JPH01112531A - レンズアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的手段を用いて記録媒体面上に情報を記
録し、あるいは記録媒体面に既に記録されている情報を
再生もしくは消去する光学ヘッドのレンズアクチュエー
タに関し、特に集光レンズを記録媒体面に対し垂直、並
びに平行に移動せしめる形式のレンズアクチュエータに
関する。

〔従来の技術〕

従来、レーザ光を光源とし、このレーザ光を外部の情報
源からのパルス状信号で変調して、記録媒体面上に２値
的に記録し、あるいは既に記録された情報を再生もしく
は消去する光学ヘッドにおいては、情報の記録再生ある
いは消去を正確に行うために、レンズアクチュエータを
用いて、焦点制御によって記録媒体面上が常に集光レン
ズの焦点面となるよう、フォーカス方向の焦点位置制御
が行われているとともに、集光されたレーザ光の記録媒
体面上での光スポットが記録媒体面上に予め形成されて
いる案内溝に対して正確に位置決めされるように、集光
レンズを案内溝に対して垂直なトラッキング方向に駆動
することによってトラッキング位置制御が行われている
。

この種のレンズアクチュエータには、種々の構成のもの
が提案されており、その１つにフォーカス方向の可動支
持を平行板ばねで行い、トラッキング方向の可動支持を
揺動支持機構で行うものがある。例えば、特願昭５８−
１９９５０４号明細書に提案されているレンズアクチュ
エータがこれに相当する。この形式のレンズアクチュエ
ータの最も基本的な構成は、次のようなものである。集
光レンズを搭載した可動部は、フォーカス方向に垂直な
方向に互いに平行な２枚の板ばねを介して、アームに取
り付けられている。さらにアームは、トラッキング方向
に揺動可能に揺動支持機構によってきょう体に保持され
る。また、可動部をフォーカス方向とトラッキング方向
に駆動するため、フォーカスコイルとトラッキングコイ
ルとが、可動部に設けられている。フォーカスコイルは
、平行な板ばねよりも下側に、かつ、可動部の搭載する
集光レンズの光軸を囲むように巻装され、トラッキング
コイルは、平行な板ばねの中間の可動部の重心を駆動す
る位置に設定される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のレンズアクチュエータにおいては、板ば
ねの剛性と可動部の質量との関係から、可動部のねじり
方向、すなわちトラッキング方向とフォーカス方向と互
いに直交する、長手方向軸を中心とする回転方向の振動
が避けられない。この方向の振動は結果的に集光レンズ
による光スポットをトラッキング方向に振動させ、しか
も、この方向の振動はトラッキング方向のアクチュエー
タでは制御不能な回転運動であるから、集光レンズのト
ラッキング方向動作のサーボ帯域がこの集光レンズを含
む可動部のねじれ方向振動の共振周波数によって制限さ
れてしまう。その結果、集光レンズを含む可動部の高速
動作ができなくなるという欠点がある。

本発明の目的は、このような欠点を除去し、集光レンズ
を含む可動部のねじれ方向振動の共振周波数を高め、高
速動作を実現するレンズアクチュエータを提供すること
にある。

〔問題点を解決するたやの手段〕

本発明のレンズアクチュエータは、 光源からの光を記録媒体面上に集光する集光レンズを搭
載する可動部と、 前記可動部のトラッキング方向両側かつフォーカス方向
上下にそれぞれ一端が接続され、両端に可とう部が設け
られ、両端の可とう部に挟まれる中間部では、前記可動
部のトラッキング方向及びフォーカス方向と互いに直交
する長手方向に平行な軸回りに形成される、円あるいは
円弧状断面を持つ円筒面を有し、かつフォーカス方向に
可動な複数枚の板ばねと、 前記複数枚の仮ばねの他端が接続されるアームと、 前記アームを、フォーカス方向と平行な一つの軸の回り
に揺動可能にきよう体において支持する揺動支持機構と
、 前記上下の板ばね間に存在し、かつ前記可動部に設けら
れたフォーカスコイル及びトラッキングコイルと、 前記きょう体に設けられ、前記集光レンズの、トラッキ
ング方向に垂直な方向の両側で前記フォーカスコイル及
びトラッキングコイルと磁気的に結合する２つの磁気回
路とを存することを特徴としている。

〔作用〕

本発明のレンズアクチュエータは、可動部のねじれ方向
振動の共振周波数を決定する、可動部フォーカス方向と
トラッキング方向と互いに直交する長手力向回りの可動
部慣性モーメントを低減し、同時に可動部を支える板ば
ねの剛性を高めた構造とすることによって、結果的に可
動部のねじれ方向振動の共振周波数を高く設定するもの
である。

すなわち、本発明の構成によれば、フォーカスコイルを
平行板ばねの間に設定するため、可動部がフォーカス方
向に長くならず、従って、長手方向回りの慣性モーメン
トを小さく設定することができる。可動部とアーム間に
設置される複数枚の板ばねは、可動部及びアームと接合
される付近を除いて、円筒面状の殻構造であり、高剛性
化されている。以上２つの効果の相乗作用によって軽量
高剛性であり、ねじり共振周波数の高いレンズアクチュ
エータとすることができ、トラッキング方向の高速動作
を実現できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図、第２図は、本発明の第１の実施例を示すもので
あり、第１図は分解斜視図、第２図は斜視図を示す。な
お、説明の便宜上、第１図内に直交デカルト座標系を設
定する。Ｘ座標方向はトラッキング方向、２座標方向は
フォーカス方向を示している。

本実施例のレンズアクチュエータは、集光レンズ１と、
フォーカスコイル８と、トラッキングコイル９と、可動
部２と、板ばね３ａ、３ａ’、３ｂ、３ｂ’と、アーム
４と、揺動支持機構５と、センターヨーク１０ａ、１０
ｂと、きよう体６上に設けられた磁石１１ａ、ｌｌｂと
サイドヨーク１２ａ、１２ｂとから成る２つの磁気回路
とで構成される。

集光レンズｌは、光源からのレーザ光を記録媒体面上に
集光させる。

可動部２は、この集光レンズ１を搭載している。

可動部２には、この集光レンズ１の両側の位置で、トラ
ッキング方向（Ｘ座標方向）に対し垂直なフォーカス方
向（Ｘ座標方向）に、２つの空孔１３ａ。

１３ｂが開けられている。この２つの空孔１３ａ、１３
ｂと集光レンズ１を囲むようにｘｙ平面に平行にフォー
カスコイル８が巻かれている。さらに、フォーカスコイ
ル８上に４つのトラッキングコイル９が接合されている
。トラッキングコイル９はほぼ矩形の薄いドーナツ状に
巻かれたコイルであり、空孔１３ａ、１３ｂのＸ座標方
向に相当する部分において、コイルの一辺に電流がフォ
ーカス方向に主として流れるように配置されている。

板ばね３ａ、３ａ’、３ｂ、３ｂ’は可動部２をアーム
４に対して支持しており、本実施例では、集光レンズ１
が搭載されている可動部２のトラッキング方向（Ｘ座標
方向）両端の上部突出し部上面に、板ばね３ａ、３ｂの
一端部下面がそれぞれ接合され、可動部２のトラッキン
グ方向両端の下部突出し部下面に、板ばね３　ａ　’　
＋　　３　ｂ　’の一端部上面がそれぞれ取り付けられ
る。これら４枚の板ばねはＸ座標方向に平行に設置され
る。板ばね３ａの他端部下面と板ばね３ｂの他端部下面
は、アーム４の上面に取り付けられ、板ばね３ａ′。

３ｂ’のそれぞれ他端部上面はアーム４の下面に取り付
けられる。その時、板ばね３ａと板ばね３ａ′、板ばね
３ｂと板ばね３ｂ’はそれぞれ平行となるように設定さ
れる。そしてこれら４枚の板ばねによって可動部２はフ
ォーカス方向（２座標方向）に可動に支持される。

これら板ばねの構造を第３図、第４図、第５図を用いて
詳しく説明する。

第３図は代表的に板ばね３ａの構造を詳細に説明するた
めの斜視図であり、第４図は板ばね３ａの正面図、第５
図は第３図に示した断面Ｗで切断した形状を示している
。なお、板ばね３ａ’、３ｂ、３ｂ’は、板ばね３ａと
同様の構造となっている。

第３図中のｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕはそれぞれ板ばね長
手方向（Ｘ座標方向）の位置を示している。位置ｐから
ｒまで、位置ＳからＵまでの範囲では板ばねは単純な２
枚の小平板構造であり、フォーカス方向（２座標方向）
へは容易にたわむことができ、位置ｐからｑ、及び【か
らＵの範囲で板ばねはそれぞれ第１図に示した可動部２
、アーム４に接合される。一方、位置ｒよりＳまでの間
は平板ばねの長手方向に平行である軸を中心として形成
される円筒面１４を有し、その結果板ばねを正面から見
ると第４図に示されるような形となり、断面Ｗにおいて
切断した断面形状は、第５図に示すような形となる。従
って本構造では、位置ｑからｒまで、位置Ｓからｔまで
は曲げ剛性が小さく、位置ｒからＳまでは曲げ剛性が高
いばねとなり、可動部２のフォーカス方向の変位に対し
ては両端部の平板ばねの曲げ変位で対応し、かつ中央部
の円筒面状の殻構造の効果によってねじり変位に対し剛
性の高い構造とすることができる。

揺動支持機構５は、フォーカス方向（２座標方向）と平
行な軸７を中心に揺動可能な機構となっている。揺動支
持機構５には、４枚の板ばね３　ａ＋３ｂ、３ａ’、３
ｂ’で囲まれたアーム４の反対側にあるアーム４の面が
取り付けられており、アーム４は揺動支持機構に固定さ
れる。揺動支持機構５は、アーム４をきょう体６に対し
て、フォーカス方向（２座標方向）と平行な軸７を中心
として揺動可能に支持している。従って可動部２はトラ
ッキング方向（Ｘ座標方向）にも可動支持される。

磁気回路は、センターヨークｌＱａ、１０ｂと磁石１１
ａ、ｌｌｂとサイドヨーク１２ａ、１２ｂとで構成され
、きょう体６上に設置されている。センターヨークｌＱ
ａ、１０ｂが空孔１３ａ、１３ｂに位置し、磁気回路の
ギャップに前述のトラッキングコイル９の一辺及びフォ
ーカスコイル８の一部が位置する。

磁気回路のギャップには磁石によりＸ座標方向に磁束が
発生しており、この結果、可動部２は、フォーカスコイ
ル８に電流を与えることによりフォーカス方向（２座標
方向）に駆動され、トラッキングコイル９に電流を与え
ることによりトラッキング方向（Ｘ座標方向）に駆動さ
れ、集光レンズ１のフォーカス方向及びトラッキング方
向の運動がなされる。

以上述べた構成によれば、まず、フォーカスコイル８は
上下の板ばね間に位置するため、可動部２がフォーカス
方向に短くなり、その結果板ばねのねじれ方向に関する
可動部２の慣性モーメントを小さくすることができる。

また板ばねの剛性分布を可動部２及びアーム４と接合さ
れる付近で柔とし、その中間では板ばねに円筒面状の殻
構造を設けて剛とすることによってフォーカス方向には
柔であり、ねじれ方向には剛とすることができる。

そしてこれらの相乗効果によって可動部２のねじれ振動
共振周波数を高く設定することができる。

また、集光レンズｌのトラッキング方向の移動の支持を
、揺動支持で行っているため、アーム４に可動部２と同
様の動作をさせる必要がなく、板ばねにはねじれ振動を
誘発する無理な力のかからない構造となっている。

そして、フォーカスコイル８の駆動力は集光レンズ１の
Ｘ座標方向に関する両側で発生される構造であり、この
位置が板ばね３ａ、３ｂ、３ａ’＋３ｂ’のねじれの中
心軸に沿っているため、２箇所で発生する駆動力の間に
不釣り合いがあっても可動部２のねじれ方向の振動を励
起することはない。

本実施例によれば、可動部のねじれ振動に対する剛性を
高くすることができ、その結果集光レンズのトラック位
置ずれを起こす共振周波数を高く設定することができ、
従って十分なトラッキングサーボ帯域を確保できるため
、高速に集光レンズ位置制御を行うことができる。

なお、本実施例は本発明の範囲を制限するものでないこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のレンズアクチュエータに
よれば、慣性モーメントの小さな、集光レンズを搭載し
た可動部と、中央に円あるいは円弧状断面の円筒面を有
する板ばねを用いることによって、可動部ねじれ振動の
共振周波数を高め、高速動作を行うレンズアクチュエー
タとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す分解斜視図、第２図
は、第１図に示される実施例の斜視図、第３図は、第１
図に示される実施例の構成に含まれる板ばねの斜視図、 第４図は、第３図に示される板ばねの正面図、第５図は
、第３図に示した一点において切断した断面図である。 １・・・・・集光レンズ ２・・・・・可動部 ３ａ、３ｂ、３ａ’、３ｂ’　−−・板ばね４・・・・
・アーム ５・・・・・揺動支持機構 ６・・・・・きょう体 ７・・・・・軸 ８・・・・・フォーカスコイル ９・・・・・トラッキングコイル １０ａ、１０ｂ・・・センターヨーク １１ａ、ｌｌｂ・・・磁石 １２ａ、１２ｂ・・・サイドヨーク １３ａ、　１３ｂ　−・・空孔 １４・・・・・円筒面 代理人　弁理士　　岩　佐　　義　幸 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源からの光を記録媒体面上に集光する集光レン
   ズを搭載する可動部と、 前記可動部のトラッキング方向両側かつフォーカス方向
   上下にそれぞれ一端が接続され、両端に可とう部が設け
   られ、両端の可とう部に挟まれる中間部では、前記可動
   部のトラッキング方向及びフォーカス方向と互いに直交
   する長手方向に平行な軸回りに形成される、円あるいは
   円弧状断面を持つ円筒面を有し、かつフォーカス方向に
   可動な複数枚の板ばねと、 前記複数枚の板ばねの他端が接続されるアームと、 前記アームを、フォーカス方向と平行な一つの軸の回り
   に揺動可能にきょう体において支持する揺動支持機構と
   、 前記上下の板ばね間に存在し、かつ前記可動部に設けら
   れたフォーカスコイル及びトラッキングコイルと、 前記きょう体に設けられ、前記集光レンズの、トラッキ
   ング方向に垂直な方向の両側で前記フォーカスコイル及
   びトラッキングコイルと磁気的に結合する２つの磁気回
   路とを有するレンズアクチュエータ。