JP2910701B2 - 光ヘッドの対物レンズアクチュエータ - Google Patents

光ヘッドの対物レンズアクチュエータ

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JP2910701B2 JP29675896A JP29675896A JP2910701B2 JP 2910701 B2 JP2910701 B2 JP 2910701B2 JP 29675896 A JP29675896 A JP 29675896A JP 29675896 A JP29675896 A JP 29675896A JP 2910701 B2 JP2910701 B2 JP 2910701B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク装置に取
り付けられる再生専用もしくは記録再生消去可能な光ヘ
ッドの対物レンズのアクチュエータに関し、高速アクセ
スに対応できしかも高開口数のレンズを使用するものに
関し、さらには小型、軽量化が可能となる光学構成が可
能となる光ヘッドのアクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】高速アクセス対応の対物レンズアクチュ
エータはディスクの内外周サーチ時にトラッキング動作
をロックし、サーチ後ロックを解除してトラッキング動
作に移行するものと、トラッキングの自己保持力を大き
く取り、ディスク内周外周アクセス時に自己保持による
トラッキングの振動を抑え、すみやかにサーチ後のトラ
ッキング動作に移行するものがある。前者にはトラッキ
ング位置検出部分を取り付ける必要がある。
【0003】さらに対物レンズアクチュエータはレンズ
の支持方法によって大きく分けてバネ式と軸摺動式にわ
けられる。両者ともメリット、デメリットを有するが、
バネ式は可動体を軽く構成でき、同一体積においては大
きな加速度を得ることが可能であるが、動作時の軸の直
交方向の動作の安定性、経年変化に問題がある。軸摺動
式は可動体にスリーブをもうけ、これと嵌合する軸によ
って軸摺動を実現している。この方式は摺動部分を有す
るため運動に際して非線形性がある。しかし軸安定性に
優れており、量産時点において高開口数を有する対物レ
ンズの軸傾き(チルト)特性が厳しいものにたいして有
利な構成である。
【0004】さらに高速アクセス、装置全体の小型化に
伴って小型、軽量化、薄型化が要望され、併せて光ヘッ
ドも小型、軽量化、薄型化が可能となる光ヘッドのアク
チュエータが要望された。さらに高開口数のレンズのア
クチュエータは微小なレンズ傾きに対して実効波面収差
が大きくなり、信号再生特性が劣化する。とくにバネ式
は構造と生産性の観点からレンズのディスクに対する傾
きが信号の記録再生に大きく影響する。
【0005】このような観点にたって、例えば特開平4
−351722号公報を参照して説明すると、図7に、
従来の4ワイヤ式の対物レンズアクチュエータの構成を
示す。平面形状が菱形のレンズホルダ701に平行に角
形のフォーカスコイル702と扁平型のトラッキングコ
イル703を各々一対とりつけている。枠型のフォーカ
スコイル702の中にヨーク704を挿入する形態であ
り、このヨーク704の対面には磁石705が配置さ
れ、閉磁路を構成している。この閉磁路中にトラッキン
グコイル703の一辺を取り入れ、フレミングの左手の
法則にしたがって電磁的にレンズホルダ701を駆動す
る。
【0006】このレンズホルダ701の中心には対物レ
ンズをとりつけ、このレンズの図示されていない下部に
45°ミラー705を配置している。この45°ミラー
への光ビームの入射706は対物レンズホルダ701の
菱形の斜め辺707からであり、レンズホルダの光路進
行部分がえぐられている。図中、対物レンズアクチュエ
ータの動作方向をしめすために直交3軸xyzを708
で示す。x軸709は光ディスクのトラック方向であ
り、y方向710は光ディスクの接線方向である。z軸
方向711はフォーカス方向である。レンズホルダ70
1のx軸の方向に4本のワイヤ712の取り付け部分が
ある。この4本のワイヤ712がアクチュエータベース
713に取りついている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の図7に示す薄型
のアクチュエータはレンズホルダ自体の肉厚が構造的に
大きくできないため、副次共振周波数が低く大きなサー
ボ帯域を得ることが出来なかった。このような4ワイヤ
式の支持構造ではフォーカス方向とトラッキング方向の
2軸方向の一次共振周波数が一致しており、光ディスク
の伝達特性に必ずしも沿ったものではなかった。つま
り、光ディスクの面ぶれ特性に対してはフォーカス方向
の一次共振周波数をトラッキング方向の一次共振周波数
より低くする方が得策であった。
【0008】図7に示す構造のアクチュエータでは、対
物レンズの位置検出のためのセンサ配置を行っていない
が、対物レンズのコリメータ光軸からの軸ずれの検出部
分をとりつけるのが困難であった。また、図7に図示は
していないが、高密度記録を行うには光ディスクに対す
る光ヘッドの傾きと、コリメータビームに対する対物レ
ンズの傾きを±0.1°以下まで調整する必要があり、
この傾き調整系を機械的に構成することが困難であっ
た。以上、トラッキングの駆動感度が小さいこと、光ヘ
ッド全体の高さを小さくできないといった課題があっ
た。
【0009】それ故に、本発明の目的は、上記の対物レ
ンズアクチュエータの感度向上を計り、さらにフォーカ
ス方向とトラック方向の一次共振周波数を異なる構成と
し、サーボ伝達特性にあったものとし、副次共振周波数
を高くとり、サーボ帯域を高くとることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の光ヘッドの対物
レンズアクチュエータは、ダイナミックバランスのとれ
た穴部分を有し、この穴部分の内側壁に固定されたフォ
ーカスコイルと、対物レンズと、トラッキングコイルと
を備えた略楕円状の対物レンズホルダと、前記対物レン
ズホルダをワイヤを介して支持する中継部材と、前記フ
ォーカスコイル及びトラッキングコイルにそれぞれ対向
して設けられ、前記対物レンズホルダのフォーカス方向
の駆動とトラッキング方向の回転駆動のための閉磁路構
成用の磁石とを搭載したアクチュエータベースとからな
り、中継部材が、対物レンズの、光ディスクの半径方向
と接線方向に対する傾きを調整するための調整機構を備
え、かつ、対物レンズホルダの位置を検出する位置セン
サを有する。
【0011】そして、対物レンズの傾きを調整するため
の調整機構が、上面に段差を有するヨークと、ワイヤを
支持するための側面を有する固定片とからなり、この固
定片が、調整ねじを介して、前記対物レンズの、光ディ
スクの半径方向と接線方向に対する傾きを、それぞれ、
調整できるように取付けられている。
【0012】更に、対物レンズホルダのフォーカス方向
の駆動用にはフォーカスコイルの両側にフォーカスコイ
ルに対向して一対の磁石が設けられ、回転駆動用にはト
ラッキングコイルに対向して、トラッキングコイルと逆
極性の磁石が設けられている。
【0013】また、対物レンズの位置センサが、対物レ
ンズホルダのトラッキングコイルの取付面上に設けられ
た突起部分と、この突起部分に対向してアクチュエータ
ベース上に設けられている。
【0014】
【発明の実施の形態】次に本発明の光ヘッドの対物レン
ズアクチュエータの実施の形態を図面を参照して説明す
る。図1に本発明を示す平、立、側面図を示す。図2に
分解斜視図を示す。図1と図2の分解斜視図について説
明する。特に組み立てを説明する部分は図2の分解斜視
図が理解しやすい。
【0015】対物レンズアクチュエータは、対物レンズ
101を接着し光ディスクの半径方向とフォーカス方向
の2軸方向に動くレンズホルダ102と、このレンズホ
ルダ102にコイルを取り付け、このコイルに磁界を印
加するための磁気回路を構成するアクチュエータベース
103からなる。そして、レンズホルダ102は、図1
(a)に示すように、ヨーク104部を含む幅から対物
レンズ101に向けて先細りの略楕円状を形成してい
る。
【0016】アクチュエータベース103はロストワッ
クス成形による鉄材をベースとしたもので構成してい
る。レンズホルダ102はフォーカス方向には並進運動
し、トラッキング方向には円柱状のヨーク104を中心
として回転し(回転角度θ)、この回転中心から対物レ
ンズ101までの距離rとの積、すなわちr・θの距離
を移動させる(図6)。レンズホルダ102に円筒状の
フォーカスコイル105、プリント基板106、対物レ
ンズ101、扁平型のトラッキングコイル107を接着
する。フォーカスコイル105は後述する磁気回路によ
ってレンズホルダ102がトラッキング方向に移動する
回転中心となる部分である。
【0017】プリント基板106にはワイヤ116をハ
ンダつけするためのパタン108が形成されている。こ
のプリント基板は磁気ギャップ109中に配置するため
薄いものとしている。さらにこのプリント基板をレンズ
ホルダに接着するとき、位置出しのためにレンズホルダ
102の角部分110に端をそろえて接着する。扁平型
トラッキングコイル107はレンズホルダ102の回転
駆動に際してダイナミックバランスをとるものであると
同時に後述するアクチュエータベース103が構成する
磁界印加用電磁回路によってレンズホルダを電磁駆動す
る構成としている。
【0018】次に、アクチュエータベース103を説明
する。レンズホルダ102の回転する部分に円柱状のヨ
ーク104が形成され、このヨーク104を挟んで双璧
のヨーク111が形成されている。このヨーク111に
長尺の磁石112をはりつける。さらにはこのヨーク1
11の反対側の光ディスク接線方向にさらにレンズホル
ダをトラッキング駆動するためのヨーク119が配置さ
れ、ここに長尺の一対の逆極の磁石113を配置する。
【0019】上記のレンズホルダ102とアクチュエー
タベース103を構成する磁気回路による電磁駆動を説
明する。フォーカス方向の駆動は円形のフォーカスコイ
ルに円柱のヨークと両脇の磁石112から磁界を印加さ
れ、フォーカス方向に駆動する。トラッキング方向の駆
動については、角形のトラッキングコイル107のフォ
ーカス方向の対辺にそれぞれ対向する磁石113により
逆極性の磁界が印加されるため、各辺にフレミングの左
手の法則によって同一方向の電磁回転駆動力がはたらき
レンズホルダが回転駆動される。
【0020】つぎにレンズホルダの位置検出を説明す
る。この一対の逆極の磁石113の間には、レンズホル
ダの位置を検出するための光学位置検出部分114がヨ
ーク119に取付けられている。このヨーク119には
さらに、レンズホルダを支持し、しかもレンズホルダを
光ディスク半径方向と光ディスク接線方向に傾きを調整
する機構をもうけ、さらにこのヨークはレンズホルダを
アクチュエータベースに対して支持するための中継する
機能を有する。この中継する中継部材115は断面が略
L字形を有する互いに対向する2つの側面を有し、この
各側面に沿って、レンズホルダの角部分110へ延びる
ワイヤ116が2本ずつ設けられている。前述したよう
に、レンズホルダ102の側面は対物レンズに向って先
細りになっているため、ワイヤ116は中継部材115
の両側面から2本ずつ、内側へ小角度をなして配置され
る構成になっている。この角度を設けた側面にプリント
基板をはりつけ、半田接続してレンズホルダ102を支
持する構造になっている。
【0021】このように、ワイヤがワイヤの固定部から
対物レンズの方向へ小角度をもって互いに内方へ傾いて
設けられているので、フォーカス方向とトラッキング方
向の一次共振周波数を異なるものとすることができる。
すなわち、フォーカス方向の一次共振周波数はトラッキ
ングの一次周波数に比べ、
【0022】
【数1】 にすることができる。
【0023】このような側面をなすプレートからなる中
継部材115には、ワイヤ支持による一次共振周波数の
共振ピークを低減するためにゲルボックス部分117を
配置する。このゲルボックス部分117は角形の物体に
2本の溝118を形成しており、間隙をもってワイヤを
通す構造としている。この間隙にはシリコーンゲルを注
入し、ワイヤの運動のダンピングを付加する。
【0024】図3(a)、(b)に示すように、レンズ
ホルダの傾きの調整は、アクチュエータ全体を一体のも
のとして、光ディスク接線方向の傾きと光ディスク半径
方向の傾きを調整するものではなく、レンズホルダ10
2を支持する4本の可撓性のワイヤ116をアクチュエ
ータベース103に取り付ける中継する中継部材115
の傾き調整をおこない、このときヨーク104と磁石1
12の磁気ギャップを大きめにとって、この傾き調整時
にコイルがヨークと磁石に触れないように構成する。
【0025】この4本のワイヤ116をアクチュエータ
ベース103に取り付ける部分の傾き調整部分を図3
(a)と図3(b)でしめす。図3(a)は光ディスク
接線方向の傾きを調整するものである。固定ネジ301
に対して、調整ネジ302によって傾き調整をおこな
う。図3(b)は光ディスク半径方向の傾きを調整する
ものである。固定ネジ303(光ディスク接線方向の傾
き調整のために2本で固定した)に対して、調整ネジ3
04によって傾き調整をおこなう。
【0026】図4はレンズホルダの光学位置検出部分1
14を示す。一点鎖線401で示したものがこの位置検
出部分のトラッキング方向の中心を示す。中心に凸レン
ズ付きの発光ダイオード402を設け、その上下に凸レ
ンズ付きの受光トランジスタ403,404を配置し
て、発光ダイオード402と一体成形で構成している。
この受光トランジスタ403,404は一点鎖線に対し
てずれた格好で配置している。この図では、発光ダイオ
ード402から射出された光がレンズホルダの突起部で
反射され、これを受光トランジスタ403,404で受
光し、差動増幅器405で位置検出信号を得るものを示
す。図5はレンズホルダ102に配置した位置検出のた
めの突起406を斜視図で示す。この突起406を利用
して角形トラッキングコイル107の配置を示す。
【0027】図6はレンズホルダ102に配置した位置
検出のための突起406と前記図4のセンサの動作を説
明する図をしめす。この突起406の反射を利用して、
図6(a)はトラッキング方向について中立の位置を示
し、差動増幅器405の出力が0であることを示す。図
6(b)はトラッキング方向について光ディスク外周に
変移したときの位置を示し、差動増幅器出力が+である
ことを示す。図中に発光ダイオードからの光ビームが前
記の突起によって反射し、受光トランジスタで受光する
光線図を示す。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、対物レン
ズアクチュエータのフォーカス方向とトラッキング方向
の一次共振周波数を異ならしめることによりフォーカス
方向の一次周波数が低くでき大きなサーボ帯域を得るこ
とができる。さらに対物レンズの傾きを調整する機構と
対物レンズの位置検出機構とを設けることにより高開口
数の対物レンズに対応したアクチュエータを得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対物レンズアクチュエータの平面図、
立面図および端面図を示す。
【図2】本発明の対物レンズアクチュエータの分解斜視
図を示す。
【図3】本発明の対物レンズアクチュエータの側面図お
よび端面図を示す。
【図4】本発明の対物レンズアクチュエータのレンズホ
ルダ位置検出装置を示す。
【図5】本発明の対物レンズアクチュエータのレンズホ
ルダの位置検出のための突起を示す。
【図6】本発明の対物レンズアクチュエータのレンズホ
ルダ位置検出の原理を示す。
【図7】従来の対物レンズアクチュエータを示す。
【符号の説明】
101 対物レンズ 102 レンズホルダ 103 アクチュエータベース 104 円柱状のヨーク 105 フォーカスコイル 106 プリント基板 107 トラッキングコイル 108 パタン 109 磁気ギャップ 110 角部分 111 双璧のヨーク 112 長尺の磁石 113 磁石 114 光学位置検出部分 116 ワイヤ 115 中継部材 117 ゲルボックス部分 118 溝 119 ヨーク 120 側面 301 固定ネジ 302 調整ネジ 303 固定ネジ 304 調整ネジ 401 一点鎖線 402 発光ダイオード 403、 404 受光トランジスタ 405 差動増幅器 406 突起 701 レンズホルダ 702 フォーカスコイル 703 トラッキングコイル 704 ヨーク 705 磁石 706 45°ミラー 707 斜め辺 708 直交3軸をxyz 709 x軸 710 y軸 711 z軸 712 4ワイヤ 713 アクチュエータベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−261827(JP,A) 特開 平2−40140(JP,A) 特開 平6−295445(JP,A) 特開 平3−54735(JP,A) 特開 平1−290133(JP,A) 特開 平1−260639(JP,A) 特開 平8−106642(JP,A) 特開 平1−286126(JP,A) 特開 平1−119927(JP,A) 特開 昭62−162242(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 7/09 - 7/095

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイナミックバランスのとれた穴部分を
    有し、この穴部分の内側壁に固定されたフォーカスコイ
    ルと、対物レンズと、トラッキングコイルとを備えた略
    楕円状の対物レンズホルダと、前記対物レンズホルダを
    4本のワイヤを介して支持する中継部材と、前記フォー
    カスコイル及びトラッキングコイルにそれぞれ対向して
    設けられ、前記対物レンズホルダのフォーカス方向の駆
    動とトラッキング方向の回転駆動のための閉磁路構成用
    の磁石とを搭載したアクチュエータベースとからなる光
    ヘッドの対物レンズアクチュエータにおいて、 前記4本のワイヤが、中継部材から対物レンズの方向
    へ、互いに内方へ角度をもたせて設けられており、 前記中継部材が、対物レンズの、光ディスクの半径方向
    と接線方向に対する傾きを調整するための調整機構を備
    え、かつ、対物レンズホルダの位置を検出する位置セン
    サを有することを特徴とする光ヘッドの対物レンズアク
    チュエータ。
  2. 【請求項2】 対物レンズの傾きを調整するための調整
    機構が、上面に段差を有するヨークと、ワイヤを支持す
    るための側面を有する固定片とからなり、この固定片
    が、調整ねじを介して、前記対物レンズの、光ディスク
    の半径方向と接線方向に対する傾きを、それぞれ、調整
    できるように取付けられている請求項1記載の光ヘッド
    の対物レンズアクチュエータ。
  3. 【請求項3】 対物レンズホルダのフォーカス方向の駆
    動用にはフォーカスコイルの両側にフォーカスコイルに
    対向して一対の磁石が設けられ、回転駆動用にはトラッ
    キングコイルに対向して、トラッキングコイルと逆極性
    の磁石が設けられている請求項1記載の光ヘッドの対物
    レンズアクチュエータ。
  4. 【請求項4】 対物レンズの位置センサが、対物レンズ
    ホルダのトラッキングコイルの取付面上に設けられた突
    起部分と、この突起部分に対向してアクチュエータベー
    ス上に設けられた、発光ダイオードと受光ダイオードと
    からなる請求項1記載の光ヘッドの対物レンズアクチュ
    エータ。
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