JPH057773B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学系を移動させるための駆動装置に
関し、特に光学系を２次元的に移動させることの
できる駆動装置に関する。この様な駆動装置は、
たとえば光学的情報記録再生装置において記録媒
体へ光学的に情報を記録したり記録媒体から光学
的に記録情報を読出したりする際に用いられる光
ヘツドに有効に適用される。

〔従来の技術〕

各種の光学機器において必要に応じて全光学系
またはその一部の光学系を移動させることが行な
われ、この様な移動により光路を変化させ所望の
結像関係を得ることができる。

光学系の移動は、物体が光軸方向に移動する場
合におけるフオーカシング即ち光軸に沿う方向の
移動として実現される場合と、物体が光軸と垂直
の方向に移動する場合の追従であるトラツキング
即ち光軸と垂直の方向の移動として実現される場
合とがある。

この様な光学系移動の具体例として、光学的情
報記録再生装置の光ヘツドをあげることができ
る。光学的情報記録再生装置においては、光源か
ら発せられたレーザ光束を光学系により集束せし
めてデイスク等の記録媒体に照射し、この際光束
に光学的変調をかけておくことにより、該記録媒
体に情報が記録される。この情報記録はデイスク
状記録媒体の場合には該記録媒体を回転させなが
ら同心円状またはラセン状に微小パターン列（情
報トラツク）を形成することにより行なわれる。
微小パターンとしては使用する記録媒体の種類に
応じて凹凸、穴の有無、光反射率の変化または磁
化の方向等が用いられる。

記録媒体に記録された情報の再生時には、記録
媒体の記録パターンに対し一定の強さの光束を照
射し該記録パターンにより変調された光束を光学
系により受光素子へと導き光電変換により記録情
報の再生が行なわれる。

以上の様な光学的情報の記録または再生のため
の対物光学系を含むものとして光ヘツドが用いら
れる。

ところで、光学的情報記録再生においては記録
パターンが微小であるため、光ヘツドによる記録
媒体への光束照射は十分な合照状態が得られる様
に行なわれることが必要であり且つ再生時におい
ては光スポツトが情報トラツクに十分に追従する
ことが必要である。そこで、光ヘツドにおいては
記録媒体へのフオーカシング状態とトラツキング
状態とを常時検出してこれらが適正範囲から逸脱
しそうになつた場合に光ヘツドの光学系またはそ
の一部を移動させて適正なフオーカシング状態及
びトラツキング状態を維持するための制御が行な
われている。

この様なフオーカシング制御及びトラツキング
制御のため、従来の光ヘツドにおいては各々独立
にフオーカシング制御駆動手段とトラツキング制
御駆動手段とが設けられていた。各駆動手段は対
物レンズに固定されたコイルと該コイルの位置に
磁界を発生させるための磁石とを有しており、該
コイルへの通電量をコントロールすることにより
フオーカシング制御及びトラツキング制御が行な
われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかして、上記の如き従来の光ヘツドにおいて
は情報トラツクへのアクセスは上記コイル及び磁
石を含む比較的重量の大きな駆動手段を含めて全
体を他の駆動手段を用いて移動させることにより
行なわれている。このため、アクセス時の可動部
分の重量が大きく高速アクセスが困難であるとい
う問題がある。また、上記の様な従来の光ヘツド
においては多くの駆動手段を必要とするため、部
品点数が多くなり、この結果大きさが大きくなり
且つコスト高となるという問題もある。

以上の様に比較的長い距離範囲にわたつて２次
元的に光学系を高速で移動させることが困難であ
りコンパクト化が困難であるという問題は、光ヘ
ツドにおける光学系の駆動に限らず、光学系の２
次元的移動を駆動するための装置全体において存
在する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、以上の如き問題点を解決し、
比較的簡単な構成で光学系を２次元的に所望の距
離高速に移動させることのできるものとして、記
録媒体面に平行に設けられ、記録媒体面に設けら
れたトラツクを横切る方向に延びたガイド部材
と、該ガイド部材に沿つて互いに独立に移動可能
に設けられた第１及び第２の可動子と、該第１及
び第２の可動子からそれぞれ斜めに延びた連結部
材によつて第１及び第２の可動子の間に支持さ
れ、前記記録媒体面に光束を集光させる光学系
と、前記ガイド部材を中心にガイド部材のまわり
に巻き線され、前記第１及び第２の可動子にそれ
ぞれ取り付けられた第１及び第２のコイルと、該
第１及び第２のコイルを横切る磁界を印加する手
段と、前記第１及び第２のコイルに駆動信号を印
加する手段と、前記第１のコイルに前記駆動信号
に重畳して駆動信号とは異なる周波数成分を有す
る信号を印加する手段と、前記第１のコイルから
発する磁界によつて第２のコイルに誘起される、
前記駆動信号とは異なる周波数成分の信号を検出
する手段とから成る光学系駆動装置、が提供され
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施
例を説明する。

第１図は本発明による光学系駆動装置の一実施
例を示す平面図であり、第２図はその−断面
図である。本実施例は光ヘツドの対物レンズ駆動
に適用されたものであり、第２図においては光ヘ
ツドの全光学系が概略的に付記されている。

第１図及び第２図において、２，４は１対の可
動子であり、本実施例においては２対の可動子
２，４が用いられている。各対の可動子２，４は
それらを結ぶ方向（即ちX₁−X₂方向）に対称軸
を有する中空円筒体である。各対における各可動
子２，４はX₁−X₂方向に一直線状に延びて平行
に配置された２本のガイド部材６によりそれぞれ
貫通されている。該ガイド部材６は可動子２，４
の中空円筒形状と対応する形状の外形をなしてお
り、各可動子２，４は外力が与えられればそれぞ
れX₁−X₂方向に沿つて移動することができる。
但し、各対の一方の可動子２どうしは接続部材８
により接続されており他方の可動子４どうしは接
続部材９により接続されている。従つて、２つの
可動子２と接続部材８とで１つの可動体が構成さ
れ、同様に２つの可動子４と接続部材９とで他の
１つの可動体が構成される。

接続部材８，９にはそれぞれ連結部材である平
行板バネ１０，１２の一端が接続されている。こ
れら平行板バネ１０，１２はX₁−X₂方向に対し
斜めになる様に配列されており、またこれら平行
板バネ１０，１２の接続部材接続端部と反対側の
端部には光学系支持部材１４が固定されている。
そして、該支持部材１４により光学系である対物
レンズ１６が固定支持されている。Ｙは対物レン
ズ１６の光軸であり、X₁−X₂方向に垂直である。

可動子２，４の近傍には磁界発生用の磁石１８
が配置されており、２０はヨークである。また、
ガイド部材６は磁性体で出来ており、磁路の一部
を形成する。これらにより、磁石１８とガイド部
材６との間にはX₁−X₂方向に垂直な方向の磁界
が発生せしめられる。一方、可動子２，４の外周
面にはそれぞれコイル２２，２４が巻かれてお
り、該コイル２２，２４はそれぞれ独立に外部の
電源（図示せず）に接続されている。

２６は光学的情報記録媒体である光デイスクで
あり、Ｙ方向と垂直な面内において駆動モーター
２８により駆動回転せしめられ、光軸Ｙと交わる
位置Ｐにおいては情報トラツクがX₁−X₂方向と
垂直の方向に走行する様に回転している。

第２図において、３０は光源である半導体レー
ザーであり、該光源３０から発せられた発散光は
コリメーターレンズ３２によりX₁−X₂方向に沿
う方向に進行する平行光束とされる。該平行光束
のうち特定偏光面を有する直線偏光のみが偏光ビ
ームスプリツター３４を透過直進し、更に1/4波
長板３６により円偏光とされる。

一方、接続部材９には光偏向手段である平面反
射鏡３８が付設されている。該反射鏡３８はその
反射面がX₁−X₂方向及びＹ方向のいずれに対し
ても45度の角度をなす様に配置されている。従つ
て、1/4波長板３６を通過した平行光束は反射鏡
３８により反射せしめられて光軸Ｙに沿つた平行
光束として対物レンズ１６に到達し、該対物レン
ズ１６により集束せしめられ、デイスク２６の位
置Ｐにおいて微小スポツトを形成する。

デイスク２６の位置Ｐにおいて反射された光束
は対物レンズ１６によりＹ方向に進行する平行光
束とされ、反射鏡３８によりX₁−X₂方向に偏向
せしめられ、1/4波長板３６により該1/4波長板３
６へ光源側から入射せしめられる光束の偏光面と
は直光する偏光面をもつ光束とされ、ビームスプ
リツター３４により反射せしめられ、集光レンズ
４０及びシリンドリカルレンズ４２を通過せしめ
られて、光検出器４４たとえば４分割光検出器に
入射せしめられる。かくして、光検出器４４によ
り、記録媒体２６に記録された記録情報を得ると
ともに、非点収差法によりフオーカシングエラー
信号を得、更にプツシユプル法によりトラツキン
グエラー信号を得ることができる。

４６はフオーカシングエラー信号検出回路であ
る。該検出回路４６には、４分割光検出器４４の
４つのセグメントの出力をフオーカシングエラー
信号検出用に２つにグループ化したもののそれぞ
れが入力せしめられる。また、４８はトラツキン
グエラー信号検出回路である。該検出回路４８に
は、４分割光検出器４４の４つのセグメントの出
力をトラツキングエラー信号検出用に２つにグル
ープ化したもののそれぞれが入力せしめられる。

５０は加算器であり、上記検出回路４６，４８
の出力（即ちフオーカシングエラー信号及びトラ
ツキングエラー信号）が加算され、これに基づき
コイル２２に電圧が印加される。一方、５２は減
算器であり、上記トラツキングエラー信号出回路
４８の出力から上記フオーカシングエラー信号検
出回路４６の出力が減算され、これに基づきコイ
ル２４に電圧が印加される。

加算器５０の出力には高周波発振器５４の出力
高周波信号が重畳される。高周波発振器５４の発
振周波数は加算器５０及び減算器５２からの駆動
信号に比べ十分に高い一定値₀に設定しておく。
一方、減算器５２とコイル２４とを結ぶ信号線に
は高域透過フイルタ５６を介して増幅器５８が接
続されており、該増幅器５８の出力はトラツキン
グエラー検出回路４８へと入力せしめられる。高
域透過フイルタ５６は高周波発振器５４の発振周
波数₀程度以上の周波数成分を透過する様なもの
である。

第３図及び第４図は本実施例の光学系駆動装置
の動作を説明するための部分断面図である。

第３図においてはコイル２２，２４に同方向の
直流電流を流すことにより、各コイル２２，２４
は磁石１８により発生せしめられた磁界との相互
作用の結果、X₁−X₂方向において同一の向きの
力を受ける。かくして可動子２，４はガイド部材
６にガイドされて同一の向きに移動せしめられ
る。尚、各コイル２２，２４の特性を適宜設定し
ておくことにより、同一時間の通電で４つの可動
子２，４の移動量を同一とすることができ、この
場合には対物レンズ１６はトラツキング方向（即
ちX₁−X₂方向）にのみ移動しフオーカシング方
向には移動しない。

第４図においてはコイル２２，２４に逆方向の
直流電流を流すことにより、各コイル２２，２４
は磁石１８の磁界によりX₁−X₂方向において逆
向きの力を受ける。かくして可動子２，４は連結
部材１０，１２の弾性力とつりあう位置までガイ
ド部材６，８にガイドされて逆向きに移動せしめ
られる。この場合にも４つの可動子２，４の移動
量を同一とすることができ、かくして対物レンズ
１６はフオーカシング方向にのみ移動しトラツキ
ング方向には移動しない。

第４図においては連結部材１０，１２が変形し
ており、従つて接続部材９に固設されている反射
鏡３８とレンズ１６との位置関係が変化し、光源
側からの入射光束が第２図の状態（基準状態）に
おいて必要最小限のものである場合には、光源側
からレンズ１６に入射する光束はレンズ１６の一
部のみしか通過しない。そして、記録媒体２６に
よる反射光束もレンズ１６の光軸Ｙに対し偏りを
もつて進行し、この結果光検出器４４にも偏りを
もつて入射することになる。そして、トラツキン
グが正確に行なわれているとすると、トラツキン
グエラー信号検出回路４８からは反射鏡３８とレ
ンズ１６との相対的位置関係の基準状態からのズ
レ量に対応した出力が得られる。

一方、高周波発振器５４からの高周波信号がコ
イル２２に印加されることに基づき、該コイル２
２の周囲には上記高周波の周波数₀と同一の周波
数で変化する交番磁界が生ぜしめられる。ここ
で、コイル２２の中心からX₁−X₂方向に距離ｘ
だけ隔てられた位置における磁界の強さＨは第５
図に示される様になる。この交番磁界に基づき、
他方のコイル２４には電磁誘導によつて該コイル
２４の位置における磁界の強さのＨに比例する周
波数₀の交周波誘起電圧V_fが生ぜしめられる。従
つて、高帯域フイルタ５６から増幅器５８へは該
電圧V_fのみが供給される。従つて、該増幅器５
８からは基準状態における２つのコイル２２，２
４間の距離からの距離ズレ量に対応し即ち上記反
射鏡３８とレンズ１６との相対的位置関係の基準
状態からのズレ量に対応した信号が出力せしめら
れる。

かくして、トラツキングエラー信号検出回路４
８において上記光検出器４４からの２つの入力と
増幅器５８からの入力とを適宜演算することによ
り、トラツキングエラー信号検出回路４８の出力
に２つの可動部の間に距離の変化そのものに基づ
く誤差が入るのを防止することができる。

かくして、本実施例装置によれば、各可動子
２，４に巻かれたコイル２２，２４に印加する直
流電圧大きさ及びそのコイル巻き方向に対する電
圧の印加方向を適宜設定することにより、対物レ
ンズ１６をその光軸方向及びそれに垂直な方向に
関し２次元的に移動させることができ、これによ
り光学的情報記録再生装置のトラツキング制御及
びフオーカシング制御を同時に行なうことができ
る。

本実施例装置においては、上記トラツキング制
御及びフオーカシング制御は具体的には次の様に
して行なわれる。即ち、コイル２２，２４の巻き
方向を同一としておき、前述の如く加算器５０の
出力に応じた直流電圧をコイル２２に印加し且つ
減算器５２の出力に応じた直流電圧をコイル２４
に印加する。これにより、レンズ１６のフオーカ
シングエラー及びトラツキングエラーを打消す様
に可動子２，４が移動せしめられる。

本実施例装置においては、２つの可動部の間の
距離を常時検出できるので、何らかの外力により
レンズ１６がフオーカシング方向に適正制御範囲
を越えて移動しそうな場合または移動した場合に
は上記検出距離に基づきレンズ１６がフオーカシ
ング方向における適正制御範囲内にくる様な２つ
の可動部間の距離となすべく該可動部を移動させ
ることができる。また、レンズ１６のフオーカシ
ング方向の移動距離よりもこれに対応する２つの
可動部間の移動による距離変化量を大きくとるこ
とができるため、レンズ１６のフオーカシング位
置を正確に検出することができる。

また、本実施例装置によれば、対物レンズ１６
をかなりのストロークにわたつてX₁−X₂方向及
びＹ方向に沿つて移動させることができ、情報ト
ラツクへのランダムアクセスが可能である。

また、本実施例装置においては、光源側から
X₁−X₂方向に沿つて進行する光束を反射鏡３８
により対物レンズ１６へと偏向せしめているの
で、可動子２，４が移動しても光源側からの平行
光束は常に対物レンズ１６へと入射せしめられ、
情報トラツクへのランダムアクセスの様な比較的
長い距離の移動の際にも光源も移動させなくてす
む。

尚、以上の実施例においては連結部材として平
行板バネが用いられているが、本発明駆動装置に
おける連結部材としては可動子と光学系とを適宜
の曲げ弾性を有しつつ連結するものであれば全て
使用し得る。更に、本発明装置においては、可動
子の駆動を停止した状態にて可動子の位置を維持
できる様になつている場合には、連結部材として
は両端にて単なるヒンジにより接続する様なもの
を用いてもよい。

更に、以上の実施例においては光偏向手段とし
て１枚の平面反射鏡が使用されているが、本発明
駆動装置における光偏向手段は２枚以上の反射鏡
の組合せによるものやプリズム等の２以上の反射
面を有するもの、更には反射以外の屈析その他の
光偏向によるものであつてもよい。

以上の実施例においては駆動される光学系が対
物レンズである場合を示したが、本発明駆動装置
により駆動される光学系は対物レンズに限定され
るものではないことはもちろんであり、全光学系
の少なくとも一部を構成する光学系構成部分であ
ればよく、凸レンズ以外のたとえば凹レンズ、反
射鏡またはプリズム等であつてもよい。

更に、以上の実施例は光ヘツドの対物レンズの
駆動に適用したものであるが、本発明駆動装置は
その他の全ての光学機器の光学系の駆動に適用す
ることができる。

また、上記実施例においては可動子が２対用い
られている場合が示されているが、本発明装置に
おいては可動子が１対あるいは３対以上であつて
もよい。

〔発明の効果〕

以上の如き本発明装置によれば、次の様な効果
が得られる。

(1) 可動部分が少なく且つかなりの距離にわたつ
て光学系を２次元的に移動させることができ
る。

(2) 可動部分の重量が比較的小さいため移動速度
を高めることができ、特に対をなす可動子が同
一の向きに移動する時には大きな加速度を得る
ことができる。

(3) ２つの可動部の間の距離を精度よく検出する
ことができるので光学系移動の際に各種検出系
において生ずる誤差の発生を演算により打消す
ことが可能となり、またこの検出信号を用いて
光学系の駆動のダンピングを行なつたり適正移
動範囲外への逸脱を防止したりでき、これによ
り円滑且つ適正な駆動を実現することが可能と
なる。

(4) ２つの可動部間の距離検出のために可動部に
特別の手段を付加する必要はないので、可動部
の重畳の最小限に維持して可動部間の距離検出
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の平面図であり、第２図
は、その−断面図である。第３図及び第４図
は本発明装置の動作状態における部分断面図であ
る。第５図は磁界の強さと距離との関係を示すグ
ラフである。 ２，４……可動子、６……ガイド部材、１０，
１２……連結部材、１６……レンズ、１８……磁
石、２２，２４……コイル、３８……反射鏡。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録媒体面に平行に設けられ、記録媒体面に
   設けられたトラツクを横切る方向に延びたガイド
   部材と、該ガイド部材に沿つて互いに独立に移動
   可能に設けられた第１及び第２の可動子と、該第
   １及び第２の可動子からそれぞれ斜めに延びた連
   結部材によつて第１及び第２の可動子の間に支持
   され、前記記録媒体面に光束を集光させる光学系
   と、前記ガイド部材を中心にガイド部材のまわり
   に巻き線され、前記第１及び第２の可動子にそれ
   ぞれ取り付けられた第１及び第２のコイルと、該
   第１及び第２のコイルを横切る磁界を印加する手
   段と、前記第１及び第２のコイルに駆動信号を印
   加する手段と、前記第１のコイルに前記駆動信号
   に重畳して駆動信号とは異なる周波数成分を有す
   る信号を印加する手段と、前記第１のコイルから
   発する磁界によつて第２のコイルに誘起される、
   前記駆動信号とは異なる周波数成分の信号を検出
   する手段とから成る光学系駆動装置。