JPH05258327A

JPH05258327A - フォーカス・アクチュエータ用の光学レンズのマウント・システム、及び該システムを適用した光ディスク・ドライブ・システム

Info

Publication number: JPH05258327A
Application number: JP4272994A
Authority: JP
Inventors: Francis S Luecke; フランシス・スティーブン・ルーク
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1992-02-11
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1993-10-08
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JP2800869B2; US5289445A

Abstract

(57)【要約】【目的】周波数帯域特性に優れ、製造コストの低廉な
光ディスク・ドライブ・システムのためのフォーカス・
アクチュエータを提供する。【構成】フォーカス・アクチュエータ２０は、中央部
を上面から下面まで貫通した貫通開口を有する支持部材
２２と、その貫通孔の中に配設されてレンズ２６を支持
している可動ボビン２８と、それら支持部材と可動ボビ
ンとの間に配設された電磁式アクチュエータと、支持部
材と可動ボビンとに張架された上方及び下方の支持線条
２〜１３から成るサスペンション・システムを備えてい
る。支持線条は、１本のワイヤ４５を、可動ボビンの上
端部と下端部とを交互にループして、複数の上方及び下
方ループを形成する事により構成されている。支持部材
の側面には板バネ５６を設けてワイヤに荷重をかけてお
り、ワイヤの両終端部（延在部分１、１５）は、ネジ４
６、６２によって支持部材の側面に固定されている。こ
のように構成した事により、可動ボビンを貫通開口の軸
方向にのみ移動が可能なように運動規制しつつ支持でき
るので、周波数帯域特性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的媒体に対する情
報の記憶と取出しとに関するものであり、より詳しく
は、光ディスク・ドライブに使用するための、改良して
帯域幅の上限を更に高域へ広げた、フォーカス・アクチ
ュエータとサスペンション・システムとに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】様々な種類の光ディスク・ドライブが、
広範な種々の用途に使用されており、それら光ディスク
・ドライブの中には、ビデオ関係の様々な用途に使用さ
れているビデオ・ディスク・ドライブもあれば、コンピ
ュータ・システムにおける周辺記憶装置として使用され
ている光ディスク・ドライブもある。更に、後者の範疇
に属する光ディスク・ドライブの中にも、一度だけ書込
みを行ない後は専ら読み出しを行なう、いわゆるライト
・ワンス型のディスク・ドライブや、ＣＤ−ＲＯＭ型の
ディスク・ドライブ、それに消去可能な光磁気ディスク
・ドライブ等の、様々な種類のものがある。

【０００３】また、光学的媒体にも様々な種類がある
が、そのうちの１つに、情報を光学的媒体のディスク上
の同心円ないし渦巻形のトラックに書き込む際に、その
光学的媒体の微小領域の物理的性質を変化させることに
よって、その微小領域の反射率を変化させるものがあ
る。この種の光学的媒体に対してデータの書込みや読取
りを行なうには、レーザ・ビームを使用して、そのレー
ザ・ビームを光学的媒体で反射させるようにしている。
この場合、そのレーザ・ビームが光学的媒体の表面の適
切なレベル（高さ）に合焦した状態が、維持されるよう
にしておくことが重要である。

【０００４】この合焦状態の維持のための、様々なフォ
ーカシング・システムが公知となっており、それらフォ
ーカシング・システムは、一般的には、調節移動自在に
した対物レンズを装備した光ヘッドを含んでおり、その
対物レンズの調節移動によって、レーザ・ビームを光記
憶媒体上に合焦させるようにしている。更に、一般的に
は、その対物レンズを、ボイスコイル・モータ（ＶＣ
Ｍ）等の電磁式モータによって直接駆動するようにして
いる。また多くの場合、対物レンズを電磁式モータの可
動部材に取り付けるようにしている。この対物レンズを
取り付けた可動部材を支持するサスペンションは非常に
重要な機構であり、その可動部材の上下方向への移動を
高精度で行なえるものでなければならない。用途によっ
ては、対物レンズを軸方向にのみ移動させて合焦状態を
維持し、しかも、その対物レンズをその他の方向には移
動させないようにすることが望まれている。更には、非
常に僅かな共振しか発生しない機構とすることも強く望
まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在広く採用されてい
るフォーカス・アクチュエータの方式のうちの１つに、
滑り軸受け形のベアリングで対物レンズの運動を規制し
つつ、ＶＣＭでその対物レンズを移動させるようにした
方式がある。しかしながら、この方式を採用したハード
ウェアには、摩耗を生じ易いという問題と、軸に沿って
摺動させるために対物レンズの運動の再現性が悪いもの
となりがちであるという問題があった。更に、この方式
では、対物レンズの傾動や横方向への移動が生じないよ
うに対物レンズの運動を適切に規制することが困難であ
った。

【０００６】更に別の方式として、可動磁石形のモータ
によって駆動力を発生すると共に、カンチレバー式の機
構を使用して水平方向へ移動できるようにした方式があ
る。この方式を採用したシステムの一例は、米国特許第
４６３３４５６号に開示されている。

【０００７】これら従来の方式を採用したシステムに
は、多くの欠点が付随していた。それら欠点には、例え
ば、低効率であるということや、適切な帯域幅が得られ
ないということ等があった。また更なる欠点として、対
物レンズの横方向への移動や傾動を防止するための運動
の規制が、適切に行なわれていなかった。従って、光デ
ィスク・ドライブ・システムの光ヘッドに使用するため
の、改良したサスペンション・システム及び高性能なア
クチュエータが求められている。したがって、本発明の
主たる目的は、光ディスク・ドライブに使用するため
の、改良して帯域幅の上限を更に高域へ広げた、フォー
カス・アクチュエータ及びサスペンション・システムを
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、次のよ
うなフォーカス・アクチュエータが提供される。即ち、
そのフォーカス・アクチュエータは、上面から下面まで
の間を貫通して延在する貫通孔を有する固定側部材であ
る支持部材と、レンズを支持するための、その貫通孔の
中に配設した、長さを有する形状の可動ボビンと、長さ
を有する１本のワイヤとを備えた、フォーカス・アクチ
ュエータである。そのワイヤは、その両端部が固定側部
材である支持部材に固定されており、また、可動ボビン
の上端部の周囲と下端部の周囲とを交互にループするよ
うに張設されている。

【０００９】

【実施例】本発明の以上の目的及び利点、並びに更なる
目的及び利点については、以下の詳細な説明を添付図面
と共に参照することにより、更に明瞭に理解することが
できる。先ず図１〜図４について説明すると、これらの
図に示したのは、その全体に対して引用符号２０を付し
たフォーカス・アクチュエータである。このフォーカス
・アクチュエータ２０は、固定側部材である支持部材２
２を含んでおり、この支持部材２２は、図３に明らかに
示したように、その中央部に開口２４を備えている。ま
た、このフォーカス・アクチュエータ２０は、電磁式モ
ータである可動磁石形ＶＣＭで、対物レンズ２６を移動
させることにより、回転するディスクＤの形態とした光
学的媒体上にレーザ・ビーム２７を合焦させるようにし
たものである。対物レンズ２６は、アルミニウム製のボ
ビン２８の上端部に支持されている。このボビン２８
は、筒形（スリーブ形状）であり、その上端部にフラン
ジ３０で環状の凹部を画成してあり、対物レンズ２６
を、この環状の凹部に嵌装してマウントするようにして
ある。

【００１０】ＶＣＭは軸対称形（即ち、Ｚ軸に対して対
称形）の構造を有し、円環形状即ちリング形状の、一対
の鉄製の内側磁極部材３２及び３４（図３参照）を含ん
でいる。それら一対の内側磁極部材３２、３４は、互い
に離隔してボビン２８の外周面に止着されており、それ
らの間には永久磁石３６が止着されている。これらのボ
ビン２８、内側磁極部材３２、３４、それに永久磁石３
６から成るアセンブリによって、このＶＣＭの可動部分
が構成されている。このＶＣＭは更に、一対のコイル３
８及び４０を含んでいる。それら一対のコイル３８、４
０は、それらのうちの上方のコイル３８を流れる電流の
向きが、下方のコイル４０を流れる電流の向きと逆にな
るように巻回して構成したものである。それらコイル３
８、４０は、それらの間にスペーサ４２を介装した上
で、外側磁極部材４４の内周面に止着されている。そし
て、それらコイル３８、４０を流れる電流によって発生
する磁界が、永久磁石３６の磁気回路との間で相互作用
を生じることにより、対物レンズ２６を上下動させて、
レーザ・ビーム２７を合焦させることができるようにし
ている。尚、図３においては、破線の矢印は磁力線の方
向を表し、また、実線の矢印は永久磁石３６の磁化の方
向を表わしている。

【００１１】コイル３８及び４０を製作する際には、１
本の連続した線で、それら２つのコイルを同時に巻回し
て製作するようにするのが好ましく、その場合のそれら
コイルの巻回状態を、図５に示した。それら２つのコイ
ルを図示のように巻回するには、例えば、それらコイル
を円筒形の仮の支持構造（不図示）の周囲に巻回するよ
うにする。このとき、コイル３８の巻回方向がコイル４
０の巻回方向とは逆になるようにするのであるが、それ
には、材料の線のうちの図中にＳで示した部分をマンド
レルに固定した上で、そのマンドレルを回転させてそれ
らコイルを同時に巻回するようにすれば良い。これによ
って、それら２つのコイルは、図中のＳの部分で接続し
たコイルになる。

【００１２】尚、添付図面はいずれも原寸大の図ではな
い。実際の構造体は、図示の実施例の図面上の大きさと
較べて遥かに小さいものであることに注意されたい。そ
の具体的な寸法例を挙げるならば、対物レンズの大きさ
は例えば半径約２ミリメートルである。この対物レンズ
の質量は例えば約０．０５８グラムであり、また、ボビ
ンの質量は例えば約０．０５４グラムである。可動部分
の質量をできるだけ小さくすることのできる構成が最適
な構成であると言える。

【００１３】以上のＶＣＭの可動部分は、ワイヤ式のサ
スペンション・システムで支持するようにしている。こ
のサスペンション・システムは、ＶＣＭの可動部分が軸
方向（Ｚ軸方向）へ運動することを許容しつつ、しか
も、それが横方向（Ｘ軸方向ないしＹ軸方向）へ移動し
たり傾動したりすることがないように、その運動を規制
している。更に、このワイヤ式のサスペンション・シス
テムは、略々完全にＺ軸に対して軸対称形の構造を有し
ている。このようにＺ軸に対して軸対称形の構造である
ことと、重心位置がＺ軸上にあることとによって、ＶＣ
Ｍの可動部分が、傾動する振動モードで振動したり、傾
動する方向の動きを生じるおそれが払拭されている。

【００１４】図１及び図２から明らかなように、このサ
スペンション・システムは連続した１本のワイヤ４５で
構成したものである。このワイヤ４５は、ボビン２８の
上端部のループ（上方ループ）と下端部のループ（下方
ループ）とを交互に形成するように張設されており、こ
れによって一連の複数の上方ループと一連の複数の下方
ループとが形成されている。また、ワイヤ４５は、平面
視即ち上面視において、頂点の個数が３つの星形の幾何
学図形を形成するように張設されている。図２には、ワ
イヤ４５のループのうち、上面側に現われているループ
を実線で描いている。また、ワイヤ４５のループのう
ち、下面側に隠れているループは、破線で示している。
この図２から分るように、それらループは、支持部材２
２の上面側と下面側とに交互に形成されている。

【００１５】図２において、引用符号１〜１５は、サス
ペンション・システムのワイヤ４５の個々の延在部分を
指し示すために付したものである（それら延在部分１〜
１５のうち、延在部分２〜１３は支持線条を形成してい
る）。ワイヤ４５はその一端部が、支持部材２２の側面
のネジ４６によってこの支持部材２２の基部に固定され
ている。ワイヤ４５の延在部分１は、支持部材２２の片
隅の部分の下面側を延伸してノッチ４８の中を通り、円
筒形のピンであるダウエルピン５０に掛かって方向を変
えている。このダウエルピン５０からは、支持線条２
が、図中の斜めの方向へ、即ちボビン２８の上端部の方
へ延伸しており、ワイヤ４５はこのボビン２８の上端部
の周囲でループ（部分的に巻回）している。このボビン
２８からは、支持線条３が、図中の右方上方へ向かって
延伸しており、ダウエルピン５２に掛かっている。この
ダウエルピン５２からは、ノッチ５４の中を通り、支持
部材２２の下面側へ向かって延伸している。ワイヤ４５
は、このノッチ５４を通り抜けたならば、支持線条４
が、支持部材２２の下面、即ち図中の裏側の面に沿って
延伸しており、続いてボビン２８の下端部の周囲でルー
プしている。更にワイヤ４５は、その支持線条５の部分
が、図中の下方へ向かって延伸しており、板ばね５６の
正面を横断して折り返した後には、支持線条６として図
中の上方へ向かって延伸している。板ばね５６は、支持
部材２２の一側面の一端から他端に亙って延在してお
り、支持部材２２の突起５８と６０とで支持されてい
る。この板ばね５６は、ワイヤ４５を、予荷重が加わっ
た状態に維持すると共に、ワイヤ４５側から力が加わっ
たときには撓むようにして、このワイヤ４５を支持して
いる。尚、容易に理解されるように、ワイヤ４５に予荷
重を加えるための手段は、これ以外の形態とすることも
でき、例えば引張ばねや圧縮ばねを使用するようにして
も良い。

【００１６】ワイヤ４５は、支持部材２２の下面側から
板ばね５６の正面を横切って上面側へ延伸した後には、
その支持線条６の部分が、支持部材２２の上面に沿って
延伸している。この支持線条６の部分は、ボビン２８の
方へ向かって延伸しており、続いてワイヤ４５は、ボビ
ン２８の上端部の周囲をループした後に、支持線条７の
部分に連なっている。この支持線条７の部分はノッチ４
８まで延伸している。更にワイヤ４５は、このノッチ４
８の中を通って支持部材２２の下面側へ向かって延伸し
ている。これに続く支持線条８の部分は、支持部材２２
の下面に沿って延伸している。続いてワイヤ４５は、ボ
ビン２８の下端部の周囲をループした後に、支持線条９
の部分に連なっており、この支持線条９の部分はノッチ
５４まで延伸している。続いてワイヤ４５は、このノッ
チ５４の中を通って支持部材２２の下面側からこの支持
部材２２の背面側の側面に沿って上方へ延伸し、上面側
の支持線条１０の部分に連なっている。続いてワイヤ４
５は、ボビン２８の上端部の周囲をループした後に、支
持線条１１に連なっている。ワイヤ４５は、この支持線
条１１の部分が板ばね５６まで延伸しており、更に、こ
の板ばね５６の正面を横切って、支持部材２２の上面側
から下面側へ延伸し、支持線条１２の部分に連なってい
る。この支持線条１２の部分はボビン２８まで延伸して
おり、続いてワイヤ４５は、ボビン２８の下端部の外周
をループした後に、支持線条１３の部分に連なってい
る。この支持線条１３の部分はノッチ４８まで延伸して
おり、続いてワイヤ４５は、このノッチ４８を通って支
持部材２２の下面側から上面側へ延伸し、ダウエルピン
５２を回り込んだところで、支持線条１４に連なってい
る。続いてワイヤ４５は、ノッチ５４を通って支持部材
２２の上面側から下面側へ延伸して延在部分１５に連な
っており、この延在部分１５は、ネジ６２まで延伸して
いる。ワイヤ４５の終端部は、このネジ６２で支持部材
２２にしっかりと固定されている。従って、両端を固定
した１本のワイヤによって、複数ループ形のワイヤ式サ
スペンション・システムの全体を形成しているのであ
る。なお、使用するワイヤの材質に関しては、例えば、
ステンレスばね鋼製等を用いるのが好ましい。

【００１７】複数の上方ループ（支持部材２２の上面側
のループ）は、その全てが同一の共通平面内に位置して
おり、また、複数の下方ループ（支持部材２２の下面側
のループ）も、その全てが同一の共通平面内に位置して
いる。更に、それら２つの共通平面は互いに平行であ
る。また、板ばね５６によって、対物レンズを支持して
いる部材（ボビン２８）が、レーザ・ビームを例えば図
３に示したディスクＤ等の上に合焦させることができる
だけの、充分な上下方向の移動をし得るようにしてい
る。このサスペンション・システムは、レンズを支持し
ている部材を支持しつつ、しかもその部材が自由に横方
向へ移動することのないように、その運動を規制してい
る。ここで念のため付記しておくと、このサスペンショ
ン・システムにおいては、レンズを支持している部材が
上下方向へ運動する際の運動の軌跡は、直線から僅かに
外れた微かな円弧形を描くのであるが、ただし、この運
動が円弧形であることの影響は、光ディスク・ドライブ
・システムの精密トラッキング・アクチュエータによっ
て容易に補償し得る程度のものに過ぎない。

【００１８】複数のループの各々を別々のワイヤで形成
することも可能であり、またループの数を、図示例のル
ープの数とは異なった数にすることも可能である。しか
しながら、好ましい構成は、以上に説明した図示例のよ
うに、連続した１本のワイヤで複数のループを形成する
構成である。図１〜図３に示した機構を採用した２種類
の試作品について予備測定試験を行なったところ、それ
らの効率の値はいずれも約２０００ｇ2 ／ワットであっ
た。また、ＶＣＭそれ自体は、可動コイル形のモータと
して構成することも、可動磁石形のモータとして構成す
ることも可能である。しかしながら、好ましい構成は、
コイル即ち巻線を固定側に設けた、可動磁石形の構成で
ある。可動磁石形の構成とすれば、可動部材へ電力を供
給するための配線の引き回しが不要となるからである。
更に、可動磁石形とすれば、よりアーマチュアの質量の
小さなモータ構造とすることができる。それによって、
そのモータ構造の剛性を高めることができ、従来のシス
テムと比較して、より広い帯域幅に亙って、より線形性
の良い周波数応答特性が得られるようになる。

【００１９】ＶＣＭの効率を定量的に表わす際には、一
般的に「ｇ2 ／ワット」を単位として表わすようにして
いる。このＶＣＭの効率に影響を及ぼすものには、磁気
回路及びコイルの特性、「ペイロード」（ＶＣＭによっ
て駆動される質量）に対するＶＣＭ自体の可動構成要素
の質量の比、それにサスペンションの構成要素等があ
る。また、ペイロード（この場合は、対物レンズであ
る）への駆動力の伝達に付随する遅れは、できる限り小
さくせねばならない。なぜならば、いかなるアクチュエ
ータでも、その基本振動モードに関する使用可能帯域幅
の上限周波数は、この伝達の遅れの大きさに強く影響さ
れるからである。更にこの遅れの大きさは、駆動力をペ
イロードに伝達している接続構成体の構造と、その接続
構成体を作り上げている材料の弾性率及び密度とに影響
される。帯域幅を最大にするには、この接続構成体の剛
性と、その材料の弾性率の値とをできるだけ大きくし、
また、その接続構成体に使用している材料の全体の質量
をできるだけ小さくするようにすべきである。以上に説
明したＶＣＭの機構は、これらのパラメータを考慮して
設計したものである。

【００２０】ＶＣＭの別の実施例の幾つかを図６〜図１
０に示した。以下にそれら実施例について説明し、ま
た、それらの利点についても簡潔に説明する。図６につ
いて説明すると、この図６の実施例では、ＶＣＭの可動
部分（作動部分）であるアーマチュア部材を、電磁軟鉄
製の部材７２で構成してある。このアーマチュア部材７
２は、その全体形状をスプール形状（糸巻き形状）と
し、その上端部と下端部とに、外周方向へ延出したリム
部を形成してある。これら上下のリム部は、夫々、上方
のコイル７４と下方のコイル７６とに近接して位置する
ようにしてある。また、外側磁極部材８２の内周面に、
一対の円環形状即ちリング形状の永久磁石７８と８０と
を、上下方向に互いに離隔させて止着してあり、これら
永久磁石７８と８０の夫々の内側に、夫々コイル７４と
７６を止着してある。これら永久磁石７８と８０とは、
磁極の向きを互いに逆にしてある。この構成によれば、
磁力源である永久磁石７８及び８０を大形化ないし強力
化することができ、しかも可動質量を、電磁軟鉄材製の
アーマチュア部材７２の質量のみとすることができるこ
とから、小さな質量にすることができる。

【００２１】図７は、図６と同様に永久磁石を固定する
と共にコイルも固定して外側コイルとした構成の、別実
施例を図示したものである。この図７の実施例では、可
動アーマチュア部材７２’は、図６の実施例のアーマチ
ュア部材７２と同一である。ただし、この可動アーマチ
ュア部材７２’に対向している固定側のアセンブリ（ス
テータ・アセンブリ）は、上方の外側磁極部材８８の内
周面に取り付けた上方のコイル８４と、下方の外側磁極
部材９０の内周面に取り付けた下方のコイル８６とを含
んだ構成としてある。更に、上方の外側磁極部材８８と
下方の外側磁極部材９０との間には、大形の円環形状即
ちリング形状の永久磁石９２を配設してある。この図７
の構成によっても、図６の構成と同様に、特に大形で強
力な永久磁石を磁力源として使用することができる。

【００２２】図８の実施例は、可動磁石形の構成とした
実施例である。可動磁石である永久磁石９４は、その全
体形状をスプール形状とし、その上下のリム部を磁極と
して形成してある。そして、それらリム部が、夫々、上
方のコイル９６と下方のコイル９８とに近接した位置に
きて、それらコイルに対向するようにしてある。更に、
それらコイル９６と９８とは、互いに上下方向に離隔さ
せて、円環形状の外側磁極部材１００の内周面に止着し
てある。この構成は、可動磁石をただ１つだけの部材で
構成し、しかもその可動磁石の磁極がコイル９６とコイ
ル９８とに近接した位置にきて、それらコイルに対向す
るようにしたものである。

【００２３】図９の実施例は、内側磁極部材１０６の外
周面に、一対の円環形状即ちリング形状の永久磁石１０
２及び１０４を、互いに上下方向に離隔させて止着した
ものであり、それら永久磁石１０２と１０４とは磁極の
向きを互いに逆にしてある。また、それら永久磁石１０
２と１０４とは、夫々が、上方コイル１０７と下方コイ
ル１０８とに近接した位置にきて、それらコイルに対向
するように止着してある。また、コイル１０７と１０８
とは、上下方向に互いに離隔させて、円環形状の外側磁
極部材１１０の内周面に止着してある。

【００２４】図１０の実施例では、可動磁極部材１１４
に、ただ１個だけの永久磁石１１２を取り付けてある。
可動磁極部材１１４は、その上端部に径方向外方へ延出
するリム部１１６が形成されており、このリム部１１６
は、固定側部材である外側磁極部材１１８の肉厚部に近
接した位置にくるようにしてある。また、永久磁石１１
２は、固定側アセンブリの、対物レンズから離隔した方
の端部である下端部に取り付けた、単一のコイル１２０
に近接した位置にきて、このコイル１２０に対向するよ
うに止着してある。この構成によれば、対物レンズの焦
点位置における漏れ磁束の強度を、小さなものとするこ
とができる。

【００２５】以上の図６〜図１０に示したＶＣＭの構成
例を採用すれば、本明細書に開示している軸対称形のマ
ウント・システムにおいて特に好適に使用することので
きる、非常にコンパクトでしかも高効率のＶＣＭが得ら
れる。

【００２６】図１〜図４に示した構造を採用して構成し
たアクチュエータ・システムの伝達関数のボード線図
を、図１１及び図１２に示した。これらの図は、そのア
クチュエータ・システムの周波数特性を表わしている。
即ち、図１１は「周波数−振幅」特性を表わした曲線で
ある。また、図１２の曲線は「周波数−位相遅れ」特性
を表わしている。

【００２７】図１１及び図１２の伝達関数のボード線図
をから分るように、本発明のシステムによれば、対物レ
ンズを移動させるためのアクチュエータ・システムの帯
域幅の上限を、更に高域にまで広げることができる。更
に、本発明のシステムによれば、駆動力をペイロードへ
非常に効率よく伝達することができる。そして、この駆
動力の伝達に付随する遅れ（この伝達の遅れの大きさ
は、アクチュエータ・システムの、基本振動モードに関
する使用可能帯域幅の、上限周波数に影響を及ぼすもの
である）を非常に小さくすることができる。本発明を採
用することによって達成される優れた帯域幅は、材料の
弾性率の許す範囲内で構成体の剛性を可及的に高めるこ
とができ、しかも、システムに使用する材料の全質量を
非常に小さくすることができることによって得られるも
のである。また、本発明によれば、アクチュエータ・シ
ステムの構造と、その中のＶＣＭの構造とを簡明化する
ことができるため、アクチュエータ・システムの製造
も、経済的なものとすることができる。

【００２８】本発明は、例えば、図１３に示した光ディ
スク・ドライブ・システム等に組み込んで使用すること
ができる。この図１３の光ディスク・ドライブ・システ
ムでは、制御信号発生回路１３２によって、レーザ等の
光源１３０を付勢している。この光源１３０から射出し
た光ビームは、レンズ１３４を通り、ビーム・スプリッ
タ・プリズム１３６を通り、１／４波長板１３８を通っ
て、ガルバノ・ミラー１４０へ入射する。更にこの光ビ
ームは、ガルバノ・ミラー１４０で反射された後に、対
物レンズ１４２によって、光ディスク１４４上に合焦さ
れる。光ディスク１４４は、モータ１４８に連結したス
ピンドル１４６によって支持し、そのディスク面に垂直
な駆動軸心を中心として回転可能にしてある。ガルバノ
・ミラー１４０は、枢動自在に取り付けてあり、図１３
の矢印Ａで示した角度に亙って揺動可能にしてある。ガ
ルバノ・ミラー１４０を、ソレノイド１５０によって、
この矢印Ａに示したように揺動させることによって、光
ビームを光ディスク１４４上において径方向に移動さ
せ、それによって、その光ビームが、光ディスク１４４
上に記録されている情報トラックに追従するようにして
いる。また、ソレノイド１５０は、システム制御部１５
４に接続したサーボ回路１５２によって駆動するように
している。

【００２９】対物レンズ１４２（図１３）は、図１３の
双頭の矢印Ｂで表わしたように、光ディスク１４４に対
して接近・離隔する方向へ移動させるようにしてある。
従って、この対物レンズ１４２は、光ディスク１４４の
ディスク面に対して垂直な軸に沿って運動するのである
が、この運動を発生させるのはＶＣＭ１５６であり、こ
のＶＣＭ１５６は、システム制御部１５４に接続されて
いる、上述のサーボ回路１５２とは別のサーボ回路１５
８によって付勢するようにしてある。尚、対物レンズ１
４２とＶＣＭ１５６とは、図１〜図４に示したフォーカ
ス・アクチュエータにおける対物レンズ及びＶＣＭと同
様に構成したものである。

【００３０】光ディスク１４４（図１３）は、この光デ
ィスクの下層を成す一般的な材質の光学的媒体の層と、
上層を成すカバー・プレートの層との、２層に構成され
ており、カバー・プレートの層は、プラスチックないし
ガラスの層であって、その厚さは例えば０．６ミリメー
トルである。対物レンズ１４２は、光ディスク１４４に
対して接近・離隔する方向へ移動することにより、光学
的媒体上の１つのスポットに光ビームを合焦させる。光
学的媒体上への情報の記録形態は、バイナリ形式で符号
化した情報を同心円ないし渦巻形のトラックに記録する
というものである。広く一般的に使用されている形態の
光学的媒体のうちには、例えば、データを連続した一連
のピットとアイランドの形で記録するようにしたものが
あり、それらピットとアイランドとは、夫々「１」と
「０」とに対応するものである。

【００３１】システム制御部１５４（図１３）は更に、
光源１３０を駆動している制御信号発生回路１３２へコ
マンドを発する機能も有している。また、光ディスク１
４４で反射した光ビームは、対物レンズ１４２を通って
ガルバノ・ミラー１４０へ再び入射する。この光ビーム
は更に、このガルバノ・ミラー１４０で反射した後、１
／４波長板１３８を通って、ビーム・スプリッタ・プリ
ズム１３６へ入射する。ビーム・スプリッタ・プリズム
１３６は、その光ビームを反射して、レンズ１６０を介
して光検出器１６２へ入射させる。図１３において、破
線１６４で囲んだ要素は、光ヘッドの中に組み込まれて
いる要素である。この光ヘッド１６４は、トラックの選
択を行なう際には、図１３に矢印Ｃで示したように、光
ディスク上を径方向へ移動させるようにする。この光ヘ
ッド１６４の径方向の移動は、リニア・モータ１６６に
よって行なうようにしており、このリニア・モータ１６
６は、システム制御部１５４に接続されたサーボ回路１
６８によって駆動されるものである。

【００３２】光検出器１６２は、例えばフォトダイオー
ド等の、光ディスクで反射して戻ってきた光ビームの光
強度を検出することのできる、適当なトランスデューサ
で構成したものである。この光検出器１６２からの出力
信号は、信号処理回路１７０へ送られる。信号処理回路
１７０は、その光ディスクの光学的媒体上に符号化して
記録されていた情報を表わすデータ信号を生成し、その
生成したデータ信号をホスト・コントローラへ向けて送
出する。この光ディスク・ドライブ・システムのシステ
ム制御部１５４は、更に、このホスト・コントローラの
コマンドによっても制御されるようにしてある。

【００３３】以上、本発明をその幾つかの具体的な実施
例に即して図示し説明したが、容易に理解されるよう
に、それら実施例は、本発明の概念並びに範囲から逸脱
することなく多種多様な変更ないし改変を加え得るもの
である。従って、それら実施例は、あくまでも本発明を
説明するための具体例に過ぎず、本発明がそれら実施例
に限定されるというものではない。

【００３４】

【発明の効果】本発明のマウント・システムは以上のよ
うに構成されているので、対物レンズの横方向への移動
や傾動を防止することができ、したがって不所望な運動
を規制しつつレンズを軸方向に適切に移動することがで
きる。またこのようなマウント・システムを光ディスク
・ドライブ・システムに適用した場合は、使用周波数帯
域における上限周波数を上げることができるので、周波
数特性が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施例を示したフォーカス・アク
チュエータの斜視図である。

【図２】図１の実施例の拡大上面図である。

【図３】図２の３−３線に沿った断面を模式的に示した
拡大断面模式図である。

【図４】図１の実施例に使用しているボイスコイル・モ
ータの垂直断面を示した拡大斜視図である。

【図５】図１の実施例に使用している１本の線で形成し
た一対のコイルにおける巻線の巻回態様を示した模式図
である。

【図６】ボイスコイル・モータの別の構成態様を示した
模式図である。

【図７】ボイスコイル・モータの更に別の構成態様を示
した模式図である。

【図８】ボイスコイル・モータの更に別の構成態様を示
した模式図である。

【図９】ボイスコイル・モータの更に別の構成態様を示
した模式図である。

【図１０】ボイスコイル・モータの更に別の構成態様を
示した模式図である。

【図１１】図１〜図４の構造を採用して構成したフォー
カス・アクチュエータの性能を表わす伝達関数のボード
線図のうちの、「周波数−振幅」特性図である。

【図１２】図１〜図４の構造を採用して構成したフォー
カス・アクチュエータの性能を表わす伝達関数のボード
線図のうちの、「周波数−位相遅れ」特性図である。

【図１３】図１〜図４の構造を採用して構成したフォー
カス・アクチュエータを組み込んだ光ディスク・ドライ
ブ・システムのブロック図である。

【符号の説明】

１ワイヤの延在部分２〜１３ワイヤの支持線条１４、１５ワイヤの延在部分２０フォーカス・アクチュエータ２２支持部材２４開口２６対物レンズ２８ボビン３２、３４内側磁極部材３６永久磁石３８、４０コイル４４外側磁極部材４５ワイヤ５６板ばね

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向の移動が可能なように光学レンズ
の運動を規制しつつその光学レンズをマウントするため
のマウント・システムにおいて、上面と、下面と、その上面からその下面までの間を貫通
して延在する中央部の開口とを有する支持部材、前記開口の中に配置されて光学レンズを支持するための
可動ボビンであって、所定の長さを有する可動ボビン、
及び前記可動ボビンの上端部と前記支持部材との間を接
続するように設けられたワイヤ製の複数本の上方の支持
線条と、前記可動支持ボビンの下端部と前記支持部材と
の間を接続するように設けられたワイヤ製の複数本の下
方の支持線条とを含んでいるワイヤ式支持手段を備えた
ことを特徴とするマウント・システム。
【請求項２】請求項１記載のマウント・システムにお
いて、前記複数本の支持線条が、前記可動ボビンの前記
上端部の周囲と前記下端部の周囲との各々に、夫々３つ
ずつのループを形成するように設けられていることを特
徴とするマウント・システム。
【請求項３】請求項１記載のマウント・システムにお
いて、前記複数本の支持線条が、１本のワイヤで形成さ
れており、該ワイヤは、その両端部が前記支持部材に固
定されており、更に該ワイヤは、前記可動ボビンの前記
上端部と前記下端部とを交互にループするようにした複
数の上方ループ及び複数の下方ループを形成するように
張設されていることを特徴とするマウント・システム。
【請求項４】請求項３記載のマウント・システムにお
いて、前記複数の上方ループの内の一対のループの各々
の一端部と、前記複数の下方ループの内の一対のループ
の各々の一端部とが、それらループに予荷重を与えるた
めの、前記支持部材に連結したばね部材によって支持さ
れていることを特徴とするマウント・システム。
【請求項５】請求項１記載のマウント・システムにお
いて、該システムは更に、前期支持部財に取り付けられ
て前記可動ボビンを運動させるための電磁式手段を備え
ていることを特徴とするマウント・システム。
【請求項６】請求項１記載のマウイト・システムにお
いて、前記複数本の支持線条が、１本のワイヤで形成さ
れており、該ワイヤは、前記可動ボビンの前記上端部の
周囲と前記下端部の周囲との各々に夫々３つずつのルー
プを形成するように張設されており、それらループのう
ち、３つの上方ループは通常状態において１つの共通平
面内に位置しており、３つの下方ループは通常状態にお
いて１つの共通平面内に位置しており、更に、それら上
方ループとそれら下方ループとは通常状態において互い
に平行な平面内に位置していることを特徴とするマウン
ト・システム。
【請求項７】調節移動自在な光学レンズを有するデー
タ記憶システムのためのフォーカス・アクチュエータ内
で、軸方向の移動が可能なように該光学レンズの運動を
規制しつつ該光学レンズをマウントするためのマウント
・システムにおいて、上面と、下面と、その上面からその下面までの間を貫通
して延在する中央部の開口とを有する支持部材、前記開口の中に配置されて光学レンズを支持するための
可動ボビンであって、所定の長さを有する可動ボビン、前記支持部材と前記可動ボビンとの間に配設された、前
記光学レンズを調節移動するための電磁式手段、及び前
記可動ボビンの上端部の周囲でループして互いに離れる
方向へ延伸するようにした３つの上方ワイヤループと、
前記可動ボビンの下端部の周囲でループして互いに離れ
る方向へ延伸するようにした３つの下方ワイヤループと
から成り、それらワイヤループは両端部が前記支持部材
によって支持されている、ワイヤ式支持手段を備えたこ
とを特徴とするマウント・システム。
【請求項８】請求項７記載のマウント・システムにお
いて、前記電磁式手段が、互いに軸方向へ離隔させた２つのコイル、少なくとも１つの円環形状の永久磁石、及び軟鉄製のス
プール形状部材を含んでいることを特徴とするマウント
・システム。
【請求項９】請求項７記載のマウント・システムにお
いて、前記複数の上方ワイヤループのうちの一対のルー
プの各々の一端部と、前記複数の下方ワイヤループのう
ちの一対のループの各々の一端部とが、それらループに
予荷重を与えるための、前記支持部材に連結したばね部
材によって支持されていることを特徴とするマウント・
システム。
【請求項１０】ボイスコイル・モータによって調節移
動自在とした光学レンズを有するデータ記憶システムの
ためのフォーカス・アクチュエータ内で、軸方向のみの
移動が可能なように該光学レンズの運動を規制しつつ該
光学レンズをマウントするためのマウント・システムに
おいて、上面と、下面と、その上面からその下面までの間を貫通
して延在する中央部の貫通孔とを有する支持部材、前記貫通孔の中に配設されて、光学レンズを支持するた
めの可動ボビン、前記可動ボビンを囲繞するようにして、前記支持部材の
前記貫通孔の中に取り付けられたコイル、前記可動ボビンに結合した永久磁石、及び１本のステン
レスばね鋼製のワイヤから成るワイヤ式支持手段であっ
て、前記ワイヤは、その両端部が前記支持部材に固定さ
れており、更に前記ワイヤは、前記可動ボビンの上端部
の周囲に延在する複数の上方ループと前記可動ボビンの
下端部の周囲に延在する複数の下方ループとを１つずつ
交互に形成するように張設されており、前記複数の上方
ループのうちの一対のループの各々の一端部と、前記複
数の下方ループのうちの一対のループの各々の一端部と
が、それらループに予荷重を与えるための、前記支持部
材に連結したばね部材によって支持されており、前記複
数の上方ループと前記複数の下方ループとは、夫々が、
上面視において３つの頂点を有する星形を成すように形
成されており、前記複数の上方ループは通常状態におい
て上方の１つの共通平面内に位置しており、前記複数の
下方ループは通常状態において下方の１つの共通平面内
に位置しており、前記上方の共通平面と前記下方の共通
平面とが互いに平行であるように構成されているワイヤ
式支持手段を備えたことを特徴とするマウント・システ
ム。
【請求項１１】光ディスク・ドライブ・システムにお
いて、光ディスクを駆動軸を中心として回転させるための光デ
ィスク回転手段、光ビームを発生して該光ビームを前記光ディスクの表面
で反射させるための、前記光ディスク回転手段の近傍に
おいて支持されている光学手段であって、中央部に開口
を有する支持部材と、該開口の中に配設されてレンズを
担持している可動ボビンと、前記可動ボビンと前記支持
部材とを接続している複数本のワイヤ製の支持線条と、
前記可動ボビンを前記支持部材の中で移動させることに
よって前記光ビームを前記光ディスク上に合焦させる電
磁式アクチュエータとを含んでいる光学手段、前記電磁式アクチュエータに接続されており、前記可動
ボビンを上下動させて前記光ビームを前記光ディスク上
に合焦させるためのサーボ手段、前記光ディスクで反射した後の前記光ビームを受光し
て、前記光ディスク上に符号化して記録されている情報
を表わす出力信号を発生するための検出手段、及び前記
出力信号を処理して、前記光ディスク上に符号化して記
録されている情報を表わすデータ信号を発生するための
情報再生手段を備えたことを特徴とする光ディスク・ド
ライブ・システム。
【請求項１２】請求項１１記載の光ディスク・ドライ
ブ・システムにおいて、前記複数本のワイヤ製の支持線
条が、前記可動ボビンの上端部の周囲と下端部の周囲と
の各々に、夫々３つずつのループを形成するように設け
られていることを特徴とする光ディスク・ドライブ・シ
ステム。
【請求項１３】請求項１１記載の光ディスク・ドライ
ブ・システムにおいて、前記複数本のワイヤ製の支持線
条が、１本のワイヤで形成されており、該ワイヤは、そ
の両端部が前記支持部材に固定されており、更に該ワイ
ヤは、前記可動ボビンの上端部と下端部とを交互にルー
プするようにした複数の上方ループ及び複数の下方ルー
プを形成するように張設されていることを特徴とする光
ディスク・ドライブ・システム。