JPH04162220A - 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、レンズアクチュエータに関し、特に光情報装
置やデータファイル装置等、光学手段を用いて情報記録
媒体面上に情報を記録し、あるいは、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において、
集光レンズをディスクの面振れ、および偏芯に追従させ
るレンズアクチュエータに関する。

〔従来の技術〕

光デイスクメモリは、１７１１程度に藁束させたレーザ
光を用いて情報の記録、再生を行うことにより高密度記
録が可能である。この高記録密度を実現するために、集
光レンズによる集束光は、交換した全てのディスク上に
正しく焦点を結び、かつ−本のトラックを逸脱すること
なくトレースしていく必要がある。即ちレンズアクチュ
エータは、この良好なビームの集束状態を常に維持する
ために、集光レンズをディスクの面振れ、および記録ト
ラックの偏芯にサブミクロン単位の精度で追従させる非
常に重要なキーコンポーネントである。

集光レンズは、通常ディスクの基板、もしくはカバーガ
ラスをも含めた組み合せレンズとして設計されていて、
ディスクに対して集光レンズが傾くと、この組み合わせ
状態がずれるため集束ビームに収差を生じる。現在、装
置サイドにおいて許容される集光レンズの傾きは数分程
度とされている。また、１００Ｊ１１程度の面振れ、お
よび偏芯に対して、サブミクロン単位の精度で集光レン
ズを追従させるためには、サーボ帯域として１〜２　ｋ
Ｈｚ程度必要である。従って光デイスクメモリ用のレン
ズアクチュエータには、広帯域の動特性とレンズの正確
な姿勢保持が要求される。

レンズアクチュエータは、フォーカス方向とトラッキン
グ方向に駆動する２次元駆動方式が主流であり、可動部
の支持方法によって摺動型とばね支持型とに大別される
。しかし、摺動型は、シャフトとスリーブの間の機械的
隙間に起因するシャフトの振れのため、ＣＤ用としては
一般に使われているが、光デイスクメモリ装置のように
高精度で信頼性の高いレンズ位置の制御を必要とする装
置への採用は困難である。

そこで、特願昭６３−８７１１８号明細書において述べ
られているように、第３図に示すような複数本のワイヤ
ばね３で集光レンズ１、およびその保持体２を支持する
レンズアクチュエータが提案されている。

このレンズアクチュエータは、集光レンズ１と、保持体
２と、４本のワイヤばね３と、固定部４と、フォーカス
コイル５Ａ、５Ｂと、トラッキングコイル６Ａ〜６Ｄと
、永久磁石７と、ヨーク８と、きよう体９と、レンズ位
置検出装置３１とで構成されている。

集光レンズ１、およびその保持体２が、ジッタ方向に配
置された等しい長さの４本のワイヤばね３で固定部４に
支持され、保持体２に対してトラッキング方向の両側に
配置されて、集光レンズ１とその保持体２をフォーカス
方向に駆動させる２個のフォーカス方向駆動コイル５Ａ
、５Ｂとトラッキング方向に駆動する４個のトラッキン
グ駆動コイル６Ａ〜６Ｄとが保持体に固着されている。

さらに、これらの駆動コイルと対向するように永久磁石
７、およびきよう体９に取り付けられているヨーク８が
配置され磁気回路が形成されている。

同一の磁気回路によって、フォーカス方向、およびトラ
ッキング方向への駆動力が得られるように構成されてい
る。

ここで、システムのスループットを向上させるための手
段として、特願昭５７−１０１９１２号、特願昭５７−
１８０２４８号、特願昭５８−６８６２６号、特願昭５
８−６８６２７号、特願昭５８−８３０８０号、特願昭
６０−１７３７５号などの明細書において述べられてい
るように、光ヘッドのレンズアクチュエータにおいて、
集光レンズの光ヘッドに対するトラッキング方向くＸ軸
方向）の位置を検出し、この位置信号をもとに光ヘッド
の位置を制御することにより、高精度なトラッキングサ
ーボを行い、トラッキングアクセス時間を短縮させるト
ラッキングアクセス装置が提案されている。このトラッ
キングアクセス装置を実現するためには、レンズアクチ
ュエータにおいて、集光レンズの光ヘッドに対するトラ
ッキング方向（Ｘ軸方向）の位置を検出する必要がある
。そのために、第３図の実施例においては、レンズ位置
検出装置３１が設けられている。

レンズ位置検出装置３１は、１つのＬＥＤなとの光源部
３２と、その両脇に取り付けた２つのフォトダイオード
などの光検出部３３Ａ、３３Ｂと、集光レンズ１の保持
体２に取り付けた１つの光反射部１１から構成されてい
る６そして、光源部３２と光検出部３３Ａ、３３Ｂとは
、光反射部１１の光反射面と対向するように配置されて
、きよう体９に取り付けられている。

光源部３２から出力される光ｅ、ｆは、光反射部１１で
反射されて、光検出部３３Ａおよび３３Ｂで検出される
。ここで、光検出部３３Ａおよび３３Ｂで検出されな光
パワーに比例した信号の差動信号を取ることにより、光
反射部１１の検出地点でのトラッキング方向（Ｘ軸方向
）の位置を検出することができる。

このワイヤばね支持のレンズアクチュエータは、支持部
の構成が単純であるために、特性が素直で不要な共振を
起こしにくく広帯域化が期待できる。

更に小型化、薄型化に適していて、製作が容易などの優
位性がある。また、集光レンズの光ヘッドに対するトラ
ッキング方向（Ｘ軸方向）の位置を検出することができ
るので、高精度な２段サーボを実現することができ、シ
ステムのスループットを向上させることが可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した従来のレンズアクチュエータは
、ワイヤばねで支持していることにより、集光レンズ、
およびその保持体の回転方向の拘束力がフォーカスおよ
びトラッキングそれぞれの方向の拘束力と同程度で、剛
性が弱いために、ローリング方向に振動しやすい。この
ローリング方向の動きは、集光レンズの傾きを発生させ
、高速シークの際の加減速点での集光レンズの傾きによ
るトラッキングエラー信号のうねり発生の原因となり、
またトラックジャンプ動作の不安定要素となるなどとい
う欠点がある。

ここで、従来例のようなレンズ位置検出装置では、保持
体の１地点だけで測定しているので、レンズの傾きを検
出することができない。

本発明の目的は、上記問題点に対し、集光レンズの光軸
に対する傾きを検出できるようにして、このレンズ傾き
信号をもとに、集光レンズのトラッキング方向の両側に
設けたフォーカスコイルに流す電流を調節することによ
り、ローリング方向の振動を抑制することができるレン
ズアクチュエータを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のレンズアクチュエータは、 情報記録媒体面上にレーザ光を集光させる集光レンズと
、 この集光レンズを保持する保持体と、 この保持体を光軸と平行なフォーカス方向と、光軸と垂
直なトラッキング方向の２軸に動作自在となるように支
持する複数本のワイヤばねからなる支持部材と、 前記保持体のトラッキング方向の両側に固着されて、前
記集光レンズをフォーカス方向に駆動させる複数個のフ
ォーカス方向駆動コイル、およびトラッキング方向に駆
動させる複数個のトラッキング方向駆動コイルと、 これら駆動コイルと対向するように配置されて磁気回路
を形成する永久磁石およびヨークと、前記集光レンズの
光軸に対する傾きを検出する検出装置とを具備し、 前記検出装置の出力するレンズ傾き信号をもとに、集光
レンズに対してトラッキング方向の両側に配置した前記
フォーカスコイルに流す電流を調節して傾き補正制御を
行うことを特徴とする。

〔作用〕

本発明のレンズアクチュエータは、上記構成により、集
光レンズの光軸に対する傾きを検出して、集光レンズの
トラッキング方向の両側に配置したフォーカスコイルに
流す電流を、検出した集光レンズの傾きをもとに調節す
ることにより、集光レンズの傾きを抑制することが可能
となる。これにより、ローリング方向の剛性が不十分の
場合でも、高精度な集光レンズの姿勢制御が可能となり
、安定したトラッキングサーボおよびトラックアクセス
動作を実現できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の実施例の斜視図であり、第２図は、
第１図の実施例の中のレンズ傾き検出装置を詳細に示す
斜視図であり、第４図および第５図は、レンズの傾き信
号の検出原理を説明するための図である。

第１図において、第３図に示す従来例と同一の構成要素
については、同一番号で示し説明を省略する。第１図に
おいて、１０はレンズ傾き検出装置、１１は光反射部、
１２はレンズ傾き信号、１３は第１のフォーカス駆動回
路、１４は第２のフォーカス駆動回路である。

集光レンズ１は、情報記録媒体面上にレーザ光を集光さ
せる。保持体２は、集光レンズ１を保持している。保持
体２にはトラッキング方向くＸ軸方向）の両側に２個の
フォーカスコイル５Ａ、５Ｂが固着されている。これら
のフォーカスコイル５Ａ、５Ｂ上には、４個のトラッキ
ングコイル６Ａ〜６Ｄが固着されている。また、保持体
２には、集光レンズの傾きを検出するための光反射部１
１が取り付けられている。

４本のワイヤ３は、ｙ軸方向に互いに平行になっており
、それぞれの一端が保持体２に取り付けられており、他
端は固定部４に取り付けられている。これにより、４本
のワイヤ３は、保持体２をフォーカス方向くＺ軸方向）
およびトラッキング方向（Ｘ軸方向）の２軸に平行移動
可能なように支持している。

４個の永久磁石７ときよう体９に取り付けられている６
個のヨーク８とは、フォーカスコイル５Ａ、５Ｂおよび
トラッキングコイル６Ａ〜６Ｄと対向するように配置さ
れている。これらの永久磁石７とヨーク８とにより、磁
気回路が形成されていて、フォーカスコイル５Ａ、５Ｂ
およびトラッキングコイル６八〜６Ｄに電流を流すこと
により、保持体２をフォーカス方向くＺ軸方向）および
トラッキング方向（ｙ軸方向）に移動させることができ
る構成になっている。

レンズ傾き検出装置１０は、集光レンズの光軸に対する
傾きを検出する装置であり、第２図を用いて詳細に説明
する。

第２図において、２１．２２は光反射型センサ、２３゜
２４は光源部、２５Ａ、２５Ｂ及び２６Ａ、２６Ｂは光
検出部である。レンズ傾き検出装置１０は、２組の光反
射型センサ２１，２２で構成されている。１組の光反射
型センサ２１は、１つのＬＥＤなとの光源部２３とその
両脇に設けた２つのフォトダイオードなどの光検出部２
５Ａ、２５Ｂで構成されている。これら２組の光反射型
センサ２１，２２が光軸方向くＺ軸方向）に並べて配置
され、光反射型センサ保持柱２７に取り付けられている
。そして、これらの光反射型センサ２１および２２が光
反射部１１と対向するように、光反射型センサ保持柱２
７がきよう体９に取り付けられている。

ここで、レンズの傾き信号の検出原理を第４図、および
第５図を用いて説明する。光源部２３から出力される光
ａ、ｂは、光反射部１１で反射されて、光検出部２５Ａ
および２５Ｂで検出される。光反射部１１の検出地点で
のトラッキング方向（Ｘ軸方向）の位置に対する、それ
ぞれの光検出部２５Ａ、２５Ｂで検出する相対出力Ｉ、
■は、それぞれ第４図に示すように得られる。そして、
これらの出力の差動出力を求めると、第５図に示すよう
になる。保持体２のトラッキング方向（Ｘ軸方向）の可
動範囲は、第５図に示すようになっているので、光反射
部１１の検出地点でのトラッキング方向（Ｘ軸方向）の
位置に対して、差動出力は一対一に対応するので、光反
射部１１の検出地点でのトラッキング方向くＸ軸方向）
の位置を検出することができる。

同様に、光源部２４から出力される光ｃ、ｄは、光反射
部１１で反射されて、光検出部２６Ａおよび２６Ｂで検
出され、それらの差動信号から光軸方向（Ｚ軸方向）に
異なる位置での光反射部のトラッキング方向くＸ軸方向
）の位置を検出することができる。

ここで、集光レンズ１に傾きがない場合、つまり保持体
２が光軸方向（Ｚ軸方向）に平行であれば、それぞれの
光反射型センサ２１，２２で検出した位置信号は一致す
ることになる。しかし、集光レンズ１に傾きがある場合
、それぞれの検出地点のトラッキング方向くＸ軸方向）
における位置が異なるので、それぞれの光反射型センサ
２１，２２で検出した位置信号は、たとえば、第５図に
おけるＰ点とＱ点のようになり一致しない。そして、こ
れらの位置信号の差動出力信号が、集光レンズ１の光軸
方向（Ｚ軸方向）に対する傾きを表すレンズ傾き信号１
２となる。

このように検出したレンズ傾き信号１２をもとにトラッ
キング方向くＸ軸方向）に配置した２個のフォーカスコ
イル５Ａ、５Ｂに流す電流をそれぞれの第１および第２
のフォーカス駆動回路１３．１４で調節することにより
、集光レンズの光軸方向（Ｚ軸方向）に対する傾きを抑
制することができる構成になっている。

また、このレンズ傾き検出装置１０によって、集光レン
ズの光ヘッドに対するトラッキング方向くＸ軸方向）の
位置を正確に検出することもできるので、スルーブツト
向上のための高精度な２段サーボを実現することが可能
となる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のレンズアクチュエータは、集
光レンズのローリング方向の傾きが容易に、かつ不要な
共振を発生することなしに抑制できるので、安定したト
ラッキングサーボ、及びトラックアクセス動作が可能と
なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、 第２図はレンズ傾き検出装置を詳細に示す斜視図、 第３図は従来のワイヤ支持レンズアクチュエータの一例
の上面図、 第４図および第５図は、レンズ傾き信号の検出原理を説
明する図である。 １・・・・・集光レンズ ２・・・・・保持体 ３・・・・・ワイヤばね ４・・・・・固定部 ５Ａ、５Ｂ・・・フォーカスコイル ６Ａ〜６Ｄ・・・トラッキングコイル ７・・・・・永久磁石 ８・・・・・ヨーク ９・・・・・きょう体 １０・・・・・レンズ傾き検出装置 １１・・・・・光反射部 １２・・・・・レンズ傾き信号 １３・・・・・第１のフォーカス駆動回路１４・・・・
・第２のフォーカス駆動回路２１．２２・・・光反射型
センサ ２３、２４・・・光源部 ２５Ａ　、　２５Ｂ　、　２６Ａ　、　２６Ｂ・・・光
検出部２７・・・・・光反射型センサ保持柱 ３１・・・・・レンズ位置検出装置 ３２・・・・・光源部 ３３Ａ、３３Ｂ・・・光検出部 代理人　弁理士　　岩　佐　義　幸 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報記録媒体面上にレーザ光を集光させる集光レ
   ンズと、 この集光レンズを保持する保持体と、 この保持体を光軸と平行なフォーカス方向と、光軸と垂
   直なトラッキング方向の２軸に動作自在となるように支
   持する複数本のワイヤばねからなる支持部材と、 前記保持体のトラッキング方向の両側に固着されて、前
   記集光レンズをフォーカス方向に駆動させる複数個のフ
   ォーカス方向駆動コイル、およびトラッキング方向に駆
   動させる複数個のトラッキング方向駆動コイルと、 これら駆動コイルと対向するように配置されて磁気回路
   を形成する永久磁石およびヨークと、前記集光レンズの
   光軸に対する傾きを検出する検出装置とを具備し、 前記検出装置の出力するレンズ傾き信号をもとに、集光
   レンズに対してトラッキング方向の両側に配置した前記
   フォーカスコイルに流す電流を調節して傾き補正制御を
   行うことを特徴とするレンズアクチュエータ。