JP3379250B2

JP3379250B2 - 光ヘッド複合体及び光記録再生装置

Info

Publication number: JP3379250B2
Application number: JP29288194A
Authority: JP
Inventors: 忍上鶴; 雅春深草
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1994-11-28
Publication date: 2003-02-24
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JPH08147741A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体に光学的に
情報を記録再生するための光ヘッド及びそれを用いた光
記録再生装置に係り、特に光記録媒体の表面近傍に浮上
した状態で情報を記録再生する光ヘッド複合体及び光記
録再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、情報の記録再生装置としては、磁
気ヘッドによって磁気記録媒体に磁気的に情報を記録再
生する磁気記録再生装置が知られており、磁気ディスク
ドライブ装置はその代表的な装置であった。また、他の
方式の記録再生装置としては、レーザ光によって光学的
に情報を記録あるいは再生する光記録再生装置が知られ
ており、記録再生の方法等によって、読出し専用のコン
パクトディスクドライブ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学的方法
と磁気的方法を併用する書込み可能な光磁気ディスクド
ライブ装置、相変化光ディスクドライブ装置等に分類さ
れていた。

【０００３】一方、コンピュータの外部記録装置として
の情報記録再生装置は、装置体積当りの記録密度（以下
「装置記録密度」という。）を向上し、情報の記録再生
に必要なアクセス速度を上げることが従来からの大きな
課題であった。また、要求される記憶容量当りの装置単
価（以下「ビットコスト」という。）も年々低下してお
り、より安価な情報記録再生装置を提供することも重要
な課題であった。

【０００４】従来の磁気記録再生装置は、小さな磁気ヘ
ッドが磁気記録媒体表面をほぼ一定の隙間を保って浮上
し、磁気ヘッドとその支持部材のみを移動させながら記
録再生を行っていたが、光記録再生装置はそれとは異な
り、対物レンズやフォーカス制御手段やトラッキング制
御手段等の比較的重量の大きいものを移動させなければ
ならず、情報記録位置へのアクセス速度が遅い、という
欠点があった。

【０００５】また、光記録媒体の面記録密度に関して
は、現時点では、まだ磁気記録再生の場合より優れては
いるものの、磁気記録再生装置には、磁気ヘッドが微小
で装置内に磁気記録媒体を複数枚スタックした構成をと
っているものがあり、装置記録密度において光記録再生
装置を上回るものがあった。さらに磁気記録再生装置に
おいては、現在では、使用される磁気記録媒体の径が
１．８インチ（約４．６センチメートル）程度の小型の
ものが実用化され、装置の厚みも１０ｍｍ程度まで小型
化が進んだ。この結果、磁気記録再生装置は、ノート型
等の携帯型パーソナルコンピュータ（以下「パソコン」
という。）の外部記録装置であるハードディスクドライ
ブ等として幅広く使用されている。

【０００６】一方、光記録再生装置では、半導体レーザ
からの光を導き光記録媒体の記録面上に絞り込んで照射
し反射した再生光を検出用センサ等に導く必要があり、
数多くの光学部品を必要とするため、その小型化は困難
であった。また、光学部品数が多いことから、構成が簡
単な磁気記録再生装置に対し、装置価格が高くなる、と
いう問題もあった。これらの結果、コンピュータ用の外
部記録装置としては、磁気記録再生装置の方が広く使用
されており、光記録再生装置はＣＤ−ＲＯＭのような用
途を除けば、文書ファイルの保存用など限られた用途に
しか使用されていないのが現状であった。

【０００７】このような状況を打破するためには、光情
報記録再生装置としては、情報記録位置へのアクセス速
度を上げるとともに、装置記録密度の向上やビットコス
トの低下を図る必要があった。

【０００８】一般に、光記録再生装置で装置記録密度を
上げる方法としては、以下のようなものが考えられる。

【０００９】対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくす
る。半導体レーザの波長を短くする。

【００１０】半導体レーザ、センサ、光学部品を集積
化する。記録媒体を増やしスタック構造にする。

【００１１】また、情報記録位置へのアクセス速度を上
げる方法としては、以下のようなものが考えられる。

【００１２】光ヘッドの質量を小さくする。光ヘッドを移動させるアクチュエータの推力を上げ
る。

【００１３】しかし、アクチュエータの推力を上げる
と、装置の寸法も大きくなるので、装置記録密度は向上
しない。したがって、光ヘッドを小さくし、半導体レー
ザの波長を短くし、対物レンズの開口数を大きくするこ
とが望ましい。

【００１４】ところで、半導体レーザとしては、従来か
ら波長７８０ｎｍ（ナノメートル）のものが使用されて
おり、現在では波長６８０ｎｍ程度の短波長半導体レー
ザも実用可能になっている。しかし、従来の構成では、
対物レンズと光記録媒体との接触を避けるため、両者の
間に１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の作動距離をおく必要があ
った。このため、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きく
しても焦点距離を小さくすることはできず、また必要な
光ビームの径は開口数に比例して大きくなるため、使用
する光学部品も必然的に大きくなり、結局、装置記録密
度を上げることはできなかった。

【００１５】この問題点を解決するために、磁気記録再
生装置に使用されている磁気ヘッドのように、浮上スラ
イダを用いて光ヘッドを光記録媒体上に浮上させて使用
する浮上式光ヘッドが提案されている。

【００１６】ここで、従来の浮上式光ヘッドを図１０を
参照して説明する。この浮上式光ヘッド２００は、浮上
スライダ本体３０を有し、この浮上スライダ本体３０に
は偏光ミラー３２と対物レンズ３１が搭載されており、
スライダ支持部材８０によって光記録媒体１１０に押圧
されることにより支持されている。レーザダイオード等
の発光素子１１から出た光は集光レンズ４６、ビームス
プリッタ３５、偏光板４４及び偏光素子３３を通って偏
光ミラー３２に導かれ、偏光ミラー３２で反射され、対
物レンズ３１により光記録媒体１１０上に集光される。
光記録媒体１１０からの反射光は、対物レンズ３１、偏
光ミラー３２、偏光素子３３及び偏光板４４を介してビ
ームスプリッタ３５に到達し、ビームスプリッタ３５で
反射されて集光レンズ３８、シリンドリカルレンズ３９
を通って受光素子１３に到達し、信号の検出が行われ
る。集光レンズ４６には駆動部材３７が装着されてお
り、これにより集光レンズ４６はほぼその光軸方向に駆
動され、光記録媒体１１０の面上で焦点が合うように制
御される。光記録媒体１１０上に形成される光スポット
は偏光素子３３に装着された図示しない微小トラッキン
グ駆動部材によって微小移動させられ、データトラック
上に位置決めされる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来の浮上式光ヘッド
２００は以上のように構成されていたことから、偏光ミ
ラー３２及び対物レンズ３１のみを浮上スライダ本体３
０に搭載することとなり、発光素子１１や受光素子１
３、ビームスプリッタ３５等の光学部品は浮上スライダ
本体３０とは分離された状態となっていたことから、組
立て易さや調整のし易さ等の観点からは、これらの光学
部品はあまり小さくすることができないために従来の光
ヘッドに比べれば情報記録位置へのアクセス速度の向上
は望めるものの、装置を磁気記録再生装置と同程度に小
型化することができず、装置記録密度を磁気記録再生装
置なみに向上させることはできないという課題を有して
いた。

【００１８】また、光ヘッドでは、光学部品の面精度や
寸法精度、あるいは組立精度などによって生じる収差、
発光素子自体のもつ収差、温度変化に伴う発光素子の波
長変動によって発生する収差等の収差が存在する。この
収差を極力小さく抑えなければ、光を微小なスポットに
絞ることはできない。したがって、各光学部品は高い精
度が要求され、これがビットコストを下げるための妨げ
となるという課題を有していた。

【００１９】一方、装置記録密度を向上させるために
は、他の課題もあった。それは、フォーカス駆動手段、
及びトラッキング駆動手段の構成である。

【００２０】一般に、光ヘッドによって集光された光ス
ポットの位置は、光学部品の寸法精度や組立精度等によ
りばらつく。また、光記録媒体１１０は回転によって上
下に振動しているから、記録面上につねに合焦点させる
ためにフォーカス駆動手段が必要であった。

【００２１】浮上スライダを用いた浮上式光ヘッド２０
０の場合には、浮上スライダがフォーカス駆動手段とし
て作用するが、加工精度や組立精度等による光スポット
の位置ずれは依然として残ることになる。また、浮上ス
ライダの浮上量は、光記録媒体の線速度やＹＡＷ角（空
気の流入角）等によって変るため、光スポットの位置が
ずれることになる。このような理由により、フォーカス
駆動手段をもたない浮上式光ヘッドを実現することは困
難である。従来例では、浮上スライダ本体３０に、偏光
ミラー３２及び対物レンズ３１が固定されており、浮上
スライダ本体３０の浮上量の変化が生じると、対物レン
ズ３１と光記録媒体１１０との距離が変るために、光ス
ポットの位置がずれることになる。そこで、従来例で
は、駆動部材３７によって集光レンズ４６を光軸方向に
駆動することによりフォーカス制御を行っていた。

【００２２】このように、光記録再生装置は、フォーカ
ス駆動手段が必要であり、必然的に装置が大型化するた
め、装置記録密度を向上することができなかった。これ
らの理由により、光記録再生装置は、小型化が困難であ
り、ノート型パソコン等の小型パソコンに搭載すること
ができなかった。

【００２３】上記従来の浮上式光ヘッド２００における
の問題を解決するために、浮上スライダをスライダ支持
部材８０で支持し浮上させるとともに、発光素子、受光
素子、集光レンズやその他光学部品を浮上スライダ内に
集積化して搭載し小型化を図ることが考えられるが、発
光素子や受光素子はいわゆる電子部品であることから、
電源の供給手段が必要となり、また、受光素子からの信
号を信号処理手段へ導く手段が必要になるといった課題
がある。また、他の課題としては、光スポットを光記録
媒体１１０の記録面上につねに合焦点させるとともにデ
ータトラックに位置決めするため、光記録媒体１１０か
らの光を受光素子に導きフォーカス誤差信号及びトラッ
キング誤差信号を検出するように構成しなければならな
いといった課題があり、光ヘッドのさらなる小型化の妨
げになっていた。

【００２４】そこで、本発明の第１の目的は、浮上スラ
イダに発光素子と受光素子と光学部品とを集積可能で、
発光素子及び受光素子への電源の供給と受光素子からの
信号の信号処理手段への導出が可能な光ヘッド複合体を
提供することを目的とする。

【００２５】また、本発明の第２の目的は、フォーカス
制御及びトラッキング制御が可能で、かつ各制御に影響
を与えることなく発光素子及び受光素子への電源供給、
及び受光素子から信号処理手段への信号の導出が可能な
光ヘッド複合体を提供することを目的とする。

【００２６】また、本発明の第３の目的は、小型で装置
記録密度の向上した光ヘッド複合体を用いて、ノート型
パソコン等の携帯型小型パソコンにも搭載可能な小型の
光記録再生装置を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の第１の発明に係る光ヘッド複合体は、発光
素子と受光素子とを有する基板及び前記発光素子からの
光を集光して光記録媒体に照射するとともに前記光記録
媒体から反射された光を前記受光素子に導く光学部材を
有する光ヘッドと、前記光記録媒体の回転により前記光
記録媒体との間に隙間を保持しつつ浮上するように構成
されたスライダと、前記光ヘッドを前記スライダに支持
させる支持手段と、前記発光素子及び前記受光素子に電
源を供給するとともに前記受光素子からの信号を信号処
理手段へ導出する配線手段と、を一体化して構成され
る。

【００２８】また、本発明の第２の発明に係る光ヘッド
複合体は、発光素子と受光素子とを有する基板及び前記
発光素子からの光を集光して光記録媒体に照射するとと
もに前記光記録媒体から反射された光を前記受光素子に
導く光学部材を有する光ヘッドと、前記光ヘッドを前記
光記録媒体に接離する方向である焦点方向に移動させる
焦点制御手段と、前記光記録媒体の回転により前記光記
録媒体との間に隙間を保持しつつ浮上するように構成さ
れたスライダと、前記光ヘッドを前記焦点方向に移動可
能に前記スライダに支持させる支持手段と、前記発光素
子及び前記受光素子に電源を供給するとともに前記受光
素子からの信号を信号処理手段へ導出する配線手段と、
を一体化して構成される。

【００２９】また、本発明の第３の発明に係る光記録再
生装置は、回転する光記録媒体に情報を記録し再生する
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の光ヘッド
複合体と、前記光ヘッド複合体を前記光記録媒体のデー
タトラックを横切る方向に移動可能に支持する腕部材
と、前記腕部材を移動させて前記光ヘッド複合体から照
射される光スポットを前記光記録媒体のデータトラック
上にトラッキングするトラッキング手段と、を備えて構
成される。

【００３０】

【作用】上記構成を有する本発明の第１の発明によれ
ば、光ヘッドとスライダと支持手段と配線手段が一体化
されることから、光ヘッドに必要とされる部品の集積化
が可能となり、高密度化が容易となる。

【００３１】また、上記構成を有する本発明の第２の発
明によれば、光ヘッドと焦点制御手段とスライダと支持
手段と配線手段が一体化されることから、フォーカス制
御に影響を与えることなく発光素子及び受光素子へ電源
の供給ができる。

【００３２】また、上記構成を有する本発明の第３の発
明によれば、光記録再生装置において、記録再生用のヘ
ッド部分として、上記第１の発明又は第２の発明に係る
光ヘッド複合体を使用することができる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しつ
つ説明する。図１ないし図７は、本発明の第１実施例で
ある光ヘッド複合体の全体構成を示す斜視図である。以
下、各部分の構成を図に基づいて説明する。図１は、本
発明の第１実施例である光ヘッド複合体１０１の全体構
成を示す斜視図である。

【００３４】アーム８は光記録媒体（図示せず）のデー
タトラックを横切るデータトラック直交方向１５に移動
自在に支持されている。アーム８の先端にはスライダ支
持部材８０が取り付けられており、スライダ支持部材８
０の先端には浮上スライダ３が取り付けられている。

【００３５】アーム８の上面には樹脂等により固定され
る配線手段であるフレキシブルプリンテッドサーキット
（Flexible Printed Circuit：可撓性印刷配線部材。以
下「ＦＰＣ」と略称する。）７０は、さらにスライダ支
持部材８０の先端に向って延設されている。ＦＰＣ７０
は、可撓性を有するプラスチックフィルム等に配線等を
印刷した回路部７２を有して構成されている。このＦＰ
Ｃ７０は、基板１０Ａの上方ほぼ中央に固定部７３が形
成され、固定部７３と回路部７２との間には細枝状の変
位部７１が形成され、固定部７３は基板１０Ａ上に樹脂
等で固定されている（図４参照）。また、回路部７２の
先端には配線端子部７４が設けられている。

【００３６】このように、固定部７３の周囲に細枝状の
変位部７１が形成され、固定部７３のみを基板１０Ａと
一体化したので、光学ヘッド全体として小型化が図れ
る、という利点がある。また、変位部７１は細枝状に形
成されているため曲げ方向の剛性が低く固定部７３に弾
性的に接続し、フォーカス制御時に光学ヘッドを光記録
媒体に接離する方向であるフォーカス方向１６に移動さ
せても容易に追随するので、フォーカス制御への影響を
低減することができる。

【００３７】スライダ支持部材８０は、幅広部８１と、
曲げ部８３と、押圧バネ部８４と、固定部８５と、薄枝
状のジンバル部８２から構成されている。ジンバル部８
２は、細い枝状の枝状部材４１により後述する光ヘッド
支持部４０（図３参照）に接続している。固定部８５は
アーム８にかしめ等により固定される。上記の押圧バネ
部８４により、スライダ支持部材８０の先端部は、光記
録媒体１１０（図４参照）側に押圧される。

【００３８】図２は、本発明の第１実施例における光ヘ
ッド複合体におけるＦＰＣと基板との接続部分をＦＰＣ
の裏面から見た斜視図である。基板１０Ａには、発光素
子１１と立上げミラー１２と受光素子１３が設けられて
いる。基板１０Ａ上に構成された基板電源端子及び基板
信号端子７６は、ＦＰＣ７０の配線端子部７４と、接続
手段である金線７７で接続される。このように、ＦＰＣ
７０の配線端子部７４と基板１０Ａの基板電源端子及び
基板信号端子７６を一体化することにより、光学ヘッド
全体として小型化が図れる。また、金線７７は細線であ
るため可撓性を有し、フォーカス駆動方向及びトラッキ
ング駆動方向に微小変位が可能であるので、フォーカス
サーボ時あるいはトラッキングサーボ時に容易に追随
し、各サーボに悪影響を与えることがなく、発光素子１
１及び受光素子１３に電源を供給し、かつ受光素子１３
からの信号を取り出すことができる。

【００３９】図３は、本発明の第１実施例における光ヘ
ッド複合体の構成部品を示した斜視図である。同図にお
いて光ヘッド複合体１０１は、円環形状の浮上スライダ
３がスライダ支持部材８０の下面部に配設して構成され
る。この浮上スライダ３は、薄い円柱状に形成された浮
上スライダ本体３０のほぼ中心に貫通孔３４が設けら
れ、ビームスプリッタ３５と凸部３６と空気軸受面４７
を有して構成されている。

【００４０】光ヘッド複合体１０１におけるスライダ支
持部材８０の上面端部にはフォーカスコイル部６０が配
設され、このフォーカスコイル部６０は、磁性材料によ
り形成されるリング状のヨーク６４と、樹脂等の材料か
らなるボビン６３と、ボビン６３に巻回されて形成され
る一対の駆動コイル６１ａ，６１ｂを備えて構成されて
いる。

【００４１】光ヘッド複合体１０１におけるスライダ支
持部材８０の上面端部にはフォーカスコイル部６０を挟
んで光ヘッド１が配設される構成である。この光ヘッド
１は、上記のフォーカスコイル部６０の中央開口内に挿
入されるようにして組み立てられる（図４参照）。光ヘ
ッド１は、発光素子１１及び受光素子１３（図４参照）
が配置された基板１０Ａと、集光部２１（図４参照）等
を有する光学部材２０を備えて構成されている。

【００４２】前記スライダ支持部材８０の先端には光ヘ
ッド支持部４０が形成され、この光ヘッド支持部４０
は、ジンバル部８２と同一の部材にエッチング等を施す
ことにより形成されている。光ヘッド支持部４０の中央
には円形の開口４２が設けられている。そして、ジンバ
ル部８２の下部に浮上スライダ本体３０に形成された凸
部３６が固定される（図４参照）。また、光ヘッド支持
部４０の開口４２に光ヘッド１の下部が挿入され光ヘッ
ド支持部４０で支持される（図４参照）。これにより、
光ヘッド１は、フォーカス方向１６に移動可能に浮上ス
ライダ本体３０に弾性支持される。ジンバル部８２の上
部には、磁石５３ａ及び５３ｂが、駆動コイル６１ａ及
び６１ｂに対向するように固定される（図４参照）。ス
ライダ支持部材８０は、固定部８５に形成されたかしめ
部８６をアーム９０の先端の固定穴９１にかしめること
によって固定される。上記において、光ヘッド支持部４
０と枝状部材４１と凸部３６は支持手段を構成してい
る。

【００４３】図４は、本発明の第１実施例における光ヘ
ッド複合体の構成を示す断面図である。光ヘッド１は、
シリコン（Ｓｉ）等からなる基板１０Ａと、ガラスやプ
ラスチック等の光学的に透明な部材から形成されほぼ軸
対称形状をした光学部材２０を備えて構成されている。
光学部材２０は、金型等によって一体成形されている。

【００４４】基板１０Ａには、立上げミラー１２が取り
付けられ、半導体レーザ等の発光素子１１が接合されて
いる。発光素子１１から出射されたレーザ光Ｌは、立上
げミラー１２の斜面１７で反射されて基板１０Ａの平面
に対しほぼ垂直となる方向に偏向される。

【００４５】また、上記立上げミラー１２が取り付けら
れている基板１０Ａの面には、半導体製造プロセスによ
って形成された受光素子１４１ａ，１４１ｂ，１４１
ｃ，１４１ｄ，１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２
ｄがそれぞれ設けられている。また、受光素子１４１ａ
〜１４１ｄ及び１４２ａ〜１４２ｄはデータトラック方
向１４にほぼ直交するように配列されるとともに、デー
タトラック方向１４にほぼ平行に並設された４分割素子
である（図６参照）。そして受光素子１４１ａ〜１４１
ｄ及び１４２ａ〜１４２ｄの上に立上げミラー１２が接
着されている。

【００４６】光学部材２０には、凹レンズ状に凹んだ凹
部２８と、凸レンズ状の集光部２１が形成されている。
凹部２８内には、発光素子１１と立上げミラー１２が収
納される。集光部２１の表面には反射膜２２がコーティ
ングされている。また、集光部２１の略中央部は、発光
素子１１から出射され立上げミラー１２により反射され
たレーザ光Ｌが入射する入射部２３が設けられており、
この部分には反射膜２２はコーティングされていない。

【００４７】光学部材２０の集光部２１が形成された側
とは逆側の面には、光路補正部２５と光透過窓２６が設
けられている（図５参照）。光路補正部２５は、発光素
子１１から立上げミラー１２を経て入射部２３から入射
してきたレーザ光Ｌをいったん集光部２１側へ戻すよう
に反射させる。この反射光Ｌは反射膜２２の裏面で反射
された後、光路補正部２５のほぼ中央に設けられた（図
５参照）光透過窓２６を透過して光記録媒体１１０に照
射する。一方、光記録媒体１１０で反射されて戻ってき
た反射光は、上記と逆の経路をたどり、光透過窓２６か
ら集光部２１内へ入射し、反射膜２２でいったん逆方向
へ反射され、光路補正部２５により上方の入射部２３へ
入射し、立上げミラー１２に導かれた後、受光素子１４
１ａ〜１４１ｄ及び１４２ａ〜１４２ｄへ入射する。光
ヘッド１は、図４に示すように、基板１０Ａと光学部材
２０の支持部２７を接合することにより形成される。

【００４８】浮上スライダ本体３０は、ガラス、あるい
はフェライト等の磁性材料、あるいはセラミック材料等
からなり、金型成形によって形成されている。５３ａ，
５３ｂは浮上スライダ本体３０の凸部３６上に固定され
たジンバル部８２に接着されて固定され、駆動コイル６
１ａ，６１ｂを囲むように対向配置された磁石である。
光学部材２０の外周には、磁石５３ａ，５３ｂに対向し
て、磁性材料からなるリング状のヨーク６４と、樹脂等
の材料からなるボビン６３と、ボビン６３に巻回され磁
石５３ａ，５３ｂに対向配置された駆動コイル６１ａ，
６１ｂが取り付けられている。ここに、フォーカスコイ
ル部６０と磁石５３ａ，５３ｂは焦点制御手段を構成し
ている。

【００４９】このように構成することにより、浮上スラ
イダ本体３０は、回転する光記録媒体１１０の面振れに
追従しながら浮上することになり、光ヘッド１は、浮上
スライダ本体３０と光ヘッド支持部４０によって、光記
録媒体１１０との距離をある程度まで一定に保つことが
可能になる。したがって、フォーカス制御の際に必要な
光ヘッド１の移動量は小さく、フォーカス制御に必要な
駆動力も小さくてよいので、フォーカスコイル部６０及
び磁石５３ａ，５３ｂの小型化が可能となる。

【００５０】光ヘッド１を下から見た場合の光路補正部
２５及び光透過窓２６の形状を図５に示す。上記の第１
実施例の場合には、光路補正部２５は、２種類の反射型
ホログラムパターンが複合化されて形成されている。こ
の反射型ホログラムパターンは、光学部材２０を一体成
形するときに同時に形成される。そして、反射型ホログ
ラムパターンの表面には、光透過窓２６を除いた部分に
反射膜２２がコーティングされている。

【００５１】より具体的には、入射部２３からの入射光
Ｌを集光部２１の反射膜２２へ反射させるホログラムパ
ターンは、ほぼ同心円状で、その断面形状が凹凸形状、
あるいは鋸歯形状をなしており、外周側の方がピッチが
小さくなっている（図４参照）。そして、光透過窓２６
の大きさ（径）は、光路補正部２５の大きさ（径）より
も小さくなるように構成されている。

【００５２】浮上スライダ本体３０は、光記録媒体１１
０が回転すると、空気軸受面４７との間にわずかな隙間
を保って浮上するように構成されている。したがって、
浮上スライダ本体３０と光記録媒体１１０との間の空気
は空気軸受を構成している。光記録媒体１１０は、プラ
スチック等からなる基板１１１と、基板１１１の表面に
スパッタ等によって形成された記録膜１１２と、記録膜
１１２にコーティングされた保護膜１１３とで構成され
ている。また、基板１１１の表面には、データトラック
の溝が形成されている。

【００５３】光ヘッド１は、光透過窓２６が設けられた
面が光記録媒体１１０の記録膜１１２と対向するよう
に、光ヘッド１の一部が光ヘッド支持部４０によって弾
性支持されている。光ヘッド１の光学部材２０を載置し
た光ヘッド支持部４０と、浮上スライダ本体３０と磁石
５３ａ，５３ｂによって固定されたジンバル部８２を結
ぶ枝状部材４１は、板バネを構成している。また、光透
過窓２６が設けられた面と光記録媒体１１０との距離
は、浮上スライダ本体３０の浮上量よりも大きくなるよ
うに設定されている。

【００５４】上記のように構成された浮上式光ヘッド２
００の動作を説明する。まず、発光素子１１から出射さ
れたレーザ光Ｌが光記録媒体１１０に集光されるまでの
過程、すなわち、往路について説明する。

【００５５】半導体レーザ等の発光素子１１から出射し
たレーザ光Ｌは、立上げミラー１２の斜面１７で基板１
０Ａの面とほぼ垂直な方向に偏向される。偏向された光
は、入射部２３を通り、光路補正部２５の反射型ホログ
ラムパターンによって反射され、集光部２１に導かれ
る。集光部２１の反射膜２２の裏面は、球面凹面鏡状に
構成されており、集光部２１は光路補正部２５で反射さ
れたレーザ光Ｌを光記録媒体１１０に向けて集光する球
面凹レンズとして作用するように球面の曲率半径が設定
されている。

【００５６】集光部２１によって集光されたレーザ光Ｌ
は光透過窓２６から出射され、あらかじめ設定された隙
間だけの空気層を通り、光記録媒体１１０の保護膜１１
３を通って記録膜１１２に到達する。

【００５７】ここで、光路補正部２５によって集光部２
１にレーザ光Ｌを導く際に、反射型ホログラムパターン
を用いて光Ｌを反射させた理由を以下に説明する。

【００５８】一般に、球面凹レンズで光Ｌを集光させる
と球面収差が発生し、球面収差は球面の外周側ほど大き
くなる。球面収差が発生すると、光Ｌを微小なスポット
に絞れなくなり、高記録密度化が図れない。そこで、反
射型ホログラムパターンを用いて、光Ｌの回折を利用し
て球面収差を補正するように構成し、球面収差の発生を
防止しているのである。

【００５９】この結果、球面収差が発生することなく集
光部２１によって集光されたレーザ光Ｌは、光透過窓２
６を通って光記録媒体１１０に照射されることになる。

【００６０】次に、光記録媒体１１０に集光されたレー
ザ光Ｌが受光素子１４１ａ〜１４１ｄ、受光素子１４２
ａ〜１４２ｄに到達するまでの過程、すなわち、復路に
ついて説明する。

【００６１】記録膜１１２に集光された光Ｌは、記録情
報に対応する状態で反射され、光透過窓２６を通って集
光部２１に到達し、往路とは逆の光路をたどって光路補
正部２５に到達する。光路補正部２５には、立上げミラ
ー１２に光を集光するように反射型ホログラムパターン
が形成されており、光路補正部２５からの回折光Ｌは、
図６に示すように、立上げミラー１２の斜面１７と立上
げミラー下面１８を透過し受光素子１４１ａ〜１４１ｄ
に到達する。立上げミラー下面１８で反射した光は、立
上げミラー下面と平行な立上げミラー上面１９で反射
し、再び立上げミラー下面１８で透過して受光素子１４
２ａ〜１４２ｄに到達する。ここに、立上げミラー斜面
１７はハーフミラー斜面を構成している。

【００６２】次に、第１実施例のフォーカス制御につい
て、図７（ａ）〜図７（ｃ）を用いて説明する。

【００６３】図７（ａ）〜図７（ｃ）に、データトラッ
ク方向１４とほぼ平行に４分割された受光素子１４１ａ
〜１４１ｄ、受光素子１４２ａ〜１４２ｄ上に集光され
た受光スポット１５１，１５２の状態を示す。

【００６４】図７（ａ）は、光記録媒体１１０への照射
スポットが記録膜１１２のデータトラック上に合焦点さ
れた状態であり、受光素子１４１ａ〜１４１ｄの受光量
の和は、受光素子１４２ａ〜１４２ｄの受光量の和と等
しくなっている。

【００６５】図７（ｂ）は、照射スポットが光記録媒体
１１０の記録膜１１２より上方にデフォーカス（焦点が
ずれた状態で照射）された場合を示しており、受光素子
１４１ａ〜１４１ｄの受光量の和は、受光素子１４２ａ
〜１４２ｄの受光量の和より小さくなっている。

【００６６】図７（ｃ）は、照射スポットが図７（ｂ）
と反対方向、すなわち光記録媒体１１０の記録膜１１２
より下方にデフォーカスされた場合を示しており、受光
素子１４１ａ〜１４１ｄの受光量の和は、受光素子１４
２ａ〜１４２ｄの受光量の和より大きくなっている。

【００６７】したがって、フォーカス誤差信号をＦＥＳ
とし、受光素子１４１ａ〜１４１ｄの受光量をそれぞれ
Ｐ1a〜Ｐ1dとし、受光素子１４２ａ〜１４２ｄの受光量
をそれぞれＰ2a〜Ｐ2dとすると、フォーカス誤差信号Ｆ
ＥＳは、次式で表わせる。ＦＥＳ＝（Ｐ1a＋Ｐ1d＋Ｐ2b＋Ｐ2c）−（Ｐ2a＋Ｐ2d＋Ｐ1b＋Ｐ1c）…（１）上式（１）に示すフォーカス誤差信号ＦＥＳがゼロにな
るようにフォーカス制御を行えば、照射スポットをデー
タトラック上に合焦点させることができる。

【００６８】上記の浮上式光ヘッドは、光記録媒体１１
０の回転によって光記録媒体１１０とほぼ一定の間隔を
保って浮上する。しかし、浮上量の変動やレーザ光Ｌの
波長変動及び加工精度等に起因する誤差などによって光
スポットは光記録媒体１１０の記録膜１１２に焦点が合
わない場合が生じる。上記第１実施例の浮上式光ヘッド
では、駆動コイル６１ａ，６１ｂに同極性の電流を通電
することにより光ヘッド１を上下方向に変位させてフォ
ーカス制御を行っている。

【００６９】また、偏心によるデータトラックのうねり
に対しては、駆動コイル６１ａ，６１ｂに逆極性の電流
を通電することにより光ヘッド１をデータトラックの左
右方向に変位させるトラッキング制御を行うトラッキン
グ手段によって追従させる。

【００７０】上記のような光ヘッド１の動きに対し、Ｆ
ＰＣ７０は変位部７１で変形して追従するので、フォー
カス制御及びトラッキング制御への影響が小さくなる。
したがって、駆動コイル６１ａ，６１ｂに与える負荷を
低減できるため駆動コイル６１ａ，６１ｂの小型化、軽
量化が容易となる。

【００７１】次に、本発明の第２実施例である光ヘッド
複合体１０２について、図８及び図９を用いて説明す
る。

【００７２】第２実施例の光ヘッド複合体１０２は、第
１実施例の光ヘッド複合体１０１とほぼ同じ構成であ
り、第１実施例の光ヘッド複合体１０１と異なる点は、
ＦＰＣと基板との接続状態である。すなわち、図８のＦ
ＰＣ裏面図に示すように、まず第１に、第２実施例の光
ヘッド複合体１０２では、ＦＰＣ７０の配線端子部７４
と基板１０Ｂの基板電源端子及び基板信号端子７６とを
接続する接続手段として、第１実施例における金線７７
のかわりに直接ハンダ等で固定的に接続した点で第１実
施例と異なる。また、第２に、第１実施例におけるＦＰ
Ｃ７０の固定部７３及び変位部７１を形成するかわり
に、変位部７８及び固定部７５を形成し、配線手段であ
るＦＰＣ７０が支持手段を兼ねた点で第１実施例と異な
る。

【００７３】図９は、本発明の第２実施例である光ヘッ
ド複合体１０２の構成を示す断面図である。この場合、
ＦＰＣ７０の一端は基板１０Ｂの下面に固定され、ＦＰ
Ｃ７０の固定部７５に磁石５３ａ，５３ｂが固定され
る。

【００７４】このようにＦＰＣ７０とＦＰＣの固定部７
５の間に変位部７８を形成し、ＦＰＣ７０と固定部７５
との間の曲げ剛性を低くすることにより、光ヘッド２は
フォーカス方向１６への微小変位が容易になるように弾
性的に支持される。そして、上記第１実施例の光ヘッド
複合体１０１のように接続部に金線等を使用せず、直接
ハンダ等で固定することにより、接続部の強度が向上
し、フォーカス制御に影響を与えることなく発光素子１
１及び受光素子１３へ電源を供給でき、信頼性のより高
い光ヘッド複合体１０２を提供することができる。ま
た、上記第１実施例の光ヘッド複合体１０１のようにス
ライダ支持部材８０を必要としないため、構成部品の数
を減らすことができ、軽量化が可能となる。

【００７５】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００７６】例えば、上記第１，第２実施例において
は、光学部材２０として球面凹レンズを例に挙げて説明
したが、本発明はこれには限定されず、他の球面レン
ズ、フレネルレンズ、回折格子又はホログラムレンズ等
であってもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、上記構成を有する
第１の発明によれば、光ヘッドとスライダと支持手段と
配線手段が一体化されるので、光記録再生用のヘッドを
構成する部品が集積化可能となり、光学ヘッドの小型化
・軽量化が図れる。さらに、光記録再生用ヘッドの一体
成形が可能となる。したがって、光ヘッドの低価格化が
図れ、加工精度、組立精度の向上が図れ、高記録密度化
が容易になるという利点がある。

【００７８】また、上記構成を有する本発明の第２の発
明によれば、光ヘッドと焦点制御手段とスライダと支持
手段と配線手段が一体化されるので、光記録再生用ヘッ
ドは、さらに集積化が可能となり、小型化、軽量化、低
価格化、高記録密度化等が図れるという利点がある。

【００７９】また、上記構成を有する本発明の第３の発
明によれば、光記録再生装置において、記録再生用のヘ
ッド部分として、上記第１の発明又は第２の発明に係る
光ヘッド複合体を使用することができるので、光記録再
生装置の小型化、軽量化、低価格化、高記録密度化等を
実現することができる、という利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における光ヘッド複合体の
全体構成を示す斜視図

【図２】本発明の第１実施例における光ヘッド複合体に
おけるＦＰＣと基板との接続部分をＦＰＣの裏面から見
た斜視図

【図３】本発明の第１実施例における光ヘッド複合体の
構成部品を示した斜視図

【図４】本発明の第１実施例における光ヘッド複合体の
構成を示す断面図

【図５】本発明の第１実施例における光ヘッド複合体に
おける光路補正部と光透過窓を示した下面図

【図６】本発明の第１実施例における光ヘッド複合体に
おける立上げミラーと発光素子と受光素子の構成を示す
斜視図

【図７】（ａ）は本発明の第１実施例における光ヘッド
複合体における受光素子におけるフォーカス制御動作を
説明するための合焦点状態を示す図（ｂ）は本発明の第１実施例における光ヘッド複合体に
おける受光素子におけるフォーカス制御動作を説明する
焦点が光記録媒体の記録面より上方にずれた状態を示す
図（ｃ）は本発明の第１実施例における光ヘッド複合体に
おける受光素子におけるフォーカス制御動作を説明する
焦点が光記録媒体の記録面より下方にずれた状態を示す
図

【図８】本発明の第２実施例である光ヘッド複合体にお
けるＦＰＣと光ヘッドの基板との接続部分をＦＰＣの裏
面から見た斜視図

【図９】本発明の第２実施例である光ヘッド複合体の構
成を示す断面図

【図１０】従来例の浮上式光ヘッドの構成を説明する図

【符号の説明】

１，２光ヘッド３浮上スライダ８アーム１０Ａ，１０Ｂ基板１１発光素子１２立上げミラー１３受光素子１４データトラック方向１５データトラック直交方向１６フォーカス方向１７斜面１８ミラー下面１９ミラー上面２０光学部材２１集光部２２反射膜２３入射部２５光路補正部２６光透過窓２７支持部２８凹部３０浮上スライダ本体３１対物レンズ３２偏光ミラー３３偏光素子３４貫通孔３５ビームスプリッタ３６凸部３７駆動部材３８集光レンズ３９シリンドリカルレンズ４０光ヘッド支持部４１枝状部材４２開口４４偏光板４６集光レンズ４７空気軸受面５３ａ，５３ｂ磁石６０フォーカスコイル部６１ａ，６１ｂ駆動コイル６３ボビン６４ヨーク７０ＦＰＣ７１，７８変位部７２回路部７３，７５固定部７４配線端子部７６基板電源端子及び基板信号端子７７金線８０スライダ支持部材８１幅広部８２ジンバル部８３曲げ部８４押圧バネ部８５固定部８６かしめ部９０アーム９１固定穴１０１，１０２光ヘッド複合体１１０光記録媒体１１１基板１１２記録膜１１３保護膜１４１ａ〜１４１ｄ，１４２ａ〜１４２ｄ受光素子１５１，１５２受光スポット２００浮上式光ヘッドＬ光

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と受光素子とを有する基板及び
前記発光素子からの光を集光して光記録媒体に照射する
とともに前記光記録媒体から反射された光を前記受光素
子に導く光学部材を有する光ヘッドと、前記光ヘッドに
設けられたコイルと前記コイルの磁束に鎖交する磁束を
発生させる磁石とを有し前記光ヘッドを前記光記録媒体
に接離する方向である焦点方向に移動させる焦点制御手
段と、前記光記録媒体の回転により前記光記録媒体との
間に隙間を保持しつつ浮上するように構成された浮上ス
ライダと、前記光ヘッドを前記焦点方向に移動可能に前
記浮上スライダに支持させる支持手段と、前記発光素子
及び前記受光素子に電源を供給するとともに前記受光素
子からの信号を信号処理手段へ導出する配線手段とを一
体化したことを特徴とする光ヘッド複合体。
【請求項２】前記配線手段の一部が前記基板に固定さ
れるとともに、前記配線手段は前記焦点方向に移動可能
に支持されたことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド
複合体。
【請求項３】前記配線手段は、前記配線手段の一部を
前記基板に固定する固定部と、細枝状に形成されるとと
もに前記固定部に弾性的に接続する変位部と、前記発光
素子及び受光素子に電源を供給する配線電源端子及び前
記受光素子からの信号を取り出す配線信号端子を有する
配線端子部とを備え、前記基板は、前記発光素子及び受
光素子に電源を供給する基板電源端子及び前記受光素子
からの信号を取り出す基板信号端子を有する基板端子部
を備え、前記配線端子部と前記基板端子部とは、電気的
に接続可能な接続手段により接続されることを特徴とす
る請求項２記載の光ヘッド複合体。
【請求項４】前記接続手段は、前記変位部の弾性変位
に追随可能に構成されたことを特徴とする請求項３記載
の光ヘッド複合体。
【請求項５】前記接続手段は、前記配線端子部と前記
基板端子部とを固定的に接続することを特徴とする請求
項３記載の光ヘッド複合体。
【請求項６】前記配線手段は前記支持手段を兼ねるこ
とを特徴とする請求項５記載の光ヘッド複合体。
【請求項７】前記光学部材は、前記発光素子からの光
を前記基板にほぼ垂直に反射させるとともに前記光記録
媒体からの光を透過させるハーフミラー斜面を有する立
上げミラーと、前記発光素子から前記立上げミラーを経
た光を反射させるとともに前記光記録媒体からの光を前
記立上げミラーの方向へ反射させる光路補正部と、前記
発光素子から前記光路補正部を経た光を前記光記録媒体
の方向へ反射させるとともに前記光記録媒体からの光を
前記光路補正部の方向へ反射させる反射膜と、を備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一に
記載の光ヘッド複合体。
【請求項８】前記受光素子は、データトラック方向に
ほぼ平行に４分割され分割方向にほぼ直列に配置された
第１受光素子及び第２受光素子を有し、前記立上げミラ
ーは、前記ハーフミラー斜面を挟む一対の平行面を有す
るとともに前記平行面の一面が前記第１受光素子及び第
２受光素子上に配設され、かつ、前記光記録媒体からの
光は前記ハーフミラー斜面を透過させて前記第１受光素
子に導かれるとともに、前記第１受光素子で反射された
光は前記平行面の他面で反射されて前記第２受光素子に
導かれるように構成されたことを特徴とする請求項７記
載の光ヘッド複合体。
【請求項９】回転する光記録媒体に情報を記録し再生
する請求項１から請求項８のいずれか一に記載の光ヘッ
ド複合体と、前記光ヘッド複合体を前記光記録媒体のデ
ータトラックを横切る方向に移動可能に支持する腕部材
と、前記腕部材を移動させて前記光ヘッド複合体から照
射される光スポットを前記光記録媒体のデータトラック
上にトラッキングするトラッキング手段と、を備えたこ
とを特徴とする光記録再生装置。