JPH05242501A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスク装置に於けるフォーカス方向及び
トラッキング方向の制御系から光ディスクの共振ピーク
を除去し、制御系設計の自由度を広げ、光ディスク装置
の高性能化、信頼性向上を可能にする。 【構成】 対物レンズ駆動装置のベースに対して、対物
レンズの反対側に第２の駆動装置を設け、対物レンズを
駆動する際にベースに対して発生する反力と同じ大きさ
で方向が反対の力がベースに作用するように構成した。
結果として、反力はキャンセルされ、フォーカス方向及
びトラッキング方向の制御を行う際に光ディスクが加振
されることが無く、フォーカス制御系に光ディスクの共
振ピークが現われず、制御系を設計する際の制限条件を
除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置に搭載さ
れ、特に、光学的情報記録媒体上に集光される光スポッ
トの位置を制御するための対物レンズ駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１３、図１４は各々、実開昭６０−１
１６６１８号公報に示された従来の対物レンズ駆動装置
を示す図であり、図１３は従来の対物レンズ駆動装置の
斜視図、図１４は図１３の縦断面図である。図１５は光
ディスクの共振モードを示す概念図、図１６は図１４に
示す対物レンズ駆動装置の物理的構成を表現した概念
図、図１７は従来の対物レンズ駆動装置を搭載した光デ
ィスク装置の概略図、図１８は図１７に示す従来の光デ
ィスク装置におけるフォーカシング制御系の周波数特性
を示す概略図である。

【０００３】図において、２０は基台、２０ａは上記基
台２０の下面中央部に設けられた突部、２１は上記突部
２０ａの内部孔、２２は下端部が上記内部孔２１に固着
された支持軸、２３及び２４はそれぞれ基台２０の上面
に上記支持軸２２の軸心を中心にした円弧の一部を構成
するよう湾曲されたフォーカス及びトラッキング調整用
のヨーク部、２５は上記基台２０に設けられた光窓、２
６は略矩形状に形成された対物レンズ保持体、２７、２
８は上記対物レンズ保持体２６の相対向する短辺に形成
された弧状部、２９は上記支持軸２２が嵌合する軸受
孔、３０、３１は上記対物レンズ保持体２６上に設けら
れ上記弧状部２７、２８の各両側を結ぶ辺であり相対向
する長辺部分に形成された切欠部、３２は上記長辺に亘
る幅が弧状部２７、２８の弦の幅よりも小さくなした幅
狭間部、３３は対物レンズ保持体２６の下方に突出する
管部、３４は対物レンズ保持体２６の長手方向側の一方
のヨーク部２３側へ離間した位置に設けられたレンズ
孔、３５は対物レンズであり、この対物レンズをはめこ
んだレンズ枠３５ａにより上記レンズ孔３４に固定保持
されている。

【０００４】３６、３７は上記弧状部２７、２８にそれ
ぞれ対向させて設けられたフォーカス及びトラッキング
調整用マグネット、３８は上記対物レンズ保持体２６の
外周面に巻回されたフォーカス調整用コイル、３９、４
０、４１、４２は上記対物レンズ保持体２６の外周面取
り付けられた角形に巻回されたトラッキング調整用コイ
ルである。４３は上記トラッキング調整用コイル３９、
４０、４１、４２が接合配設されたテープ体であり、上
記対物レンズ保持体２６の外周囲に巻回されている。４
５、４６は上記弧状部２７、２８に設けられたコイル巻
回溝、４７、４８は上記フォーカス及びトラッキング調
整用マグネット３６、３７の上端部と対向して取り付け
られた水平ヨーク部である。

【０００５】５０は弾性支持部材であり、５５は上記対
物レンズ保持体２６に取り付けられたバランサーピン、
５５ａは上記バランサーピン５５の先端の小径部であ
り、この小径部５５ａを挿通してカラー５６が圧入固定
されている。５８は上記対物レンズ保持体２６の上面に
設けられた中継基板、５９は上記中継基板５８から引き
出されているリード線、６０は上記ヨーク部２４の外周
面に設けられた端子板であり、６１は上記基台２０に設
けられた透孔である。以上２０〜６１により対物レンズ
駆動装置６２が構成されている。

【０００６】図１５において、６３は光ディスクであ
り、樹脂材等からなるディスク部６４とハブ部６５より
構成されている。図１６において、６６は図１４におけ
る対物レンズ保持体２６と一体に構成されている可動部
を表わす質量、６７及び６８は図１４における弾性支持
部材５０を表わすバネ及び減衰、６９は基台である。

【０００７】図１７において、７０は半導体レーザ等の
光源や光学部品（図示せず）から構成されている光学系
であり上記対物レンズ３５に光が入射するように配置さ
れている。７１はキャリッジであり、ベアリング７２
ａ、７２ｂを介してシャフト７３に沿って対物レンズ駆
動装置６２及び光学系７０を移動可能に支持している。
７４はベースであり、上記シャフト７３やディスクモー
タ７５を保持している。光ディスク６３は、上記ディス
クモータ７５により回転可能に保持されている。

【０００８】次に動作について説明する。対物レンズ３
５により集光された光スポット（図示せず）の上記ディ
スク６３に対するフォーカス方向のズレを上記光学系７
０により検知し、そのズレ量に応じた電流をフォーカス
調整用コイル３８に流し、フォーカス及びトラッキング
調整用マグネット３６、３７による磁束との相互作用に
より対物レンズ保持体２６を支持軸２２の軸線方向とな
る上下方向に駆動し、フォーカス方向の制御を行なう。

【０００９】また、対物レンズ３５により集光された光
スポット（図示せず）の上記ディスク６３に対するトラ
ック方向のズレを上記光学系７０により検知し、そのズ
レ量に応じた電流をトラッキング調整用コイル３９、４
０、４１、４２に流し、フォーカス及びトラッキング調
整用マグネット３６、３７による磁束との相互作用によ
り対物レンズ保持体２６を支持軸２２の軸心回りに回動
駆動し、トラッキング方向の制御を行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された従来の対物レンズ駆動装置においては
次のような問題点があった。図１５に示すように、光デ
ィスク６３の低次の固有振動数は数ＫＨｚに存在する
（具体的には、９０ｍｍ用光ディスクでは約１．４ＫＨ
ｚに共振が存在する）。フォーカス方向の制御を行うた
めに対物レンズを上方に駆動する際には、図１６に示す
ように反力Ｆが基台６９に対して作用することになり、
この反力がキャリッジ７１、ベアリング７２ａ、７２
ｂ、シャフト７３、ベース７４、ディスクモータ７５を
伝わり、光ディスク６３を加振し、光ディスク６３の共
振を励起することになる。結果として、図１８に示した
ようにフォーカス方向の周波数特性に光ディスクの共振
ピーク（Ｇ１部）が現れることになり、位相が急激に遅
れ（Ｐ１部）、制御系が不安定になるといった問題点が
あった。また、トラッキング方向についても同様の問題
点が発生することが懸念されていた。

【００１１】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、フォーカス方向あるいはトラッキ
ング方向の周波数特性上に光ディスクの共振ピークが現
れない光ディスク装置を実現するために、光ディスクの
共振を励起しない対物レンズ駆動装置を得ることを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる対物レン
ズ駆動装置は、本来の対物レンズによるフォーカス方向
あるいはトラッキング方向の制御を行う第１の駆動制御
部とは別に、第２の駆動制御部を基台に対して第１の駆
動制御部の反対側に設けたものである。

【００１３】

【作用】本発明においては、第１の駆動制御部により従
来と同様の制御を行うために対物レンズ保持体を駆動す
る際に基台に対して反力が作用するが、第２の駆動制御
部を同時に駆動することにより上記反力と大きさが同じ
で方向が反対である反力を基台に対して作用させ、合力
として反力を打ち消す。結果として第１の駆動制御部に
より従来と同様の制御を行っても光ディスクを加振する
力が発生せず、光ディスクの共振は励起されない。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 図１は本発明の実施例１における対物レンズ駆動装置の
主要部断面図、図２は本発明の実施例１における対物レ
ンズ駆動装置の主要部上面図、図３は本発明の実施例１
における対物レンズ駆動装置の主要部下面図、図４は図
１に示す対物レンズ駆動装置の物理的構成を表現した概
念図、図５は図１に示す対物レンズ駆動装置を搭載した
光ディスク装置の概略図、図６は図５に示す光ディスク
装置におけるフォーカシング制御系の周波数特性を示す
概略図である。

【００１５】図において、１０１は基台、１０２は基台
１０１に対して固定され、光源から出射された光ビーム
（図示せず）を反射する反射ミラー、１０３は上記反射
ミラーにより反射された光ビームを光ディスク上に光ス
ポットとして集光する対物レンズ、１０４は対物レンズ
を保持するレンズホルダ、１０５は基台１０１に対して
固定され、上記レンズホルダ１０４を軸心に対して摺
動、回動可能に支持する支持軸、１０６は上記レンズホ
ルダ１０４に固定されたバランサ、１０７は上記レンズ
ホルダ１０４に一体的に固定され、上記支持軸１０５と
同一の軸中心を有するフォーカス用コイル、１０８はフ
ォーカス用マグネット、１０９はフォーカス用ヨークで
あり上記フォーカス用コイル１０７に対して磁束を付与
する構成となっている。１１０ａ、１１０ｂは上記レン
ズホルダ１０４を基台１０１に対して弾性的に支持する
弾性支持部材であり、以上、基台１０１から弾性支持部
材１１０ｂにより第１の駆動制御部１１１を構成してい
る。

【００１６】１１２は基台１０１に対して駆動時に反力
を作用させるための駆動負荷となる駆動体、１１３は駆
動対１１２に対して一体的に固定され、上記支持軸１０
５と同一の軸中心を有するフォーカス用コイル、１１４
はフォーカス用マグネット、１１５はフォーカス用ヨー
クであり、上記フォーカス用コイル１０７に対して磁束
を付与する構成となっている。１１６ａ、１１６ｂは上
記駆動体１１２を基台１０１に対して弾性的に支持する
弾性支持部材であり、以上１０１と１１２から１１６ｂ
により第２の駆動制御部１１７を構成しており、第１の
駆動制御部１１１と第２の駆動制御部１１７により本発
明の実施例１による対物レンズ駆動装置１１８を構成し
ている。１１９ａ、１１９ｂは上記レンズホルダ１０４
に一体的に固定されたトラッキング用コイル、１２０
ａ、１２０ｂは上記トラッキング用コイル１１９ａ、１
１９ｂに対して磁束を付与するためのトラッキング用マ
グネットである。

【００１７】図４において、１２１は図１におけるレン
ズホルダ１０４と一体に構成されている第１の駆動制御
部の可動部分を表わす質量、１２２及び１２３は図１に
おける弾性支持部材１１０ａ、１１０ｂを表わすバネ及
び減衰、１２４は基台である。また、１２５は図１にお
ける駆動体１１２と一体に構成されている第２の駆動制
御部の可動部分を表わす質量、１２６及び１２７は図１
における弾性支持部材１１６ａ、１１６ｂを表わすバネ
及び減衰である。

【００１８】図５において、７０は半導体レーザ等の光
源や光学部品（図示せず）から構成されている光学系で
あり上記対物レンズ１０３に光が入射するように配置さ
れている。７１はキャリッジであり、ベアリング７２
ａ、７２ｂを介してシャフト７３に沿って対物レンズ駆
動装置１１８及び光学系７０を移動可能に支持してい
る。７４はベースであり、上記シャフト７３やディスク
モータ７５を保持している。光ディスク６３は、上記デ
ィスクモータ７５により回転可能に保持されている。

【００１９】次に動作について説明する。対物レンズ１
０３により集光された光スポット（図示せず）の上記デ
ィスク６３に対するフォーカス方向のズレを上記光学系
７０により検知し、そのズレ量に応じた電流を、第１の
駆動制御部のフォーカス用コイル１０７に印加し、フォ
ーカス用マグネット１０８が発生する磁力との相互作用
により得られる電磁力によりレンズホルダ１０４を支持
軸１０５に沿って摺動させ、対物レンズ１０３を図中矢
印Ａ方向に駆動し、フォーカス方向の制御を行なう。

【００２０】その際に、基台１０１に対して反作用とし
て印加されることになる反力がキャンセルされるよう
に、第２の駆動制御部内のフォーカス用コイル１１３に
適切な電流を印加し、フォーカス用マグネット１１４が
発生する磁束との相互作用により得られる電磁力により
駆動体１１２を支持軸１０５に沿って摺動させ、図中矢
印Ｂ方向に駆動する。

【００２１】上記動作により、第１の駆動制御部による
フォーカス制御時に、基台１０１に対して力は作用しな
い。結果として、図５に示した対物レンズ駆動装置１１
８を搭載した光ディスク装置において、光ディスク６３
の共振を励起する加振力は発生せず、図６に示したよう
にフォーカス方向の周波数特性上に光ディスク６３の共
振ピークは現われず、安定な制御系を得ることが可能と
なる。

【００２２】また、対物レンズ３５により集光された光
スポット（図示せず）の上記ディスク６３に対するトラ
ック方向のズレを上記光学系７０により検知し、そのズ
レ量に応じた電流をトラッキング用コイル１１９ａ、１
１９ｂに印加し、トラッキング用マグネット１２０ａ、
１２０ｂが発生する磁力との相互作用により得られる電
磁力により、レンズホルダ１０４を支持軸１０５を中心
として図中矢印Ｃ方向に回動させ、トラッキング方向の
制御を行なう。

【００２３】実施例２ 図７は本発明の実施例２における対物レンズ駆動装置の
主要部断面図である。この図７に示す実施例２では、第
２の駆動制御部１３２として駆動体１３０を積層形圧電
素子１３１により駆動するように構成されている。第１
の駆動制御部により本来のフォーカス方向の制御を行う
際に発生する反力を、圧電素子１３１を駆動することに
より打ち消し、キャンセルすることが可能で、実施例１
と同様の動作が期待できる。

【００２４】実施例３ 図８は本発明の実施例３における対物レンズ駆動装置の
主要部断面図、図９は本発明の実施例３における対物レ
ンズ駆動装置を搭載した光ディスク装置の概略図であ
る。これらの図に示す実施例３は、第２の駆動制御部を
第１の駆動制御部と同一の構成としたものである。図に
おいて、１３５は第２の駆動制御部１１３を基台１０１
に対して第１の駆動制御部１１１の反対側に配置した対
物レンズ駆動装置である。第２の駆動制御部１１３内に
も対物レンズ１０３が配置されているため、図９に示す
ように光ディスク６３を対物レンズ駆動装置１３５の両
側に配置することが可能である。例えば、上側の光ディ
スク６３に対して記録あるいは再生を行う際には上側の
第１の駆動制御部１１１によりフォーカス制御を行い、
下側の第２の駆動制御部１３３により反力のキャンセル
を行う。また、逆に、下側の光ディスク６３に対して記
録あるいは再生を行う際には逆の動作を行う。どちらの
場合にも光ディスク６３の共振は励起されず、実施例１
と同様の動作が期待できる。

【００２５】実施例４ 図１０は本発明の実施例４における対物レンズ駆動装置
の第１の駆動制御部を示す斜視図、図１１は本発明の実
施例４における対物レンズ駆動装置の平面図、図１２は
図１１の側面図である。これらの図に示す実施例４は、
第１の駆動制御部のトラッキング方向の制御を行った際
に発生する反力により光ディスク６３の共振が励起され
ないように構成したものである。図において、１４１は
基台、１４２ａ、１４２ｂはフォーカス及びトラッキン
グ用マグネット、１４３ａ〜１４４ｄ（１４３ｄは１４
３ｃに対して、１４３ａと１４３ｂの関係の位置に配置
されており図中には現われていない）は一方を基台１４
１に対して固定され、一方がレンズホルダ１４４に対し
て固定されている板バネ、１４５は光ディスク上に光ス
ポットを集光する対物レンズであり、レンズホルダ１４
４に対して一体的に固定されている。１４６はレンズホ
ルダ１４４に巻回されたフォーカス用コイル、１４７ａ
〜１４７ｄはレンズホルダ１４４に対して一体的に固定
されたトラッキング用コイルである。１４１から１４７
ｄにより第１の駆動装置部１４８を構成している。図１
１において、対物レンズ駆動装置１５０は、第１の駆動
制御部１４８と第２の駆動装置部１４９（第１の駆動装
置部１４８と同一）から構成されている。

【００２６】実施例４において、光スポット（図示せ
ず）のフォーカスズレを補正する場合には、第１の駆動
制御部１４８のフォーカス用コイル１４６に所望の電流
を印加し、フォーカス及びトラッキング用マグネット１
４２ａ、１４２ｂが発生する磁力との相互作用により得
られる電磁力によりレンズホルダ１４４を及び対物レン
ズ１０３を図中矢印Ｄ方向に駆動し、フォーカス方向の
制御を行なう。

【００２７】光スポット（図示せず）のトラックズレを
補正する場合には、第１の駆動制御部のトラック用コイ
ル１４７ａ〜１４７ｄに所望の電流を印加し、フォーカ
ス及びトラッキング用マグネット１４２ａ、１４２ｂが
発生する磁力との相互作用により得られる電磁力により
レンズホルダ１４４を及び対物レンズ１０３を図中矢印
Ｅ方向に駆動し、トラッキング方向の制御を行なう。

【００２８】トラッキング方向の制御を行う際に、第１
の駆動制御部１４８基台１４１に対して反作用として反
力が印加される（図中矢印Ｈ方向）。その際に、第２の
駆動制御部１４９のトラッキング用コイル１４７ａ〜１
４７ｄに適切な電流を印加し、フォーカスおよびトラッ
キング用マグネット１４２ａ、１４２ｂが発生する磁力
との相互作用により得られる電磁力によりレンズホルダ
１４４を及び対物レンズ１０３を駆動し、基台１４１に
対して作用する反力をキャンセルする。

【００２９】実施例５ 上記に示した実施例ではフォーカス方向及びトラッキン
グ方向の周波数特性の改善を各々独立に行う例を示した
が、両方向共に同時に動作可能なように構成してもよい
ことは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による対物
レンズ駆動装置を用いた光ディスク装置においては、フ
ォーカス方向の制御系あるいはトラッキング方向の制御
系の周波数特性上に、光ディスクの共振ピークが現われ
ず、安定な制御系を得ることが可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における対物レンズ駆動装置
の主要部断面図である。

【図２】本発明の実施例１における対物レンズ駆動装置
の主要部上面図である。

【図３】本発明の実施例１における対物レンズ駆動装置
の主要部下面図である。

【図４】図１に示す対物レンズ駆動装置の物理的構成を
表現した概念図である。

【図５】本発明の実施例１における対物レンズ駆動装置
を搭載した光ディスク装置の概略図である。

【図６】本発明の実施例１における対物レンズ駆動装置
を搭載した光ディスク装置におけるフォーカス方向の周
波数特性である。

【図７】本発明の実施例２における対物レンズ駆動装置
の主要部断面図である。

【図８】本発明の実施例３における対物レンズ駆動装置
の主要部断面図である。

【図９】本発明の実施例３における対物レンズ駆動装置
を搭載した光ディスク装置の概略図である。

【図１０】本発明の実施例４における対物レンズ駆動装
置の第１の駆動制御部の斜視図である。

【図１１】本発明の実施例４における対物レンズ駆動装
置の主要部平面図である。

【図１２】本発明の実施例４における対物レンズ駆動装
置の側面図である。

【図１３】従来の対物レンズ駆動装置の斜視図である。

【図１４】従来の対物レンズ駆動装置の縦断面図であ
る。

【図１５】光ディスクの共振モードを示す概念図であ
る。

【図１６】図１４に示す対物レンズ駆動装置の物理的構
成を表現した概念図である。

【図１７】従来の対物レンズ駆動装置を搭載した光ディ
スク装置の概略図である。

【図１８】従来の対物レンズ駆動装置を搭載した光ディ
スク装置におけるフォーカシング方向の周波数特性であ
る。

【符号の説明】

１０１ 基台 １０３ 対物レンズ １０４ 駆動体 １１１ 第１の駆動制御部 １１２ 駆動体 １１３ 第２の駆動制御部 １１７ 第２の駆動制御部 １１８ 対物レンズ駆動装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的情報記録媒体上に光ビームを集光
   させる対物レンズ、上記対物レンズを保持する可動体、
   上記対物レンズを対物レンズの光軸方向に駆動制御する
   第１の駆動制御部、上記第１の駆動制御部を支持する基
   台を有する対物レンズ駆動装置において、上記可動体を
   駆動する際に上記基台に対して上記第１の駆動制御部か
   ら作用する反力を打ち消す方向の駆動力を発生する第２
   の駆動制御部を設けたことを特徴とする対物レンズ駆動
   装置。
2. 【請求項２】 光学的情報記録媒体上に光ビームを集光
   させる対物レンズ、上記対物レンズを保持する可動体、
   上記対物レンズを対物レンズの光軸方向に対して直交す
   る方向に駆動制御する第１の駆動制御部、上記第１の駆
   動制御部を支持する基台を有する対物レンズ駆動装置に
   おいて、上記可動体を駆動する際に上記基台に対して上
   記第１の駆動制御部から作用する反力を打ち消す方向の
   駆動力を発生する第２の駆動制御部を設けたことを特徴
   とする対物レンズ駆動装置。
3. 【請求項３】 光学的情報記録媒体上に光ビームを集光
   させる対物レンズ、上記対物レンズを保持する可動体、
   上記対物レンズを対物レンズの光軸方向及び対物レンズ
   に対して直交する方向に駆動制御する第１の駆動制御
   部、上記第１の駆動制御部を支持する基台を有する対物
   レンズ駆動装置において、上記可動体を駆動する際に上
   記基台に対して上記第１の駆動制御部から作用する反力
   を打ち消す方向の駆動力を発生する第２の駆動制御部を
   設けたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
4. 【請求項４】 上記第２の駆動制御部に圧電素子を用い
   たことを特徴とする請求項第１項ないし第３項記載の対
   物レンズ駆動装置。
5. 【請求項５】 上記第２の駆動制御部を、上記第１の駆
   動制御部と同一の構成としたことを特徴とする請求項第
   １項ないし第３項記載の対物レンズ駆動装置。