JPH0517616B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は光学記録媒体に対してフオーカシング
制御およびトラツキング制御して用用いられる光
学ヘツド装置に関する。

（従来の技術） 近時、デイジタルオーデイオ技術が急速に発展
し、各種のデイジタルオーデイオ機器が開発され
ている。中でも、PCM技術を用いてオーデイオ
信号をデイジタル記録再生する装置は、その記録
媒体の特性に依存することのない優れた信号再生
を可能とすることから、例えば光学式デイスクレ
コード装置として実用化されている。この光学式
デイスクレコード装置は、例えば金属薄膜を被着
した直径12cm、厚さ1.2mmの光学式デイスクの上
記金属薄膜に、オーデイオ信号のデイジタル化デ
ータに対応したピツトを、上記デイスクを200〜
500rpmの可変回転速度で駆動し乍ら、線速度一
定方式により記録するものである。この場合、デ
イスクのトラツクピツチが1.6μｍであつても、そ
の片面で約１時間のステレオ情報を記録できると
云う利点がある。

ところで、このような装置において、上記デイ
スクから記録信号を再生する場合、その光学ヘツ
ドを追従性良くトラツキング制御すると共に、そ
の再生光学系のフオーカシング制御を行うことが
必要となる。しかも、このような制御性が要求さ
れる光学ヘツド装置に対して、各機構部が有機的
で無駄のない簡易な構成で、且つ確実に動作する
ことが要求される。更に実用性の観点からは、小
型化を図り得、またその消費電力を低く抑えるこ
とが要求される。

このような要求に対して従来、次のような光学
ヘツド装置が考えられている。第１図に示すもの
は、固定部材１に対して中継部材２をフオーカシ
ング用平行板ばね３により支持し、且つ上記中継
部材２に対して光学ヘツド本体である対物レンズ
４を取付けた可動部材５をトラツキング用平行板
ばね６により支持したものである。そして、上記
平行板ばね３，６の弾性変形により、前記中継部
材２を介して直列に支持された可動部材５を図中
矢印Ａに示すフオーカシング方向、および矢印Ｂ
に示すトラツキング方向に２次元的に移動させる
ようになつている。

また第２図ａ，ｂにその断面構成と平面構成と
を示すものは、筒状の固定部材１１に中継部材１
２をフオーカシング用ダイヤフラムばね１３を介
して支持し、上記中継部材１２に、対物レンズ１
４を取付けた可動部材１５をトラツキング用平行
板ばね１６を介して支持した構成を有し、第１図
に示するものと同様に可動部材１５を矢印Ａ，Ｂ
方向にフオーカシングおよびトラツキング移動す
るものとなつている。更に第３図ａ〜ｅに斜視
図、平面構成図、および動作モードを示すもの
は、固定部材２１に、中継部材２２を介して直列
に設けられた２段の平行板ばね２３，２４を経て
可動部材２５を支持したものであり、やはり前記
平行板ばね２３，２４の弾性変形によつて、同図
ｄ，ｅに示すように可動部材２５を２次元的に移
動するものとなつている。

ところで、このように可動部材５，１５，２５
を２次元的に移動自在に支持した構成の光学ヘツ
ド装置にあつては、外部からのシヨツクに対して
もそのトラツキング制御およびフオーカシング制
御を安定に行い得ることが必要である。この為に
は、通常、そのサーボ帯域を2kHz以上にするこ
とが必要である。しかしてこのようにサーボ帯域
を約2kHz程度に確保する為には、前記第１図乃
至第３図に示される構造の装置におけるサスペン
シヨンの特性、つまりばね特性と中継部材や可動
部材の質量とによつて定まる動作特性を、トラツ
キング方向およびフオーカシング方向において、
その２次固有振動数を８〜10kHz以上にすること
が要求される。またサーボ系の安定化を図るべ
く、DC利得を十分高くする必要があり、前記サ
スペンシヨン特性としての１次固有振動数を０〜
40Hz程度に押えることも同時に要求される。

然し乍ら、前記第１図に示すものにあつては、
中継部材２の質量が大きい為、その１次固有振動
数を40Hz程度とすると、２次固有振動数を8kHz
以上とすることが甚だ困難である。この為、サー
ボ帯域が狭くならざるを得ない。しかも、可動部
材５をＡおよびＢ方向に移動させると、平行板ば
ね３，６の弾性変形に伴つて、上記各方向とそれ
ぞれ直交する方向に可動部材５の変位が生じ、ジ
ツタの原因となる。このジツタを抑える為には前
記平行板ばね３，６の長さを十分長くすることが
必要であり、それ故その大型化が避けられないと
云う不具合がある。

また第２図に示すものにあつては、トラツキン
グ用の平行板ばね１６を変位させたとき、フオー
カシング方向に対する上記板ばね１６の剛性が著
しく低下する。この結果、ダイヤフラムばね１３
により移動制御されるフオーカシング方向に対す
る固有振動数が大幅に低下し、第１図に示すもと
同様に２次固有振動数が8kHz以下となる。従つ
て、そのサーボ帯域が狭くなり、常に安定した動
作が期待できなくなる。

この点、第３図に示すものは中継部材２２を介
して直列に設けられた２段の平行板ばね２３，２
４を介して可動部材２５を平行移動させる構造な
ので、前述した第１図および第２図に示すものと
は異つて、比較的容易にそのサーボ帯域を広くと
ることができる。然し、その反面、前記板ばね２
３，２４をその弾性限度範囲内で使用することが
必要であり、その長さを十分に長くすることが必
要となる。それ故、装置の小型化に限界がある。
また第３図ｄ，ｅに示すように可動部材２５の２
次元的移動に伴つて中継部材２２がその中立位置
から変位すると、前記可動部材２５の倒れを規制
する方向に対する剛性が著しく低下する。この結
果、上記倒れモードの２次共振が発生し、可動部
材２５を移動制御するサーボ系に有害な悪影響を
与えると云う不具合がある。

（発明が解決しようとする課題） このように従来のばね体を介して可動部材を支
持してなる構造の光学ヘツド装置にあつては、そ
のサーボ系の安定化を図る上で問題が多く、また
小型化を図る上でも問題が多かつた。

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、サーボ帯域を広
く確保して安定動作化を図ることができ、しかも
その小型化を図り得る簡易で実用性の高い構成の
光学ヘツド装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題と解決するための手段） 本発明に係る光学ヘツド装置は、固定部材と、
この固定部材に対向する位置に配置された中継部
材と、この中継部材と前記固定部材とにそれぞれ
２つのヒンジ部を介して実質的に連結され、前記
中継部材および前記固定部材とで略平行四辺形状
を成す第１の平面四節リンク機構を構成する一対
の第１の連結部材と、前記中継部材に対向して設
けられ、光学ヘツド本体のうち対物レンズを含む
少なくとも一部を搭載する可動部材と、この可動
部材と前記中継部材とにそれぞれ２つのヒンジ部
を介して実質的に連結され、前記可動部材と前記
中継部材とで略平行四辺形状を成す第２の平面四
節リンク機構を構成する一対の第２の連結部材と
を具備してなることを特徴としている。

（作用） このように四隅にヒンジ部を有する平面四節リ
ンク機構を対物レンズの支持機構として用いてい
るため、電磁駆動要素に電流を流すことにより発
生する駆動力により、この駆動力とリンク機構に
発生するモーメントが平衡する状態まで、ヒンジ
部が変形して、トラツキング方向あるいはフオー
カス方向に対物レンズを移動させることができ
る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。

第４図は実施例装置の要部を一部切欠して示し
た斜視図であり、第５図はその構成を模式的に示
した図である。可動部材３１は、中央部に対物レ
ンズ３２を取付けた枠体３３からなり、この枠体
３３に四隅にトラツキング用コイル３４を設け、
且つその全周にフオーカシング用コイル３５を巻
装したコイルボビン３６を取付けて構成される。
しかして上記枠体３３は、平行四辺形状を為す第
１の平面四節リンク機構３７を介して中継部材３
８に２次元的に移動自在に支持され、またこの中
継部材３８は平行四辺形状を為す第２の平面四節
リンク機構３９を介して前記枠体３３と同一平面
内で移動自在にケーシング（固定部材）４０に支
持されている。つまり、前記可動部材３１は、中
継部材３８を介する２つのリンク機構３７，３９
からなる直列四節リンク機構を介して、前記ケー
シング４０の内側に、その両側から移動自在に支
持されている。

前記第１および第２の平面四節リンク機構３
７，３９は、剛性を有し、長さの等しい一対の連
結部材４１を平行にして、その両端部をヒンジ部
材４２を介して一対の平平行なリンクとしての前
記枠体３３と中継部材３８との間に、或いは同様
に一対の平なリンクとしての中継部材３８とケー
シング４０との間にそれぞれ接続して平行四辺形
状のリンク機構を形成して構成されるものであ
る。つまり第１の平面四節リンク機構３７は、２
つの連結部材４１と枠体３３、および一対の中継
部材３８とをそれぞれ平行に対向するリンクと
し、その間をヒンジ部材４２により接続して平面
平行四辺形状を為して形成されている。また同様
に第２の平面四節リンク機構３９は、２つの連結
部材４１と中継部材３８およびケーシング４０の
壁面とをそれぞれ平行に対向するリンクとして、
その間をヒンジ部材４２により接続して平行四辺
形状を為して形成されている。

しかして、そのようにしてケーシング４０内に
移動自在に支持される可動部材３１は、例えば第
６図ａにし示すように四節リンク機構３７，３８
を一体的に形成して設けられる。即ち、第６図
ｂ，ｃ，ｄに分解して示すように、対物レンズ３
２、コイル３４，３５を巻装してなるコイルボビ
ン３６、そして四節リンク機構３７，３８を一体
形成してなる枠体３３とを組立てた構造を有す
る。この枠体３３および四節リンク機構３７，３
８は、第８図に示すように所定幅のフレキシブル
フイルム５０の両面、または片面に所定の剛性を
有する剛性板５１を貼着し、この剛性板５１を貼
着した部位を前記連結部材４１や枠体３３、中継
部材３３等の各リンクとしている。そして、上記
補助板が貼着されなかつた、例えば２mm程度の幅
のフレキシブルフイルム５０だけからなる部位を
上部各リンクを相互に連結する前記ヒンジ部材４
２とした構成となつている。そして、フレキシブ
ルフイルム自体の弾性力を利用し、平面四節リン
ク機構３７，３９の各節において、そのリンク機
構の角度変位に対応したモーメントを発生するば
ね性を持たせている。このような平面四節リンク
機構３７，３９のばね性により、常時は各リンク
機構が所定の平行四辺形状で安定して、可動部材
３１を支持するものとなつている。

一方、前記枠体３３に取付けられるコイルボビ
ン３６について説明すれば、前述したようにその
四隅にトラツキング用コイル３４をそれぞれ設
け、また全周にフオーカシング用のコイル３５を
設けたものとなつている。そして、これらのコイ
ル３４，３５を設けたコイルボビン３６は、第４
図に示ように、その長手方向端部、つまりリンク
機構が設けられない側の部分を、磁極４３，４４
の間に介在させて配置されるようになつている。
尚、図中４５はマグネツトである。そして、その
端部において前記磁極４３，４４間に発生される
磁界を受けるようになつている。この状態で今、
前記フオーカシング用コイル３５に電流を流す
と、その電流の向きと大きさに従つて前記コイル
ボビン３６の軸方向、つまり対物レンズ３２の光
軸方向に力が生起される。この力の向きは、フレ
ミングの法則に従うことは云うまでもない。この
結果、可動部材３１は前記リンク機構に支持され
た状態で、且つ上記力と前記リンク機構のモーメ
ントが平衡する状態に至る迄、前記光軸方向に移
動するとになる。この可動部材３１の光軸方向の
移動によつてフオーカシング制御がなされ、その
移動量は、前記フオーカシング用コイル３５に流
す電流の大きさと向きとによつて調整される。ま
た前記トラツキング用コイル３４は、ループの一
部を隣接する２つのコイル３４間に平行に配置
し、且つその部位を前記磁極４３，４４間に配置
させたものとなつている。この結果、前記磁極４
３，４４によつて前記ループの近接平行配置部位
に局部的に磁界を受けた状態で、同一方向に電流
を流すと、２つのコイル３４に生起される移動力
が前記光軸方向および磁界方向に対して直交する
方向になる。この結果前記コイル３４に流す電流
の向きを変えたり、或いは大きさを変えることに
よつて可動部材３１は、リンク機構が設けられた
方向、つまりトラツキング方向に、リンク機構に
発生するモーメントとバランスする位置まで変位
することになる。

かくしてこのような構成の装置によれば、磁極
４３，４４間に発生された磁界と、コイル３４，
３５に流す電流によつて可動部材３１に対してフ
オーカシング方向およびトラツキング方向への移
動力を与えることができる。そしてまた可動部材
３１はケーシング４０に対して、リンク機構を介
して上記フオーカシング方向およびトラツキング
方向に２次元的に移動自在に支持され、且つリン
ク機構の角度部位に応じたモーメントを受けるよ
うになつていることから、前記移動力とモーメン
トが平行する位置まで２次元的に移動駆動され
る。そして、このときリンク機構は、第７図に模
式的に示すように、第７図ａの安定状態から同図
ｂに示すようにリンク機構の形状変形を伴つてト
ラツキング方向に平行移動し、また同図ｃに示す
ようにフオーカシング方向に平行移動することに
なる。つまり可動部材３１はケーシング（固定部
材）４０に対して平行状態を維持した上で、２次
元的に移動されることになる。

また本構造は、このようにしてリンク機構によ
つて可動部材３１を移動自在に支持するものであ
るから、その小型化を容易に図り得る。つまり、
リンク機構を対物レンズ３２の大きさ程度に、コ
ンパクトに形成することができる。また１つの支
持機構（２段直列構造のリンク機構）で可動部材
３１の２次元移動を可能としているので、可動質
量を十分に小さくすることができる。故に、その
構成全体の小型化を図ることも容易である。

更には従来のように板ばねを用いたものとは異
なつて、連結部材として剛体を用いてリンク機構
を構成するので、高次モードの共振が生じ難く、
そのサーボ帯域を十分に広くすることが可能であ
る。また可動部材３１をその両側からそれぞれリ
ンク機構を介して面対称に支持することによつ
て、可動部材３１の重心を直接的に加振する構造
とすることができる。この点においても全体的な
バランスの向上を図ることができ、高次モードの
共振が現われ難い構造とすることができる。

尚、前記リンク機構を構成するに際しては、第
８図ａに示すようにフレキシブルフイルム５０の
片面、または両面に剛性板５１を貼着し、剛性板
５１を貼着した部位を連結部材等のリンクとし、
フイルム５０の露出部位をヒンジ部材とすること
が、装置を製作する上で、構造の簡易化等の点で
好ましい。しかし、第８図ｂに示すように、前記
フレキシブルフイルム５０の表面に粘弾性の物質
５２、例えばシリコーングリスやエポキシ系樹脂
等を塗布しておき、前記ヒンジ部材として作用す
るときの減衰効果の強化を図つておくことも有用
である。また第８図ｃに示すように、ヒンジ部材
として作用する部位に前記粘弾性の物質５２を塗
布することも有用である。

上記第８図ｂおよびｃに示すようにヒンジ部材
として作用する部位に粘弾性の物質５２が塗布さ
れていれば、リンク機構が振動しようとしてもヒ
ンジ部材４２の表面に塗布された粘弾性物質５２
のエネルギ吸収作用によつて良好に制振される。
また、粘弾性物質５２は、ヒンジ部材４２に局部
的に応力が集中するのを抑制する。したがつて、
ヒンジ部材４２の疲労を防止し、耐久性の向上に
寄与する。

さらに、第８図ｃのように粘弾性の物質５２を
塗布した場合には、粘弾性物の質５２は剛性板５
１の剥離防止効果も発揮し、さらには剛性板５１
として銅薄膜を用いたような場合には接合面端部
から銅薄膜の酸化が進展するのを防止する機能も
発揮する。

また前記粘弾性の物質５２に代えて振動に対し
て減衰効果を有する物質を塗布するようにすれ
ば、ヒンジ部材のばね特性と減衰特性との相乗効
果により、安定なリンク機構を実現することが可
能となる。またこのようにして塗布された物質に
よつてヒンジ部材の応力集中を避けることがで
き、フレキシブルフイルム５０の疲労を防止する
ことが可能となる等の効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではない。例えば四節リンク機構を第９図に示す
ように連結部材３８を対物レンズの光軸方向と直
行する仮想平面と平行に配置し、フオーカシング
方向とトラツキング方向の動きとを逆に定めるよ
うにしてもよい。また実施例では、可動部材３１
の移動駆動部を第１０図ａに示すようにロングボ
イスコイル構造としたが、同図ｂに示すようにシ
ヨートボイスコイル構造とするようにしてもよ
い。このようにすれば、可動部材３１の移動部位
に伴う力点変化がないことから、その安定駆動が
可能となり、実用的利点が大きい。

また、リンク機構全体を合成樹脂等を材料とし
た射出成形で一体に形成すれば組立ての誤差等が
生じず、より実用的である。その他本発明はその
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施するこ
とができる。

以上説明したように本発明によれば、サーボ帯
域の広帯域化を図ることができ、しかも安定に可
動部材の２次元移動を可能とする簡易な構成で安
価に製造可能な実用性の高い光学ヘツド装置をこ
こに提供することができる。

［発明の効果］ かくして本発明によれば、平面四節リンク機構
を構成する連結部材の長さを短かくして、その小
型化を容易に図ることができ、しかも上記連結部
材に十分な剛性を持たせることによつて、トラツ
キング方向およびフオーカシング方向に対する２
次の固有振動周波数を容易に10kHz以上にするこ
とができる。これ故、サーボ帯域を広くしてサー
ボ系の安定化を図り、安定に、且つ制御性良く光
学ヘツドを移動制御することが可能となる。また
従来構造のように板ばねによつて可動部材を支持
しているものとは異なり、２次共振の発生やジツ
タ発生等の虞れがない。しかも平面四節リンク機
構を簡易に構成することができ、小型化を図ると
共に製造コストの低減を図り得る等、実用上多大
な効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ従来装置の構成を
示す図、第４図は本発明の一実施例装置の要部を
一部切欠して示す斜視図、第５図は実施例装置の
基本構成を模式図に示す図、第６図ａ〜ｄは実施
例装置の要部を分解して示した図、第７図ａ〜ｃ
は実施例装置のリンク機構の動きを示す図、第８
図ａ〜ｃはリンク機構の構成例を示す図、第９図
は本発明の他の実施例装置の要部構成を模式的に
示す図、題１０図ａ，ｂは移動駆動部の構成例を
示す図である。 ３１…可動部材、３２…対物レンズ、３３…枠
体、３４…トラツキング用コイル、３５…フオー
カシング用コイル、３６…コイルボビン、３７…
第１の平面四節リンク機構、３８…中継部材、３
９…第２の平面四節リンク機構、４０…ケーシン
グ（固定部材）、４１…連結部材、４２…ヒンジ
部材、４３，４４…磁極、４５…マグネツト、５
０…フレキシブルフイルム、５１…剛性板、５２
…粘弾性の物質。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定部材と、 この固定部材に対向する位置に配置された中継
   部と、 この中継部材と前記固定部材とにそれぞれ２つ
   のヒンジ部を介して実質的に連結され、前記中継
   部材および前記固定部材とで略平行四辺形状を成
   す第１の平面四節リンク機構を構成する一対の第
   １の連結部材と、 前記中継部材に対向して設けられ、光学ヘツド
   本体のうち対物レンズを含む少なくとも一部を搭
   載する可動部材と、 この可動部材と前記中継部材とにそれぞれ２つ
   のヒンジ部を介して実質的に連結され、前記可動
   部材と前記中継部材とで略平行四辺形状を成す第
   ２の平面四節リンク機構を構成する一対の第２の
   連結部材と、 を具備してなることを特徴とする光学ヘツド装
   置。 ２ 前記第１および第２の平面四節リンク機構の
   一部を成す前記各ヒンジ部の表面に粘弾性物質を
   塗布したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光学ヘツド装置。 ３ 前記中継部材は、前記対物レンズの光軸方向
   と直交する仮想平面に平行に配置したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘツド装
   置。 ４ 前記一対の第１および第２の連結部材は、前
   記対物レンズのトラツキング移動方向に平行でか
   つ前記対物レンズの光軸中心を含む第１の仮想平
   面および前記対物レンズのフオーカス移動方向に
   平行でかつトラツキング移動方向に垂直な第２の
   仮想平面にそれぞれ面対称に形成および配置取付
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光学ヘツド装置。 ５ 部材間を相互に連結して平面四節リンク機構
   を構成するヒンジ部のうち少なくとも１つは、リ
   ンク機構の角度変位に対応したモーメントを発生
   するばね性を有し、そのリンク機構を所定の平行
   四辺形状に安定化させてなるものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘツド
   装置。 ６ 前記第１および第２の平面四節リンク機構
   は、それぞれフレキシブル・フイルムの面に所定
   長さの剛性板を貼付け、この剛性板を連結部材と
   すると共に、上記剛性板を貼付けない前記フイル
   ム部位をヒンジ部としたものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学ヘツド装
   置。