetischen Antriebsmittel oberhalb oder unterhalb einer optischen Platte zu liegen scheinen würden, die durch die Optische-Platte-Trägermittel getragen wird; dadurch gekennzeichnet, daß die Optische- Platte-Trägermittel und der Kopfhauptkörper so konstruiert und angeordnet sind, daß, wenn das Gerät in Gebrauch ist, eine optische Platte durch die Optische-Platte-Trägermittel an einer Stelle bezüglich der Basis getragen wird, die niedriger als die des höchsten Punktes des Kopfhauptkörpers ist.
Da die vertikale Position der optischen Platte nicht von den Lagern oder den elektromagnetischen Antriebsmitteln abhängig ist, addiert sich somit die Dicke der optischen Platte nicht zur Höhe des Optischer-Kopf-Geräts vom Schwingbewegungstyp. Auf diese Weise ist die Höhe des Optische-Platte- Geräts nicht durch das Ergebnis einer Addition der Höhe des optischen Kopfes zur Höhe der optischen Platte, sondern im wesentlichen nur durch die Höhe des optischen Kopfes bestimmt. Dadurch kann das Gerät dünner als ein herkömmliches Gerät gemacht werden.
EP-A-0 400 570, das den Oberbegriff des Anspruchs 1 widerspiegelt, offenbart ein Optische-Platte-Gerät zum Aufzeichnen und/oder Reproduzieren von Information auf und von einer Aufzeichnungsoberfläche, die auf einer optischen Platte vorgesehen ist, welches Gerät aufweist: Optische-Platte- Trägermittel zum Tragen einer solchen optischen Platte an einer gewünschten Stelle innerhalb des Geräts, welche Mittel einen Spindelmotor enthalten, um eine solche optische Platte während des Gebrauchs drehen zu lassen; und ein Optischer- Kopf-Gerät vom Schwingbewegungstyp zum radialen Scannen der optischen Platte unter Verwendung von durch eine Objektivlinse durchgelassenem Licht, welches Gerät aufweist: einen Kopfhauptkörper mit einem Arm, der die Objektivlinse trägt, so daß die Linse der Aufzeichnungsoberfläche der montierten optischen Platte gegenüberliegt, und ein Tragglied zum Tragen des Arms, wobei der Kopfhauptkörper durch Lagermittel getragen wird, um dem Kopfhauptkörper zu ermöglichen, um eine Schwingachse in einer zur Aufzeichnungsoberfläche der montierten optischen Platte parallelen Ebene zu schwingen; und elektromagnetische Antriebsmittel, die verbunden sind, um den Kopfhauptkörper anzutreiben, um die Schwingachse zu schwingen; wobei die Optische-Platte-Trägermittel und das Optischer-Kopf-Gerät vom Schwingbewegungstyp auf einer Basis des Optische-Platte-Geräts in bezug auf einander so montiert sind, daß, falls man in einer zur Ebene senkrechten Richtung blickt, weder das Tragglied noch die elektromagnetischen Antriebsmittel oberhalb oder unterhalb einer optischen Platte zu liegen scheinen würden, die durch die Optische-Platte- Trägermittel getragen wird. In einem solchen Gerät wird jedoch die optische Platte an einer höheren Position als der Kopfhauptkörper getragen.
Beispielhaft wird nun auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen, in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Inneren zeigt, die ein die vorliegende Erfindung verkörperndes Optische-Platte-Gerät veranschaulicht;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Geräts von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Geräts von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ein Teilstück des in Fig. 3 gezeigten Teils veranschaulicht;
Fig. 5 eine partiell weggebrochene Darstellung eines Teils des Geräts von Fig. 1 zeigt;
Fig. 6 eine entlang der Linie VI-VI von Fig. 5 gelegte Schnittdarstellung zeigt;
Fig. 7 eine Darstellung eines Teils des Geräts von Fig. 1 zeigt;
Fig. 8 und 9 ferner weitere Teile des Geräts von Fig. 1 veranschaulichen;
Fig. 10(A), 10(B), 11, 12, 13, 14, 15 und 16 ferner den in Fig. 9 gezeigten Teil veranschaulichen;
Fig. 17 eine zum Teil weggeschnittene perspektivische Darstellung eines anderen Optische-Platte-Geräts zeigt, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 18 eine Seitenansicht des Geräts von Fig. 17 zeigt;
Fig. 19 eine Draufsicht eines Teils des Geräts von Fig. 17 zeigt;
Fig. 20 eine entlang der Linie LX-LX von Fig. 19 gelegte Schnittdarstellung zeigt;
Fig. 21 schematisch veranschaulicht, wie ein Teil des Geräts von Fig. 17 getragen wird;
Fig. 22 eine erste Variation eines Teils des Geräts von Fig. 17 veranschaulicht;
Fig. 23 schematisch veranschaulicht, wie der in Fig. 22 gezeigte Teil getragen wird;
Fig. 24 eine Variation eines Teilstücks des Geräts von Fig. 17 veranschaulicht;
Fig. 25 eine zweite Variation eines Teils des Geräts von Fig. 17 veranschaulicht;
Fig. 26 eine entlang der Linie LXVI-LXVI von Fig. 25 gelegte Schnittdarstellung zeigt;
Fig. 27 schematisch veranschaulicht, wie der in Fig. 25 gezeigte Teil getragen wird; und
Fig. 28 eine Variation eines Teils des Geräts von Fig. 25 veranschaulicht.
Fig. 1 und 2 veranschaulichen eine Gesamtkonfiguration eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Optische- Platte-Geräts 10.
Das Optische-Platte-Gerät 10 ist so konfiguriert, daß ein Spindelmotor 14 und ein Optischer-Kopf-Gerät 15 vom Schwingbewegungstyp in einem Rahmen 13 zusammengebaut sind, der aus einer Bodenabdeckung 11 und einer oberen Abdeckung 12 besteht. Eine beschreibbare optische Platte 17 vom Phasenübergangstyp wird an einem Metallnabenteilstück 18 davon durch einen Permanentmagneten angezogen, der auf einem Drehtisch vorgesehen ist, so daß die Platte am Drehtisch abnehmbar angebracht ist. Diese optische Platte 17 hat einen Durchmesser D von 46 mm (1,8 Zoll) und eine Dicke t von 0,3 mm. Alternativ dazu sind zwei solche Platten aneinander zusammenhängend angebracht, was eine Dicke von 0,6 mm ergibt.
Dieses kleine und dünne Optische-Platte-Gerät 10 weist eine Länge L von 75 mm, eine Breite W von 48 mm und eine Höhe H&sub3; von 5 mm auf, was bedeutet, daß es wesentlich kleiner als eine IC-Speicherkarte ist.
Als nächstes wird eine Beschreibung des Optischer-Kopf- Geräts 15 vom Schwingbewegungstyp gegeben, das dazu beiträgt, ein dünnes Optische-Platte-Gerät 10 zu realisieren.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, bezeichnet 20 einen Kopfhauptkörper, welcher Hauptkörper aus einem Scheibenteilstück 21 mit einem Radius R&sub1; (etwa 7 mm) und einem Armteilstück 22 besteht, das von dort ausgeht. Der Kopfhauptkörper ist aus einer hohlen und hermetisch abgedichteten Struktur hergestellt.
Dieser Kopfhauptkörper 20 wird in einer unten beschriebenen Weise durch ein Lager 23 an einer Seite 21a des Scheibenteilstücks 21 getragen, so daß der Hauptkörper schwingen kann.
Die Seite 21a ist mit bogenförmigen Schienen 24 und 25 versehen, die jeweils eine V-förmige Rille aufweisen, welche Schienen als ein bewegbares Innenringteilstück des Lagers 23 dienen.
Die Bodenabdeckung 11 ist an den oben erwähnten Schienen 24 und 25 gegenüberliegenden Stellen mit jeweiligen bogenförmigen Schienen 26 und 27 versehen, die jeweils eine V- förmige Rille aufweisen, welche Schienen als ein stationäres Außenringteilstück des Lagers 23 dienen.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, steht eine Vielzahl von Stahlkugeln 28, die jeweils einen kleinen Durchmesser haben und voneinander durch zwischen ihnen angeordneten Haltern 29 getrennt sind, mit V-förmigen Rillen 24a und 26a in Eingriff, die einander in den Schienen 24 bzw. 26 gegenüberliegend vorgesehen sind. Kugeln 28 stehen gleichermaßen mit V- förmigen Rillen 25a und 27a in Eingriff, die einander gegenüberliegend in den Schienen 25 bzw. 27 vorgesehen sind.
Der Kopfhauptkörper 20 wird somit durch die oben erwähnte Lagerstruktur 23 getragen, so daß der Körper in durch Pfeile in Fig. 1 dargestellte Richtungen 32 und 33 auf einer Schwingbewegung-Mittelachse 31 schwingen kann, die als eine durch eine Mitte 30 des Scheibenteilstücks 21 verlaufende Z- Achse bezeichnet ist.
Der Kopfhauptkörper 20 schwingt auf einer zu einer Aufzeichnungsfläche 17a der montierten optischen Platte 17 parallelen Ebene; eine später beschriebene Objektivlinse 50 bewegt sich in einer radialen Richtung der montierten optischen Platte 17.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist das Lager 23 dünn, wobei dessen Höhe H&sub4; eine einer Dicke t&sub2; der Schiene 24 entsprechende Abmessung aufweist.
Da der oben erwähnte Radius R&sub1; des Scheibenteilstücks etwa 7 mm groß ist, ist eine Winkelsteifigkeit des Lagers 23 groß, so daß ein präzises Positionieren des Optischer-Kopf- Geräts 15 möglich ist.
Das Lager 23 befindet sich ferner in einer bestimmten horizontalen Distanz von der montierten optischen Platte 17; und die Gesamtheit des Scheibenteilstücks 21 befindet sich in einer Distanz von einem Bereich 34, der erzeugt wird, wenn die montierte optische Platte 17 auf die Bodenabdeckung 17 projiziert wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind das Scheibenteilstück 21 und die optische Platte 17 so angeordnet, daß die optische Platte 17 eine Höhe vom Boden des Geräts aufweist, die niedriger als eine Höhe H&sub5; des Scheibenteilstücks 21 ist.
Da eine Höhe H&sub3; des Optische-Platte-Geräts 10 durch die Höhe H&sub5; des Scheibenteilstücks 21 und nicht durch eine Dicke t&sub1; der optischen Platte 17 bestimmt ist, ist das Optische- Platte-Gerät 10 dünner als herkömmliche Geräte.
Die oben erwähnten Schienen 24 und 25 können in einem Block einteilig mit der Seitenfläche des Scheibenteilstücks vorgesehen sein. Diese Anordnung kann die radiale Größe des Lagers 23 verringern und kann ferner zu einem Verkleinern des Optische-Platte-Geräts 10 beitragen.
Wie später beschrieben wird, ist eine Vielzahl optischer Teile im oben erwähnten Scheibenteilstück 21 eingebaut.
Das Armteilstück 22 ist vorgesehen, um vom Scheibenteilstück 21 des Hauptkörpers 20 auszugehen und unter der montierten optischen Platte 17 zu verlaufen.
35 bezeichnet ein flexibles Kabel, das vorgesehen ist, um zu verhindern, daß eine schwingende Bewegung des Kopfhauptkörpers 20 unterdrückt wird.
Im folgenden wird mit Verweis auf Fig. 5 und 6 eine Beschreibung eines elektromagnetischen Antriebsgeräts 40, um den Kopfhauptkörper 20 schwingen zu lassen, gegeben.
Das elektromagnetische Antriebsgerät 40 ist ein Permanentmagnetmotor, der auf der der (später beschriebenen) Objektivlinse 50 gegenüberliegenden Seite der Schwingbewegung- Mittelachse 31 vorgesehen und in einer Distanz vom Bereich wie im Fall des oben erwähnten Scheibenteilstücks 21 positioniert.
41 und 42 bezeichnen Permanentmagnetplatten, die am Scheibenteilstück 21 haftend angebracht sind. Die Magnetplatten verlaufen vom Armteilstück 22 weg und sind entlang einer Umfangsrichtung des Scheibenteilstücks 21 angeordnet.
Die Permanentmagnetplatte 41 ist in der positiven Richtung der Z-Achse polarisiert, während die Permanentmagnetplatte 42 in deren negativer Richtung polarisiert ist.
43 bezeichnet ein stationäres Joch, das an der Bodenabdeckung 11 befestigt ist.
44 gibt eine Antriebsspule an, die im Innern des stationären Jochs 43 haftend angebracht ist und den Permanentmagnetplatten 41 und 42 gegenüberliegt.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, fließt ein Magnetfluß φ durch einen Magnetkreis, der aus den Permanentmagnetplatten 41 und 42 und dem stationären Joch 43 besteht.
Wenn die Antriebsspule 44 leitet, wirkt infolge einer Wechselwirkung zwischen einem Magnetfluß und einem elektrischen Strom auf die Permanentmagnetplatten 41 und 42 eine Kraft in einer durch einen Pfeil dargestellten X-Richtung. Diese Wirkung läßt den Kopfhauptkörper 20 schwingen und bewirkt, daß die später beschriebene Objektivlinse über einer gewünschten Spur auf der optischen Platte 17 positioniert wird.
Das elektromagnetische Antriebsgerät 40 ist nicht unterhalb der optischen Platte 17, sondern in einer Distanz von der optischen Platte 17 mit dem Ergebnis vorgesehen, daß eine Höhe H&sub6; des Antriebsgeräts ungeachtet der Dicke der optischen Platte 17 bestimmt werden kann und daß die Höhe H&sub6; für das einzubauende elektromagnetische Antriebsgerät 40 groß genug sein kann, welches Gerät eine zufriedenstellende Antriebskraft erzeugt und eine ausgezeichnete Antriebseigenschaft aufweist.
Das obige Gerät 40 ist von einer Struktur, so daß die Permanentmagnetplatten 41 und 42 bewegbar sind und die Antriebsspule 44 stationär ist. Diese Struktur hat insofern einen Vorteil, als das Gerät dünner als verglichen mit einer Struktur gemacht werden kann, in der Permanentmagnete stationär sind und eine Antriebsspule bewegbar ist.
Als nächstes wird mit Verweis auf Fig. 7, 8 und 9 eine Beschreibung der Innenstruktur des Kopfhauptkörpers 20 gegeben.
Der Kopfhauptkörper 20 ist so konfiguriert, daß ein Gehäuse 49 eine Vielzahl darin eingebauter optischer Teile aufnimmt, wie unten beschrieben ist, wobei das Gehäuse aus einem Gehäusehauptkörper 47, der aus einer Bodenplatte 45 und einer sich von einem Umfang der Bodenplatte erhebenden Umfangswand 46 besteht, und einer den Gehäusehauptkörper 47 L&sub0; abdeckenden oberen Platte 48 besteht.
Der Gehäusehauptkörper 47 und die obere Platte 48 können aus einer Aluminiumlegierung, einer Keramik oder einem faserverstärkten Harz bestehen und sind beide leicht.
50 bezeichnet eine Objektivlinse, und 63 gibt einen senkrecht reflektierenden Spiegel an. Beide sind an einem Ende 12 des Armteilstücks 22 vorgesehen.
Die Objektivlinse 50 ist eine einzelne Linse mit nicht- sphärischen Oberflächen und ist dünner als ein herkömmlicher Objektivlinsenaufbau, der aus mehreren Linsen besteht.
Wie später beschrieben wird, sind alle anderen optischen Teile als die Objektivlinse 50 und der reflektierende Spiegel 63 im Scheibenteiltstück 21 untergebracht und nahe der Schwingbewegung-Mittelachse 31 vorgesehen.
51 bezeichnet einen Halbleiterlaserchip, der an einem Siliziumsubstrat 52 haftend befestigt ist. Dieses Siliziumsubstrat 52 ist an einem Kupferkühlblock 53 (engl. heat sink) angebracht, und der Kühlblock 53 ist an der Bodenplatte 45 haftend befestigt.
Der Halbleiterlaserchip 51 ist nicht verpackt. Eine Höhe vom Substrat 54 zum Halbleiterchip 51 ist so eingestellt, daß sie kleiner als eine Höhe ist, wenn der Chip verpackt ist.
55 bezeichnet eine Kollimatorlinse, die durch eine einzelne Linse mit nichtsphärischen Oberflächen verkörpert wird.
56 bezeichnet ein komplexes optisches Glied mit einer Struktur, wo ein Strahlformprisma 57, ein Abgelenkter- Strahl-Teiler 58, ein Prisma 59 und eine ¼-Wellenlängenplatte 60 integriert sind.
61 und 62 bezeichnen Photodetektoren.
65 ist ein Nachführ-Stellglied, das in einem Basisteilstück des Armteilstücks 22 angeordnet ist. Ein reflektierender Spiegel 66 mit der Form eines dreieckigen Pols wird durch eine Blattfeder 67 gehalten. Eine ausführliche Beschreibung des Stellgliedes wird später gegeben.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist am Ende des Armteilstücks 22 ein bewegbares Teilstück 71 eines Fokussier-Stellglieds 70 vorgesehen.
Nach Fig. 7 wird zugelassen, daß ein vom Halbleiterlaserchip 51 emittierter Laserlichtstrahl 80 durch die Linse 55 durchgeht, um in einen parallelen Lichtstrahl 81 umgewandelt zu werden, welchem parallelen Lichtstrahl dann erlaubt wird, in das Prisma 57 einzutreten, um so in eine vollkommen runde Form geformt zu werden. Danach läßt man das Licht vor Erreichen des Nachführ-Stellglieds 65 durch den ablenkenden Strahlteiler 58 und die ¼-Wellenlängenplatte 60 durchgehen, wird es durch den reflektierenden Spiegel 66 reflektiert und geht weiter zum Ende des Armteilstücks 22, wie durch ein Pfeil 82 angegeben ist. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird dann das Licht durch den reflektierenden Spiegel 63 senkrecht reflektiert, durch die Objektivlinse 50 konvergiert und dann auf der optischen Platte 17 konvergiert.
Das durch die optische Platte 17 reflektierte und zu dem ablenkenden Strahlteiler 58 zurückgeführte Laserlicht folgt dem gleichen Weg wie das auf der Platte konvergierte Licht, wird aber dann durch den ablenkenden Stahlteiler 58 reflektiert und erreicht die Photodetektoren 61 und 62, wie durch den Pfeil 83 dargestellt ist.
Ausgaben von den Photodetektoren 61 und 62 werden logischen Operationen unterzogen, so daß ein Reproduktionssignal, ein Nachführ-Steuersignal und Fokus-Steuersignal erhalten werden.
Da, wie in Fig. 7 gezeigt ist, der Kühlblock 53, das komplizierte optische Element 56 und das Nachführ-Stellglied 65 nahe der Schwingbewegung-Mittelachse 31 angeordnet sind, ist ein Trägheitsmoment des Kopfhauptkörpers 21 klein, wobei das Trägheitsmoment um die Schwingbewegung-Mittelachse 31 gemessen wird, so daß ein Zugang zur gewünschten Spur mit einer hohen Geschwindigkeit erreicht wird.
Da es keine das Scheibenteilstück durchdringende Achse gibt, wird außerdem eine hohe Flexibilität in der Anordnung von Teilen, einschließlich des oben erwähnten komplexen optischen Elements 56, möglich gemacht. Teile einschließlich des komplexen optischen Elements 56 sind so angeordnet, daß sie nahe der Schwingbewegung-Mittelachse 31 liegen.
Diese Anordnung stellt auch sicher, daß ein Trägheitsmoment des Kopfhauptkörpers 21 um die Schwingbewegung- Mittelachse 31 klein gehalten wird, so daß ein Zugriff mit einer hohen Geschwindigkeit erreicht werden kann.
Obwohl der Halbleiterchip 51 nicht verpackt, sondern ein freiliegender Teil ist, ist die Zuverlässigkeit des Halbleiterchips 51 garantiert, weil der Kopfhauptkörper 20 aus einer hermetisch abgedichteten Struktur hergestellt ist.
Obgleich der Kopfhauptkörper 20 aus einer hermetisch abgedichteten Struktur hergestellt ist, wird durch den Halbleiterchip 51 erzeugte Wärme durch den Kühlblock 53 zur Bodenplatte 45 geleitet, um so wirksam aus dem Kopfhauptkörper gestrahlt zu werden.
Als nächstes wird insbesondere mit Verweis auf Fig. 8 eine Beschreibung des oben erwähnten Nachführ-Stellglieds 65 gegeben.
Ein L-förmiger Halter 90 ist mit dem reflektierenden Spiegel 66 mit einer Form eines dreieckigen Pols und mit der Antriebsspule 91 versehen.
Der Halter 90 wird durch die Wand des Kopfhauptkörpers 20 durch die Blattfeder 67 getragen.
Der Kopfhauptkörper 20 ist mit einer Magnetkreisstruktur 95 versehen, die aus Permanentmagneten 92 und 93 und einem Joch 94 besteht. Die Antriebsspule 91 ist mit einer Lücke 96 für diese Magnetkreisstruktur 95 versehen.
Wenn ein Nachführ-Steuerstrom der Antriebsspule 91 zugeführt wird, wird in der Spule 91 eine Kraft Fa in einer Y- Richtung erzeugt; der reflektierende Spiegel 66 dreht sich dann auf einer Z-Achse, was eine Biegung der Blattfeder 67 bewirkt, so daß das Licht auf einer X-Y-Ebene abgelenkt wird.
Eine Nachführsteuerung wird in der folgenden Weise erreicht: ein Fleck auf der optischen Platte 17, der durch die Objektivlinse 50 begrenzt ist, folgt einer winzigen Verschiebung einer Spur.
Das Nachführ-Stellglied 65 ist durch Positionieren der Antriebsspule 91 so konfiguriert, daß die oben erwähnte Kraft Fa auf einem Knoten einer Resonanz einer Sekundäre- Biegung-Mode der Blattfeder 67 arbeitet.
Die obige Anordnung stellt sicher, daß die Resonanz einer Sekundäre-Biegung-Mode der Blattfeder 67 unterdrückt wird, und daß das Nachführ-Stellglied 65 eine ausgezeichnete mechanische Oszillationscharakteristik aufweist.
In Übereinstimmung mit einer schwingenden Bewegung des Kopfhauptkörpers 20 wirken zwei Kräfte in einem bewegbaren Teilstück des Nachführ-Stellglieds 65: eine Zentrifugalkraft Fc und eine Trägheitskraft F&sub1; entlang einem Umfang eines Kreis, der durch eine schwingende Bewegung des Kopfhauptkörpers 20 erzeugt wird. Diese Kräfte Fc und Fi wirken als Störung. In dem Fall einer schwingenden Bewegung gilt im allgemeinen Fi > Fc.
Die Blattfeder 67 ist so angeordnet, daß ihre Längsrichtung, entlang welcher Richtung ihre Steifigkeit groß ist, mit Umfangsrichtungen 32 und 33 der schwingenden Bewegung des Kopfhauptkörpers 20 ausgerichtet ist.
Diese Anordnung stellt sicher, daß, selbst wenn die Kraft Fi wirkt, eine Verformung der Blattfeder 67 klein ist. Daher arbeitet das Nachführ-Stellglied 65 normal, und eine Nachführsteuerung wird präzise ausgeführt.
Mit Verweis auf Fig. 9 und 10 wird als nächstes eine Beschreibung des Fokussier-Stellglieds 70 gegeben.
Wie in Fig. 9 und 10(A) gezeigt ist, ist die Objektivlinse 50 an einem L-förmigen Halter 100 angebracht.
Der Halter 100 ist an Enden zweier identisch geformter Blattfedern 101 und 102 befestigt, welche Federn parallel zueinander angeordnet sind.
Wie in Fig. 10(B) gezeigt ist, sind die Blattfedern 101 und 102 so aufgebaut, daß eine der beiden Seiten einer Federmetallplatte 109a auf ihrer gesamten Oberfläche einen Dämpfer 109b aus einem viskoelastischen Silikongummikörper aufweist, wobei der Dämpfer darauf einen dünnen weichen Harzfilm 109c aufweist.
Nach der gleichen Figur beträgt eine Dicke t&sub1;&sub1; 30 um, beträgt eine Dicke t&sub1;&sub2; 50 um und beträgt eine Dicke t&sub1;&sub3; 10 um. In dieser Struktur unterdrückt der Dämpfer 109b eine scharfe mechanische Hauptresonanz, die mit einer Frequenz in der Größenordnung von 10 bis 100 H&sub2; erzeugt wird, welcher Bereich für eine Metallblattfeder charakteristisch ist. Der Dämpfer wirkt auch, um einen Spitzenwert einer höheren mechanischen Resonanz zu unterdrücken.
Der Harzfilm 109c verhindert eine Haftung von Staub infolge der Viskosität des Dämpfers 109b.
Basisteilstücke der Blattfedern 101 und 102 sind an einem Teilstück 103 des Armteilstücks 22 des Kopfhauptkörpers 20 befestigt.
Ein Intervall a zwischen den Blattfedern 101 und 102 ist kleiner als eine Dicke der Objektivlinse 50 eingestellt.
Die Antriebsspule 104 ist an einem senkrechten Teilstück des Halters 100 befestigt und liegt einer Öffnung 105 am Ende des Armteilstücks 22 gegenüber.
106 bezeichnet einen dünnen Harzfilm, der eine Öffnung 105 am Ende des Armteilstücks 22 bedeckt. Wie später beschrieben wird, erlaubt dieser Harzfilm 106, daß Magnetfluß durchgeht, erlaubt aber nicht, daß Staub durch ihn gelangt.
Eine die Objektivlinse 50 umgebende Öffnung 107 ist durch einen weichen Harzfilm 108 bedeckt. Der weiche Harzfilm 108 beschränkt nicht eine Verschiebung der Objektivlinse 50, welche Linse für eine Fokussteuerung vorgesehen ist, sondern verhindert ein Eindringen von Staub.
110 bezeichnet einen stationären Magnetkreis mit einer langen und schmalen Form, der auf die Bodenabdeckung 11 in einer solchen Art und Weise montiert ist, daß der Magnetkreis in einer kurzen Distanz von dem Ende des Armteilstücks 22 entlang der Bewegungsspur des Endes des Armteilstücks 22 verläuft, wobei die Spur erzeugt wird, wenn man den Kopfhauptkörper 20 schwingen läßt.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, besteht der stationäre Magnetkreis 110 aus zwei Permanentmagneten 111 und 112 und einem Joch 113.
Die Permanentmagnete 111 und 112 sind so angeordnet, daß ihre Polaritäten einander entgegengesetzt sind, und so, daß ein Magnetfluß φf wie in Fig. 11 dargestellt fließt. Der Magnetfluß φf geht durch den Harzfilm 106 und erreicht die Antriebsspule 104.
Der Magnetfluß φf fließt aus der gesamten Vorderfläche des stationären Magnetkreises 110 und wirkt selbst auf die Antriebsspule 104, egal bei welcher Position der Kopfhauptkörper 20 während seiner Drehung ist.
Wenn die Antriebsspule 104 mit einem Fokus-Steuerstrom versorgt wird, wirkt dieser Strom mit dem Magnetfluß φf zusammen, und eine Kraft Fb in der Z-Achsenrichtung wird in der Antriebsspule 104 erzeugt.
Auf diese Weise wird die Objektivlinse 50 in der Z- Achsenrichtung verschoben, während veranlaßt wird, daß sich die Blattfedern 101 und 102 biegen, so daß eine Fokussteuerung erreicht wird.
Da der Magnetkreis 110 mit einem vergleichsweise schweren Gewicht auf die Bodenabdeckung 11 montiert ist, ist das Ende des Armteilstücks 22 gemäß Vergleich klein, so daß ein um die Schwingbewegung-Mittelachse 31 gemessenes Trägheitsmoment des Kopfhauptkörpers 20 klein ist.
Das Fokussier-Stellglied 70 ist mit dynamischen Vibrationsabsorbern 120 und 121 versehen, wie in Fig. 12 gezeigt ist.
Der dynamische Vibrationsabsorber 120 besteht aus einer Blattfeder 122, die so in der Z-Richtung verläuft, daß ihr oberes Ende an einem Teil des Halters 100 und ein winziges bewegbares Gewicht 123 an einem freien unteren Ende der Blattfeder 122 befestigt ist.
Der andere dynamische Vibrationsabsorber 121 besteht ebenfalls aus einer Blattfeder 124 und einem winzigen bewegbaren Gewicht 125.
Die dynamischen Vibrationsabsorber 120 und 121 sind auf beiden Seiten des Halters 100 vorgesehen.
Die Hauptresonanzfrequenz jeder dieser dynamischen Vibrationsabsorber ist so eingestellt, daß sie gleich der spä ter beschriebenen höheren mechanischen Vibrationsfrequenz des bewegbaren Teils des Fokus-Stellglieds 70 ist.
Als nächstes wird eine Beschreibung der Funktion und Wirkung der oben erwähnten dynamischen Vibrationsabsorber 120 und 122 gegeben.
Wie in Fig. 13 gezeigt ist, liegt der Schwerpunkt des bewegbaren Teils des Fokussier-Stellglieds 70 ungefähr auf der optischen Achse der Objektivlinse 50. Eine durch die Bewegung des bewegbaren Teils verursache Trägheitskraft Fd wirkt entlang der optischen Achse 50a die Objektivlinse 50. Die antreibende Kraft Fb wirkt andererseits auf die Spule 104, was bedeutet, daß die antreibende Kraft Fb und die Trägheitskraft Fd auf Punkte wirken, die horizontal getrennt sind.
Auf diese Weise wirkt ein Kräftepaar M um die X-Achse am Halter 100, das eine höhere mechanische Resonanz in dem Fokussier-Stellglied 70 erzeugt. Diese Resonanzmode zeigt sich als eine Drehmode-Oszillation um die X-Achse, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Wenn die oben erwähnte höhere mechanische Resonanz auftritt, wird eine Neigungsoszillation der optischen Achse der Objektivlinse erzeugt, so daß eine Fokussteuerung gestört wird.
Eine Messung wurde von einer Charakteristik einer Oszillation um die X-Achse der optischen Achse SOa der Objektivlinse 50 eines nicht mit dynamischen Vibrationsabsorbern ausgestatteten Fokussier-Stellglieds durchgeführt, in welcher Messung eine Winkelverschiebung um die X-Achse gemessen wurde, die durch die antreibende Kraft Fb verursacht wurde. Die erhaltene Verstärkung ist durch eine Linie I in Fig. 15(A) angegeben, und die erhaltene Phase ist durch eine Linie II in Fig. 15(B) angegeben. Eine Spitze 126 der Verstärkung trat bei einer Frequenz von etwa 3 kHz auf, bei welcher Frequenz man eine Phasenverschiebung von 180 Grad sieht. Dies bedeutet, daß eine Fokussteuerung jenseits der Frequenz 3 kHz unmöglich gemacht ist.
Wenn das Stellglied mit den dynamischen Vibrationsabsorbern 120 und 121, wie in Fig. 12 gezeigt, ausgestattet ist, wird jedoch eine in dem bewegbaren Teil des Fokussier-Stellglieds 70 erzeugte höhere Resonanz unterdrückt, weil die dy namischen Vibrationsabsorber 120 und 121 in einer zur Phase der höheren Resonanz entgegengesetzten Phase in Resonanz treten.
Eine Linie III in Fig. 16(A) zeigt eine Verstärkung einer Oszillation um die X-Achse der optischen Achse 50a der Objektivlinse 50.
Wie aus der gleichen Figur ersichtlich ist, wird die Spitze 126, die bei der Frequenz 3 kHz auftrat, unterdrückt, wie durch eine Linie 127 dargestellt ist.
Die erhaltene Phase ist durch eine Linie IV in Fig. 16(B) dargestellt.
Wie aus der gleichen Figur ersichtlich ist, ist eine Phasenvariation wie durch eine Linie 128 dargestellt klein, und man beobachtet keine Phasenumkehr.
Auf diese Weise wird eine Fokussteuerung in einer stabilen Weise über einen befriedigend weiten Frequenzbereich ausgeführt.
Der Klarheit halber werden schließlich in dem Optische- Platte-Gerät 10 eingebaute Konfigurationen aufgelistet, d. h. 1 Konfigurationen, die ermöglichen, ein Gerät dünn zu machen, 2 Hauptkonfigurationen, die ermöglichen, für einen schnellen Zugriff ein Trägheitsmoment um die Schwingbewegung-Mittelachse 31 des Kopfhauptkörpers 20 zu verringern.
(1) Konfigurationen, die ermöglichen, ein Gerät dünn zu machen.
1 Eine Konfiguration, in der das Optischer-Kopf-Gerät 15 vom Schwingbewegungstyp ist und in der das Scheibenteilstück 21 und das elektromagnetische Antriebsgerät 40 in einer Distanz von dem Projektionsgebiet 34 der optischen Platte angeordnet sind (Fig. 1 und 2).
2 Das Lager 23, das den Umfang des Scheibenteilstücks 21 trägt (Fig. 3).
3 Eine Einzellinsenkonfiguration der Objektivlinse 50 (Fig. 9).
4 Eine unverpackte Konfiguration des Halbleiterlasers (Fig. 7).
(2) Konfigurationen, die ermöglichen, ein Trägheitsmoment des Kopfhauptkörpers zu verringern.
1 Eine Konfiguration, in der die Schwingbewegungsmitte auf dem Scheibenteilstück 21 liegt, in welchem Teilstück optische Teile vorgesehen sind (Fig. 7).
2 Der Magnetkreis 110 des Fokussier-Stellglieds 70 ist an der Bodenabdeckung 11 befestigt und nicht am Kopfhauptkörper 20 angebracht (Fig. 1)
Ein in Fig. 17 und 18 gezeigtes Optische-Platte-Gerät 420 hat die gleiche Größe wie eine sogenannte IC-Karte und hat eine Höhe (Dicke) von etwa 5 mm.
421 bezeichnet eine Bodenabdeckung, und 422 bezeichnet eine obere Abdeckung.
Die optische Platte 17 läßt man bei einer im wesentlichen hohen Geschwindigkeit durch einen auf der Bodenabdeckung 421 vorgesehen Spindelmotor 424 drehen.
Ein Kopfgerät 425 vom Schwingbewegungstyp wird wie unten beschrieben getragen und läßt man, indem es durch einen aus einem Joch 426, einem Permanentmagneten 427 und einer Spule 428 bestehenden Motor 429 angetrieben wird, um eine stationäre Mittelachse 430 für eine Schwingbewegung in einer durch einen Pfeil 431 dargestellten Richtung schwingen.
Wenn man das Kopfgerät 425 vom Schwingbewegungstyp in der durch den Pfeil 431 dargestellten Richtung schwingen läßt, wird der optische Kopf 432 veranlaßt, sich unterhalb der optischen Platte 17 in deren radialer Richtung zu bewegen.
Mit Verweis auf Fig. 19 und 20 wird eine Beschreibung des Kopfgeräts 425 vom Schwingbewegungtyp gegeben.
440 bezeichnet einen Kopfhauptkörper, der aus einem Scheibenteilstück 441 mit einem Durchmesser D1 von ungefähr 20 mm und einem vom Scheibenteilstück ausgehenden Armteilstück 442 besteht. Der optische Kopf 432 ist am Ende des Armteilstücks 442 vorgesehen.
443 bezeichnet ein Einzelkugellager, das an der oben erwähnte Achse 430 befestigt und an der Mitte des Scheibenteilstücks 441 befestigt ist, indem es darin eingebettet ist.
Eine Umfangsseite 444 des Scheibenteilstücks 441 steht auf einem Kreis 449 mit einem Durchmesser R&sub1; von 10 mm, wobei die Mitte des Kreises die Achse 430 ist.
445-1 und 445-4 bezeichnen Wälzlager, wie z. B. ein Kugellager oder ein Rollenlager. Die Lager sind mit Achsen 446-1 bis 446-4 montiert, die auf der Umfangsseite 444 in gleichen Intervallen vorgesehen sind, und entlang einem Umfang des Scheibenteilstücks 441 um 90º voneinander getrennt.
447 und 448 sind bogenförmige Schienen, die an der Bodenabdeckung 421 befestigt sind, um Außenringe 445-1a - 445- 4a der Wälzlager 445-1-445-4 zu tragen.
Die Höhe H&sub1; des Scheibenteilstücks 441 ist so konfiguriert, daß sie etwas größer als die Höhe H&sub2; des Kugellagers 443 ist.
Die Wälzlager 445-1-445-4 passen grob in den vertikalen Bereich, der durch eine von einer Oberseite 443a des Kugellagers 443 ausgehende horizontale Ebene 450 und eine von dessen Unterseite 443b ausgehende horizontale Ebene begrenzt ist.
Der obige Sachverhalt stellt sicher, daß die Höhe des Kopfhauptkörpers 440 einschließlich der Wälzlager 445-1 - 445-4 geringer als die Hälfte der der herkömmlichen Technologie ist.
Als nächstes wird eine Beschreibung einer Winkelsteifigkeit des oben erwähnten Kopfgeräts 420 vom Schwingbewegungstyp gegeben.
Das Kopfgerät 420 vom Schwingbewegungstyp läßt man um die Achse 430 schwingen, während die Außenringe 445-1a - 445-4a auf den Schienen 447 und 448 rollen.
Die Schienen 447 und 448 sind so konfiguriert, daß sie Abmessungen derart aufweisen, daß die Schienen den Wälzlagern 445-1-445-4 einen aufwärts gerichteten Schub erteilen. Das heißt, die Schienen läßt man mehrere um höher als die Höhe sein, bei der eine Vorbelastung beginnt, sich selbst auf das Kugellager 443 auszuwirken.
Dieser Mechanismus stellt sicher, daß die Schienen 447 und 448 die Wälzlager 445-1-445-4 mit einer Kraft F&sub1; drücken, und folglich empfängt das Kugellager 443 eine Vorbelastung der Kraft F&sub1;.
Fig. 21, die schematisch veranschaulicht, wie das Kopfgerät 420 vom Schwingbewegungstyp getragen wird, während man es bei einer im wesentlichen hohen Geschwindigkeit schwingen läßt, zeigt, daß das Gerät durch die Achse 430 über eine Feder 455 mit einer Federkonstante k&sub1; getragen wird und auch durch die Schienen 447 und 448 über eine Feder 456 mit einer Federkonstante k&sub2; getragen wird.
Der Kopfhauptkörper 440 weist eine befriedigend große Winkelsteifigkeit auf, weil eine Abmessung L&sub1;, gemessen von einer Mitte 457 einer Winkelverschiebung des Kopfhauptkörpers 440 zur oben erwähnten Feder 456, im wesentlichen groß ist und weil man die Federkonstante k&sub2; der Feder 456 wegen der oben erwähnten Kraft F&sub1; im wesentlichen groß sein läßt.
Eine an das Kugellager 443 angelegte Vorbelastung bewirkt, daß die Federkonstante k&sub1; der Feder 455 groß ist. Dies hat einen Effekt eines Erhöhens einer realen Steifigkeit des Kopfhauptkörpers 440.
Demgemäß kann man den Kopfhauptkörper 440 in stabiler Weise schwingen lassen, und der optische Kopf 432 kann mit Präzision positioniert werden.
Mit Verweis auf Fig. 22 wird eine Beschreibung einer ersten Variation des oben erwähnten Kopfgeräts vom Schwingbewegungstyp gegeben.
Schienen 447a und 448A sind so konfiguriert, daß deren Oberflächen 447Aa und 448Aa ein Äquivalent einer Schräge 463 eines inversen Konus mit einem Scheitelpunkt an einem Punkt 462 auf einer Mittellinie 461 der Achse 430 und einem Scheitelwinkel θ sind.
Die Wälzlager 445-1-445-4 sind diagonal so befestigt, daß sie auf den oben erwähnten Oberflächen 447Aa und 448Aa rollen.
Die Schienen 447A und 448A sind so konfiguriert, daß sie Abmessungen der Art aufweisen, daß die Schienen den Wälzlagern 445-1-445-4 einen aufwärts gerichteten Schub erteilen.
Der oben erwähnte Mechanismus stellt sicher, daß die Schienen 447A und 448A die Wälzlager 445-1-445-4 mit einer Kraft F&sub2; drücken und folglich das Wälzlager 443 eine Vorbelastung einer in einer Schubrichtung des Lagers wirkenden Kraft F&sub3; empfängt. Fig. 23 veranschaulicht schematisch, wie ein Kopfgerät 425A vom Schwingbewegungstyp der obigen Konfiguration während eines Betriebs getragen wird.
Der Kopfhauptkörper 440 wird durch die Achse 430 über die Feder 456 mit der Federkonstante k&sub1; getragen und wird auch durch die Schienen 447A und 448A über eine Feder 456A mit der Federkonstante k&sub2; getragen.
Die Feder 456A ist bezüglich einer vertikalen Linie unter einem Winkel geneigt, der durch die folgende Formel gegeben ist.
[90º - θ/2]
Die Feder 456A unterdrückt eine Winkelverschiebung des Kopfhauptkörpers 440 und unterdrückt auch eine radiale Verschiebung des Kopfhauptkörpers.
Dementsprechend wird der Kopfhauptkörper 440 mit einer befriedigend großen Winkelsteifigkeit und einer radialen Steifigkeit getragen.
Fig. 24 veranschaulicht eine Variation eines Vorbelastungsmechanismus.
Diese Variation ist so konfiguriert, daß ein Halter 470 zum Halten einer Achse 446-1 mit dem Kopfhauptkörper 440 über eine Blattfeder 471 mit einer geeigneten Federkonstante zusammengebaut ist.
Die Blattfeder 471 läßt man sich ein wenig in einer durch einen Pfeil 472 dargestellten Richtung biegen, so daß infolge einer Federkraft der Blattfeder 471 eine Vorbelastung an das Lager angelegt wird.
Diese Konfiguration erfordert keine hohe Genauigkeit in den Abmessungen der Schienen 447 und 448.
Mit Verweis auf Fig. 25 und 26 wird eine Beschreibung eines Kopfgeräts 480 vom Schwingbewegungstyp der zweiten Variation gegeben.
Erste V-förmige Rillen 481 und 482 sind entlang einem Umfang der Umfangsseite 444 eines Scheibenteilstücks 441A, eines Kopfhauptkörpers 440A gebildet.
483 und 484 bezeichnen bogenförmige feststehende Schienen, die auf der Bodenabdeckung so befestigt sind, daß sie der oben erwähnten Umfangsseite 444 gegenüberliegen.
Zweite V-förmige Rillen 485 und 486 sind auf den Schienen 483 und 484 gebildet.
Die Rillen 481 und 485 liegen einander gegenüber, und die Rillen 482 und 486 liegen einander gegenüber, so daß sie einen Rhombus bilden.
Stahlkugeln 487 und 488, die durch einen Halter 489 voneinander getrennt sind, stehen zwischen der Rille 481 und der Rille 485 in Eingriff.
Stahlkugeln 490 und 491, die durch einen Halter 492 voneinander getrennt sind, stehen gleichfalls zwischen der Rille 482 und der Rille 486 in Eingriff.
Die Positionen der Schienen 483 und 484 werden gesteuert, um an die Stahlkugeln 487, 488, 490 und 491 eine Vorbelastung anzulegen.
Den Kopfhauptkörper 440A läßt man mit einer im wesentlichen hohen Geschwindigkeit auf einer Mitte 493 des Scheibenteilstücks 441 in der durch den Pfeil 431 angegebenen Richtung schwingen, während die Stahlkugeln 487, 488, 490 und 491 rollen.
Wie in Fig. 27 schematisch dargestellt ist, wird der Kopfhauptkörper 440A (das Scheibenteilstück 441A) durch Federn 495, 496, 497 und 498 mit einer Federkonstante k&sub1;&sub0; getragen.
Die Federn 495 und 496 dienen dazu, eine Winkelsteifigkeit des Kopfhauptkörpers 440A zu verbessern.
Diese Ausführungsform ermöglicht eine flexible Anordnung optischer Teile, da sie die stationäre Achse für eine Schwingbewegungsmitte nicht aufweist und somit in der Anordnung optischer Teile im Kopfhauptkörper weniger beschränkend als die in Fig. 17 bis 22 gezeigten Ausführungsformen ist.
Wie in Fig. 28 dargestellt ist, können anstelle der oben erwähnten Stahlkugeln 487 z. B. zylindrische Rollen 500 und 501 verwendet werden.
Die zylindrischen Rollen 500 und 501 sind so angeordnet, daß sie abwechselnd unter einem der beiden Winkel geneigt sind.
Die Endflächen der zylindrischen Rollen 500 und 501 sind mit einer kegelförmigen Vertiefung versehen, so daß eine Kontaktfläche zwischen der Endfläche und der V-förmigen Rille klein ist.
Der Kontakt zwischen den zylindrischen Rollen 500 und 501 und den V-förmigen Rillen 481 und 485 ist kein Punktkontakt, sondern ein Linienkontakt, wodurch eine Federkonstante jeder der Federn 495-498 in Fig. 27 erhöht wird.
Daher sind eine Winkelsteifigkeit und radiale Steifigkeit des Kopfhauptkörpers 440A größer als die des in Fig. 25 gezeigten Kopfhauptkörpers.

Claims

1. Optische-Platte-Gerät (10) zum Aufzeichnen und/oder Reproduzieren von Information auf und von einer Aufzeichnungsoberfläche (17a), die auf einer optischen Platte (17) vorgesehen ist, welches Gerät (10) aufweist:

Optische-Platte-Trägermittel zum Tragen einer solchen optischen Platte (17) an einer gewünschten Stelle innerhalb des Geräts, welche Mittel einen Spindelmotor (14) enthalten, um eine solche optische Platte (17) während eines Gebrauchs drehen zu lassen; und

ein Optischer-Kopf-Gerät (15) vom Schwingbewegungstyp zum radialen Scannen der optischen Platte (17) unter Verwendung von durch eine Objektivlinse (50) durchgelassenem Licht, welches Gerät (15) aufweist:

einen Kopfhauptkörper (20) mit einem Arm (22), der die Objektivlinse (50) trägt, so daß die Linse (50) der Aufzeichnungsoberfläche (17a) der montierten optischen Platte (17) gegenüberliegt, und ein Tragglied (21) zum Tragen des Arms (22), wobei der Kopfhauptkörper (20) durch Lagermittel (23) getragen wird, um dem Kopfhauptkörper (20) zu ermöglichen, um eine Schwingachse (31) in einer zur Aufzeichnungsoberfläche (17a) der montierten optischen Platte (17) parallelen Ebene zu schwingen; und

elektromagnetische Antriebsmittel (40), die verbunden sind, um den Kopfhauptkörper (20) anzutreiben, um die Schwingachse (31) zu schwingen;

wobei die Optische-Platte-Trägermittel und das Optischer-Kopf-Gerät (15) vom Schwingbewegungstyp auf einer Basis (11) des Optische-Platte-Geräts (10) in bezug auf einander so montiert sind, daß, falls man in eine zu der Ebene senkrechten Richtung blickt, weder das Tragglied (21) noch die elektromagnetischen Antriebsmittel (40) oberhalb oder unterhalb einer optischen Platte (17) zu liegen scheinen würden, die durch die Optische-Platte-Trägermittel getragen wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Optische-Platte-Trägermittel und der Kopfhauptkörper (20) so konstruiert und ange ordnet sind, daß, wenn das Gerät in Gebrauch ist, eine optische Platte (17) durch die Optische-Platte-Trägermittel an einer Position in bezug auf die Basis (11) getragen wird, die niedriger als die des höchsten Punktes des Kopfhauptkörpers (20) ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, geeignet zur Verwendung mit einer optischen Platte (17) mit einem Außendurchmesser von etwa 46 mm (1, 8 Zoll).

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, geeignet zur Verwendung mit einer optischen Platte (17) mit einer Plattenbasisdicke von zwischen 0,2 und 0,5 mm.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Tragglied (21) ungefähr kreisförmig ist und ein optisches Gerät (55, 56) zur Verwendung beim Durchlassen des Lichts zur Objektivlinse (50) enthält.

5. Gerät nach Anspruch 4, worin der Kopfhauptkörper (20) ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse (49) aufweist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Optischer-Kopf-Gerät (15) vom Schwingbewegungstyp ein Fokussier-Stellglied (70) aufweist, das enthält: die Objektivlinse (50), die auf dem Kopfhauptkörper (20) verschiebbar vorgesehen ist, eine Antriebsspule (104) und einen Magnetkreis (110), der außerhalb des Kopfhauptkörpers (20) angebracht ist, um einen Magnetfluß zum Beeinflussen der Antriebsspule (104) zu erzeugen.

7. Gerät nach Anspruch 6, worin der Kopfhauptkörper (20) ferner mit einem nicht-magnetischen Dünnfilm (106) versehen ist, um zu verhindern, daß die Antriebsspule (104) durch den Magnetkreis (110) berührt wird.

8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, worin das Fokussier- Stellglied (70) ferner mit dynamischen Vibrationsabsorbern (120, 121) versehen ist.

9. Gerät nach Anspruch 6, 7 oder 8, worin das Fokussier- Stellglied (70) zwei parallele Blattfedern (101, 102) der gleichen Form aufweist, wobei jede der beiden Blattfedern auf der gesamten Oberfläche einer Seite davon einen Dämpfer (109b) aus einem viskoelastischen Körper trägt.

10. Gerät nach Anspruch 4, worin die Lagermittel (23) stationäre Außenringe (26, 27), die auf der Basis (11) ange bracht sind, und bewegbare Innenringe (24, 25) aufweisen, die mit dem Seitenrand des Tragglieds (21) verbunden sind.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die elektromagnetischen Antriebsmittel (40) Permanentmagnete (41, 42), die an dem Kopfhauptkörper (20) befestigt sind, und eine Antriebsspule (44) aufweisen, die an einem Joch (43) befestigt ist.

12. Gerät nach Anspruch 1, worin die Lagermittel aufweisen:

eine stationäre Achse (430) für eine Schwingbewegungsmitte, die auf der Basis (421) befestigt ist;

ein Einzelkugellager (443), das mit der stationären Achse (430) für eine Schwingbewegungsmitte zusammengebaut ist, um eine Schwingbewegungsmitte des Kopfhauptkörpers (440) zu tragen;

bogenförmige Schienen (447, 448), die auf der Basis (421) montiert sind; und

eine Vielzahl von Wälzlagern (445-1-445-4), die mit einer bogenförmigen Umfangsseite (444) des Kopfhauptkörpers (440) zusammengebaut sind, welche Seite (444) auf einem Kreis mit einem vorbestimmten Radius (R&sub1;) und einer Mitte bei der Schwingbewegungsmitte steht, wobei die Lager (445-1 - 445-4) einen Umfangsabschnitt der Schwenkbewegungsmitte des Kopfhauptkörpers (440) tragen, indem sie mit den Schienen (447, 448) auf eine solche Weise in Kontakt stehen, daß das Einzelkugellager (443) mit einer Vorbelastung versehen ist.

13. Gerät nach Anspruch 12, worin Oberflächen (447Aa, 448Aa) der Schienen (447, 448), auf welchen Oberflächen die Wälzlager (445-1-445-4) rollen, einer Schräge (463) eines inversen Konus mit einem Scheitelpunkt an einem Punkt auf einer Achse der Schwingbewegungsmitte äquivalent sind.

14. Gerät nach Anspruch 1, worin die Lagermittel aufweisen:

erste V-förmige Rillen (481, 482), die entlang einem Umfang einer bogenförmigen Umfangsseite des Kopfhauptkörpers (440A) gebildet sind, wobei die Mitte des Bogens bei einer Schwingbewegungsmitte (493) liegt;

bogenförmige Schienen (483, 484), auf denen zweite V- förmige Rillen (485, 486) gebildet sind, wobei die Schienen (483, 484) auf der Basis so montiert sind, daß die zweiten V-förmigen Rillen (485, 486) den ersten V-förmigen Rillen (481, 482) gegenüberliegen; und

Stahlkugeln (487, 488, 490, 491), die zwischen den wechselseitig gegenüberliegenden ersten und zweiten V-förmigen Rillen (481, 482; 485, 486) in Eingriff stehen.

15. Gerät nach Anspruch 1, worin die Lagermittel aufweisen:

erste V-förmige Rillen (481, 482), die entlang einem Umfang einer bogenförmigen Umfangsseite des Kopfhauptkörpers (440A) gebildet sind, wobei die Mitte des Bogens bei einer Schwingbewegungsmitte liegt;

bogenförmigen Schienen (483, 484), auf denen zweite V- förmige Rillen (485, 486) gebildet sind, wobei die Schienen (483, 484) auf der Basis so montiert sind, daß die zweiten V-förmigen Rillen (485, 486) den ersten V-förmigen Rillen (481, 482) gegenüberliegen; und

zylindrische Rollen (500, 501), die zwischen den wechselseitig gegenüberliegenden ersten und zweiten V-förmigen Rillen (481, 482; 485, 486) in Eingriff stehen.