JPH01185847A - 対物レンズ駆動装置 - 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、光学式記録媒体への情報の記録、再生等を行
う各種装置に使用される光学ヘッドの対物レンズ駆動装
置に関するものである。

従来の技術 一般に、ビデオディスクなどの実学式記録媒体は、その
大きさに比して莫大な量の情報の収録が可能という利点
を持つが、そのために情報の単位であるピットは微細で
あり、その記録、再生にはレーザビーム等を光スポット
に集束して行う光学ヘッドが使用されている。この情報
の記録、再生は高い精度により行われるが、実際にはト
ラックの幅約０．５μｍ、深さ約０．１５μｍ、ピッチ
約１．６μｍ等と、その加工及び走査の条件は著しく厳
しい、そこで、仮に光学式記録媒体に歪があると、回転
する光学式記録媒体と光学ヘッドとの間隔が一定に保た
れず、レーザビームを光学式記録媒体の表面に光スポッ
トとして集束することができない、また、機器や光学式
記録媒体に偏心が存すると、光学ヘッドに対してトラッ
クが光学式記録媒体の半径方向に揺らぎ、光スポットが
トラックより外れるといったことが起こる。そこで、実
際には誤差を補正して確実な記録、再生を行うために対
物レンズをトラッキング方向、あるいは、フォーカス方
向に駆動し、レーザビームの集束位置を変化させて変動
するトラックに追従させ、情軸の記録、再生を行なって
いる。

そのための光学ヘッドの対物レンズ駆動装置として、特
開昭５９−１９１１４７号公報、特開昭６１−２４８２
４１号公報、特開昭６１−２７８０４４号公報等に開示
されているような、弾性体や回転軸によりフォーカス方
向及びトラッキング方向へ微動可能に支持された揺動部
に対物レンズを配し、基部に固定されたマグネットと対
になるように配したトラッキングコイルとフォーカスコ
イルとを揺動部に取付けるという技術が存している。こ
のような従来の対物レンズ駆動装置の一例を第５図に示
し、これを説明する。ここで、対物レンズ駆動装置は、
その対象物たる光学式記録媒体の記録方法に対応して形
成されているものであり、単体での説明では意味不明な
点があるので実際に機器に取付けた状態を想定して次の
三方向を提示する。すなわち、対物レンズの光軸方向で
あり光学式記録媒体の表面に垂直なフォーカス方向Ｆ、
対物レンズの光軸中心から見て光学式記録媒体の回転中
心の方向にあたるトラッキング方向Ｔ。

レーザビームの集束点におけるトラックの接線方向であ
るジッタ一方向Ｊの三方向を図中に示し。

これを前提として対物レンズ駆動装置の説明を行うもの
とする。なお、フォーカス方向Ｆ、　　トラッキング方
向Ｔ、ジッタ一方向Ｊはそれτれ互いに直角な方向であ
り、ここでは方向の正、負を問わないものとする。

まず、対物レンズ匪動装置１の対物レンズ２は、第１揺
動部であるボビン３に穿設された光路孔４に嵌着されて
いる。この時、この光路孔４は前記ボビン３の中央、つ
まり、重心にフォーカス方向Ｆに向かって貫通されてい
る。そこで、前記対物レンズ２はその光軸が前記フォー
カス方向Ｆと一致するようにボビン３に取付けられる。

また、前記ボビン３の前記対物レンズ２から見てトラッ
キング方向Ｔにある面外側面５には前記光路孔４を取囲
む形で足６が２本ずつ立設され、一方、前記対物レンズ
２から見てジッタ一方向Ｊには前記フォーカス方向Ｆに
貫通した断面長方形の孔７が２つ前記光路孔４をはさむ
形で穿設されている。さらに、このボビン３の外周には
前記対物レンズ２の光軸に巻きつくような方向に、フォ
ーカス磁気回路であるフォーカスコイル８が巻回されて
いる。

また、ドーナツ状にやや四角く巻回されたトラッキング
磁気回路であるトラッキングコイル９は。

前記ボビン３のジッタ一方向Ｊにある両外面１０に、前
記トラッキング方向Ｔに２個ずつ並ぶように、計４個取
付けられている。一方、基部であるベース１１には外側
に第１ヨーク１２と第４ヨーク１３とが、また、内側に
は前記ボビン３の前記孔７よりわずかに小さい第２ヨー
ク１４と第３ヨーク１５とがそれぞれ前記フォーカス方
向Ｆに向かって平行に立設されている。このベース１１
の前記第２ヨーク１４と前記第３ヨーク１５との中央部
には第２光路孔（図示せず）が前記フォーカス方向Ｆに
穿設されている。さらに、前記第１ヨーク１２と前記第
４ヨーク１３とには内側にマグネット１６が取付けられ
、この第１ヨーク１２と前記ベース１１とには軸受孔１
７が前記フォーカス方向Ｆに同軸となるよう穿設されて
いる。そして、第２揺動部であるアーム１８には前記足
６に対応する形状に突起１９が突設され、両端がテーパ
状に形成された回動軸２０がその中央に形成されている
。そこで、前記回動軸２０の両端にピボット軸受２１を
配して前記軸受孔１７に取付け。

前記第１ヨーク１２の外側面ヘダンパ２２を前記アーム
１８に当接するように取付ける。従ｐて、前記回動軸２
０は前記対物レンズ２の光軸と平行に配され、前記アー
ム１８は前記ベース１１に前記ダンパ２２の弾性力を介
して揺動可能に取付けられている。一方、前記ボビン３
はその前記孔７に前記第２ヨーク１４と前記第３ヨーク
１５とが挿入される形態で前記ベース１１にエアーギャ
ップを有してはめ込まれる。そこで、前記ボビン３の前
記足６と前記アーム１８の前記突起１９との平面方向を
水平にして弾性体である４枚の板バネ２３により結合す
ることにより、前記ボビン３は前記アーム１８に箭記板
バネ２３の弾性力を介して前記フォーカス方向Ｆに平行
移動可能に保持される。

このような構成による対物レンズ駆動袋Ｍ１の動作につ
いて、実際に機器へ取付けて光学式記録媒体の記録を再
生する場合を例にして説明する。

レーザ発光部（図示せず）より発せられたレーザビーム
はプリズム（図示せず）や反射鏡（図示せず）等の光学
部材を経て対物レンズ２に照射され、この対物レンズ２
によって回転する光学式記録媒体（図示せず）のトラッ
ク（・図示せず）上に光スポットとして集束される。こ
の時、光学式記録媒体（図示せず）や機器本体（図示せ
ず）が誤差を有し、たとえば、フォーカスエラーが発生
した時には、フォーカス検出部からの信号に基づいてフ
ォーカスコイル８にその変位量に応じた電流が流され、
また、フォーカスコイル８はマグネット１６により界磁
されているので、フレミングの法則により駆動力を発生
し、ボビン３を板バネ２３の弾性−力に反してフォーカ
ス方向Ｆに所定量移動する。

一方、トラック（図示せず）が光学式記録媒体（図示せ
ず）の半径方向に変動した場合、すなわち、トラッキン
グエラーが発生した時には、トラッキング検出部からの
信号に基づいてその変動量に応じた電流がトラッキング
コイル９に流されて。

トラッキングコイル９が磁力を発生し、このトラッキン
グコイル９はマグネット１６に吸引９反発することによ
る駆動力によって、ボビン３をダンパ２２の弾性力に反
して回動軸２ｏを中心としてトラッキング方向Ｔに所定
量揺動する。このようにして、対物レンズ２は変位され
てレーザビームの集束位置が移動して、光スポットが変
動するトラック（図示せず）に追従される。この時、板
バネ２３は足５と突起１９とに箱形様に配されているの
で、ボビン３の動きは平行移動であり、移動後も対物レ
ンズ２の光軸方向が傾くことがない。

つぎに、上述のような配置のトラッキングコイル９を用
いた対物レンズ駆動装置１のトラッキング動作の伝達特
性について第６図ａないし第６図すを用いて説明する。

第６図ａは横軸に周波数。

縦軸にゲインを表し、第６図すは横軸に周波数。

縦軸に位相を表した周波数特性の片対数グラフである。

この両グラフによると周波数１に＆付近にピーク、つま
り、副共振が現れている。この原因としては次のような
ことが知られている。すなわち、上述のような対物レン
ズ駆動装置１では、ボビン３は箱形なのでトラッキング
コイル９が固定される２つの外面１０の一方の面は回動
軸２０に近接し、他方の面ば回動軸２０から遠距離にあ
る。

そこで、剛性の高いボビン３がトラッキング動作を行う
と回動軸２０に近いトラッキングコイル９と遠いトラッ
キングコイル９とではマグネット１６に対する吸引９反
発力は同一であるのに、移動距離及び移動速度は異なる
ように強制されることになる。そこで、各トラッキング
コイル９の回転モーメントが一致しないためにボビン３
を含む揺動部に部分共振が発生する。そして、これが要
因となって対物レンズ駆動装置１の伝達特性に副共振が
現れることが判明している。そこで、これを解消するた
めに回動軸２０から遠距離にある面のトラッキングコイ
ル９にのみ通電した場合の対物レンズ駆動装置１のトラ
ッキング動作の伝達特性を第６図Ｃ及び第６図ｄに示す
、この場合では、第６図ａ、第６図すのピークはど大き
くはないが、１ｋｌ（ｚ付近にやはり副共振であるデイ
ツプが現れている。これは、箱形であるボビン３の片面
のトラッキングコイル９だけが駆動力を発揮してボビン
３を移動しようとするために、作用する力の中心がボビ
ン３を含む揺動部の重心と一致せず、この揺動部の回動
軸２０に近い側の応答性が低いために、やはり、ボビン
３を含む揺動部に部分共振が発生し、これが要因となっ
て対物レンズ駆動装置の伝達特性に副共振が現れている
ものである。

なお、２５）Ｉｚｚ付近１０ｋＨｚ以上にピークが見受
けられるが、ここで、この２５Ｈｚという周波数は板バ
ネ２３の弾性力とボビン３を含む揺動部のモーメントに
より定まる最低共振周波数であり。

一方、この１ｏｋＨｚ以上の周波数は揺動部の材質によ
り定まる高域遮断周波数で、ともに対物レンズ駆動装置
で実際の駆動に使用する値からは大きく隔たっている。

発明が解決しようとする問題点 上述のような対物レンズ駆動装置は構造が簡単で設計、
１１作も容易なので広く普及しているものである。だが
、このような対物レンズ駆動装置のトラッキングコイル
の作用力は第１揺動部に偏在することになって、第１揺
動部に部分共振が存しがちであり、これが要因となり伝
達特性に副共振が発生して光学式記録媒体への記録、再
生時にノイズの発生や誤動作の原因となることが多々見
受けられる。しかし、このような部分共振をなくすため
に一部のトラッキングコイルの通電を切っても、第１揺
動部の他部に応答性の遅れが出て、やはり、第１揺動部
に部分共振が発生し、伝達特性に副共振が見られ、解決
には至らない。

問題点を解決するための手段 対物レンズを保持する第１揺動部をマグネットが固定さ
れた基部の間に移動自在に配設し、対物レンズの光軸と
平行に配した回動軸に第２揺動部を回転自在に取付け、
この第２揺動部と第１揺動部とをフォーカス方向にのみ
変位する弾性体により結合し、第１揺動部にこの第１揺
動部をフォーカス方向に駆動する一つあるいは複数のフ
ォーカス磁気回路とトラッキング方向に駆動する一つあ
るいは複数のトラッキング磁気回路とを設けた対物レン
ズ駆動装置において、対物レンズを含むトラッキング方
向に延ばした面内にトラッキング磁気回路を配置する。

作用 第１揺動部に取付けるトラツキ・ング磁気回路を、対物
レンズを含むＩ・ラッキング方向に延ばした面上に配置
したことにより、トラッキング磁気回路の第１揺動部に
作用する力が偏在することがないので１部分共振の発生
が抑制され、安定した駆動状態が得られる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。前述の従来例で説明した部分と同一部分は同一符
号を用い、説明も省略する。

ボビン３にはあらかじめ巻回されたフォーカスコイル８
が両外面１ｏにボビン３をはさむ形態に取付けられ、こ
のフォーカスコイル８はその巻回された中央に中空部分
２４を有している。また、ボビン３の面外側面５にはコ
イル溝２５が光路孔４をはさむようにトラッキング方向
Ｔに形成されており、このコイル溝２５にはドーナツ状
にやや四角く巻回されたトラッキングコイル９が半身埋
込まれ、その−辺のみが露出した状態で取付けられてい
る。また、ベース１１に立設された第１ヨーク１２のベ
ース１１近隣には長孔２６が穿設され、第１ヨーク１２
及び第４ヨーク１３の内側には凹形のマグネット２７が
フォーカスコイル８を取囲むように配されている。なお
、この２個のマグネット２７の向いあった両端面はそれ
ぞれ異極に帯磁されている。また、ベース１１にはフッ
化樹脂等の減摩材により表面がコーティングされて。

中央に軸孔２８の形成された円錐軸受２９が取付けられ
ている。一方、アーム１８はその中央に長軸孔３０が穿
設され、この長軸孔３０の両端は前記円錐軸受２９に対
応するようテーバ状に拡げられて、フッ化樹脂等の減摩
材により表面がコーティングされて軸受部３１が形成さ
れている。また、この軸受部３１に対応するよう円錐状
に形成され、やはりフッ化樹脂等の減摩材により表面が
コーティングされたストッパ３２を一端に持つ、回動軸
である長軸３３が、前記アーム１８の長軸孔３０に嵌合
される。そして、前記長軸３３は、その前記スｌ−ツバ
３２と逆の一端が前記円錐軸受２９の前記軸孔２８に嵌
着されることにより、フォーカス方向ｒ？に向かって立
設される。こうして、アーム１８はベース１１ヘダンパ
２２の弾性力を介して、長軸３３を中心としてトラッキ
ング方向Ｔに揺動可能にエアーギャップの無い状態で保
持されることになる。そこで、ボビン３の足６とアーム
１８の突起１９との平面方向を水平にして板バネ２３に
より結合することにより、ボビン３はアーム１８に対し
てフォーカス方向Ｆへ平行に微動可能に保持される。な
おこの時、ベース１ｏに近接する側の板バネ２３は前記
長孔２６を通ることにより足６と突起１９とを連結する
。

このような構成による対物レンズ駆動装置１の動作につ
いて、従来例と同様に光学式記録媒体の記録を再生する
場合を例にして説明する。

レーザビームは対物レンズ２によって光学式記録媒体（
図示せず）のトラック（図示せず）上に光スポットとし
て集束される。この時、フォーカスエラーが発生すると
、フォーカス検出部からの信号に基づいてフォーカスコ
イル８に電流が流され、また、フォーカスコイル８はマ
グネット２７により界磁さ汎ているので、フレミングの
法則により坊区動力が発生し、ボビン３をフォーカス方
向Ｆに所定量移動する。

一方、トラッキングエラーが発生した時には、トラッキ
ング検出部からの信号に基づいてその変動量に応じた電
流がトラッキングコイル９に流されて、トラッキングコ
イル９が磁力を発生する。

そして、このトラッキングコイル９はマグネット２７に
吸引５反発することによる暉動カによって、ボビン３を
ダンパ２２の弾性力に反して長軸３３をその揺動中心と
して、トラッキング方向゛ｒに所定量揺動する。このよ
うにして、対物レンズ２゜ボビン３を含む揺動部がフォ
ーカス動作あるいはトラッキング動作をしてレーザビー
ムの集束位置が移動され、フォーカスエラー及びトラッ
キングエラーが補正される。

そこで、このような対物レンズ駆動装置１のトラッキン
グ動作の伝達特性を第４図ａ及び第４図すに示す、第４
図ａは横軸に周波数、縦軸にゲインを表し、第４図すは
横軸に周波数、縦軸に位相を表した周波数特性の片対数
グラフである。両グラフを見ると、２５七付近の最低共
振周波数に存するピークから高域遮断周波数である１０
ｋ）ｌｚ以上に見られるピークまでなだらかにグラフは
描がれ、この間にピーク、デイツプとも存在しない。

この理由としては、次のようなことが判明している。

すなわち、上述のような対物レンズ駆動装置１では、対
物レンズ２はボビン３を含む揺動部の重心位置に取付け
られており、トラッキングコイル９はこの対物レンズ２
を含むトラッキング方向に延ばした面内でボビン３に配
置されているので。

その発揮する駆動力の中心はボビン３を含む揺動部の重
心と一致し、この重心位置にある対物レンズ２は高い応
答性により駆動され、ボビン３を含む揺動部に部分共振
の発生することも抑制される。

さらに、トラッキングコイル９は２個配されているが、
回転中心である長軸３３と両トラッキングコイル９との
距離は同一であり、トラッキング動作によりボビン３が
揺動しても両トラッキングコイル９の移動速度、並びに
マグネット２７からの移動距離は同じであるのでボビン
３を含む揺動部に部分共振が発生することがない、した
がって、部分共振や応答性の遅れが要因となり対物レン
ズ駆動装置１の伝達特性に現れた副共振は、これら要因
がないため、本実施例による伝達特性を示すグラフ第４
図ａ、ｂには見られない。

なお、本実施例では、アーム１８をベース１１に固定し
た長軸３３に回転自在に取付ける形式としたが、従来例
のようなアーム１８と回動軸２゜とを一体に形成してベ
ース１１へ回転自在に取付ける形式でも可能である。

発明の効果 本発明は、上述のように対物レンズを保持する第１揺動
部と対物レンズの光軸に平行な回動軸を中心に揺動可能
な第２揺動部とをフォーカス方向にのみ変位する弾性体
により結合し、第１揺動部に取付けるトラッキングコイ
ルを対物レンズを含むトラッキング方向に延ばした面上
に配置したことにより、トラッキングコイルが対物レン
ズをはさんで同一面上に配置されるので、トラッキング
コイルの発揮する駆動力の作用中心はボビン、対物レン
ズを含む揺動部の重心と一致することになり、その作用
力はボビンに対して偏在することがなく、また、この揺
動部の重心と対物レンズの光軸とが一致するように形成
されているので、トラッキング動作の回転モーメントは
対物レンズに有効に作用するため、その応答性は高く、
揺動部に部分共振が発生することが抑制され、さらに、
取付けられた各トラッキングコイルと回転中心である回
動軸との距離が同一なのでトラッキング動作によりボビ
ンが移動しても各トラッキングコイル間で移動速度、並
びにマグネットからの移動距離に差が出ることはないの
で、対物レンズを含む揺動部に部分共振が発生すること
がなく、そのため、対物レンズ旺動装置の伝達特性にお
いて実用周波数域で共振が起こらず、光学式記録媒体へ
の記録。

再生時にノイズが発生したり、誤動作を起こすことなく
確実な作動が行われる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は分解
斜視図、第３図は側断面図、第４図ａは本発明のゲイン
と周波数との特性を表すグラフ、第４図すは位相と周波
数との特性を表すグラフ、第５図は従来の一例を示す分
解斜視図、第６図ａは従来例のゲインと周波数との特性
を表すグラフ、第６図すは位相と周波数との特性を表す
グラフ、第６図Ｃは従来例のトラッキング磁気回路の一
部を断続した時のゲインと周波数との特性を表すグラフ
、第６図ｄは位相と周波数との特性を表すグラフである
。 １・・・対物レンズ駆動装置、２・・・対物レンズ、３
・・・第１揺動部、８・・・フォーカス磁気回路、９・
・・ト。 ラッキング磁気回路、１１・・・基部、１６・・・マグ
ネット、１８・・・第２揺動部、２０・・・回動軸、２
３・・・弾性体、２７・・・マグネット、３３・・・回
動軸、Ｆ・・・フォーカス方向、Ｔ・・・トラッキング
方向量　願　人　　　東京電気株式会社 」犀図 （ａ） （ｂ） Ｊ６ （ａ） （ｂ） 図（を船り） （Ｃ） ＜ｄ） （Ｋ目ｚ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対物レンズを保持する第１揺動部をマグネットが固定さ
   れた基部の間に移動自在に配設し、前記対物レンズの光
   軸と平行に配した回動軸に第２揺動部を回転自在に取付
   け、この第２揺動部と前記第１揺動部とをフォーカス方
   向にのみ変位する弾性体により結合し、前記第１揺動部
   にこの第１揺動部をフォーカス方向に駆動する一つある
   いは複数のフォーカス磁気回路とトラッキング方向に駆
   動する一つあるいは複数のトラッキング磁気回路とを設
   けた対物レンズ駆動装置において、前記対物レンズを含
   む前記トラッキング方向に延ばした面内に前記トラッキ
   ング磁気回路を配置したことを特徴とする対物レンズ駆
   動装置。