JPH04163729A - ２軸駆動アクチュエータ - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、光デイスク装置や情報読取装置の光ヘッド
等に用いられる２軸跣動アクチユエータに関するもので
ある。

［従来の技術］ 光デイスク装置においては、ディスク上に対物レンズに
より集光されたレーザ光のスポット径は１μｍ程度であ
り高密度記録が可能であるが、そのため各情報トラック
の幅がきわめて狭くなっている。この高密度記録を実現
するために、レーザ光はディスク上に正確に焦点を結び
、且つ一本のトラックを逸脱することなく追従していく
必要がある。

このレーザ光を常に微小なスポットに集光させる焦点制
御及びこのスポットをトラックに追従させるトラッキン
グ制御の手段として、従来より、対物レンズを光軸に平
行な方向と光軸に垂直な方向の２軸に駆動して合焦（フ
ォーカシング）及びトラッキングの制御を行なう技術が
用いられていることは公知である。

この２軸方向に駆動する対物レンズアクチュエータの一
例として特開平２−１２８３２８号公報においては、第
２図に示すように、対物レンズ３０を設けた対物レンズ
保持体３１を光軸と平行なフォーカス方向、および光軸
に垂直なトラッキング方向の２軸に移動可能に支持する
４本の支持部材３・２ａ、３２ｂ、３２ｅ、３２ｄを、
板面の法線方向がフォーカス方向と垂直な方向の板ばね
とトラッキング方向と垂直な方向の板ばねとを組み合わ
せた構造の曲げ板ばねで構成することにより、支持部材
３２ａ等と平行で可動部中心を通る軸を回転軸とする回
転方向（ローリング方向）の振動を防止しようとする装
置が開示されている。

また、上述した対物レンズ保持体の支持部材として第３
図に示すように、剛性の高いワイヤー３５を用いて、そ
の一端を固定し、その中間点３５ａを自由端として他端
に可動部３６を取り付けたものも考案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の対物レンズの２軸駆動アクチ
ユエータにおいては、第４図に示すように、板ばね等の
支持部材３７を円弧状に変形させるため、能動距離が大
きくなると、たわみの無い時の可動部端点と変形した時
の端点の差Δ１が大きくなり可動部３６の直進性が損な
われるという問題点があった。

また、能動距離の大きな可動部の周波数特性あるいは直
進特性を測定する場合、可動部にレーザ光を照射してそ
の反射光を用いて測定するが、上述したように支持部材
３７の可動部端点の差Δ１が大きいと反射光が異常方向
に戻り、測定不能となるという問題点があった。

さらに、支持部材の制御精度向上のために必要な可動部
３６のダンパとして、板はね等にゴム材等を塗布した場
合、可動部３６の直進性にヒステリシスや経時変化が生
じて正確な制御が損なわれるという問題点もあった。

そこで、この発明は上述した従来の問題点を解消し、対
物レンズ保持体の支持部材の可動部の能動距離が大きく
、しかも直進性が良好で、経時変化等を起こさない２軸
酩動アクチユエータを提供することを課題としている。

［課題を解決するための手段］ この発明の要旨とするところは、情報記録媒体上に光ス
ポットを集光させる対物レンズを設けた対物レンズ保持
体を所定の２軸方向に駆動する２軸駆動アクチユエータ
において、前記対物レンズのフォーカシング方向若しく
はトラッキング方向に駆動される前記対物レンズ保持体
を内包し、該対物レンズ保持体と直交する方向に駆動さ
れる保持体ケースと、該保持体ケースを内包するアクチ
ュエータケースとから構成される２軸跣動アクチュエー
タであって、中空円筒形でその半径方向の内面側と外面
側とで極性が異なり、その中心軸方向が前記対物レンズ
保持体及び保持体ケースのそれぞれの駆動方向と一致す
るように、それらの少なくとも所定の２箇所に固定され
た第１永久磁石と、中空円筒形で、第１永久磁石を磁気
ガイドとなる微小なエアギャップにて内包し、その半径
方向の内面側の極性が第１永久磁石の外面の極性に対し
て斥力を生じる極性に磁化されていて、第１永久磁石に
対向する前記保持体ケース及びアクチュエータケースに
固定された第２永久磁石と、該第２永久磁石をこれに近
接した形で内包し、前記対物レンズ保持体及び保持体ケ
ースに固定された駆動コイルと、中空円筒形で、前記駆
動コイルをこれに近接した形で内包し、前記保持体ケー
ス及びアクチュエータケースに固定された第３永久磁石
と、前記対物レンズ保持体及び前記保持体ケースに固定
された第１永久磁石の内、各々一つの端部に取り付けた
ミラー、及びこれに対向する前記各ケースの対向部分に
設けた測定穴から成り、駆動特性を測定するための周波
数特性測定手段とを具備したことにある。

［作　　用コ したがって、各駆動コイルに電流を通電することにより
、第２永久磁石及び第３永久磁石の間にあって該駆動コ
イルに駆動力が生じ、対物レンズ保持体及び保持体ケー
スがそれぞれ所定の駆動方向（対物レンズのフォーカシ
ング方向若しくはトラッキング方−向）に駆動される。

この時、第１永久磁石と第２永久磁石間のエアギャップ
には斥力が作用していて磁気ガイドが形成されているの
で、対物レンズ保持体及び保持体ケースは摩擦力が加え
られることなくスムーズにしかも直線状に移動する。

また、周波数特性測定手段については、外部からレーザ
光線を測定穴を介してミラーに照射し、その反射光を測
定することにより、駆動部分の動作特性が精度良く測定
される。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図（ａ）において、光学素子コーナキューブ（対物レ
ンズ）１５を固定したボビン（対物レンズ保持体）２２
のｙｎｍ動方向（以後、Ｙ方向と言う）の両側面に周波
数特性測定用のミラー１３及び平板２４をそれぞれの端
部に取り付けた中空円筒形の永久磁石（第１永久磁石）
１ａ。

１ｂ及び永久磁石１ａ、ｌｂを内包するコイル３ａ、３
ｂがそれぞれ固定されてＹ方向可動部が構成されている
。

永久磁石１ａ、ｌｂはその円筒形の半径方向の内側面が
Ｓ極、外側面がＮ極に磁化されている。

そして、ボビン２２を内包する保持体ケースを構成する
内フレーム６ａ、６ｂがＹ方向に、該内フレーム６ａ、
６ｂを挾持する継鉄５ａ、５ｂがＸ軸駆動方向（以後、
Ｘ方向と言う）にそれぞれ設けられている。この継鉄５
ａ、５ｂには中空円筒形の永久磁石（第２永久磁石）２
ａ、２ｂ及びこれを内包する永久磁石（第３永久磁石）
４ａ、４ｂがコイル３ａ、３ｂをそれぞれ挾んだ配置で
固定されており、これらは円筒形の半径方向に内側面が
Ｎ極、外側面がＳ極に磁化されている。

永久磁石２ａ、２ｂは永久磁石１ａ、ｌｂの外側面との
エアギャップ（隙間）１８．１９が１０〜５０μｍ程度
となるように配置されている。

継鉄５ａのミラー１３に対向する部分にはカバーガラス
１７を取り付けた測定穴５ａ１が設けられている。また
、内フレーム６ａ、６ｂの両弁側面にはミラー１４を固
定した永久磁石（第１永久磁石）９ａ、平板２３を固定
した永久磁石（第１永久磁石）９ｂ及びコイル８ａ、８
ｂがそれぞれ取り付けられ、永久磁石９ａ、９ｂおよび
コイル８ａ、８ｂによりＸ方向可動部が構成されている
。

前記保持体ケースを内包するアクチュエータケース７に
は中空円筒形の永久磁石（第２永久磁石）１０ａ、１０
ｂ及びこれを内包する永久磁石（第３永久磁石）ｌｌａ
、ｌｌｂがコイル８ａ、８ｂをそれぞれ挾んだ配置で固
定されており、これらは円筒形の生形方向に内側面がＮ
極、外側面がＳ極に磁化されている。

永久磁石１０　ａ、１０　ｂは永久磁石９ａ、９ｂの外
側面とのエアギャップ２０．２１がｌＯ〜５０μｍ程度
となるように配置されている。

アクチュエータケース７のミラー１３に対向する部分に
は測定穴７ａが、ミラー１４に対向する部分にはカバー
ガラス１６を取り付けた測定穴７ｂがそれぞれ設けられ
ている。

このように、エアギャップ１８．１９及びエアギャップ
２０．２１において磁極による斥力を生じ、それぞれＹ
方向及びＸ方向の磁気ガイドを構成している。

第１図（ｂ）に示すように、Ｙ方向可動部を構成する永
久磁石１ａ、ｌｂ　（Ｘ方向可動部の永久磁石９ａ、９
ｂも同様に）の図中上下部分に凸部１ａ□、１ｂ１を、
また、これに対向する永久磁石２ａ、２ｂ　（永久磁石
１０ａ、１０ｂ）の上下部分に凹部２ａ工、２ｂ１がそ
れぞれ形成され、該凸部１ａ１．ｌｂ１が凹部２　ａｌ
、　２　ｂ、に嵌合するような形に構成されていて、可
動部の永久磁石１ａ。

ｌｂ（永久磁石９ａ、９ｂ）が回転するのを最ｔＪｓ限
に抑えている。

上記構成の２軸踵動アクチユエータにおいて、コイル３
ａ、３ｂ及びコイル８ａ、８ｂに所定の電流が通電され
ると、それらは磁気ギャップ中に配置されているので電
磁力が発生し、電流を制御することにより、ボビン２２
をＸ方向、Ｙ方向に自在に駆動することができる。この
時、Ｙ方向はエアギャップ１８．１９により、また入方
向はエアギャップ２０．２１により磁気斥力による非接
触磁気ガイドがそれぞれ構成されているので各可動部の
駆動距離が大きくても直線状に駆動することができる。

また、第１図（ａ）に示すように、アクチュエータケー
ス７及び継鉄５ａに設けた測定穴７ａ。

７ｂ及び５ａユより、計測レーザ光Ｂ及びＣをミラー１
３及び１４に照射し、その反射光を測定することによっ
て駆動距離の大きな可動部の動作特性を知るための周波
数特性の精ｖＨ測定が行われる。

なお、測定穴５ａ工および７ｂに設けたカバーガラス１
７及び１６は、空気を前記保持体ケース及びアクチュエ
ータケース７内にそれぞれ密封することにより、エアギ
ャップ１８，１９，２０゜２１の磁気ガイド効果に加え
て、若干のエアダンパ効果を期待することができる。

［発明の効果コ この発明によれば、中空円筒形の永久磁石同志の斥力を
利用して対物レンズ保持体の駆動の磁気ガイドを構成し
、かつ中空円筒形の永久磁石と駆動コイルを組み合わせ
て該対物レンズ保持体を対物レンズのフォーカシング方
向若しくはトラッキング方向に駆動するようにしたので
、対物レンズの駆動距離（変位）が大きい場合でも直進
性が損なわれることなく、スムーズな駆動が可能となる
。

また従来のように、直進性にヒステリシスが生じたり、
駆動部分に経時変化が生じたりすることがない。

また、２軸馳勤方向にそれぞれミラーを取り付けている
ので、レーザ光による周波数特性の測定が容易となり、
駆動部分の動作特性の測定精度を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はこの発明の実施例を示す２軸駆
動アクチユエータの概略構成図及びそのＡ−Ａ’断面図
、第２図は従来の対物レンズアクチュエータを示す斜視
図、第３図は従来の支持部材の他の例を示す説明図、第
４図は支持部材の変位を示す説明図である。 １　ａ、１　ｂ、９　ａ、９　ｂ”・第１永久磁石、２
ａ。 ２ｂ、１０ａ、１Ｏｂ−・−第２永久磁石、３ａ、３ｂ
。 ８　ａ　、８　ｂ　・・・ｇ動コイル、４ａ、４ｂ、ｌ
ｌａ。 １１ｂ・・・第３永久磁石、１３．１４・・・・ミラー
。 １５・・・対物レンズ（コーナキューブ）１８，１９゜
２０．２１・・・エアギャップ、２２・・・対物レンズ
保持体（ボビン）、７ａ、７ｂ、　５ａｚ・・・測定穴
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報記録媒体上に光スポットを集光させる対物レン
   ズを設けた対物レンズ保持体を所定の２軸方向に駆動す
   る２軸駆動アクチュエータにおいて、 前記対物レンズのフォーカシング方向若しくはトラッキ
   ング方向に駆動される前記対物レンズ保持体を内包し、
   該対物レンズ保持体と直交する方向に駆動される保持体
   ケースと、該保持体ケースを内包するアクチュエータケ
   ースとから構成される２軸駆動アクチュエータであって
   、 中空円筒形でその半径方向の内面側と外面側とで極性が
   異なり、その中心軸方向が前記対物レンズ保持体及び保
   持体ケースのそれぞれの駆動方向と一致するように、そ
   れらの少なくとも所定の２箇所に固定された第１永久磁
   石と、中空円筒形で、第１永久磁石を磁気ガイドとなる
   微小なエアギャップにて内包し、その半径方向の内面側
   の極性が第１永久磁石の外面の極性に対して斥力を生じ
   る極性に磁化されていて、第１永久磁石に対向する前記
   保持体ケース及びアクチュエータケースに固定された第
   ２永久磁石と、 該第２永久磁石をこれに近接した形で内包し、前記対物
   レンズ保持体及び保持体ケースに固定された駆動コイル
   と、 中空円筒形で、前記駆動コイルをこれに近接した形で内
   包し、前記保持体ケース及びアクチュエータケースに固
   定された第３永久磁石とを具備したことを特徴とする２
   軸駆動アクチュエータ。 ２、前記対物レンズ保持体及び前記保持体ケースに固定
   された第１永久磁石の内、各々一つの端部に取り付けた
   ミラー、及びこれに対向する前記各ケースの対向部分に
   設けた測定穴から成り、駆動特性を測定するための周波
   数特性測定手段を具備する請求項１記載の２軸駆動アク
   チュエータ。 ３、第１永久磁石と第２永久磁石との半径方向のギャッ
   プを１０〜５０μｍに設定し、対物レンズ保持体及び保
   持体ケースのエアダンパを構成した請求項１または２記
   載の２軸駆動アクチュエータ。