JP2534976Y2

JP2534976Y2 - 対物レンズアクチユエータ

Info

Publication number: JP2534976Y2
Application number: JP1986100262U
Authority: JP
Inventors: 勉松井
Original assignee: 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2001-06-30
Also published as: JPS636522U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、光ディスクに対する対物レンズの姿勢を
適正に制御するための対物レンズアクチュエータに係
り、特に大型ディスク径を有する光ディスクを使用する
ときに好適な対物レンズアクチュエータに関するもので
ある。

［従来の技術］光ディスクにレーザ光線を照射して情報の記録再生或
いは消去を行なう光ディスク気記録再生装置は、光ディ
スクを走査する光ヘッドに対物レンズが組み込まれてお
り、この対物レンズを姿勢制御する対物レンズアクチュ
エータの性能が記録再生品位を大きく左右する。この対
物レンズアクチュエータは、従来より、トラッキング方
向、フォーカス方向並びにジッタ方向の三軸方向に対す
る姿勢制御を図る構成とされているが、近年ジッタ方向
に対する姿勢制御についてはCCD（電荷結合素子）を用
いることによってその補正を電気的に有効に図ることが
できる、いわゆる二軸アクチュエータ型のものが提案さ
れている。

この種の二軸アクチュエータ型の対物レンズアクチュ
エータは、二方向すなわちトラッキング方向及びフォー
カス方向の二軸についてのみ姿勢制御を図れば良いよう
に構成されている。ただし、この二軸アクチュエータ型
は、コンパクトディスク（CD）などの小径の光ディスク
の記録再生に使用する場合はよいが、レーザディスク
（LD）などの大径の光デイスクに使用する場合、フォー
カス方向並びにトラッキング方向に対する必要な感度が
CDなどの約３倍或いはそれ以上が要求される。

そこで、大径の光ディスクに対し一定の記録再生特性
が発揮できるよう、従来から例えば対物レンズアクチュ
エータを軽量化したり或いは対物レンズを作動させる電
磁力を増強したりする対策が講じられてきた。電磁力に
ついては、 B:磁束密度、 i:コイルに流される電流 l:コイルの長さ、としたときに、Ｆ＝Bil で表されるため、B,i,lのどのファクタも強化対象とな
り得るが、フォーカスコイルやトラッキングコイルのジ
ュール熱などを考慮すると、コイルに流す電流ｉやコイ
ルの長さｌについてはむやみに大きくできず、磁束密度
Ｂを高めることが最有力手段となる。

ところで、対物レンズは、焦点深度の関係でフォーカ
ス方向の許容動作範囲は±２ミクロン程度であり、また
トラッキング方向の許容動作範囲は0.01ミクロン程度と
されている。このため、トラッキング方向についての姿
勢制抑については、特に相当高精度のものが要求され、
高精度のトラッキングサーボをかけることのできる二軸
アクチュエータの開発が望まれていた。

そこで、例えば第4,5図に示すような対物レンズアク
チュエータが提案されている。この二軸アクチュエータ
型の対物レンズアクチュエータは、円筒形状の円筒ホル
ダ体100の外周面側にフォーカスコイル101が形成され、
かつこのフォーカスコイル101の外周面上のほぼ点対称
位置に一対の角形で偏平なトラッキングコイル102が固
着してある。さらに、フォーカス磁石103と磁気ヨーク1
04とにより形成される閉磁気回路中において、フォーカ
スコイル101に発生する電磁力F₁により、第５図に示す
ように軸方向に摺動（上下方向に並進振動）させてフォ
ーカスサーボをかけるとともに、トラッキング磁石105
により形成される開磁気回路において、トラッキングコ
イル102に発生する電磁力F₂により、第４図に示すよう
に揺動（反時計方向又は時計方向に回動振動）させてト
ラッキングサーボをかけるようになっている。なお、図
中符号106が対物レンズである。

［解決しようとする問題点］上記従来の二軸アクチュエータ型の対物レンズアクチ
ュエータは、トラッキングサーボ用のトラッキングコイ
ル102のうち電気機械変換のために実際に利用されてい
る部分が、第６図に斜線Ｓで示したように、全体の面積
のほぼ1/8程度であり、先に説明したように大径の光デ
ィスクにとって特に重要な高精度のトラッキングサーボ
をかけるためには、はなはだ不適当なものであった。

また、このような構成の二軸アクチュエータ型は、フ
ォーカス磁石103部分が邪魔になってしまい、ディスク
最内周径R₂′‐R₁′すなわち光ディスクの回転中心側へ
の最接近距離を極力狭めることが困難であり、その分デ
ィスクモータの小型化を図らなければならないといった
問題点を抱えていた。

なお、実開昭61-111033号「対物レンズ装置」には、
対物レンズを保持する円筒ホルダ体の外周面にフォーカ
スコイルを巻き付け、このフォーカスコイルの４箇所に
トラッキングコイルを固着し、円筒ホルダ体内部に磁石
と内磁気ヨークを配設するとともに円筒ホルダ体外部に
外磁気ヨークを配設した対物レンズアクチュエータが開
示されているが、このものは４個のトラッキングコイル
のいずれもが磁石に対向する一辺しか電磁力発生に寄与
しておらず、矩形トラッキングコイルの二辺が電磁力発
生に寄与するものと比較した場合、４個のトラッキング
コイルが実質的には２個分の働きしかしておらず、電気
機械変換効率が悪く、また仮にトラッキングコイルに発
生する電磁力を増強する目的で円筒ホルダ体の外部にト
ラッキング磁石を配設しようとしても、外磁気ヨークを
円弧形状のまま採用すれば、トラッキング磁石を内側に
密接保持する分だけ外形を規定する半径を増やさざるを
得ず、その分だけ記録再生可能なディスク最内周径に制
約を受けるといった問題を抱えるものであった。

一方また、実開昭60-3925号「対物レンズ駆動装置」
には、対物レンズを保持する円筒ホルダ体の外周面にフ
ォーカスコイルを巻き付け、トラック接線方向に固着し
た一対の矩形トラッキングコイルの各二辺に、磁化方向
が逆の一対のトラッキング磁石を対向配置し、逆磁界を
印加することで電磁力を増強した対物レンズアクチュエ
ータが開示されている。しかしながら、このものは、ト
ラッキングサーボ用の磁気回路とフォーカスサーボ用の
磁気回路が互いに独立しており、共用部分がないだけに
磁気ベース上の部品配置空間に各部が密集しており、電
磁力確保要求から個々の部品が占有面積を最大限主張す
る上、回動支軸を挟んでトラック法線方向に対峙させた
一対の円弧状フォーカス磁石が円筒ホルダ体の外部に設
けられているため、トラック法線方向の幅寸法にも短縮
限界があり、当然のことながら記録再生可能な光ディス
クの最内周径にも一定の限界がある等の問題を抱えるも
のであった。

また、特開昭60-28037号「光学的情報読取装置」に
も、トラック接線方向に固着した一対の矩形トラッキン
グコイルの各二辺に、磁化方向が逆の一対のトラッキン
グ磁石を対向配置し、逆磁界を印加することで電磁力を
増強した対物レンズアクチュエータが開示されている。
このものは、円筒ホルダ体の内部にフォーカスコイルと
フォーカス磁石が配設してあるが、フォーカス磁石は全
方位に亙って軸方向に磁気を発生するリング形状となっ
ているため、トラッキングコイルとの対向部分に不要磁
力が及んでしまい、トラッキングコイルの上辺と下辺に
おいて本来不要なフォーカス電磁力が発生してしまう結
果、円筒ホルダ体が軸方向に外乱を受けたのと同じ状態
となってしまい、フォーカスサーボ精度が劣化する等の
問題を抱えるものであった。また、こうした干渉問題を
避けるため、リング形状フォーカス磁石のうち、トラッ
キングコイルに対向する部分を切除して一対の円弧状フ
ォーカスコイルに分断した場合は、フォーカス磁石の磁
力が半減する分、円筒ホルダ体の外部に外磁気ヨークを
配設して電磁力を強化する必要が生ずるため、トラック
法線方向の幅を如何にして短縮するかといった璧にぶつ
かるといった潜在的問題点を内包するものでもあった。

本考案は、上記従来の欠点に鑑み、電気機械変換効率
が高く、大径の光ディスクを使用するのに好適で、かつ
ディスクモータの製造が容易になるよう、記録再生可能
な光ディスクの最内周径を極力狭め得る対物レンズアク
チュエータを提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成しかつ前記問題点を解決するため、本
考案は、磁気ベース体と、該磁気ベース体のほぼ中央に
植設した回動支軸と、該回動支軸に対し、軸方向に摺動
可能かつ軸周りに揺動可能に取り付けた円筒ホルダ体
と、レンズ面を光ディスクの信号記録面に対向させ、か
つレンズ中心と該光ディスクの回転中心とを結ぶトラッ
ク法線を該レンズ中心と前記回動支軸の軸中心を結ぶト
ラック接線にほぼ直交させて前記円筒ホルダ体に保持し
た対物レンズと、前記円筒ホルダ体の外周面に巻き付け
たフォーカスコイルと、該フォーカスコイルの外周面に
前記トラック法線及び前記トラック接線に対しほぼ同角
度又はそれに近い角度で斜交する線上で対向させて配設
した矩形状の一対のトラッキングコイルと、それぞれ前
記円筒ホルダ体の内周面に対峙する円弧形状をなし、前
記トラック法線とほぼ平行な線上で対向させて前記磁気
ベース体に配設され、それぞれ一方の弧端部が対応する
前記トラッキングコイルの矩形の一辺に対向する一対の
フォーカス磁石と、該各フォーカス磁石の内側にそれぞ
れ密接させて配設した一対の内磁気ヨークと、前記円筒
ホルダ体外部の前記磁気ベース体に、前記各トラッキン
グコイルの他辺に一端を対向させて配設され、前記フォ
ーカス磁石が前記一辺に対し及ぼす磁界とは逆方向の磁
界を及ぼす一対のトラッキング磁石と、前記トラック接
線にほぼ平行な外形線を有する薄肉形状をなし、前記円
筒ホルダ体外部の前記磁気ベース体に、前記フォーカス
コイルを挟んで前記一対のフォーカス磁石に対向させて
配設され、それぞれが対応する前記トラッキング磁石を
内側に密接させて保持する一対の外磁気ヨークとを具備
することを特徴とするものである。

［作用］本考案によれば、矩形状の一対のトラッキングコイル
の二辺のうちトラッキング磁石に対向していない方の辺
側にフォーカス磁石の一部を対向させ、トラッキングコ
イルの両辺側においてトラッキングのための電磁力を発
生させ、電気機械変換効率を従来比で約２倍に高めてト
ラッキングサーボを向上させ、また円筒ホルダ体の内側
にトラック法線に平行な線上に対向させて一対のフォー
カス磁石を配設するとともに、トラック法線及びトラッ
ク接線に対しほぼ同角度又はそれに近い角度で斜交する
線上で一対のトラッキング磁石を対向させて配設し、ト
ラック接線にほぼ平行な外形線を有する外磁気ヨークを
一対のフォーカス磁石に対向させて円筒ホルダ体の外側
に配設することで、薄肉形状の外磁気ヨークが光ディス
クの回転中心側への走査範囲を拡大し、ディスクモータ
を小型化せずとも、最内周径の小なる光ディスクに信号
が記録再生できるようにする。

［実施例］以下、本考案の実施例について第１図ないし第３図を
参照して説明する。第１図は、この考案にかかる対物レ
ンズアクチュエータの一実施例を示す平面図、第２図
は、第１図に示した対物レンズアクチュエータを示す斜
視図、第３図は、第１図に示した対物レンズアクチュエ
ータに取付けたトラッキングコイルの作用を示す説明図
である。

第１図は、この考案にかかる対物レンズアクチュエー
タを示すものであり、この対物レンズアクチュエータ
は、対物レンズ１を取付けた円筒ホルダ体２と、この円
筒ホルダ体２の内方側の内磁気ヨーク３にフォーカス磁
石４を有するとともに、外方側の外磁気ヨーク５にトラ
ッキング磁石６を有する磁気ベース体７とから構成され
ている。

円筒ホルダ体２は、磁気ベース体７のほぼ中央に立設
した回動支軸８の軸線に沿って摺動（上下方向に並進振
動）するとともに回動支軸８を中心として揺動（反時計
方向又は時計方向に回動振動）しながら、対物レンズ１
のフォーカス方向及びトラッキング方向の姿勢制御を図
る働きをする。また、この円筒ホルダ体２は、中央部に
回動支軸８が挿通する挿通孔2aを設けた略円筒形状を有
しており、外周面側にフォーカスサーボ用のフォーカス
コイル９が巻き付けてあり、さらにフォーカスコイル９
の外周面上の互いに点対称位置に、角形で偏平なトラッ
キングサーボ用のトラッキングコイル10が固着してあ
る。

実施例では、対物レンズ１は、レンズ面を光ディスク
の信号記録面に対向させ、かつレンズ中心と光ディスク
の回転中心とを結ぶトラック法線をレンズ中心と回動支
軸８の軸中心を結ぶトラック接線にほぼ直交させて円筒
ホルダ体２に保持させてある。また、一対のトラッキン
グコイル10は、フォーカスコイル９の外周面にトラック
法線及びトラック接線に対しほぼ同角度又はそれに近い
角度で斜交する線上で対向させて配設してある。

磁気ベース体７は、先に説明したように、中央部に回
動支軸８を有するとともに、中央側寄りの互いに対向す
る位置に一対立設した内磁気ヨーク３にフォーカス磁石
４を有し、かつこの内磁気ヨーク３に対向する部分から
トラッキングコイル10に至る外方縁部側にわたって一対
立設した外磁気ヨーク５にトラッキング磁石６を有する
構成となっている。フォーカス磁石４は、各内磁気ヨー
ク３の外壁面に固着された円弧状のものからなり、半径
方向に沿って磁極が形成されている。そして、フォーカ
ス磁石４の一端側の弧端部が、第３図に示したように、
ちょうどトラッキングコイル10の一方側の辺10a（以下
第１電磁作動辺と呼ぶ）に対向しており、従来は電磁力
が作用することのなかったこの第１電磁作動辺10aにも
トラッキングサーボ用の電磁力が作用するよう構成して
ある。外磁気ヨーク５は、フォーカス磁石４との対向部
位を避けた端部側に段差部5aが形成してあり、この段差
部5aの内壁に円弧状のトラッキング磁石６を密接保持さ
せてある。トラッキング磁石６は、周方向に沿って磁極
が形成されており、一方の磁極が形成された端部側に
は、第３図に示したように、ちょうどトラッキングコイ
ル10の他方側の辺10b（以下、第２電磁作動辺と呼ぶ）
が対向するような位置関係としてある。

従って、この実施例に示した対物レンズアクチュエー
タによれば、トラッキングコイル10の第２電磁作動辺10
bの部位だけでなく、第１電磁作動辺の部位10aにも磁束
Ｂが貫通して形成され、第１電磁作動辺10aに発生する
電磁力Ｆと併せ、電気機械変換効率が倍増する。このた
め、大径の光ディスクに対しても正確にトラッキングサ
ーボをかけることができる。

また、この実施例にかかる対物レンズアクチュエータ
は、従来から強度が弱く薄肉化が困難であったフォーカ
ス磁石４を磁気ベース体７の緑部側から磁気ベース体７
の中央側に移設し、緑部側には薄肉化しても強度上それ
ほど問題のない外磁気ヨーク５を配設し、しかも外磁気
ヨーク５の外形線をトラック接線に平行になるよう薄肉
化してある。この結果、対物レンズ１のレンズ中心と回
動支軸８とを結ぶトラック法線から外磁気ヨーク５の外
形線に至る距離、すなわち磁気ベース体７のトラック方
向の幅の1/2に相当するR₁の寸法短縮が可能となり、寸
法R₁が短縮化された分だけ光ディスクの最内周径すなわ
ちR₂-R₁の大きさを、狭めることができる。なお、寸法R
₂は、対物レンズ１のレンズ中心と光ディスクの回転中
心との間の距離である。

このように、上記対物レンズアクチュエータは、矩形
状の一対のトラッキングコイル10の二辺のうち、一方の
辺（第１電磁作動辺10a）はフォーカス磁石４に対向さ
せ、他方の辺（第２電磁作動辺10b）はトラッキング磁
石６に対向させることができ、しかもフォーカス磁石４
が第１電磁作動辺10aに及ぼす磁界の方向とトラッキン
グ磁石６が第２電磁作動辺10bに及ぼす磁界の方向とを
逆向きにしたことで、トラッキングコイル10の両辺10a,
10bにおいてトラッキングサーボに必要な電磁力を効率
よく発生させることができ、電気機械変換効率を従来比
で約２倍に高め、トラッキングサーボ性能を向上させる
ことができる。また、一対のトラッキングコイル10をト
ラック法線とトラック接線のほぼ中間に延びる線上に対
向させ、かつトラック法線の両端にトラック接線にほぼ
平行な外形線を有する外磁気ヨーク５を配設したから、
対物レンズ１のレンズ中心からトラック法線方向の外形
線までの距離が短縮され、この距離短縮分だけ薄肉形状
の外磁気ヨーク５を光ディスクの回転中心に接近させる
ことができ、これにより最内周径の小なる光ディスクに
も信号の記録又は再生が可能であり、また光ディスクの
回転駆動源であるディスクモータを無理して小型化する
必要もなく、設計上の自由度を拡張することができる。

［効果］以上説明したように、本考案によれば、磁気ベース体
ほぼ中央の回動支軸に軸方向に摺動可能かつ軸周りに揺
動可能に取り付けた円筒ホルダ体に、レンズ面を光ディ
スクの信号記録面に対向させ、かつレンズ中心と該光デ
ィスクの回転中心とを結ぶトラック法線を該レンズ中心
と前記回動支軸の軸中心を結ぶトラック接線にほぼ直交
させて対物レンズを保持させ、円筒ホルダ体の外周面に
巻き付けたフォーカスコイルの外周面にトラック法線及
びトラック接線に対しほぼ同角度又はそれに近い角度で
斜交する線上で対向させて矩形状の一対のトラッキング
コイルを配設し、さらに円筒ホルダ体の内周面に対峙す
る円弧形状をなす一対のフォーカス磁石を、トラック法
線とほぼ平行な線上で対向させて磁気ベース体に配設
し、それぞれ一方の弧端部を対応するトラッキングコイ
ルの矩形の一辺に対向させるとともに、各フォーカス磁
石の内側にそれぞれ密度させて一対の内磁気ヨークを配
設し、円筒ホルダ体外部の磁気ベース体に、各トラッキ
ングコイルの他辺に一端を対向させて一対のトラッキン
グ磁石を配設し、フォーカス磁石が一辺に及ぼす磁界と
は逆向きの磁界を及ぼすとともに、トラック接線にほぼ
平行な外形線を有する薄肉形状をなす一対の外磁気ヨー
クを、円筒ホルダ体外部の磁気ベース体に、フォーカス
コイルを挟んで一対のフォーカス磁石に対向させて配設
し、それぞれが対応する前記トラッキング磁石を内側に
密接させて保持するよう構成したから、矩形状の一対の
トラッキングコイルの二辺のうち、一方の辺はフォーカ
ス磁石に対向させ、他方の辺はトラッキング磁石に対向
させることができ、しかもフォーカス磁石が一辺に及ぼ
す磁界の方向とトラッキング磁石が他辺に及ぼす磁界の
方向とを逆向きにしたことで、トラッキングコイルの両
辺側においてトラッキングサーボに必要な電磁力を効率
よく発生させることができ、電気機械変換効率を従来比
で約２倍に高め、トラッキングサーボ性能を向上させる
ことができ、また、一対のトラッキングコイルをトラッ
ク法線とトラック接線のほぼ中間に延びる線上に対向さ
せ、かつトラック法線の両端にトラック接線にほぼ平行
な外形線を有する外磁気ヨークを配設したから、対物レ
ンズのレンズ中心からトラック法線方向の外形線までの
距離が短縮され、この距離短縮分だけ薄肉形状の外磁気
ヨークを光ディスクの回転中心に接近させることがで
き、これにより最内周径の小なる光ディスクにも信号の
記録又は再生が可能であり、光ディスクの回転駆動源で
あるディスクモータを無理して小型化する必要もなく、
設計上の自由度を拡張することができる等の優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案にかかる対物レンズアクチュエータ
の一実施例を示す平面図、第２図は、第１図に示した対
物レンズアクチュエータを示す斜視図、第３図は、第１
図に示した対物レンズアクチュエータに取付けたトラッ
キングコイルの作用を示す説明図、第４図は、従来の対
物レンズアクチュエータの一例を示す平面図、第５図
は、第４図に示した対物レンズアクチュエータのI-I線
断面失視図、第６図は、第４図に示した対物レンズアク
チュエータに取付けたトラッキングコイルの作用を示す
説明図である。１……対物レンズ２……円筒ホルダ体３……内磁気ヨーク４……フォーカス磁石５……外磁気ヨーク６……トラッキング磁石７……磁気ベース体８……回動支軸９……フォーカスコイル 10……トラッキングコイル 10a……第１電磁作動辺 10b……第２電磁作動辺

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】磁気ベース体と、該磁気ベース体のほぼ中
央に植設した回動支軸と、該回動支軸に対し、軸方向に
摺動可能かつ軸周りに揺動可能に取り付けた円筒ホルダ
体と、レンズ面を光ディスクの信号記録面に対向させ、
かつレンズ中心と該光ディスクの回転中心とを結ぶトラ
ック法線を該レンズ中心と前記回動支軸の軸中心を結ぶ
トラック接線にほぼ直交させて前記円筒ホルダ体に保持
した対物レンズと、前記円筒ホルダ体の外周面に巻き付
けたフォーカスコイルと、該フォーカスコイルの外周面
に前記トラック法線及び前記トラック接線に対しほぼ同
角度又はそれに近い角度で斜交する線上で対向させて配
設した矩形状の一対のトラッキングコイルと、それぞれ
前記円筒ホルダ体の内周面に対峙する円弧形状をなし、
前記トラック法線とほぼ平行な線上で対向させて前記磁
気ベース体に配設され、それぞれ一方の弧端部が対応す
る前記トラッキングコイルの矩形の一辺に対向する一対
のフォーカス磁石と、該各フォーカス磁石の内側にそれ
ぞれ密接させて配設した一対の内磁気ヨークと、前記円
筒ホルダ体外部の前記磁気ベース体に、前記各トラッキ
ングコイルの他辺に一端を対向させて配設され、前記フ
ォーカス磁石が前記一辺に及ぼす磁界とは逆方向の磁界
を及ぼす一対のトラッキング磁石と、前記トラック接線
にほぼ平行な外形線を有する薄肉形状をなし、前記円筒
ホルダ体外部の前記磁気ベース体に、前記フォーカスコ
イルを挟んで前記一対のフォーカス磁石に対向させて配
設され、それぞれが対応する前記トラッキング磁石を内
側に密接させて保持する一対の外磁気ヨークとを具備す
ることを特徴とする対物レンズアクチュエータ。