JPH0438725A - 光ヘッド - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、光ディスク等の光学的記録媒体より情報を
光学的に記録または再生する光学的情報処理装置の光ヘ
ッドに関し、特に対物レンズ駆動部の構造に関する。

（従晶術） レーザ光を用いて情報の記録、再生を行なう光学的情報
処理装置では、レーザ光をレンズ等により記録媒体に集
光させて、情報の記録あるいは情報の再生（検出）を行
う。この際に正しく信号を検出するには、記録媒体の凹
凸゛や振動に応じて光ビームの集束点（光スポット）を
記録媒体上に結ばせるためのフォーカシング制御と、光
スポットを信号トラックに追従させるためのトラッキン
グ制御が必要となる。これらの制御を行うためにはフォ
ーカス方向（光ディスクの面に垂直な方向）及びトラッ
キング方向（光ディスクの半径方向）の誤差を検出する
ための誤差検出装置と、この誤差を打消すように光学系
を駆動させるためのアクチーエータが必要となる。

このアクチュエータとしては従来より種々の構成のもの
が開発されている。たとえは、フォーカス方向の支持及
び復元力の機能を有する平行板バネと、トラッキング方
向の回転及び支持機能を有する合成樹脂で構成されたヒ
ンジ部とを有する支持部材（サスペンションと呼ぶ〕で
対物レンズを基台に支持し、この対物レンズを電磁手段
によりフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動可
能としたものがある。これは板バネヒンジ型と称される
アクチュエータで、例えば実開昭６１１４５３３０号公
報にその詳細が記載されている。

このタイプのアクチュエータはたとえばコンパクトディ
スク用の光ヘッドに搭載されていて、すでにかなりの実
績がある。

また、光スポットをあるトラックから別のトラック（目
標とするトラック）へ移動させる（アクセス動作）には
、光ヘツド全体を例えばリニアモータで送るという方法
がとられていた。

このうち、上述したような板バネヒンジ型アクチュエー
タにおいて、ヒンジ部はトラッキング方向の支持を司る
とと本に、回転中心ともなっている。したがって、ヒン
ジ部は適度のバネ性を有し復元力があること、トラッキ
ング方向の振動において、共振点での共振ピーク量が適
度に抑えられることなどが望まれる。従来から、このよ
うな要求を満足する材料としてはポリエステルエラスト
マーが知られている。

しかしながら、上述の板バネヒンジ型アクチ二エータを
メモリ装置（いわゆる光デイスクファイル装置）用の光
ヘッドに搭載するアクチュエータとして用いようとする
と次のような問題点が生ずる。

光デイスクファイル装置に求められる機能の一つに、情
報の記録、再生あるいは消去の時間短縮がある。これに
は、アクセス動作の高速化が必要となるが、この際、ア
クチュエータにはりニアモータによる大きな加速度が加
速・減速時に加えられる。すると、ヒンジ部には可動部
の慣性力が３゜わり、ヒンジ部は第３図に示すようなト
ラッキング方向のずれ変形を生じる。このずれ変形は対
物レンズをトラッキング方向へ移動させたことに等しい
効果を持ち、トラッキングサーボ系に外乱雑音として加
わり、系の安定性を阻害する要因となる。このためトラ
ック外れが生じたり、所望のトラック位ｆｅ検出するま
での時間を増大させたりして、安定な高速アクセスがで
きなくなるという問題点があった。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の光ヘッドは、板バネヒンジ型の
アクチュエータを用いて構成された光ヘッドで高速のア
クセス動作を行なうと、前記ヒンジ部に大きな慣性力が
かかるために、トラッキング方向のずれ変形を生じてし
まう。これが、前記アクチーエータを制御するトラッキ
ングサーボ系に雑音として加わるので、前記トラッキン
グサーボ系の安定性が阻害されてしまう。つまり高速の
アクセス動作を行なうと、高いトラッキングサーボ安定
性を得ることができないという問題点がおった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、高速のアクセス動作を行なっても、爾いトラッ
キングサーボ安定性を得ることができるアクチーエータ
を有する光ヘッドを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上述した目的を達成するために、本発明の光ヘッドでは
、光学的記録媒体に光ビームを照射するとともに、光学
的記録媒体からの反射光を受光するための対物レンズを
装着した可動部と、可動部を支持する可動部支持部材と
を備え、可動部支持部材がフォーカス方向の支持及び復
元力を有する平行板バネと、トラッキング方向の支持及
び回転に対する復元力を有するヒンジ部とを有し、対物
レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動可
能とした光ヘッドであり、少なくともヒンジを液晶ポリ
マーで形成することを特徴とするものである。

（作用〕 本発明によれば、ヒンジ部が液晶ポリマーで形成されて
いるので、高速のアクセス動作に対してもトラッキング
方向のずれ変形を生じないため高イトラッキンクサーボ
安定性を有するアクチュエータを提供することができる
。以下にこの詳細を述べる。

光ヘッドのアクセス動作はたとえば、外部スクール等に
よるトラックカウントシステムにより、アクチュエータ
を搭載した光ヘツド全体を、たとえばリニアモータで目
的トラックの数トランク手前まで送り、さらにアクチュ
エータのトランキングシフトで目的トラックへ到達する
という方法がとられている。この模式的なブロック図を
第４図に示す。

ところが、”アクセス動作時にはアクチュエータには３
〜ｌ０Ｇ（Ｇは重力加速度）の大きな加速度がかかり、
上述したようにヒンジ部はトラッキング方向のずれ変形
を生じる。この結果、トラックカウントシステムに基づ
いてリニアモータは正しく制御されているにもかかわら
す、対物レンズは光ヘツド本体とは必ずしも同じ動きを
せず、トラッキングサーボ系の安定性を低下はせる。こ
れについて少し、詳しく述べる。リニアモータによって
、光ヘツド全体をトラッキング方向に数Ｈｚ〜数十ｋＨ
ｚで加振したときの対物レンズの変位の伝達特性の一例
を第５図に示す。第５図において、曲線Ａ、曲線Ｂはそ
れぞれ従来例および本発明によるアクチーエータを用い
た場合の伝達特性であり、それぞれ周波数Ｆｏｌおよび
Ｆｏ２に外部からの振動に起因した共振がある。この共
振により、位相遅れが生じ、ゲイン余有を減少させ、そ
の結果トラッキングサーボ系の安定性を低下させる、と
いう不具合が発生する。

しかしながら、ヒンジ部を液晶ポリマーのような大きな
りフグ率を有する材料、言いかえると剛性の高い材料で
形成することにより、上述の弾性変形を低減させること
ができる。この結果、Ｆｏ２はＦｏ　１よりも高い周波
数域に移動し、ゲイン余有はＧ１からＧ２に増加する。

なお、ヒンジ部を液晶ポリマーで形成すると、従来から
のポリエステルエラストマーの場合と比べて、ヒンジ部
のバネ定数が増し、トラッキング方向の感度の低下およ
び共振周波数の上昇が生じる。しかしながら、一般に高
速アクセスをめざした光デイスクファイル装置ではアク
チュエータでのトラッキング方向の駆動量はたとえば２
０μｍ程度と少ないため、制御回路系の一部変更で対応
可能である。

したがって、本発明による光ヘッドを用いれば、アクセ
ス時の共振の影響は従来例よりも少なくすることができ
、安定なトラノギングサーボ特性を確保することができ
る。

（実施例） 以下に、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

本発明の光ヘッドは、基本的には基台と、対物レンズを
装着した可動部と、可動部を基台に対して移動可能に支
持する可動部支持部材とを備え、可動部支持部材が光学
的記録媒体の面に垂直方向の支持及び復元力を有する平
行板バネと光学的記録媒体の面に平行な方向の支持及び
回転に対する復元力を有する合成樹脂で構成されたヒン
ジ部を有している。さらに、可動部を電磁駆動するため
の永久磁石と電磁コイルからなる電磁駆動系を有してい
る。

第１図は、可動部を基台に対して移動可能に支持する可
動部支持部材２の斜視図を示す。可動部支持部材２はヒ
ンジ４を有する中間支持部材５と平行板バネｇａ　、　
８ｂと、固定端部材９とからなる。ヒンジ４ｆｃ有する
中間支持部材５は合成樹脂でなり、ヒンジ部なるヒンジ
４を挾んで一端側にβ１動体固定部６、他端側に板バネ
固定部７が設けられている。

また、板バネ固定部７には、可動体固定部６側に向かっ
て延びまたこれを挟むように平行配置された２枚の板バ
ネ８ａ　、８ｂのそれぞれの一端部が固定されている。

２枚の板バネｓａ、ｓｂの他端側は固定端部材９に固定
されている。つまり、ヒンジ４を平行板バネ８ａ　、８
ｂの両固定端の内側に配置している。このように構成さ
れた可動部支持部材２においては、可動体固定部６は固
定端部材９に対して、板バネ８ａ　、８ｂの揺動方向に
移動可能であり、まだヒンジ４の軸まわりに回転可能で
ある。

さらに、この可動部支持部材２は第２図に示すように、
可動体固定部６の両端部６ａ　、６ｂには対物レンズ１
ｏを保持した可動体１１が圧入または接着等の固定手段
により固定される。なお、この可動体１１には７オーカ
シング用コイル１４ａ。

１４ｂ及びトラッキング用コイル”　６ａ＊　１６ｂ。

１６ｃ、１（５ｄが固定されている。一方、固定端部材
９中に設けられた孔９ａ　、９ｂに、磁気回路を構成し
軟磁性体で形成された基台１２に植設婆れたビン１２ａ
　、］　２ｂを圧入することにより、可動部支持部材２
を基台１２に固定している。

したがって、対物レンズ１ｏは基台１２に対して、板バ
ネ８ａ　、ｇｂの面に垂直な方向及びヒンジ４の軸まわ
シに回転移動可能となる。

なお、基台１２には、内側ヨーク１８ａ、ｉ８ｂ及び外
側ヨーク２０ａ　、２０ｂが対向するように突出して設
けられ、外側ヨーク２０ａ　、２０ｂの内側ヨーク１８
ａ　、１８ｂとの対向面には永久磁石１９ａ　、１９ｂ
が固着されている。内側ヨーク１８ａ　、１８ｂは、可
動体１１に固着されたフォーカシング用コイル１４ａ　
、１４ｂの内側に所定の間隔が設定できる位置に設けら
れている。また、外側ヨーク２０ａ　、２０ｂは、可動
体１１に固着されたトラッキング用コイル１６ａ、１６
ｂ。

１６Ｃ，１６ｄと対向する位置に設けられている。

なお、可動部支持部材２の可動体固定部６には、バラン
ス調整のために金属製のパランサ２５ａ。

２５ｂが一体成型により埋設されている。また、板バネ
８の支点とヒンジ４の支点を対物レンズ１０の光軸方向
から見て、同一軸上に配置されている。

このような光ヘッドでは、フォーカス方向の制御は、フ
ォーカシング用コイル］　４ａ　、１４ｂに流す電流値
を制御することによυ、永久磁石１９ａ。

１９ｂが供給する磁界との相互作用による電磁駆動力で
可動体１１を対物レンズ１００光軸方向に、板バネ８ａ
　、　８ｂで構成される平行リンク機構によって平行移
動させて行う。その結果、対物レンズ１０の焦点位置を
記録媒体上に常に結はせる（とができる。

一方、トラッキング方向の制御は永久磁石１９ａ。

１９ｂＫｊる磁界とトラッキングＪｆｌ＝＝イル１６ａ
。

１６ｂ、１６Ｃ，１６ｄに通電制御することにより、対
物レンズ１ｏの光軸と垂直な面内の回転力が可動体１１
に作用する。これにより、光軸と直角方向、すなわち記
録媒体の半径方向に可動部支持部材２の中のヒンジ４ｔ
−回転中心として、対物レンズ１０が回転する。これＫ
よって、トラッキング制御を行うことができる。なお、
これらの通電制御は図示しないサーボ系で行わせる。

捷た、本実施例ではヒンジ部は液晶ポリマーより成る。

一方、従来例ではヒンジ部はポリエステルエラストマー
より成る。ここで第１表に本実施例でのヒンジ部を形成
する材料のヤング率及び共振周波数の上昇率の測定結果
を示す。

以下余白 第１表 なお、本表中の「共振周波数の上昇率」は、（（実施例
による共振周波数）／（従来例による共振周波数）−１
）Ｘ１００で定義する。

すると、本実施例によるヤング率は、従来例でのヤング
率よりも、約８２．４倍となる。この時の振動伝達特性
として、共振周波数の上昇率を算出すると、約２．０倍
となる。これにより、ヒンジ部全１夜晶ポリマーで形成
ず５にとにｊす、共振周波数の高域化が可能となる。

また、第１表に併せて実施例２として、液晶ポリマーに
ガラス繊維を混入してヒン′ジ部を形成した場合と、実
施例３として、液晶ポリマーに炭素繊維を混入してヒン
ジ部を形成した場合についても示した。第１表からもわ
かるように、実施例２゜３ではヒンジ部を形成する側斜
のヤング率を従来より約１３５倍および約２２９倍と太
きぐする。

すると、共振周波数の上昇率はそれぞれ約２．２倍。

約２．５倍となり、共振周波数の高域化を行なうことが
できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明の光ヘッドによればアクチュ
エータのヒンジの剛性を向上さぜることにより、トラッ
キング方向のずれ変形を生じることがなくなるので、高
速のアクセス動作に対しても高いトラッキング号−ボ安
定性を有することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光−＼ラドにおりる可動体支持部材の
胴親図、第２図は本発明の光ヘッドの対物レンズ駆動装
置を示した図、第３図はアクセス動作時にヒンジ部が受
ける変形の様子を示すザスペンションの断面図、第４図
はアクセス時の制御ループの概略を示す模式的なブロッ
ク図、第５図は本発明の詳細な説明するためのトラッキ
ング方向のボード線図である。 】・・・アクチュエータ、２・・・可動部支持部材、４
・・・ヒンジ、８ａ、８ｂ・・・板バネ、１０・・・対
物レンズ、１２・・・基台 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学的記録媒体に光ビームを照射するとともに、前記光
   学的記録媒体からの反射光を受光するための対物レンズ
   を装着した可動部と、前記可動部を支持する可動部支持
   部材とを備え、前記可動部支持部材が前記光学的記録媒
   体の面に垂直方向の支持及び復元力を有する平行板バネ
   と前記光学的記録媒体の面に平行な方向の支持及び回転
   に対する復元力を有するヒンジ部とを有し、前記対物レ
   ンズを前記二方向に駆動可能とした光ヘッドにおいて、
   少なくとも前記ヒンジ部を液晶ポリマーで形成したこと
   を特徴とする光ヘッド。