JPH01176336A - 対物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、レーザディスク−ＣＤ・ＣＤ−Ｖ・ＣＤ−Ｒ
ＯＭ１ＣＤ−Ｉ等に記録・再生する際に適用される光ヘ
トの対物レンズアクチュエータに関し、特に、レーザデ
ィスク用の光ヘッドのアクチュエータ方式として用いて
好適な対物レンズアクチュエータに関する。

従来の技術 レーザディスク用光ヘッドにおける対物レンズアクチュ
エータは、フォーカス方向に±２ｍｍ・ラジアル方向に
±０．５ｍｍの可動範囲が要求される。しかも、１５Ｋ
Ｈｚ以上の副次共振が要求される。

従来の対物レンズアクチュエータは、スライド回転方式
〇平行板バネ方式等て構成し、上述した性能を達成する
ようにしていた。

スライド回転方式は、ベース上に立設した垂直軸に、対
物レンズホルダーを軸方向に摺動可能にかつ回動可能に
支持して構成されている。このレンズホルダーには、フ
ォーカスコイルおよびトラッキングコイルが取付けられ
ている。そしてこのコイルがベース上の磁気回路に組み
付けられている。対物レンズは、対物レンズホルダーに
取付けられている。そうして、対物レンズは軸を中心と
するレンズホルダーの回動動作によりトラッキング方向
に移動され、軸方向へのレンズホルダーの摺動動作によ
りフォーカス方向に移動される。これによす、光ヘッド
のトラッキングサーボおよびフォーカスサーボが行われ
ている。

一方、平行板バネ方式は、光ヘッド本体に固定したフレ
ームに上下一対の平行板バネを介して可動フレームを支
持し、この可動フレームに左右−対の平行板バネを介し
て対物レンズホルダーを支持して構成されている。レン
ズホルダにはトラッキングフィルが取付けられ、可動フ
レームにはフォーカスコイルか取付けられている。そし
て、トラッキングコイルおよびフォーカスコイルはベー
ス上の磁気回路に組み付けられている。対物レンズはレ
ンズホルダーに取付けられている。対物レンズは平行板
バネの弾性変形によりトラッキング方向およびフォーカ
ス方向に平行移動される。これにより、光ヘッドのトラ
ッキングサーボおよびフォーカスサーボが行われている
。

発明か解決しようとする問題点 ところが、スライド回転式の対物レンズアクチュエータ
では、レンズホルダーを上下に摺動させてフォーカス駆
動を行うようにしているので、対物レンズを介して収束
するレーザ光のビームスポットがディスクにジャストフ
ォーカスに照射された状態から上下に可動させるために
は、ジャストフォーカス時にレンズホルダーが浮上して
いなければならない。そのため、レンズホルダーが電磁
駆動力によってのみ支持されているので、常時支持力を
加える必要がある。また、この方式では、摺動動作とと
もに回動動作が可能になっているので、フォーカス方向
の摺動動作時に回転方向にフラつく欠点があり、確実な
垂直方向のフォーカスサーボが行えない。

一方、平行板バネ方式では、平行板バネの弾性変形によ
り可動されるので、上下、あるいは左右の板バネに不均
一に力がかかるとネジレを生じるおそれがあり、対物レ
ンズに傾きが生じ易い欠点がある。また、対物レンズホ
ルダーはトラッキング方向への可動のためディスク半径
方向に直角な方向に延びる左右の平行板バネに支持され
ているので、光ヘッドの高速アクセス時に慣性モーメン
トがかかりディスク半径方向にブしてしまう。さのため
、アクセス動作が遅れてしまう欠点がある。

本発明は、以上の点に鑑み提案されたもので、副次共振
が高く、感度が良く高性能な対物レンズアクチュエータ
を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は、光ヘッド本体に固定された支持フレームに上
下一対の平行板を弾性ヒンジを介して上下に回動自在に
支持し、この平行板の先端に円弧状の対物レンズホルダ
ーをダイナミックバランス点を中心に水平方向に回動可
能に支持し、この対物レンズホルダーの周縁にフォーカ
ス用コイルとトラッキング用コイルとを組み合わせたコ
イルを複数組取付け、前記光ヘッド本体に固定された磁
気回路にコイルを組み合わせ、トラッキング駆動および
フォーカス駆動を行うようにした。

作用 対物レンズホルダーは、平行板を介し、て支持され、弾
性ヒンジの弾性変形による平行板の上下方向への回動に
よって上下に平行移動可能になっている。さらに、対物
レンズホルダーは、平行板の先端にダイナミックバラン
ス点を中心に水平に回動可能に支持されている。対物レ
ンズホルダーに取付けられる対物レンズは、支持中心に
回動方向に移動可能になっている。この移動は、レンズ
ホルダーに組み付けられた電磁駆動系によって駆動され
る。こうして、対物レンズは、フォーカスコイルを介し
てフォーカス方向に、トラッキングコイルを介してトラ
ッキング方向に駆動され、コイルに流す電流制御によっ
てトラッキング方向およびフォーカス方向にサーボされ
る。

実施例 以下、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図および第３図は本発明に係る対物レンズ
アクチュエータを示している。

アクチュエータペース１０上には、一端に支持フレーム
１１が取付けられている。支持フレーム１１には、立上
がり部１１１が垂直に形成されている。立上がり部１１
１には、上下一対の支持板１２．１２が弾性ヒンジ１３
．１３を介して平行に支持されている。支持板１２．１
２は、弾性ヒンジ１３．１３の弾性変形によって上下方
向に回動自在に支持されている。支持板１２．１２は、
ディスクＤの半径方向に平行にディスク中心方向に向っ
て配置されている。支持板１２．１２の先端には、ヒン
ジ部１４．１４を介して断面三等辺三角形状の支持部１
５が取付けられている。

このように、支持板１２．１２は、弾性ヒンジ１３．１
３とヒンジ部１４．１４とにより４点リンク状に形成さ
れ、弾性ヒンジ１３．１３の弾性力に抗して平行四辺形
状に形状をかえて他端が垂直上下方向に移動されるよう
になっている。

支持部１５には、ヒンジ１６を介して取付片１７が形成
されている。取付片１７はヒンジ１６を介して左右方向
に回動可能になっモいる。取付片１７にレンズホルダー
１８か取付けられている。

レンズホルダー１８は、略円周に近い円弧形状（略三日
月状）に形成されている。レンズホルダー１８は、その
ダイナミックバランスをとる位置をヒンジ１６による回
動中心にして支持部１５を介して支持板１２．１２に支
持されている。レンズホルダー１８には、その両端部を
結んでバランサ１００が取付けられている。

このバランサ１００によって、レンズホルダー１８のダ
イナミックバランスの位置を設定し、レンズホルダー１
８の円弧状の内面中心位置にダイナミックバランスの位
置がくるようにしている。

こうして、円弧形状のレンズホルダー１８の外周形状が
ヒンジ１６を介して支持された回動中心を中心とする円
状になるようにしている。レンズホルダーエ８には、支
ｔ８板１２．１２の方向と回動中心に対して直角方向に
対物レンズ３０が取付けられている。対物レンズ３０は
、その中心軸が、ディスク径方向に直交して位置されて
いる。

レンズホルダー１８の外周面には、トラッキングフィル
１９とフォーカスコイル２０とを組み合わせた３組のコ
イル２Ｌ　２Ｌ　２１が取付けられている。コイル２Ｌ
　２Ｌ　２１は、レンズホルダー１８を回動中心を中心
に等角度に等分する３ケ所に取付けられている。フォー
カスコイル２０は、コイル線を略楕円形の筒状に巻いて
形成されている。トラッキングコイル１９は、コイル線
を偏平枠状に巻いて形成されている。トラッキングコイ
ル１９はその一辺をフォーカスコイル２０の長手方向の
中心に軸方向に合わせて接着されている。こうして、ト
ラッキングコイル１９とフォーカスフィル２ｏとが組み
合わされ組コイル２１が形成されている。

一方、アクチュエータペース１０上には、コイル２１．
２１．２１に対応して磁気回路２２．２２．２２が配設
されている。磁気回路２２は、コ字状のヨーク体２３と
、その−片２３１に他片２３２に対向して取り付けたマ
グネット２４とによって形成されている。ヨーク体２３
は、例えば、周方向の３ケ所に立上り片２３Ｌ　２３２
を対向して折曲げ、３つのヨーク体２３．２３．２３を
一体に板金加工して形成されている。この磁気回路２２
．２２．２２の内側のヨーク片２３２・・・にコイル２
１、φ・書が隙間を形成して組み付けられている。こう
して、ヨーク片２３２番・・とマグネット２４との間の
磁界内に、フォーカスフィル２０とトラッキングコイル
１９とが組み入れられている。

アクチュエータペース１０の下部には、光学系を組み付
けたオプトペース４０か取付けられている。アクチュエ
ータペース１０には、対物レンズ３０の中心軸に対向し
てレーザ光が通過可能に開口穴が形成されている。対物
レンズ３０の中心軸方向のオプトベース４０の下端にレ
ーザダイオード３１が配設されている。レーザダイオー
ド３１から射出されるレーザ光軸と対物レンズ３０の中
心軸が一致されている。オプトベース１０には、光軸方
向に、回折格子３２、偏光ビームスプリッタ３３、コリ
メータレンズ３４．１／４彼長板３５がその順に配設さ
れている。偏光ビームスプリツタ３３の直角方向には、
アナモルフィック凹レンズ３６と６分割光センサ３７と
がその順に配設されている。

レーザ光はレーザダイオード３１から射出され、回折格
子３２、偏光ビームスプリッタ３３・コリメートレンズ
３４・１／４波長板３５を介して対物レンズ３０に至る
。このとき、レーザ光は、回折格子３２を介して０次光
と±１次光との３ビームに分散される。そして、コリメ
ートレンズ３４を介して平行ビームに形成される。その
のち、１／４彼長板３５を通過し、対物レンズ３０を介
してディスクＤに収束される。ディスクＤには、３ビー
ムに分散されたビームスポットかトラックを斜めに交差
して照射される。

Ｌ・−ザ光は、ディスクＤに反射されて光軸を逆方向に
戻される。この戻り光は、対物レンズ３０・１／４波長
板３５＠コリーメートレンズ３４・偏光ビームスプリッ
タ３３・アナモルフィック凹レンズ３６を介して６分割
光センサ３７に至る。このとき、戻り光が１／４波長板
３５を通過して、往路と復路で往復することにより、レ
ーザダイオード３１から射出されたＳ偏光のレーザ光が
偏光面を９０度回転させたＰ偏光の戻り光に変換される
。こうして、コリメートレンズ３４を介して収束される
戻り光が、偏光ビームスプリツタ３３を介して偏光され
、光センサ配置した信号検出系に導かれる。そして、戻
り光は、第４図に示すように、アナモルフィック凹レン
ズ３６を通して光センサ３７に投射される。この戻り光
の０次光は６分割光センサ３７の中央の４分割受光素子
３７Ａ１３７Ｂ、３７Ｃ１３７Ｄに受光され、±１次光
が左右の受光素子３７Ｅ、３７Ｆに受光される。４分割
受光素子に投射されるビームはジャストフォーカスのと
き、４分割受光素子３７Ａ〜３７Ｄに等分される円形状
となる。ディスクＤが面ブレし、ディスクＤと対物レン
ズ３０との間隔に遠近が生じると、アナモルフィック凹
レンズ３６を介して対角方向の受光素子３７Ａ、３７Ｃ
あるいは３７Ｂ、３７Ｄに長い非等方なビームになる。

これにより、受光素子３７Ａ〜３７Ｄに受光して変換さ
れる電気信号Ａ−Ｄを（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算式
により演算してフォーカスエラー信号が検出される。一
方、トラッキングエラー信号は、±１次光を左右の受光
素子３７Ｅ−３７Ｆに受光してその電気信号Ｅ、Ｆを（
Ｅ−Ｆ）により演算して検出される。すなわち、受光素
子３７Ｅ１３７Ｆに受光して変換される電気信号Ｅ、Ｆ
を（Ｅ−Ｆ）の演算式により演算してトラッキングエラ
ー信号が検出される。

こうして、検出されたフォーカスエラー信号およびトラ
ッキングエラー信号によって対物レンズアクチュエータ
が２次元方向にサーボ駆動される。

フォーカスエラー信号によって、フォーカスコイル２０
１２０．２０に制御電流が流されると、磁気回路２２−
−−の磁束内にあるフォーカスコイル２０・４１令に上
下垂直方向に移動させようとする電磁力が働く。この電
磁力により、フォーカスコイル２０・・・を取付けたレ
ンズホルダー１８が第５図に示すように、支持板１２．
１２を支持する弾性ヒンジ１３．１３の弾性力に抗して
上方または下方に平行に移動される。これによって、対
物レンズ３０が上方または下方に移動される。

そうして、対物レンズ３０を介して収束されるレーザ光
がジャストフォーカスになるまで、フォーカスサーボが
行われると、その状態に保持される。

こうして、フォーカスエラー信号（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ　＋
　Ｉ）　）が±０となるジャストフォーカス状態にフォ
ーカスサーボされる。

一方、トラッキングエラー信号によって、トラッキング
コイル１９・拳・に制御電流が流されると、磁気回路２
２命・φの磁束内にあるトラッキングコイル１９・・・
に左右方向に移動させようとする電磁力がかかる。この
電磁力により、トラッキングコイル１９＊・・を取付け
たレンズホルダー１８がヒンジ１６を中心に左右方向に
回動される。これによって、ディスク半径方向に対向し
て位置する対物レンズ３０が第６図に示すようにディス
ク半径方向に沿う円弧状に回動される。そうして、ディ
スクに照射されている±１次光がトラックを挾み、０次
光がトラック上に照射される状態まで移動される。こう
して、トラッキングエラー信号（Ｅ＝Ｆ）が±０となる
状態にトラッキングサーボされる。

実施例における係るアクチュエータ構造によると、レン
ズホルダー１８が弾性ヒンジ１３．１３、およびヒンジ
部１４．１４を介して４点支持した平行支持板１２．１
２に支持され、平行支持板１２．１２の平行四辺形彫状
の可動動作によって上下垂直のフォーカス方向に平行に
移動されるので、平行板バネによる支持構造のように、
対物レンズに傾きを生じることなく確実な平行移動が行
える。

また、レンズホルダー１８は、そのダイナミックバラン
ス点を中心に回動可能に支持されているので、光ヘッド
の高速アクセス、高速スレッド送りに対し、その慣性力
によって、対物レンズ３０の移動方向（トラッキング方
向）へのブレは生じない。

発明の効果 以１−説明したとおり、本発明によれば、レンズホルダ
ーをフォーカス方向に平行支持板によって平行支持し、
トラッキング方向にレンズホルダーのダイナミックバラ
ンス点を中心に回動支持した支持構成にしているので、
対物レンズのレンズ軸に傾きを生じることなく確実な平
行移動が行え、かつ高速送り時における慣性力によるブ
レが生じしにくくなる。

さらに、ダイナミックバランスがとれているので、副次
共振が例えば１５ＫＨｚ以上に高くなる。

したがって、動的特性に優れたアクチュエータ構造を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る対物レンズアクチュエータを示す
平面図、第２図はその断面及び本発明か適用される光学
系の一構成例を示す側断面図、第３図は同じくその部分
拡大斜視図、第４図は光学系に係る光センサを示す平面
図、第５図は対物レンズアクチュエータのフォーカス方
向の動作を示す側面図、第６図は対物レンズアクチュエ
ータのトラッキング方向の動作を示す平面図である。 １０・・働アクチュエータベース、 １１・・・支持フレーム、 １２・自・支持板、 １３・・・弾性ヒンジ、 １４争・・ヒンジ部、 １６・・・ヒンジ、 １８・・・レンズホルダー、 １９・・・トラッキングコイル、 ２０・・拳フォーカスコイル、 ２２１１・−磁気回路、 ３０・−拳対物レンズ、 Ｄ・・拳ディスク。 特許出願人　　日本電気ホームエレクトロニクス第２　
図 第３図 第４図 ３７Ｅ　　３７Ａ　３７Ｄ　３７Ｆ 第５図 第６図 手続補正帯 昭和６３年１月１６日 ２、発明の名称 対物レンズアクチュエータ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　大阪市淀用区宮原三丁目５番２４号氏　
名（名称）　　（１！１１３）日本電気ホームエレクト
ロニクス株式会社 代表者　　村上　隆− ４、代理人　〒１６０ ６、補正の対象 （１）明細書の「３、発明の詳細な説明」の欄（２）図
面の第２図 （２）明細書第９頁第１８行の「３２に対向して」を「
３２と対向させて」と訂正する。 以上 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ヘッド本体に固定された支持フレームに上下一
   対の平行板を弾性ヒンジを介して上下に回動自在に支持
   し、この平行板の先端に円弧状の対物レンズホルダーを
   ダイナミックバランス点を中心に水平方向に回動可能に
   支持し、この対物レンズホルダーの周縁にフォーカス用
   コイルとトラッキングコイルとを組み合わせたコイルを
   複数組取付け、前記光ヘッド本体に固定された磁気回路
   に前記コイルを組み合わせてなる対物レンズアクチュエ
   ータ。