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 - Google Patents

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

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JPH05258327A
JPH05258327A JP4272994A JP27299492A JPH05258327A JP H05258327 A JPH05258327 A JP H05258327A JP 4272994 A JP4272994 A JP 4272994A JP 27299492 A JP27299492 A JP 27299492A JP H05258327 A JPH05258327 A JP H05258327A
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movable bobbin
bobbin
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    • G11B7/0927Electromechanical actuators for lens positioning for focusing only

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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

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 (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
  9. 【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。
  10. 【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。
  11. 【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。
  12. 【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。
  13. 【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。
JP4272994A 1992-02-11 1992-10-12 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 Expired - Lifetime JP2800869B2 (ja)

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