JP3852073B2 - 光ヘッドのトラックアクチュエータ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク、光磁気ディスクなどの光学式記録媒体（以下、単に光ディスクという）に信号を記録し、または同光ディスクに記録された信号を再生若しくは消去する光ヘッドのトラックアクチュエータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、例えば特開平４−２５５９１９号公報、特開平４−２５５９２３号公報および特開平５−１２８５６１号公報に示されているように、対物レンズへのレーザ光および対物レンズからのレーザ光を反射するミラー（ガルバノミラー）を、ミラーの反射面と対物レンズの像側焦平面とが交差する交線を中心軸に回転させるようにして、トラッキング制御に伴う反射光の光軸シフトが生じないようにしている。
【０００３】
特開平４−２５５９１９号公報に示されたアクチュエータは、圧電素子の変位を拡大率の異なる一対のアームを介して前記中心軸からの距離が異なるミラーの両端部に伝達して、ミラーを前記中心軸回りに回転させるようにしている。特開平４−２５５９２３号公報に示されたアクチュエータは、前記中心軸からの距離が異なる固定ベース上の２位置に大きさの異なる２種類のばねを介してミラーを弾性的に支持させておいて、コイルおよび磁石による電磁力により、ミラーを前記中心軸回りに回転させるようにしている。特開平５−１２８５６１号公報に示されたアクチュエータは、一端を固定ベースに固定した平行板ばね機構の先端に一枚の板ばねを組付けるとともに、この一枚の板ばねの先端にミラーを組付けて、ミラーを平行板ばねおよび一枚の板ばねの垂直方向にアクチュエータによって駆動して、ミラーを前記中心軸回りに回転させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来技術においては、ミラーを前記中心軸回りに高精度かつ少ないばらつきで回転させることができない。すなわち、特開平４−２５５９１９号公報に示されたアクチュエータの場合、ミラーを前記中心軸回りに正確に回転させるための一対のアームによる拡大率の設定が難しいとともに、同アームの均一な製造も難しい。特開平４−２５５９２３号公報および特開平５−１２８５６１号公報に示されたアクチュエータの場合、ミラーを前記中心軸回りに回転させるための２種類のばねにおけるばね定数の設定が難しいとともに、同２種類のばねの均質な製造も難しい。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、ミラーを所定の中心軸回りに高精度かつ少ないばらつきで回転させることができるようにした光ヘッドのトラックアクチュエータ装置を提供することにある。
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、対物レンズへのレーザ光および対物レンズからのレーザ光を反射するミラーを保持するミラーホルダと、ミラーホルダを回転可能に支持する固定ベースと、ミラーの反射面と対物レンズの光軸に垂直な所定平面との交線を含む第１平面内に配置されてミラーホルダを固定ベースに弾性的に支持する第１の板ばねと、第１平面と前記交線にて交差する第２平面内に配置されてミラーホルダを固定ベースに弾性的に支持する第２の板ばねと、ミラーホルダを前記交線を中心軸として固定ベースに対して回転駆動するアクチュエータとを備えたことにある。
【０００７】
この場合、前記アクチュエータを、ミラーホルダ側に組み付けられたコイルと、コイルに対向して配置されて固定ベース側に組み付けられた磁石とで構成するとよい。また、前記第1の板ばねをミラーの両側にそれぞれ配置された一対の板ばねで構成するとともに、前記第２の板ばねを第１の板ばねを構成する一対の板ばねに対向する位置にそれぞれ配置された一対の板ばねで構成するとよい。この場合、板ばねとしては、Ｕ字状の板ばねを利用できる。さらに、前記コイルを第１および第２のコイルで構成するとともに、前記磁石を第１および第２の磁石で構成し、第１のコイルおよび第１の磁石は第１の板ばねに対して直交する方向にミラーホルダを駆動するようにするとともに、第２のコイルおよび第２の磁石は第２の板ばねに対して直交する方向にミラーホルダを駆動するようにするとよい。
【０００８】
上記のように構成した本発明においては、ミラーホルダは、第１平面内に配置された第１の板ばねにより弾性的に支持されるとともに、第２平面内に配置された第２の板ばねにより弾性的に支持されている。そして、アクチュエータが、ミラーホルダを第１平面と第２平面の交線を中心軸として固定ベースに対して回転駆動する。したがって、第１および第２の板ばねにより、ミラーホルダは前記中心軸回りに正確に回転する。また、この場合、第１および第２の板ばねを同一構成にして、同一の弾性力を発揮させればよいので、本発明に係るアクチュエータ装置によれば、ミラーを一つの中心軸回りに高精度かつ少ないばらつきで回転させることができるようになる。
【０００９】
【実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は同実施形態に係る光ヘッドのトラックアクチュエータ装置を正面側から見た斜視図であり、図２は同トラックアクチュエータ装置を背面側から見た斜視図である。図３は同トラックアクチュエータ装置の分解斜視図であり、図４は同トラックアクチュエータ装置の断面図である。このトラックアクチュエータ装置は、ミラー１０、ミラーホルダ２０、固定ベース３０、板ばね４１〜４４およびアクチュエータ５０を備えている。
【００１０】
ミラー１０は、３角柱状に形成したガラス製のプリズムで構成されていて、互いに直交する水平面１１および垂直面１２（３角柱の２側面に対応）を有するとともに、水平面１１および垂直面１２に対して４５度傾斜させた反射面１３を有する。反射面１３は、図示しないレーザ光源からの水平進行のレーザ光Ｌ１を垂直方向に反射して、レンズホルダ６１に固定された対物レンズ６０を介して光ディスクＤＫに導く。また、反射面１３は、光ディスクＤＫから対物レンズ６０を介した垂直進行の反射光Ｌ２を反射して、図示しないフォトディテクタに導く。
【００１１】
ミラーホルダ２０は、垂直断面が略台形状になるように透磁率の低い軽金属（例えば、アルミニウム）で一体成形されていて、上面２１、正面２２、背面２３、後方底面２４および前方底面２５を有するとともに、左右両側を切り欠いて左右対称に構成されている。上面２１は水平であって、同上面２１にはミラー１０が水平面１１にて接着固定されている。正面２２は上面２１に対して４５度傾斜していて、ミラー１０の反射面と同一平面を構成する。背面２３は上面２１に対して垂直であって、後方底面２４は上面２１と平行な水平に形成されている。前方底面２５は、後方底面２４に対して４５度傾斜していて、正面２２とは９０度で交差している。
【００１２】
固定ベース３０は、ミラーホルダ２０よりも幅広の略直方体状に透磁率の低い軽金属（例えば、アルミニウム）で一体成形されていて、上面中央部を切り欠いて構成されている。正面３１および背面３２は垂直であって、正面３１上部の左右両端には４５度傾斜させてミラーホルダ２０の正面２２と同一平面を形成する傾斜面３１ａ，３１ｂが設けられている。前記切り欠いた上面は、水平な後方上面３３および同後方上面３３から４５度傾斜させて立ち上げた前方上面３４からなる。これらの後方上面３３および前方上面３４は、ミラーホルダ２０の後方底面２４および前方底面２５との間に所定の隙間を設けて平行に構成されている。
【００１３】
板ばね４１〜４４は、それぞれＵ字型の同一形状に構成されていて、所定の隙間を隔てて同一方向に突出した左右一対の突出辺４１ａ〜４４ａおよび４１ｂ〜４４ｂを有する。板ばね４１，４２は本発明の第１の板ばねを構成するもので、板ばね４１の突出辺４１ａの先端部は、その裏面にて固定ベース３０の傾斜面３１ａに接着固定されている。板ばね４１の突出辺４１ｂの先端部は、その裏面にてミラーホルダ２０の正面２２の一端部に接着固定されている。板ばね４２の突出辺４２ａの先端部は、その裏面にてミラーホルダ２０の正面２２の他端部に接着固定されている。板ばね４２の突出辺４２ｂの先端部は、その裏面にて固定ベース３０の傾斜面３１ｂに接着固定されている。
【００１４】
板ばね４３，４４は本発明の第２の板ばねを構成するもので、板ばね４３の突出辺４３ａの先端部は、その表面にて固定ベース３０の背面３２の一端部に接着固定されている。板ばね４３の突出辺４３ｂの先端部は、その表面にてミラーホルダ２０の背面２３の一端部に接着固定されている。板ばね４４の突出辺４４ａの先端部は、その表面にてミラーホルダ２０の背面２３の他端部に接着固定されている。板ばね４４の突出辺４４ｂの先端部は、その表面にて固定ベース３０の背面３２の他端部に接着固定されている。
【００１５】
これにより、ミラー１０およびミラーホルダ２０は、板ばね４１〜４４により、固定ベース３０に対して回転変位可能かつ弾性的に支持される。また、この場合におけるミラーホルダ２０の回転変位の中心軸Ｃは、図４に示すように、ミラー１０の反射面１３（板ばね４１，４２）の延長面と、ミラーホルダ２０の背面２３（板ばね４３，４４）の延長面とが交差する交線となる。そして、本実施形態においては、この中心軸Ｃは、対物レンズ６０の像側焦平面とミラー１０の反射面とが交差する交線と一致させてある。なお、対物レンズ６０の像側焦平面とは、光ディスクＤＫの反対側の対物レンズ６０の焦点Ｆを含み、かつ対物レンズ６０の光軸に対して垂直な平面である。
【００１６】
アクチュエータ５０は、第１コイル５１および第１永久磁石５２からなる第１アクチュエータ５０ａと、第２コイル５３および第１永久磁石５４からなる第２アクチュエータ５０ｂとを含む。第１コイル５１はミラーホルダ２０の左右方向の中央部にて前方底面２５に固着され、その一端が通電線５１ａに接続されるとともに、その他端が第２コイル５３に接続されている。第２コイル５３はミラーホルダ２０の左右方向の中央部にて後方底面２４に固着され、その一端が通電線５３ａに接続されるとともに、その他端が第１コイル５１に接続されている。
【００１７】
第１および第２永久磁石５２，５４は、それぞれ高透磁率の金属材料で断面コ字上に形成されたヨーク５５，５６の各一方の突出辺の内側面にそれぞれ固着されている。ヨーク５５は、前記一方の突出辺の外側面にて固定ベース３０の前方上面３４の正面３１側端部に接着固定されていて、第１永久磁石５２を第１コイル５１に対向させるようにしている。ヨーク５６は、前記一方の突出辺の外側面にて固定ベース３０の後方上面３３の背面３２側端部に接着固定されていて、第２永久磁石５４を第２コイル５３に対向させるようにしている。ヨーク５５の他方の突出辺は、ミラーホルダ２０の正面２２中央部に開口する穴２０ａに侵入している。ヨーク５６の他方の突出辺は、ミラーホルダ２０の背面２３中央部に開口する穴２０ｂに侵入している。
【００１８】
この場合、図５に示すように、永久磁石５２による磁力線の向きはコイル５１およびミラーホルダ２０の前方底面２５と直角になるので、コイル５１に通電すると、第１アクチュエータ５０ａによるミラーホルダ２０に対する電磁力は板ばね４１，４２(ミラーホルダ２０の正面およびミラー１０の反射面)に直角に作用する。一方、永久磁石５４による磁力線の向きはコイル５３およびミラーホルダ２０の後方底面２４と直角になるので、コイル５３に通電すると、第２アクチュエータ５０ｂによるミラーホルダ２０に対する電磁力は板ばね４３，４４（すなわち、ミラーホルダ２０の背面２３）に直角に作用する。
【００１９】
そして、これらの第１および第２アクチュエータ５０ａ，５０ｂによる電磁力の合成力Ｆがミラーホルダ２０に作用するので、コイル５１，５３への通電によりミラーホルダ２０には回転力が作用する。ここで、第１および第２アクチュエータ５０ａ，５０ｂの各電磁力の大きさを同一に設定すると（各部品共通化のために同一にすることが好ましい）、前記合成力Ｆは、板ばね４１，４２と板ばね４３，４４との中間の２等分線上の位置に作用することになる。なお、ミラーホルダ２０の後方底面２４と前方底面２５の前後方向の各長さ（図４の左右方向の長さ）は等しく、中心軸Ｃからコイル５１，５３までの各距離は等しい。したがって、この２等分線上の位置に、ミラーホルダ２０およびミラー１０の重心が位置するようにミラーホルダ２０の形状を設計することが好ましい。
【００２０】
次に、前記のように構成した実施形態の動作を説明する。コイル５１，５３に通電されていない状態では、ミラーホルダ２０は、板ばね４１〜４４の付勢力により、固定ベース３０に対して図１，２，４に示す位置(中立位置)にある。
【００２１】
一方、コイル５１，５３に図５に示す方向に電流を流すと、永久磁石５２，５４との電磁力により、ミラーホルダ２０には図５に矢印で示す方向に合成力Ｆが作用する。したがって、ミラーホルダ２０およびミラー１０は、板ばね４１〜４４の付勢力に抗して固定ベース３０に対して図５にて右回転方向に中立位置から回転変位する（図５，６(Ａ)参照）。また、逆に、コイル５１，５３に図５に示す方向と反対方向の電流を流すと、ミラーホルダ２０には前記と反対の左回転方向の力が作用する。したがって、この場合には、ミラーホルダ２０およびミラー１０は、板ばね４１〜４４の付勢力に抗して固定ベース３０に対して中立位置から左回転方向に回転変位する（図６(Ｂ)参照）。
【００２２】
そして、前記ミラーホルダ２０に作用する回転力すなわちミラー１０の反射面１３の中立位置から左右回転方向への回転変位量は、コイル５１，５３に流れる電流の大きさに比例する。したがって、コイル５１，５３に流す電流の向きおよび大きさを制御することにより、レーザ光の光軸を任意の量だけ中立位置から前後にずらすことができる。その結果、これによれば、ミラー１０の回転によるトラックサーボ制御が実現される。
【００２３】
前記のように構成されるとともに作動するトラックアクチュエータ装置においては、ミラーホルダ２０は、中心軸Ｃを含むミラーホルダ２０の正面２２（ミラー１０の反射面１３）内に配置された板ばね４１，４２により弾性的に支持されるとともに、中心軸Ｃを含むミラーホルダ２０の背面２３内に配置された板ばね４３，４４により弾性的に支持されている。そして、アクチュエータ５０は、ミラーホルダ２０およびミラー１０を中心軸Ｃ回りに固定ベース３０に対して回転駆動する。したがって、これらの板ばね４１〜４４により、ミラーホルダ２０が中心軸Ｃ回りに正確に回転する。また、この場合、板ばね４１〜４４を同一構成にして、同一の弾性力を発揮させればよいので、このトラックアクチュエータ装置によれば、ミラー１０を所定の中心軸回りに高精度かつ少ないばらつきで回転させることができるようになる。
【００２４】
なお、上記実施形態においては、ミラー１０およびミラーホルダ２０の回転中心軸Ｃを、像側焦平面とミラー１０の反射面１３との交線に設定するようにしたが、この中心軸Ｃは必ずしも厳密に前記位置にある必要はない。すなわち、トラッキング制御に伴う反射光の光軸シフトが許容される範囲内であれば、焦点Ｆよりも対物レンズ６０に近い位置または遠い位置を含む対物レンズ６０の光軸に直交する平面と、ミラー１３の反射面１３との交線が、ミラー１０およびミラーホルダ２０の回転中心軸Ｃ（すなわち、基準状態にて板ばね４１，４２を含む平面と板ばね４３，４４を含む平面との交線）となるようにしてもよい。例えば、対物レンズ６０への入射光をなるべく多くするために、レンズホルダ６１のミラー１０側の開口面とミラー１０の反射面１３との交線を、前記中心軸Ｃとすることも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す光ヘッドのトラックアクチュエータ装置を正面側から見た斜視図である。
【図２】 同トラックアクチュエータ装置を背面側から見た斜視図である。
【図３】 同トラックアクチュエータの分解斜視図である。
【図４】 同トラックアクチュエータ装置の断面図である。
【図５】 ミラーおよびミラーホルダを右回転方向に回転させた状態を示すトラックアクチュエータの断面図である。
【図６】 (Ａ)はミラーおよびミラーホルダを右回転方向に回転させた状態を示すトラックアクチュエータの斜視図であり、(Ｂ)はミラーおよびミラーホルダを左回転方向に回転させた状態を示すトラックアクチュエータの斜視図である。
【符号の説明】
１０…ミラー、１３…反射面、２０…ミラーホルダ、３０…固定ベース、４１〜４４…板ばね、５０…アクチュエータ、５０ａ…第１アクチュエータ、５０ｂ…第２アクチュエータ、５１，５３…コイル、５２，５４…永久磁石、５５，５６…ヨーク、６０…対物レンズ、ＤＫ…光ディスク。

Claims (4)

1. 対物レンズへのレーザ光および対物レンズからのレーザ光を反射するミラーを保持するミラーホルダと、
   前記ミラーホルダを回転可能に支持する固定ベースと、
   ミラーの反射面と対物レンズの光軸に垂直な所定平面との交線を含む第１平面内に配置されて前記ミラーホルダを前記固定ベースに弾性的に支持する第１の板ばねと、
   前記第１平面と前記交線にて交差する第２平面内に配置されて前記ミラーホルダを前記固定ベースに弾性的に支持する第２の板ばねと、
   前記ミラーホルダを前記交線を中心軸として前記固定ベースに対して回転駆動するアクチュエータとを備えたことを特徴とする光ヘッドのトラックアクチュエータ装置。
2. 前記アクチュエータを、前記ミラーホルダ側に組み付けられたコイルと、前記コイルに対向して配置されて固定ベース側に組み付けられた磁石とで構成した前記請求項１に記載した光ヘッドのトラックアクチュエータ装置。
3. 前記第1の板ばねを前記ミラーの両側にそれぞれ配置された一対の板ばねで構成するとともに、前記第２の板ばねを前記第１の板ばねを構成する前記一対の板ばねに対向する位置にそれぞれ配置された一対の板ばねで構成した前記請求項１または２に記載した光ヘッドのトラックアクチュエータ装置。
4. 前記コイルを第１および第２のコイルで構成するとともに、前記磁石を第１および第２の磁石で構成し、前記第１のコイルおよび第１の磁石は前記第１の板ばねに対して直交する方向に前記ミラーホルダを駆動するようにするとともに、前記第２のコイルおよび第２の磁石は前記第２の板ばねに対して直交する方向に前記ミラーホルダを駆動するようにした前記請求項３に記載した光ヘッドのトラックアクチュエータ装置。

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