JPH03292640A

JPH03292640A - 光ヘッド及び傾き調整方法

Info

Publication number: JPH03292640A
Application number: JP9550390A
Authority: JP
Inventors: Takashi Obara; 隆小原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1991-12-24

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】（技術分野）本発明は光デイスク原盤カッティングマシンあるいは光
情報読み取り装置等に用いられる光ヘッド、詳細には対
物レンズを変移させて自動焦点制御を行なうアクチュエ
ータ部の支持構造及びその傾き調整手段に関するもので
ある。

（従来技術）光ディスクに記録された情報を読み取るための光ヘッド
として、対物レンズを光軸方向に移動可能に構成した駆
動部を備え、ディスク面の光軸方向偏位に追従して自動
的にフォー力ツシングするための自動焦点合わせ機能を
備えたものがある。

特に、光デイスク原盤カッティングマシン等における自
動焦点合わせ機能は高精度を要求されるため、対物レン
ズの駆動応答特性を左右する対物レンズの支持方法及び
駆動手段の調整方法が精度を向上する上で極めて重要な
要素となり、これらに関する対策が種々提案されている
。

例えば特開昭６０−１５７７３３号公報「光ヘッド」に
は、対物レンズを取り付けた支持部材を、二枚の板バネ
によって周囲フレームに対して対物レンズの光軸方向に
沿って可動状態に支持すると共に、この支持部材の一部
に巻回したコイルに通電することによって、上記フレー
ムに固定した永久磁石との間に磁力作用を発生させて対
物レンズを変移する構成が開示されている。

しかし、このように単に板バネにて支持しただけの構造
においては、各部品の取り付は精度誤差等によって対物
レンズの光軸方向と、その周囲に配設した永久磁石面と
の間にずれが生じると、対物レンズを高速駆動した時の
駆動制御特性が不安定になったり、甚だしくは制御不可
能になる欠点があった。

このため、従来実開昭６０−８９６１７号公報「光学式
ディスクメモリ装置の記録再生用対物レンズ支持装置」
に見られるように、対物レンズを収納した円筒の周囲と
筐体との間に複数のボールベアリングを配設して、光軸
に垂直方向のずれを生じさせないように構成することも
考えられるが、この場合には軸受は部の機械的加工精度
の要求が厳格となって価格上昇を招来し、さらにはボー
ルベアリングの転がり摩擦のため直進特性が劣化し高速
駆動時の動作不感を招くばかりか、その結果自動焦点制
御サーボ系がハンチングを発生する虞れがあった。

（発明の目的）本発明は上述したような光ヘッドにおける諸問題点に鑑
みてなされたものであって、コスト上昇や直進特性を損
なうことなく対物レンズの光軸に垂直な方向のずれを調
整可能とし、もって高速駆動時等において安定した自動
焦点制御を行なうことを可能にした光ヘッドを提供する
ことを目的としている。

（発明の構成）この目的を達成するために、本発明では対物レンズ、そ
の側部を包囲するレンズ枠、該レンズ枠周辺に一体に連
結した円筒枠に巻回された駆動コイルとからなる可動部
と、該可動部を筐体またはケースに少なくとも対物レン
ズ光軸方向に移動可能に支持する手段と、磁界中に上記
駆動コイルが位置するように配置した磁界発生手段と、
上記磁界発生手段の傾きを調整する手段とを備えたこと
を特徴としている。

また、上記可動部には更に速度検出コイルを付加し、こ
の速度検出コイルに発生する電流または電圧の水平方向
成分あるいは垂直方向成分を検出してその値を利用して
前記傾き調整手段を操作できるようにしたこと、更には
上記速度検出コイルに発生する電流または電圧を、＠配
回動部の変位量検出と上記磁界発生手段の傾き量検出の
両方に利用することを特徴としている。

以下、図示した芙施例を参照しつつ本発明を更に詳細に
説明する。

第１図は本発明の光ヘッドの部分的縦断面図であり、説
明を簡略化して理解の容易化を図るため、中心線より左
半分のみを断面図で示したが、右半分は中心線に対し左
側と全く対称な構成である。

この図において符号１は、レーザー光が所定位置に焦点
を形成するように絞り込むための対物レンズであり、そ
の先軸方向を除いた側部周囲をレンズ枠２によって包囲
されている。

また、上記レンズ枠２の上端部は一旦外形方向へ延びた
あとで下方に直角に屈曲することによって同心円筒状の
コイルボビン３となり、このコイルボビン３の外周上部
には速度検出コイル４が。

また下方には駆動コイル５が夫々巻回されてている。レ
ンズ枠２、これと一体のボビン３、並びにコイル４．５
は光軸方向へ一体移動可能な可動部を構成している。

更に上記レンズ枠２の軸方向上下端部外周には夫々ネジ
部２ａ、２ｂと段部２ｃ、２ｄが形成され、上下の各ね
じ部２ａ、２ｂに夫々螺着される上下のリング（バネ押
え）６．７と断部２ａ、２ｄとの間で板バネ８．９の内
径側端縁を挟圧する共に、この板バネ８．９の外形側端
縁を当該光ヘッドの筐体となるケースｌＯにはめ込まれ
たバネ受はリング１１−１と、バネ押え１１−２及びバ
ネ押え１２によって挟持することによって上記レンズ枠
２を含む可動部を支持している。

また、板バネ８．９によって画成される空間には一部断
面形状が凹形の継鉄１３が配置され、この継鉄１３の凹
陥部の内径側内壁には上記コイルボビン３が近接して入
り込むと同時に、該凹陥部の外形側内壁にはボビン３に
巻回された上記速度検出コイル４と駆動コイル５と対峙
するように永久磁石１４が固定され、永久磁石１４が取
り付けられた内壁の反対側の内壁上端部には速度検出コ
イル４に対峙する位置に固定コイル１５が巻回されてい
る。この固定コイル１５は、磁界発生手段を構成してい
る。

更に、継鉄Ｉ３の下方には、ケースＩＯの内壁からから
内径方向へ突出した台部１６が存し、この台部１６の所
要部に設けた二つのネジ孔１７．１８の夫々に固定ネジ
１９と調整ネジ２０を夫々螺着して継鉄１３下面を固定
または支持している。

即ち、上記ネジ孔の一方１８には調整ねじ２０を螺着す
ると共に、調整ネジ２０の先端と継鉄１３との間に微小
サイズの剛性ボール２１を挟持させ、調整ネジ２０の上
下移動によって台部】６と継鉄１３下面との間隙調整を
可能にしている。

また、他方のネジ孔１７には長めの固定ネジ１９を貫通
させ、継鉄１３の下面に設けたネジ孔に螺着することに
よって、継鉄１３をケース１０に固定するようにしてい
るが、固定ネジ１９の下端のネジ頭部と台部１６下面と
の間にスプリング２２をはめ込み、このスプリング２２
の作用と上記調整ネジ２０の上下移動によって継鉄１３
を揺動方向に移動可能とし、その傾きを調整可能として
いる。

なお、上記各コイルはフレキシブルな導ｉ線によって図
示を省略した外部装置に接続され、各種制御が行なわれ
る。

この構成において基本的な動作及び作用を説明すると、
まず上記駆動コイル５に通電すると磁界が発生し、上記
永久磁石１４から発生する磁界との相互作用によって対
物レンズ１と一体となったレンズ枠２にはレンズ光軸に
添った上方または下方への力が発生するが、レンズ枠２
はフレキシブルな板バネによって支持されているから、
上記磁力によって光軸方向に移動し、対物レンズの焦点
位置が制御される。

なお、速度検出コイル４は、駆動コイル５に通電するこ
とによって対物レンズを移動させたときの速度あるいは
変位量を永久磁石Ｊ４の磁界中を当該コイルが移動する
際に生ずる起電力を検出することによって測定するため
のものであるが、このとき速度検出コイル４には駆動コ
イルと逆向きの電流が流れ、対物レンズの移動を妨げる
力を生ずる。

そこで、＃！鉄１３に巻回した固定コイル１５には駆動
コイル５に通電する電流と逆向きの電流を供給すること
によって、速度検出コイル４による影響を相殺するよう
にしている。

上記構成において、例えば第２図（ａ）に示すように駆
動コイル５と速度検出コイル４とを取り付けたコイルボ
ビン３に対し、永久磁石１４を付した継鉄１３が角度θ
だけ傾いて配置された場合、駆動コイル５に流れる電流
によって生じる磁界と継鉄１３及び永久磁石１４の磁界
の方向が直交せず互いにθずれる結果、（ｂ）に示すよ
うに対物レンズ光軸に対して水平方向に分力Ｆ、が発生
し、レンズ枠２等から成る可動部を軸方向に偏心回転さ
せる力が働き、制御不能あるいはハンチングの発生等を
招く問題があった。

第１図に示した実施例は、このような傾きを簡単に調整
できるように構成したものであって、可動部と共に制御
される速度検出コイル４の出力が上記傾き角θに対応し
て増減する性質を利用している。即ち、同図（ｃ）に示
すように速度検出コイル４には図（ｂ）と同様な水平成
分ｖＨを生じ、その結果出力として取り出す電圧あるい
は電流値が小さくなる。第２図（ｄ）はこの様子を示し
たもので、実線Ｖ□は図（Ｃ）に示したように角度θ傾
いた時の速度検出コイルの出力電圧または電流を、破線
ｖ２は傾きθがゼロのとき、破線Ｖ、は傾きθが更に大
きくなった時の出力を示している。これらの結果から明
らかなように、上記継鉄１３とコイルボビン３との傾き
がセロのとき速度検出コイル４の出力が最大となるから
、この出力を監視しながら上記調整ネジ２０を回転して
出力最大点を見付ければ、継鉄及び永久磁石が発生する
磁界と可動部（符号２．３等）の軸との関係を正確に調
整することができる。

また、速度検出コイルの出力を第３図に示すように、−
旦増幅した後積分すれば、変位量が得られるから、この
出力を用いて駆動コイルに供給する電力を制御して一定
の変位を与えたり、その他の制御を行なうためのフィー
ドバック制御に利用することができ、その際−つの速度
検出コイルを、上述した傾き調整用信号の検出と変位検
出信号生成の両方に利用すれば効率が良い。

第４図は、上述したように構成した光ヘッドの緒特性を
図示したもので、磁界発生手段と可動部とが傾いて取り
付けられた場合に発生する駆動周波数が高いところでの
ゲイン及び位相の両者の乱れを排除して、理想的特性を
得ることができる。

なお、本発明の範囲は上述した実施例に限らず、種々の
変形が可能である０例えば上記調整ネジを圧電素子や、
小型モータにて駆動したネジのように電気的に制御可能
な素子に置き換えて、自動的に最適な位置に調整するこ
とも可能である。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、磁界発生手段と可動部と
の相互間の傾きを検出する手段と、磁界発生手段の傾き
を調整する手段を設けたので、極めて簡単に磁界発生手
段と可動部との相互関係を所望のものとし、高速駆動を
含め安定な制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ヘッドの一実施例を示す部分的断面
図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は上記実施例の動
作及び効果を説明するための図であり、同図（ａ）は磁
界発生手段と可動部との傾き状態を示した模式図、（ｂ
）は駆動コイルに作用する力ベクトル図、（Ｃ）は速度
検出コイルに生ずる電流または電圧のベクトル図、（ｄ
）は磁界発生手段と可動部との傾きに対応した速度検出
コイルの出力を示した図、第３図は速度検出コイル出力
から変位を求めるための一例としての回路図、第４図は
光ヘッドの特性図である。ｌ　・　・３　・　・　・ル、　５６、７．８、９　・１−１４１５　・ｌ　７、　ｌル５２一ル、・対物レンズ、　２・・・レンズ枠、コイルボビン、　４・・・速度検出コイ・・・駆動コイ
ル、１１−２．１２・・・バネ押え、・・板バネ、　１０・・・ケース、・・・バネ受リング、　　１３・・・継鉄・・・永久磁
石、・固定コイル、　　　＋６・・・台部、８・・・ネジ孔
、　　１９−−一固定コイ０−・・調整ネジ、　２１・
・・剛性ボ２２・・・スプリング。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対物レンズ、その外周を包囲する筒状レンズ枠、
該レンズ枠の外径側位置において一体に連結した筒状ボ
ビンに巻回された駆動コイル、とからなる可動部と、前記可動部をケースに対して少なくとも対物レンズ光軸
方向に移動可能に支持する手段と、磁界中に前記駆動コ
イルが位置するように配置した磁界発生手段と、前記磁
界発生手段の傾きを調整する手段とを具えたことを特徴
とする光ヘッド。
（２）対物レンズ、その外周を包囲する筒状レンズ枠、
該レンズ枠の外径側位置において一体に連結した筒状ボ
ビンに巻回された駆動コイル及び速度検出コイルと、か
らなる可動部と、前記可動部をケースに対して少なくとも対物レンズ光軸
方向に移動可能な状態で支持する手段と、磁界中に前記
駆動コイルが位置するように配置した磁界発生手段と、
前記磁界発生手段の傾きを調整する手段と、前記速度検
出コイルに発生する電流または電圧の水平方向あるいは
垂直方向成分を検出する手段とを備えると共に、該検出
手段によって得た検出結果に基づいて前記傾き調整手段
を操作できるようにしたことを特徴とする光ヘッド。
（３）対物レンズ、その外周を包囲する筒状レンズ枠、
該レンズ枠の外径側位置において一体に連結した筒状ボ
ビンに巻回された駆動コイル及び速度検出コイルと、か
らなる可動部と、前記可動部をケースに少なくとも対物レンズ光軸方向に
対して移動可能に支持する手段と、磁界中に前記駆動コ
イルが位置するように配置した磁界発生手段と、該磁界
発生手段の傾きを調整する手段とを備え、前記速度検出
コイルに発生する電流または電圧によって前記可動部の
変位量検出と前記磁界発生手段の傾き量検出を行なった
ことを特徴とする光ヘッド。