JPH05773B2 - - 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
成のものが提案されており、その１つのフオーカ
ス方向の可能支持を平行板ばねで行い、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これに相当す
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
を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
可とう部が設けられ、両端の可とう部に挟まれる
中間部では、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に平行
な軸回りに形成される、円あるいは円弧状断面を
持つ円筒面を有し、かつ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た
構造とすることによつて、結果的に可動部のねじ
れ方向振動の共振周波数を高く設定するものであ
る。すなわち、本発明の構成によれば、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
の仮ばねは、可動部及びアームと接合される付近
を除いて、円筒面状の殻構造であり、高剛性化さ
れている。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部の下
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，第５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図は板ばね３ａ
の正面図、第５図は第３図に示した断面ｗで切断
した形状を示している。なお、板ばね３a′，３
ｂ，３b′は、板ばね３ａと同様の構造となつてい
る。

第３図中のｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕはそれぞれ
板ばね長手方向（ｙ座標方向）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２枚の小平板構造であり、フ
オーカス方向（ｚ座標方向）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
は平板ばねの長手方向に平行である軸を中心とし
て形成される円筒部１４を有し、その結果板ばね
を正面から見ると第４図に示されるような形とな
り、断面ｗにおいて切断した断面形状は、第５図
に示すような形となる。従つて本構造では、位置
ｑからｒまで、位置ｓからｔまでは曲げ剛性が小
さく、位置ｒからｓまで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位で対応し、かつ中央
部の円筒面状の殻構造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１００ａ，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円筒面状の殻構造を
設けて剛とすることによつて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１のトラツキング方向の移動
の支持を、揺動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。

本実施例によれば、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。

なお、本実施例は本発明の範囲を制限するもの
でないことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のレンズアクチユ
エータによれば、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、中央に円あるいは円
弧状断面の円筒面を有する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とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を示す分解斜視
図、第２図は、第１図に示される実施例の斜視
図、第３図は、第１図に示される実施例の構成に
含まれる板ばねの斜視図、第４図は、第３図に示
される板ばねの正面図、第５図は、第３図に示し
た一点において切断した断面図である。 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……円筒
面。

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
   可とう部が設けられ、両端の可とう部に挟まれる
   中間部では、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に平行
   な軸回りに形成される、円あるいは円弧状断面を
   持つ円筒面を有し、かつ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。