JPH0479072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学的手段を用いて記録媒体面上に
情報を記録し、あるいは記録媒体面に既に記録さ
れている情報を再生、もしくは消去する光学ヘツ
ドのレンズアクチユエータに関し、特に集光レン
ズを記録媒体面に対し垂直、並びに平行に移動せ
しめる形式のレンズアクチユエータに関する。

〔従来の技術〕

従来、レーザ光を光源とし、このレーザ光を外
部の情報源からのパルス状信号で変調して、記録
媒体面上に２値的に記録し、あるいは既に記録さ
れた情報を再生もしくは消去する光学ヘツドにお
いては、情報の記録再生あるいは消去を正確に行
うために、レンズアクチユエータを用いて、焦点
制御によつて記録媒体面上が常に集光レンズの焦
点面となるよう、フオーカス方向の焦点位置制御
が行われているとともに、集光されたレーザ光の
記録媒体面上での光スポツトが記録媒体面上に予
め形成されている案内溝に対して正確に位置決め
されるように、集光レンズを案内溝に対して垂直
なトラツキング方向に駆動することによつてトラ
ツキング位置制御が行われている。

この種のレンズアクチユエータには、種々の構
成ものが提案されており、その１つにフオーカス
方向の可動支持を平行板ばねを行い、トラツキン
グ方向の可動支持を揺動支持機構で行うものがあ
る。例えば、特願昭58−199504号明細書に提案さ
れているレンズアクチユエータがれに相当する。
この形式のレンズアクチユエータの最も基本的な
構成は、次のようなものである。集光レンズを搭
載した可動部は、フオーカス方向に垂直な方向に
互いに平行な２枚の板ばねを介して、アームに取
り付けられている。さらにアームは、トラツキン
グ方向に揺動可能に揺動支持機構によつてきよう
体に保持される。また、可動部をフオーカス方向
とトラツキング方向に駆動するため、フオーカス
コイルとトラツキングコイルとが、可動部に設け
られている。フオーカスコイルは、平行な板ばね
よりも下側に、かつ、可動部の搭載する集光レン
ズの光軸を囲むように巻装され、トラツキングコ
イルは、平行な板ばねの中間の可動部の重心が駆
動する位置に設定される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のレンズアクチユエータにおいて
は、板ばねの剛性と可動部の質量との関係から、
可動部のねじり方向、すなわちトラツキング方向
とフオーカス方向と互いに直交する、長手方向軸
を中心とする回転方向の振動が避けられない。こ
の方向の振動は結果的に集光レンズによる光スポ
ツトをトラツキング方向に振動させ、しかも、こ
の方向の振動はトラツキング方向のアクチユエー
タでは制御不能な回転運動であるから、集光レン
ズのトラツキング方向動作のサーボ帯域がこの集
光レンズを含む可動部のねじれ方向振動の共振周
波数によつて制限されてしまう。その結果、集光
レンズを含む可動部の高速動作ができなくなると
いう欠点がある。

本発明の目的は、このような欠点を除去し、集
光レンズを含む可動部のねじれ方向振動の共振周
波数を高め、高速動作を実現するレンズアクチユ
エータを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のレンズアクチユエータは、 光源からの光を記録媒体面上に集光する集光レ
ンズを搭載する可動部と、 前記可動部のトラツキング方向両側かつフオー
カス方向上下にそれぞれ一端が接続され、両端に
設けられた可とう部に挟まれる中間部には、前記
可動部のトラツキング方向及びフオーカス方向と
互いに直交する、長手方向と平行してフランジが
設けられ、フオーカス方向に可動な複数枚の板ば
ねと、 前記複数枚の板ばねの他端が接続されるアーム
と、 前記アームを、フオーカス方向と平行な一つの
軸の回りに揺動可能にきよう体において支持する
揺動支持機構と、 前記上下の板ばね間に存在し、かつ前記可動部
に設けられたフオーカスコイル及びトラツキング
コイルと、 前記きよう体に設けられ、前記集光レンズの、
トラツキング方向に垂直な方向の両側で前記フオ
ーカスコイル及びトラツキングコイルと磁気的に
結合する２つの磁気回路とを有することを特徴と
している。

〔作用〕

本発明のレンズアクチユエータは、可動部のね
じれ方向振動の共振周波数を高く設定するため、
可動部のフオーカス方向の可動支持を行う板ばね
の中間部にフランジを付与することにより、可動
部のねじれ方向振動の共振の周波数を決定する、
可動部フオーカス方向とトラツキング方向と互い
に直交する長手方向回りの可動部慣性モーメント
を低減し、同時に可動部を支える板ばねの剛性を
高める構造としている。このような構成によれ
ば、フオーカスコイルを平行板ばねの間に設定す
るため、可動部がフオーカス方向に長くならず、
従つて、長手方向回りの慣性モーメントを小さく
設定することができる。可動部とアーム間に設置
される複数枚の板ばねは、可動部及びアームと接
合させる付近を除いて、通常の板ばねに付与され
るフランジによつて高剛性化される。以上２つの
効果の相乗作用によつて軽量高剛性であり、ねじ
り共振周波数の高いレンズアクチユエータとする
ことができ、トラツキング方向の高速動作を実現
できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図、第２図は、本発明の第１の実施例を示
すものであり、第１図は分解斜視図、第２図は斜
視図を示す。なお、説明の便宜上、第１図内に直
交デカルト座標系を設定する。ｘ座標方向はトラ
ツキング方向、ｚ座標方向はフオーカス方向を示
している。

本実施例のレンズアクチユエータは、集光レン
ズ１と、フオーカスコイル８と、トラツキングコ
イル９と、可動部２と、板ばね３ａ，３a′，３
ｂ，３b′と、アーム４と、揺動支持機構５と、セ
ンターヨーク１０ａ，１０ｂと、きよう体６上に
設けられた磁石１１ａ，１１ｂとサイドヨーク１
２ａ，１２ｂとから成る２つの磁気回路とで構成
される。

集光レンズ１は、光源からのレーザ光を記録媒
体面上に集光させる。

可動部２は、この集光レンズ１を搭載してい
る。可動部２には、この集光レンズ１の両側の位
置で、トラツキング方向（ｘ座標方向）に対し垂
直なフオーカス方向（ｙ座標方向）に、２つの空
孔１３ａ，１３ｂが開けられている。この２つの
空孔１３ａ，１３ｂと集光レンズ１を囲むように
xy平面に平行にフオーカスコイル８が巻かれて
いる。さらに、フオーカスコイル８上に４つのト
ラツキングコイル９が接合されている。トラツキ
ングコイル９はほぼ矩形の薄いドーナツ状に巻か
れたコイルであり、空孔１３ａ，１３ｂのｙ座標
方向に相当する部分において、コイルの一辺に電
流がフオーカス方向に主として流れるように配置
されている。

板ばね３ａ，３a′，３ｂ，３b′は可動部２をア
ーム４に対して支持しており、本実施例では、集
光レンズ１が搭載されている可動部２のトラツキ
ング方向（ｘ座標方向）両端の上部突出し部上面
に、板ばね３ａ，３ｂの一端部下面がそれぞれ接
合され、可動部２のトラツキング方向両端の下部
突出し部下面に、板ばね３a′，３b′の一端部上面
がそれぞれ取り付けられる。これら４枚の板ばね
はｙ座標方向に平行に設置される。板ばね３ａの
他端部下面と板ばね３ｂの他端部下面は、アーム
４の上面に取り付けられ、板ばね３a′，３b′のそ
れぞれ他端部上面はアーム４の下面に取り付けら
れる。その時、板ばね３ａと板ばね３a′、板ばね
３ｂと板ばね３b′はそれぞれ平行となるように設
定される。そしてこれら４枚の板ばねによつて可
動部２はフオーカス方向（ｚ座標方向）に可動に
支持される。

これら板ばねの構造を第３図、第４図を用いて
詳しく説明する。

第３図は代表的に板ばね３ａの構造を詳細に説
明するための斜視図であり、第４図は第３図に示
した断面ｗで切断した断面形状を示している。第
３図中のｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕはそれぞれ板ば
ね長手方向の位置を示している。位置ｐからｒま
で、位置ｓからｕまでの範囲では板ばねは単純な
平板構造であり、フオーカス方向へは容易にたわ
むことができ、位置ｐからｑ、及びｔからｕの範
囲で板ばねはそれぞれ第１図に示した可動部２、
アーム４に接合される。一方、位置ｒよりｓまで
の間には平板ばねの長手方向に対して平行に、両
側にフランジ１４，１４′が形成され、その結果
断面ｗにおいて切断した断面形状は、第４図に示
すようなコの字型となる。従つて本構造では、位
置ｑからｒまで、位置ｓからｔまで曲げ剛性が小
さく、位置ｒからｓまでは曲げ剛性が高いばねと
なり、可動部２のフオーカス方向の変位に対して
は両端部の平板ばねの曲げ変化で対応し、かつ中
央部のフランジの効果によつてねじり変位に対し
剛性の高い構造とすることができる。

揺動支持機構５は、フオーカス方向（ｚ座標方
向）と平行な軸７を中心に揺動可能な機構となつ
ている。揺動支持機構５には、４枚の板ばね３
ａ，３ｂ，３a′，３b′で囲まれたアーム４の反対
側にあるアーム４の面が取り付けられており、ア
ーム４は揺動支持機構５に固定される。揺動支持
機構５は、アーム４をきよう体６に対して、フオ
ーカス方向（ｚ座標方向）と平行な軸７を中心と
して揺動可能に支持している。従つて可動部２は
トラツキング方向（ｘ座標方向）にも可動支持さ
れる。

磁気回路は、センターヨーク１０ａ，１０ｂと
磁石１１ａ，１１ｂとサイドヨーク１２ａ，１２
ｂとで構成され、きよう体６上に設置されてい
る。センターヨーク１０ａ，１０ｂが空孔１３
ａ，１３ｂに位置し、磁気回路のギヤツプに前述
のトラツキングコイル９の一辺及びフオーカスコ
イル８の一部が位置する。

磁気回路のギヤツプには磁石によりｙ座標方向
に磁束が発生しており、この結果、可動部２は、
フオーカスコイル８に電流を与えることによりフ
オーカス方向（ｚ座標方向）に駆動され、トラツ
キングコイル９に電流を与えることによりトラツ
キング方向（ｘ座標方向）に駆動され、集光レン
ズ１のフオーカス方向及びトラツキング方向の運
動がなされる。

以上述べた構成によれば、まず、フオーカスコ
イル８は上下の板ばね間に位置するため、可動部
２がフオーカス方向に短くなり、その結果板ばね
のねじれ方向に関する可動部２の慣性モーメント
を小さくすることができる。また板ばねの剛性分
布を可動部２及びアーム４と接合される付近で柔
とし、その中間では板ばねにフランジを設けるこ
とによつて剛とすることによつて全体としてはフ
オーカス方向には柔であり、ねじれ方向には剛と
することができる。そしてこれらの相乗効果によ
つて可動部２のねじれ振動共振周波数を高く設定
することができる。

また、集光レンズのトラツキング方向の移動の
支持を、回転支持で行つているため、アーム４に
可動部２と同様の動作をさせる必要がなく、板ば
ねにはねじれ振動を誘発する無理な力のかからな
い構造となつている。

そして、フオーカスコイル８の駆動力は集光レ
ンズ１のｙ座標方向に関する両側で発生される構
造であり、この位置が板ばね３ａ，３ｂ，３a′，
３b′のねじれの中心軸に沿つているため、２箇所
で発生する駆動力の間に不釣り合いがあつても可
動部２のねじれ方向の振動を励起することはな
い。

第５図は本発明に係わる他の実施例を示す斜視
図である。本実施例のレンズアクチユエータの構
成に関しては、第１図に示されるレンズアクチユ
エータとほぼ同様であるが、第１図に示される４
枚の板ばねに対応する板ばねの形状が異なつてい
る。なお、第５図中には、板ばね２３ａ，２３
a′，２３ｂが図示されている。このように、第１
図に示すレンズアクチユエータでは、板ばねの形
状を、トラツキング方向の幅を一定としているの
に対し、本実施例では、板ばねの形状を可動部２
との接合部では狭く、アーム４との接合部では広
くなるようにテーパ状にしたものであり、その作
用効果は第１図に示すレンズアクチユエータと同
様である。

以上２つの実施例について述べたが、これら実
施例によれば、可動部のねじれ振動に対する剛性
を高くすることができ、その結果集光レンズのト
ラツク位置ずれを起こす共振周波数を高く設定す
ることができ、従つて十分なトラツキングサーボ
帯域を確保できるため、高速に集光レンズ位置制
御を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、慣性モ
ーメントの小さな、集光レンズを搭載した可動部
と、中央にフランジを設けた板ばねを用いること
によつて、可動部ねじれ振動の共振周波数を高
め、高速動作を行うレンズアクチユエータを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す分解斜視
図、第２図は、一実施例の斜視図、第３図は、一
実施例の構成に含まれる板ばねの斜視図、第４図
は、第３図の板ばねの断面図、第５図は、本発明
の他の実施例を示す斜視図である。 １……集光レンズ、２……可動部、３ａ，３
ｂ，３a′，３b′……板ばね、４……アーム、５…
…揺動支持機構、６……きよう体、７……軸、８
……フオーカスコイル、９……トラツキングコイ
ル、１０ａ，１０ｂ……センターヨーク、１１
ａ，１１ｂ……磁石、１２ａ，１２ｂ……サイド
ヨーク、１３ａ，１３ｂ……空孔、１４，１４′
……フランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源からの光を記録媒体面上に集光する集光
   レンズを搭載する可動部と、 前記可動部のトラツキング方向両側かつフオー
   カス方向上下にそれぞれ一端が接続され、両端に
   設けられた可とう部に挟まれる中間部には、前記
   可動部のトラツキング方向及びフオーカス方向と
   互いに直交する、長手方向と平行してフランジが
   設けられ、フオーカス方向に可動な複数枚の板ば
   ねと、 前記複数枚の板ばねの他端が接続されるアーム
   と、 前記アームを、フオーカス方向と平行な一つの
   軸の回りに揺動可能にきよう体において支持する
   揺動支持機構と、 前記上下の板ばね間に存在し、かつ前記可動部
   に設けられたフオーカスコイル及びトラツキング
   コイルと、 前記きよう体に設けられ、前記集光レンズの、
   トラツキング方向に垂直な方向の両側で前記フオ
   ーカスコイル及びトラツキングコイルと磁気的に
   結合する２つの磁気回路とを有するレンズアクチ
   ユエータ。