JPH06223396A - 光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】対物レンズ駆動部の副共振の周波数を上昇させ
ることにより、安定なフォーカス制御を実現する。また
フォーカスコイルを簡単な形状とすることにより、低コ
スト化を図ること。 【構成】レンズホルダ２３は、対物レンズ２１およびフ
ォーカスコイル２４が取付けられ、Ｆ方向に移動自在な
ように板バネ２５により支持されている。板バネ２５に
は、レンズホルダ２３の中央部から両端部にかけて延在
するアーム部２６が設けられている。このアーム部２６
はレンズホルダ２３の補強部材として作用するため、副
共振周波数を上昇できる。またフォーカスコイル２４は
平板状のもので構成する。これにより、Ｌ字状に巻線／
成形する必要がない。

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、光カード
などの情報記憶媒体に情報を記録再生する光学式情報装
置に係り、特に対物レンズ駆動部の不要な共振を抑圧
し、安定なフォーカス制御を得るための光ヘッド装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ビームを用いて情報記憶媒体に
情報を記録または再生する光学式情報装置が実用化され
ている。この光学式情報装置に対しては、情報を所定位
置に素速く記録したり、所定位置の情報を素速く再生す
るため、光ヘッド装置を高速に送りそして位置決めする
アクセス動作を高速化したいという要求が高まってい
る。この高速アクセスを実現する方法として、光ヘッド
装置を固定光学系と可動光学系に分離した構成が提案さ
れている。分離型の光ヘッド装置においては、アクセス
動作として可動光学系のみを送れば良く、光学系全体を
送る一体型の光ヘッド装置と比較して可動部の質量を低
減できるため、高速アクセスを図ることができる。

【０００３】この分離型を採用した従来の光ヘッド装置
の一例として、特開平３−２１４４３０号公報に記載の
ものがある。この従来の技術において固定光学系は、半
導体レーザ、光検出器、ビームスプリッタ等を備えた光
学ブロックと、この光学ブロックから出射された光ビー
ムを反射偏向し精トラッキングを行なう光偏向装置とし
てのガルバノミラーよりなる。可動光学系は、ガルバノ
ミラーによって反射偏向された光ビームの進行方向を変
換する立上げプリズムと、立上げプリズムを出射した光
ビームを情報記憶媒体上に集光照射する対物レンズと、
この対物レンズを光軸方向に駆動する対物レンズ駆動装
置と、これらの立上げプリズム、対物レンズ、対物レン
ズ駆動装置が取付けられるキャリッジ（スライドブロッ
ク）よりなり、このキャリッジはリニアモータにより情
報記憶媒体の半径方向に送られ、アクセス動作がなされ
る。

【０００４】対物レンズ駆動装置は、対物レンズと、対
物レンズが取付けられるレンズホルダと、このレンズホ
ルダに対してフォーカス方向に駆動力を発生するＬ字状
のフォーカスコイルと、これらの対物レンズ、レンズホ
ルダ、フォーカスコイルをキャリッジに対して支持する
板バネと、フォーカスコイルに対して鎖交磁束を発生さ
せる磁気回路より構成される。この光ヘッド装置では、
フォーカスコイルをリニアモータ用の磁気回路中に位置
するように配置することにより、対物レンズ駆動装置の
磁気回路をリニアモータ用の磁気回路と兼用する構成を
有している。

【０００５】これに対し、従来の一般的な分離型の光ヘ
ッド装置では、対物レンズ駆動装置用とリニアモータ用
の磁気回路は独立に設けられ、対物レンズ駆動装置用の
磁気回路はキャリッジに載置されるのが通例であった。

【０００６】したがって、上記の光ヘッド装置のように
対物レンズ駆動装置用の磁気回路をリニアモータの磁気
回路と兼用することにより、対物レンズ駆動装置用の磁
気回路をキャリッジに載置する必要が無いため、可動光
学系の質量を軽量化でき、高速アクセスを図ることが可
能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
光ヘッド装置おいては、フォーカスコイルをリニアモー
タ用磁気回路の磁気ギャップ中に位置させる必要がある
ため、フォーカスコイルは対物レンズのすぐ近くに設置
できず、ある程度離間した位置に設置せざるを得ない。
このため、フォーカスコイルが取付けられるレンズホル
ダは、キャリッジの移動方向に対して直交する方向の幅
寸法が大きくなってしまう。このようにレンズホルダが
大型化すると、対物レンズ駆動装置を駆動した際に発生
する副共振（高次共振）の周波数が低下し、安定なフォ
ーカス制御が困難になるという課題があった。

【０００８】また、フォーカスコイルとしてＬ字状の外
形形状を有するものを用いているが、コイル製作時にＬ
字状に巻線／成形する必要があるため、工程が複雑にな
り、コストが上昇するという課題があった。

【０００９】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであって、その第１の目的は、対物レンズ駆動装
置を駆動する際に発生する副共振（高次共振）の周波数
を高めたり、副共振のピーク量を低減でき、安定なフォ
ーカス制御が可能な光ヘッド装置を提供することにあ
る。

【００１０】また本発明の第２の目的は、フォーカスコ
イルの形状を簡単にできる光ヘッド装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、光ビ
ームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、対
物レンズを駆動するフォーカスコイルと、フォーカスコ
イルおよび対物レンズを保持するレンズホルダと、レン
ズホルダを支持する弾性体とよりなる光ヘッド装置にお
いて、対物レンズが取付けられるレンズホルダ中央部か
らフォーカスコイルが取付けられるレンズホルダ端部に
わたって延在して設けられ、レンズホルダを補強するア
ーム部を弾性体と一体に設けることにより達成される。

【００１２】また、光ビームを集光して光記録媒体に照
射する対物レンズと、対物レンズを駆動するフォーカス
コイルと、フォーカスコイルおよび記対物レンズを保持
するレンズホルダと、レンズホルダを支持する弾性体と
よりなる光ヘッド装置において、対物レンズが取付けら
れるレンズホルダ中央部からフォーカスコイルが取付け
られるレンズホルダ端部にわたって延在して設けられ、
レンズホルダを補強するアーム部を弾性体と一体に設
け、弾性体とレンズホルダとの間に粘弾性体を設けるこ
とにより達成される。

【００１３】なお上記粘弾性体は、薄いシート状のゴム
または樹脂等で形成しても良いし、あるいは弾性体とレ
ンズホルダを結合するための接着剤に粘弾性を有するも
のを用い、この接着層に粘弾性体としての役割を果たさ
せても良い。

【００１４】さらに第２の目的は、光ビームを集光して
光記録媒体に照射する対物レンズと、対物レンズを駆動
するフォーカスコイルと、フォーカスコイルおよび対物
レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを支持
する弾性体と、弾性体の固定端が固定され光記録媒体の
情報トラックを横断する方向に移動自在に構成されたキ
ャリッジと、キャリッジを駆動するリニアモータコイル
と、フォーカスコイルおよびリニアモータコイルに対し
て鎖交磁束を発生させる磁気回路とよりなる光ヘッド装
置において、前記フォーカスコイルを平板状のコイルで
構成することによって、達成される。

【００１５】

【作用】対物レンズおよびフォーカスコイルはレンズホ
ルダに保持される。対物レンズおよびフォーカスコイル
を保持したレンズホルダは、対物レンズの光軸方向に移
動自在なように、弾性体（板バネ）により支持される。
そして、外部からフォーカスコイルに電流を供給するこ
とにより、レンズホルダは対物レンズの光軸方向に駆動
され、フォーカス制御がなされる。ここで弾性体（板バ
ネ）には、対物レンズが設けられたレンズホルダの中央
部から、フォーカスコイルが設けられた端部にわたっ
て、アーム部が一体に備えられており、このアーム部は
プラスチック材料からなるレンズホルダを補強する作用
を有する。

【００１６】このようにアーム部を設けることによりレ
ンズホルダの剛性を高めることができ、対物レンズおよ
びフォーカスコイルを保持したレンズホルダを駆動する
際の副共振（高次共振）の周波数を上昇させることがで
きるため、安定なフォーカス制御が可能となる。

【００１７】また、弾性体とレンズホルダとの間にゴ
ム，樹脂等の粘弾性体を設けることにより、レンズホル
ダが副共振で変形した場合にも粘弾性体によるダンピン
グ力を作用させることができるため、対物レンズおよび
フォーカスコイルを保持したレンズホルダを駆動した際
の副共振（高次共振）のピーク量を抑圧でき、安定なフ
ォーカス制御が可能となる。

【００１８】さらに、フォーカスコイルを平板状のコイ
ルで構成しているため、従来のようにコイル製作時にＬ
字状に巻線／成形する必要がなく、低コスト化が可能と
なる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２０】図１は、本発明による光ヘッド装置の第１
の実施例の構成を示す斜視図であり、一部を破断して示
す。図２は、同実施例における対物レンズ駆動部の縦断
面図である。

【００２１】図１において、１は固定光学系であり、半
導体レーザ、コリメータレンズ、ビームスピリッタ、光
検出器等の光学部品とトラッキング駆動装置から構成さ
れており、光記録情報装置のベース（不図示）に固定さ
れている。

【００２２】１１はキャリッジであり、少なくとも６個
のボールベアリング１２が圧入等により取付けられてお
り、ボールベアリング１２がガイド軸１３上を転動する
ことにより、矢印Ｒ方向に移動自在なように構成されて
いる。このキャリッジ１１は、リニアモータコイル１４
および磁気回路１５から構成されるリニアモータによ
り、矢印Ｒ方向に駆動される。磁気回路１５は、マグネ
ット１６，センタヨーク１７，サイドヨーク１８より構
成され、光記録情報装置のベース（不図示）に固定され
ている。一方、リニアモータコイル１４は、一辺が磁気
回路１５の磁気ギャップ１５ａ中に位置するようにキャ
リッジ１１に取付けられている。

【００２３】２０は立上げミラーであり、固定光学系１
から出射された光ビーム２の進行方向を対物レンズ２１
の方向に変換するためのものであり、キャリッジ１１上
に固定された保持部材２２に取付けられている。対物レ
ンズ２１は、固定光学系１から出射され立上げミラー２
０により反射された光ビーム２を、図２に示すように情
報記憶媒体３に集光照射するためのものであり、レンズ
ホルダ２３の中央部に設けられた凸部２３ａに取付けら
れている。

【００２４】またレンズホルダ２３の両端部には、対物
レンズ２１およびレンズホルダ２３を図中の矢印Ｆ方向
に駆動するための４個のフォーカスコイル２４が設けら
れている。このフォーカスコイル２４は平板状の形状を
有するものであり、図２に示すように各々の略半分が磁
気回路１５の磁気ギャップ１５ａ中に位置するように設
けられている。ここで磁気回路１５は、リニアモータコ
イル１４およびフォーカスコイル２４の両者のために兼
用して用いられる。

【００２５】２５はレンズホルダ２３の上下に各一枚ず
つ設けられた板バネであり、各々の一端側が接着等によ
りレンズホルダ２３に取付けられており、他端側が保持
部材２２にネジ止めされている。この板バネ２５によ
り、対物レンズ２１，レンズホルダ２３，フォーカスコ
イル２４は、矢印Ｆ方向に変位自在なように、保持部材
２２およびキャリッジ１１に対して支持されている。以
降、対物レンズ２１，レンズホルダ２３，フォーカスコ
イル２４，板バネ２５を、対物レンズ駆動部２７と称す
る。

【００２６】板バネ２５は具体的には図３に示すような
形状を有している。穴部２５ａは、レンズホルダ２３と
板バネ２５の組付け時に使用され、レンズホルダ２３中
央部の上端および下端に設けられた凸部２３ａ，２３ｂ
が挿入される。２個の穴部２５ｂは、板バネ２５を保持
部材２２にネジ止めする際に用いられる。中央の穴部２
５ｃは、図１示したＦ方向のバネ定数を小さくし、柔軟
性を持たせるためのものである。この穴部２５ｃは、板
バネ２５の板厚が薄く充分に柔軟な場合は設けなくとも
良い。２６は、詳しくは後述するが、レンズホルダ２３
を補強するためのアーム部であり、図示のように穴部２
５ａの周囲４箇所に板バネ２５と一体に設けられてい
る。

【００２７】次に、本実施例の動作について、引き続き
図１および図２を用いて説明する。

【００２８】固定光学系１においては、情報記憶媒体の
再生信号とともにフォーカス誤差信号、トラッキング誤
差信号が検出される。フォーカス誤差信号に応じてフォ
ーカスコイル２４に電流を供給すると、フォーカスコイ
ル２４には磁気回路１５の磁束との電磁作用によりＦ方
向の駆動力が発生し、対物レンズ２１が情報記憶媒体３
の面振れに対して追従するようにフォーカス制御がなさ
れる。またトラッキング誤差信号に応じて、固定光学系
１に設けられたトラッキング駆動装置（ガルバノミラー
等）により光ビーム２を偏向することにより、光ビーム
が情報記憶媒体３の情報トラックに対して追従するよう
にトラッキング制御がなされる。さらに、リニアモータ
コイル１４に電流を供給することにより、リニアモータ
コイル１４には磁気回路１５の磁束との電磁作用により
Ｒ方向の駆動力が発生し、これに伴いキャリッジ１１は
Ｒ方向に移動され、アクセス制御がなされる。

【００２９】ここで、上記のフォーカス制御が安定に行
なわれるには、対物レンズ駆動部２７を駆動した際に発
生する副共振（高次共振）の周波数が高いことが必要で
ある。図４は、対物レンズ駆動部２７を駆動した際の副
共振の振動モードをモデル的に説明する説明図である。
実線は対物レンズ駆動部２７をモデル化した原形図を示
しており、破線は副共振の振動モードを示している。図
よりこの副共振は、レンズホルダ２３が中央部と両端部
が逆相で振動する曲げモードであることがわかる。そし
て、この副共振の周波数を向上させるには、レンズホル
ダ２３が曲がりにくくするような方策（高剛性化）が必
要であることがわかる。

【００３０】レンズホルダ２３には、駆動感度を向上さ
せるため他の材料に比較して軽量なプラスチック材料が
用いられる。しかしその剛性は鉄，銅などの金属材料と
比較すると低く、縦弾性係数（ヤング率）で表すと、
鉄，銅などの１／１０〜１／１００に過ぎない。

【００３１】そこで本実施例においては、板バネ２５に
はステンレス、燐青銅、ベリリウム銅などの金属材料が
用いられることに着目して、板バネ２５にアーム部２６
を設け、レンズホルダ２３に接着している。このアーム
部２６によりレンズホルダ２３を補強することができ、
高剛性化を図ることができる。

【００３２】図５は、対物レンズ駆動部２７を駆動した
際の周波数応答を示す特性図である。図中において、破
線は板バネ２５にアーム部２６を設けない場合の特性で
あり、実線は本実施例のようにアーム部２６を設けた場
合の特性を示す。アーム部２６を設けない場合、副共振
はＰで示すように１０ｋＨｚ以下の周波数に発生してい
る。これに対しアーム部２６を設けることにより、副共
振周波数はＰからＱに上昇し、１０ｋＨｚ以上の周波数
を示している。

【００３３】以上説明したように本実施例によれば、板
バネ２５にアーム部２６を設けるといった極めて簡単な
方法で、対物レンズ駆動部２７の副共振周波数を高める
ことができ、より安定なフォーカス制御を実現できる。
またフォーカスコイル２４に平板状の形状を有するもの
を用いているため、従来のようにコイル製作時にＬ字状
に巻線／成形する必要がないため、低コスト化が図れ
る。

【００３４】なお本実施例においては、一例として磁気
回路１５がリニアモータコイル１４およびフォーカスコ
イル２４の両者のために兼用して用いられる光ヘッド装
置について説明したが、本発明はこのようような磁気回
路の構成を有するものに限らず、リニアモータコイル１
４およびフォーカスコイル２４に対してそれぞれ独立し
た磁気回路を備えた光ヘッド装置にも適用できることは
言うまでもない。

【００３５】次に、本発明による第２の実施例について
説明する。図６は、本発明による第２の実施例の要部
（対物レンズ駆動部）の縦断面図である。本実施例が、
上述の第１の実施例と異なる点は、レンズホルダ２３と
板バネ２５との間に粘弾性体３０を介在させている点に
あり、他部は同一であるため説明は省略する。

【００３６】粘弾性体３０は、ゴム、樹脂等の材質から
なるシート状のものであり、レンズホルダ２３の上面お
よび下面に接着等により設けられている。そして、この
粘弾性体３０の上に図３で示したような板バネ２５が接
着等により設けられている。このように、粘弾性体３０
をレンズホルダ２３と板バネ２５との間に介在させるこ
とにより、レンズホルダ２３にダンピング力を作用させ
ることができ、結果としてレンズホルダ２３の振動を抑
圧することができる。

【００３７】図７は、粘弾性体３０の作用についてモデ
ル的に説明する説明図である。図においては、粘弾性体
３０の変形状態は誇張して示してある。図に示すように
レンズホルダ２３は、図４と同様な形態で変形しながら
振動する。この時、粘弾性体３０のレンズホルダ２３側
の面は、レンズホルダ２３に沿って変形する。しかし、
粘弾性体３０の板バネ２５側の面は、板バネ２５により
変形を拘束されるため、ほとんど変形しない。したがっ
て粘弾性体３０はレンズホルダ２３側の面と板バネ２５
側の面とで変形量が異なるため、粘弾性体３０の内部で
エネルギが消費されることになる。このエネルギ消費が
ダンピング力として作用し、レンズホルダ２３の振動を
抑圧できるわけである。

【００３８】図８は、本実施例において対物レンズ駆動
部２７を駆動した際の周波数応答を示す特性図である。
図中において、破線は板バネ２５にアーム部２６および
粘弾性体３０を設けない場合の特性であり、図５の破線
の特性と同一である。実線はアーム部２６および粘弾性
体３０を設けた場合の特性を示す。板バネ２５にアーム
部２６および粘弾性体３０を設けることにより、副共振
は図中のＰからＲのように変化し、周波数はほとんど変
化しないが、ゲインの持上がり量（ピーク量）は著しく
低減され、実用上問題のないレベルに抑圧されているの
がわかる。

【００３９】以上説明したように本実施例によれば、板
バネ２５にアーム部２６および粘弾性体３０を設けると
いった極めて簡単な方法で、対物レンズ駆動部２７の副
共振のゲインの持上がり量（ピーク量）を抑圧すること
ができ、より安定なフォーカス制御を実現できる。

【００４０】上記実施例においては、粘弾性体３０はゴ
ム、樹脂等の材質からなるシート状のものとしたが、以
下のように構成してもよい。すなわち、板バネ２５を粘
弾性を有するゴム系接着剤でレンズホルダ２３に接着す
ることで、この接着剤の層に粘弾性体３０の役割を果た
させてもよい。

【００４１】なお以上の第１及び第２の実施例において
は、板バネ２５は図３に示すように穴部２５ａの周囲４
箇所にアーム部２６を設けた構成としたが、本発明では
これに限らず図９に示すものでもよい。

【００４２】図９は、板バネ２５の他例を示す図であ
る。（ａ）は図３のアーム部２６どうしを接続すること
により中空矩形状のアーム部３１とした例であり、接続
した結果、穴部３１ａが設けられた形となっている。
（ｂ）は（ａ）の穴部３１ａを埋め矩形状のアーム部３
２とした例である。（ｃ）は台形状のアーム部３３を設
けた例である。このように板バネ２５は、レンズホルダ
２３を補強できるようなアーム部を設けたものであれ
ば、他の形状であってもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、対
物レンズを支持する板バネにアーム部を設けるといった
極めて簡単な方法で、対物レンズ駆動部の副共振周波数
を高めることができ、より安定なフォーカス制御を実現
できる。

【００４４】また、板バネにアーム部を設けると共に、
板バネとレンズホルダとの間に粘弾性体を設けるといっ
た極めて簡単な方法で、対物レンズ駆動部の副共振のゲ
インの持上がり量を抑圧することができ、より安定なフ
ォーカス制御を実現できる。

【００４５】さらに、フォーカスコイルに平板状の形状
を有するものを用いているため、従来のようにコイル製
作時にＬ字状に巻線／成形する必要がないため、低コス
ト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ヘッド装置の第１の実施例の構
成を示す斜視図である。

【図２】第１の実施例における対物レンズ駆動部の縦断
面図である。

【図３】本発明による板バネの一例を示す構成図であ
る。

【図４】第１の実施例における対物レンズ駆動部の副共
振の振動モードをモデル的に説明する説明図である。

【図５】第１の実施例における対物レンズ駆動部の周波
数応答を示す特性図である。

【図６】本発明による光ヘッド装置の第２の実施例にお
ける対物レンズ駆動部の縦断面図である。

【図７】第２の実施例に用いられる粘弾性体の作用につ
いてモデル的に説明する説明図である。

【図８】第２の実施例における対物レンズ駆動部の周波
数応答を示す特性図である。

【図９】本発明による板バネの他例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１１…キャリッジ、１５…磁気回路、２１…対物レン
ズ、２３…レンズホルダ、２４…フォーカスコイル、２
５…板バネ、２６…アーム部、２７…対物レンズ駆動
部、３０…粘弾性体、３１，３２，３３…アーム部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを集光して光記録媒体に照射する
   対物レンズと、該対物レンズを駆動するフォーカスコイ
   ルと、該フォーカスコイルおよび前記対物レンズを保持
   するレンズホルダと、該レンズホルダを支持する弾性体
   とよりなる光ヘッド装置において、 前記対物レンズが取付けられる前記レンズホルダの中央
   部から前記フォーカスコイルが取付けられる前記レンズ
   ホルダの端部にわたって延在して設けられ、前記レンズ
   ホルダを補強するアーム部を、前記弾性体と一体に設け
   たことを特徴とする光ヘッド装置。
2. 【請求項２】光ビームを集光して光記録媒体に照射する
   対物レンズと、該対物レンズを駆動するフォーカスコイ
   ルと、該フォーカスコイルおよび前記対物レンズを保持
   するレンズホルダと、該レンズホルダを支持する弾性体
   とよりなる光ヘッド装置において、 前記対物レンズが取付けられる前記レンズホルダの中央
   部から前記フォーカスコイルが取付けられる前記レンズ
   ホルダの端部にわたって延在して設けられ、前記レンズ
   ホルダを補強するアーム部を前記弾性体と一体に設け、
   前記弾性体と前記レンズホルダとの間に粘弾性体を設け
   たことを特徴とする光ヘッド装置。
3. 【請求項３】前記粘弾性体は、薄いシート状のゴムまた
   は樹脂等よりなることを特徴とする請求項１または請求
   項２記載の光ヘッド装置。
4. 【請求項４】前記粘弾性体は、前記弾性体と前記レンズ
   ホルダを結合する接着剤で形成されることを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の光ヘッド装置。
5. 【請求項５】光ビームを集光して光記録媒体に照射する
   対物レンズと、該対物レンズを駆動するフォーカスコイ
   ルと、該フォーカスコイルおよび前記対物レンズを保持
   するレンズホルダと、該レンズホルダを支持する弾性体
   と、該弾性体の固定端が固定され前記光記録媒体の情報
   トラックを横断する方向に移動自在に構成されたキャリ
   ッジと、該キャリッジを駆動するリニアモータコイル
   と、前記フォーカスコイルおよび前記リニアモータコイ
   ルに対して鎖交磁束を発生させる磁気回路と、よりなる
   光ヘッド装置において、前記フォーカスコイルは平板状
   のコイルで構成されることを特徴とする光ヘッド装置。