JP2716862B2 - 光学系駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学系駆動装置に関するものであり、特
に、光カードや光ディスク等の情報記録媒体に情報の記
録、再生を行う情報記録再生装置の対物レンズをトラッ
キング方向及びフォーカッシング方向に駆動する光学系
駆動装置に関するものである。

［従来の技術］ 光ディスク等の情報記録媒体への情報を記録再生する
場合、記録媒体の記録面に対向する位置に対物レンズを
設け、この対物レンズをフォーカッシング方向及びトラ
ッキング方向に駆動させて位置を調整し、光スポットを
記録媒体の記録面に適正に照射するようにする。この場
合、対物レンズを装置したキャリッジを大きく駆動さ
せ、対物レンズの位置を粗調整してトラックアクセスを
行い、次いで、対物レンズをトラッキング方向およびフ
ォーカッシング方向に移動させて、その位置の微調整を
行うようにしている。したがって、対物レンズの駆動装
置としては、対物レンズをフォーカッシング方向及びト
ラッキング方向に駆動する精アクチュエータと、キャリ
ッジを駆動するキャリッジアクチュエータ（粗アクチュ
エータ）とが必要である。

精アクチュエータは、通常、コイル、マグネット、ヨ
ーク等から構成されており、従来は、これらの部材を対
物レンズと共にキャリッジに載置し、このキャリッジを
トラッキング方向に駆動してトラックアクセスを行って
いた。したがって、キャリッジアクチュエータの可動質
量は、キャリッジ自身の持つ質量に加えて、精アクチュ
エータを構成する部材と対物レンズとの質量が含まれる
ため、大きなものとなる。このため、トラックアクセス
の速度が遅くなるという欠点があった。また、駆動装置
全体の部品点数も多くなり、装置全体の小型化を図るこ
とが難しかった。

このような問題を解決する装置としては、例えば特開
昭59−135638号公報に開示された光学系駆動装置があ
る。この光学系駆動装置においては、対物レンズの位置
を微調整するための精アクチュエータを構成する磁気回
路と、キャリッジを駆動する粗アクチュエータを構成す
る磁気回路とを共用させることにより、駆動装置全体の
軽量化、小型化が図られている。第14図は、特開昭59−
135638号公報に開示された光学系駆動装置の平面図、第
15図は第14図に示す装置のＡ−Ａ線に沿った断面図であ
る。これらの図から明らかなとおり、ステータ磁石71、
72が、対物レンズ79を支持する支持棒73、74の外側にこ
れらの支持棒に平行に延設されており、これらステータ
磁石71と72との間に磁気ギャップ80、81を形成してい
る。キャリッジコイル75、76とアクチュエータコイル7
7、78は移動可能な状態で支持棒73、74に支持されてい
る。

このように、対物レンズ79を駆動するための磁気回路
と、対物レンズの保持部材を駆動するための磁気回路と
が、ステータ磁石71、72を共用することにより、装置全
体の軽量化、小型化を図っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した装置においては、二つの磁気
回路がステータ磁石71、72を共用しているため、装置の
軽量化は図れるが、ステータ磁石71、72により形成され
る磁気ギャップの間隔が広くなり、アクチュエータコイ
ル、77,78は対物レンズ79から離れた位置に位置させざ
るを得ない。したがって、対物レンズ79のホルダも大き
なものとなり、可動部の重量が増えるため、フォーカッ
シング方向への対物レンズの駆動感度が低下する。ま
た、対物レンズ79のホルダの共振周波数が低くなり、駆
動制御上不具合が生ずる。

本発明は、このような課題を解決すべく提案されたも
のであり、光学系駆動装置の軽量化及び小型化、対物レ
ンズの駆動感度の向上、対物レンズのホルダの共振周波
数の向上を図ることを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］ 上記課題を解決するために、本発明の光学駆動装置
は、情報記録媒体上に光スポットを結ばせる光学素子
と、この光学素子をフォーカッシング方向及びまたはト
ラッキング方向に駆動する第１のコイルと、この第１の
コイルに協働する第１の磁気回路と、前記光学素子及び
前記第１のコイルとを載置し、トラッキング方向に移動
可能に構成されたキャリッジと、前記キャリッジをトラ
ッキング方向に駆動する第２のコイルと、この第２のコ
イルに協働する第２の磁気回路と、前記キャリッジをト
ラッキング方向に移動可能に支持する支持手段とを具
え、前記第１の磁気回路の少なくとも一部及び前記第２
の磁気回路の少なくとも一部とが前記キャリッジと共通
に構成されていることを特徴とするものである。

このように、本発明の光学系駆動装置においては、対
物レンズをフォーカッシング方向およびまたはトラッキ
ング方向に駆動する第１のコイルに協働する磁気回路の
少なくとも一部及びキャリッジをトラッキング方向に駆
動する第２の磁気回路の少なくとも一部とが、対物レン
ズを載置するためキャリッジと共通するように構成され
ているため、キャリッジに載置する部材の小型化、軽量
化を図ることが可能である。

また、本発明の光学系駆動装置は、前記第１の磁気回
路を構成するマグネット及びまたは前記第２の磁気回路
を校正するマグネットの磁気的吸引力を利用して前記キ
ャリッジを前記支持手段に圧接させていることを特徴と
するものである。

このように、本発明の光学系駆動装置では、第１及び
または第２の磁気回路を構成するマグネットの磁気的吸
引力を利用して、キャリッジ支持手段にキャリッジを当
接させるようにしているため、キャリッジのガタつき防
止用の部材が不要となり、装置全体の小型化、軽量化及
び製造コストの低減を図ることができる。

更に、本発明の光学系駆動装置は、前記キャリッジが
磁気的に分離されており、このキャリッジの分離された
部分の少なくとも一部に前記第１のコイルと協働する磁
気ギャップを形成したことを特徴とするものである。

このように、本発明の光学系駆動装置では、キャリッ
ジを磁気的に分離させて、このキャリッジの分等された
部分か第１のコイルと協働する磁気ギャップを形成して
いるため、対物レンズのフォーカッシングアクチュエー
タ及びトラッキングアクチュエータ用のマグネットが不
要となり、可動部の質量を低減することができる。この
ため、キャリッジの駆動感度を向上させることが可能で
ある。

［実施例］ 第１図乃至第４図は、本発明の光学系駆動装置の第１
実施例を示す図である。第１図は、本発明の光学系駆動
装置の組み立て斜視図、第２図は分解斜視図、第３図は
第１図に示した光学系駆動装置のＹ方向より見た側面
図、及び第４図は第１図に示した光学系駆動装置のＸ方
向から見た部分的側面図である。尚、添付した図面にお
いて、Ｘ方向はトラッキング方向を、Ｙ方向はタンジェ
ンシャル方向を、Ｚ方向はフォーカッシング方向を示す
ものである。

第１図及び第２図に示すように、対物レンズ１をホル
ダ２に装着し、ホルダ２の外周にフォーカスコイル３を
巻回する。更に、ホルダ２のＹ方向における両側面に、
ロの字状に巻回したトラッキングコイル４をそれぞれ２
個ずつ装着する。ホルダ２の、Ｘ方向における側面のほ
ぼ中央部には、上下に２個づつ、合計４個の突部2aが設
けられており、保持部材５とこれらの突部2aに４本の平
行なムイヤー６の両端が固定されている。ワイヤー６は
ベリリウム銅等からなる直径0.1mm程度の金属線の回り
にゴム等のチューブを取り付けたものであり、このワイ
ヤー６によってホルダー２はフォーカス方向及びトラッ
キング方向に移動可能に指示される。保持部材５は下側
にツメ5aが形成されており、第３図に示すように、この
ツメ5aは、駆動装置を組み立てた際にレール12の近傍に
位置し、外部からの過大な衝撃が加わった場合に、ベア
リングがレールから外れないようにストッパとしての役
割を果たすものである。

上述した、対物レンズ１、ホルダ２、フォーカスコイ
ル３、トラッキングコイル４等の部材はキャリッジ７上
に載置されている。キャリッジ７は、厚さ1.2mm程度の
鉄板をプレス成形して形成し、第２図に図示するとお
り、外ヨーク7a,7aと内ヨーク7b,7bとをＺ方向に起こし
ている。また、キャリッジ７の３方に凸部7c,7d,7eを設
け、それぞれの凸部にベアリングを固定するための孔を
穿つ。外ヨーク7a,7aの内側にはマグネット8,8を固定
し、マグネット8,8と内ヨーク7b,7bとの間に磁気ギャッ
プを形成する。内ヨーク7bと7bとの間には、ミラー９を
配置する。このミラー９は、第３図に示すように対物レ
ンズ１の真下に位置し、光源（図示せず）からの光を対
物レンズ１に導くとともに、記録媒体（図示せず）から
の反射光を光検出器へ導くべく作用をする。第１図から
明らかなように、ホルダ２をキャリッジ７に装着したと
き、内ヨーク7b,7bはホルダ２の内側に形成されている
孔2b,2bに入り、一方の外ヨーク7aの外側には保持部材
５が固定されている。

キャリッジ７の凸部7c、7dに穿った孔には、鼓状のベ
アリング10、10を、凸部7eに穿った孔には、円錐状のベ
アリング11を圧入固定し、レール12、13にこれらのベア
リング10、10、11を介してキャリッジ７を装着する。

キャリッジ14の底面には、ロの字状に巻回したキャリ
ッジコイル14が固着されており、このキャリッジコイル
14の下方にはマグネット16、17及びヨーク15が設置され
ている。マグネット16の表面はＮ極に、17の表面はＳ極
に着磁されている。マグネット16、17はＸ方向に並べて
ヨーク15の上に固定さている。２本のレール12、13は固
定部（図示せず）に固定されており、キャリッジ７をト
ラッキング方向に移動可能に支持している。固定部材５
には、FPC18を取り付け、このFPCを介してフォーカスコ
イル３、トラッキングコイル４及びキャリッジコイル７
に給電する。FPC18の他端は図示しない固定部に固定さ
れている。

フォーカスコイル３又はトラッキングコイル４に電流
を流すと、マグネット８と内ヨーク7bとの間に発生した
磁界が作用し、ホルダ２がフォーカス方向及びトラッキ
ング方向へ駆動される。第４図に示すとおり、マグネッ
ト16及び17とキャリッジ７との間に磁気ギャップが形成
され、マグネット16→キャリッジ７→マグネット17→ヨ
ーク15→マグネット16という磁気回路が形成される。キ
ャリッジコイル14のＹ方向の２辺がこの磁気ギャップの
中に位置しており、キャリッジコイル14に電流を流す
と、マグネット16、17とキャリッジ７との間に発生して
いる磁界が作用して、キャリッジ７をトラッキング方向
に駆動する。キャリッジ７は、マグネット16、17に磁気
的に引き寄せられているため、ベアリング10、10、11は
レール12、13にガタなく圧接される。したがって、キャ
リッジにレールに対する予圧を加えるばね等の機構が不
要となり、装置の構造が簡単化される。

上述した通り、本発明の光学系駆動装置では、キャリ
ッジ自体が、キャリッジをトラッキング方向に駆動させ
る磁気回路及び対物レンズをフォーカス方向、トラッキ
ング方向に駆動させる磁気回路の一部を構成しているた
め、部品点数が少なくてすむ。また、キャリッジはプレ
ス成形で形成しているため、ベアリングの取り付け穴を
同時に形成することができ、製造コストの低減を図るこ
とができる。また、キャリッジ駆動用のコイル及びマグ
ネットをキャリッジの底面に配置しているため、タンジ
ェンシャル方向における装置の寸法を小さくすることが
できる。

上述した実施例ではキャリッジコイルをキャリッジに
固定したムービングコイルを使用しているが、逆にマグ
ネットをキャリッジに固定するようにしても良い。

第５図乃至第７図は、本発明の光学系駆動装置の第２
実施例を示す図である。第５図は分解斜視図、第６図は
平面図、第７図は部分的側面図である。これらの図で
は、第１実施例と異なる部分のみを示し、共通する部分
は省略してある。

本実施例では、キャリッジ20が内ヨーク部20−１と外
ヨーク部20−２とに分離されている。第５図に示すよう
に、内ヨーク部20−１はほぼ中央部で鉄板を起こして内
ヨーク20b,20を形成すると共に、３カ所の凸部20c,20d,
20eを設け、それぞれの凸部にベアリング固定用の穴を
穿っている。外ヨーク部20−２は、前記内ヨーク20b,20
bより広い間隔で外ヨーク20a,20aを起こしており、内ヨ
ーク部20−１と外ヨーク部20−２とでキャリッジ20を構
成している。内ヨーク20b,20bと外ヨーク20b,20bとが互
いに接触しないように、キャリッジコイル14を固定する
と共に、キャリッジコイル14の下方にマグネット16、17
及びヨーク15を配置して、内ヨーク20b,20bと外ヨーク2
0a,20aとの間に磁気ギャップ22を形成する内ヨーク部20
−１と外ヨーク部20−２は各々にキャリッジコイル14を
固定することにより一体的に構成される。

このように構成することにより、マグネット16→内ヨ
ーク部20−１→磁気ギャップ22→外ヨーク部20−２→マ
グネット17→ヨーク15からなる磁気回路が形成される。
本実施例では、磁気ギャップ22内にフォーカスコイル３
及びトラッキングコイル４とが位置することとなり、こ
れらのコイルに磁気ギャップ22中に発生した磁界が作用
し、対物レンズ１をフォーカッシング方向及びトラッキ
ング方向へ駆動させる。したがって、本実施例では、フ
ォーカッシングアクチュエータ及びトラッキングアクチ
ュエータ用のマグネットが不要となり、装置の部品点数
が更に少なくなり、可動部の軽量化を図ることができ
る。

第８図乃至第10図は本発明の光学系駆動装置の第３実
施例を示す図である。第８図は分解斜視図、第９図は平
面図、第10図は側面図である。

第８図に示すとおり、上面に対物レンズ１を装着した
ホルダ30のＹ方向における両側部に角柱状に巻回したフ
ォーカスコイル31、31を固定し、さらにフォーカスコイ
ル31、31の外側にロの字状に巻回して、中央で折り曲げ
たトラッキングコイル32、32を固定する。対物レンズホ
ルダ30のＸ方向における一方の端部には、２枚の薄板状
のフォーカッシング用板ばね33、33の一端が、これらの
板ばねが互いに平行になるように取り付けられている。
板ばね33、33の他端は、更に中継部材34に固定されてい
る。更に、中継部材34のＹ方向における一の端部に、２
枚のトラッキング用板ばね35、35の一端がこれら板ばね
35、35が互いに平行になるように固定されており、トラ
ッキング用板ばね35、35は他端の保持部材36に固定され
ている。保持部材36の下端にはピン36aが形成されてお
り、このピン36aがキャリッジ37に設けた孔37fに嵌合さ
れて、これらの部材を固定し、位置決めをしている。

キャリッジ37は鉄板をプレス成形して、固定部37a,37
a及びヨーク部37b,37bを起こす。第８図に明らかなとお
り、固定部37a、37aは、ヨーク部37b,37bより外側に形
成されている。固定部37a、37aには、２極着磁されたマ
グネット38、38の一方の磁極面のうちの約半分が固定さ
れている。マグネット38、38の残りの半分は内ヨーク37
b,37bに相対向して、これらの間に磁気ギャップ43、43
を形成している。マグネット38、38の他方の磁極面に対
向する位置には、キャリッジコイル40、40及びヨーク4
1、41が設置されている。

キャリッジ37の３カ所に凸部37c,37d,37eが設けられ
ており、それぞれにベアリング固定用の孔が穿たれて、
外輪が球面のベアリング39、39、39が圧入固定されてい
る。ヨーク41、41の中央には、Ｘ方向にＶ溝41a,41aが
形成されており、これらのＶ溝41a,41aにそれぞれのベ
アリングを39、39、39の外輪が当接している。第９図に
明らかなように、一方のヨーク41の外側はばね45、45で
支持されており、このばねの弾性により、ヨーク41がベ
アリング39に圧接されている。対物レンズホルダ30、中
継部材34にはそれぞれ穴30a及び34aが設けられており、
発光素子、受光素子等が固定された固定光学系（図示せ
ず）からの光は、これらの穴を通って対物レンズホルダ
30の下方に設けたミラー９で反射されて、対物レンズ１
に入射し、情報記録媒体の面上でスポットを結ぶ。キャ
リッジ37の中央部に設けられた孔37gはキャリッジの重
量を軽くするためのものである。

マグネット38→ヨーク41→マグネット38→内ヨーク37
b→キャリッジ37→固定部37aの順で磁気回路が形成さ
れ、フォーカスコイル31に電流を流すと、内ヨーク37b
とマグネット38間に形成された磁気ギャップ43の磁界と
この電流とが作用してフォーカッシング方向に力が発生
し、フォーカッシング用の板ばね33、33がたわんで対物
レンズ１をフォーカッシング方向に駆動させる。同様に
トラッキングコイル32に電流を流すと、トラッキング方
向の力が発生し、トラッキング用板ばね35、35がたわん
で対物レンズ１をトラッキング方向に駆動させる。ま
た、キャリッジコイル40に電流を流ると、キャリッジコ
イルのＺ方向に平行な２辺に作用する磁界の向きが互い
に逆になるため、トラッキング方向に力が発生し、ベア
リング39がヨーク41に形成したＶ溝41aに沿って移動
し、キャリッジ37がトラッキング方向に駆動される。

本実施例では、キャリッジコイル40、40を固定側に配
置し、マグネット38、38をキャリッジ37の一部に固定さ
せている。したがって、第１及び第２実施例と異なり、
マグネット38、38がヨーク41に対してトラッキング方向
に動くこととなる。本実施例では、フォーカッシングア
クチュエータ、トラッキングアクチュエータ、キャリッ
ジアクチュエータのそれぞれに使うマグネットをマグネ
ット38、38で兼用しているため、部品点数を少なくする
ことができ、小型化を図ることができる。また、キャリ
ッジコイル40及びヨーク41は、キャリッジ37の側面に設
けられているため、高さ方向の寸法を小さくすることが
できる。

第11図は、上述した第３実施例に用いたヨーク41の変
形例を示す斜視図である。この例では、ヨーク46はコの
字型に一体的に形成されており、このヨーク46の弾性力
によりベアリング39に予圧を与え、ベアリング39とヨー
ク46に設けたＶ溝46a,46aのガタつきを防止するように
している。また、ヨーク46が一体的に作られているた
め,2本のＶ溝46a,46aを精度良く作ることができる。

第12図及び第13図は、本発明の光学系駆動装置の第４
実施例を示す平面図及び断面図である。以下、第３実施
例と異なる部分のみを説明し、同様の部分の説明は省略
する。

本実施例では、トラッキングコイルを設けることな
く、トラッキング方向における対物レンズ１の位置の補
正は、キャリッジのトラッキング方向における移動で兼
用させるようにしている。本実施例で使用するキャリッ
ジ55は、前述した実施例と異なり、凸部が設けられてお
らず、第12図に示すとおり、外側に固定部55a,55aを起
こし、固定部55a,55aの内側に内ヨーク55b、55bを起こ
す。固定部55aの外側に、単極着磁のマグネット56,56の
半面を固定し、残りの半面は内ヨーク55b、55bに対向さ
せるようにする。内ヨーク55b、55bには角柱状に巻回さ
れ、ホルダ51の両側面に固定されたフォーカスコイル52
が遊嵌している。最外側に設けたヨーク57はコの字状に
形成し、ヨーク57の両腕には、キャリッジコイル58、58
を巻回する。符号33はフォーカッシング用の板ばねであ
り、第３実施例と同様に一端を対物レンズホルダ51に固
定すると共に、他端は保持部材54に固定されている。

第13図に示すように、キャリッジ55の底面に対向する
ように、ガイド59を設置し、キャリッジ55の底面及びガ
イド590の上面にはそれぞれトラッキング方向に２本の
Ｖ溝55c、55c、59a,59aを設ける。各Ｖ溝の間には、複
数のボール60を配置し、ボール60の位置を規定するため
に、キャリッジ55とガイド59の間にリテナ61を設けてい
る。キャリッジ55はボール60の回転によって、Ｖ溝55c,
59aに沿ってトラッキング方向に移動する。

第13図に明らかな通り、マグネット56、56は、ヨーク
57、57に対して上側にずれている。したがって、マグネ
ット56、56とヨーク57、57との間に働く磁気的吸引力に
よって、キャリッジ55とボール60はガイド59に押圧され
ることとなる。

［発明の効果］ 上述した通り、本発明の光学系駆動装置では、磁気回
路の一部とキャリッジとを共通にしたために、部品構成
が簡単になり、装置の組み立てが容易となる。また、可
動部の質量を小さくすることができるため、正確にアク
セスできる光学系駆動装置を提供することができると共
に、装置全体を小型化することができる。さらに、磁気
回路を構成するマグネットの磁気的吸引力を利用して、
ベアリングを介してキャリッジをキャリッジの支持部材
に圧接させるようにしているため、ベアリングと支持部
材との間のガタつき防止用の特別な部品を必要とするこ
とがなく、したがって、組み立てが容易となり小型しや
すい。対物レンズの駆動用の磁気ギャップを分離したキ
ャリッジを利用して得るようにしており、また、固定し
て配置したマグネットを対物レンズの駆動に利用するこ
とにより、可動部の質量を小さくすることができ、キャ
リッジの駆動感度を高くすることができる。更に、対物
レンズの駆動用のコイルを対物レンズの近傍に配置する
ことができるため、対物レンズの駆動感度の向上を図る
ことができる。また、対物レンズの共振周波数を高くす
ることができ、制御が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明の第１実施例を示す図、 第５図乃至第７図は、本発明の第２実施例を示す図、 第８図乃至第10図は、本発明の第３実施例を示す図、 第11図は、本発明の第３実施例の変形例を示す図、 第12図及び第13図は、本発明の第４実施例を示す図、 第14図及び第15図は、従来の光学系駆動装置を示す図で
ある。 １……対物レンズ、２、30、51……ホルダ ３、31、52……フォーカスコイル ４、32……トラッキングコイル ５……保持部材 ７、20、37、55……キャリッジ 7a……外ヨーク、 7b,20b,55b……内ヨーク ８……マグネット、９……ミラー 10、11、39……ベアリング 12、13……ガイドレール 14、40、58……キャリッジコイル 16、17、38、56……マグネット 15、41、57……ヨーク 37a、55a……固定部 20c,20d,20e,37c,37d,37e……凸部 41a……Ｖ溝 46……ヨーク、46a……Ｖ溝 59……ガイド 60……ボール、61……リテナ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報記録媒体上に光スポットを結ばせる光
   学素子と、この光学素子をフォーカッシング方向及びま
   たはトラッキング方向に駆動する第１のコイルと、この
   第１のコイルに協働する第１の磁気回路と、前記光学素
   子及び前記第１のコイルとを載置し、トラッキング方向
   に移動可能に構成されたキャリッジと、前記キャリッジ
   をトラッキング方向に駆動する第２のコイルと、この第
   ２のコイルに協働する第２の磁気回路と、前記キャリッ
   ジをトラッキング方向に移動可能に支持する支持手段と
   を具え、前記第１の磁気回路の少なくとも一部及び前記
   第２の磁気回路の少なくとも一部とが前記キャリッジと
   共通に構成されていることを特徴とする光学系駆動装
   置。
2. 【請求項２】前記第１の磁気回路を構成するマグネット
   及びまたは前記第２の磁気回路を構成するマグネットの
   磁気的吸引力を利用して前記キャリッジを前記支持手段
   に圧接させていることを特徴とする請求項１に記載の光
   学系駆動装置。
3. 【請求項３】前記キャリッジが磁気的に分離されてお
   り、この分離された部分の少なくとも一部に前記第１の
   コイルと協働する磁気ギャップを形成したことを特徴と
   する請求項１に記載の光学系駆動装置。