JPH07153100A - トラッキング用アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気的なノイズが発生せず、構造が簡単で小
型軽量であり、故障が少なく信頼性の高い製造も簡単な
トラッキング用アクチュエータを得ること。 【構成】 レーザ光源から射出されたレーザビームを反
射させるミラー１５と、ミラー１５で反射したレーザビ
ームを光ディスク１８面に集光する対物レンズ１６と、
ミラー１５のディスク中心側端部をディスクに交叉する
方向に変位させる第１の圧電素子２３と、ミラー１５の
ディスク外周側端部をディスクに交叉する方向に変位さ
せる第２の圧電素子２４とを備える。

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や光磁気ディ
スクなどのディスク状情報記録媒体（本明細書では「光
ディスク」、或いは単に「ディスク」と称する。）に対
して情報の記録や再生又は消去を行う光ディスク装置に
設けられるトラッキング用のアクチュエータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスクに代わる大容量の情
報記録媒体としてディスク面にレーザビームを集光照射
することにより情報の記録再生を行う光ディスクが提供
されているが、このような光ディスクに対して情報の記
録や再生、消去を行う光ディスク装置には、レーザビー
ムスポットをディスクの半径方向に微小動作させてトラ
ッキングを行うためのアクチュエータと、レーザビーム
をディスク面に集光させるための対物レンズをディスク
面に直交する方向に微小動作させてフォーカシングを行
うためのアクチュエータとが設けられている。

【０００３】図６はこのような従来の光ディスク装置に
設けられているトラッキング及びフォーカシング用のア
クチュエータの一例として、軸摺動回転型の２次元アク
チュエータの構成を示す斜視図である。同図に示すよう
に、従来のアクチュエータは、ベースブロック４８に可
動リング３７の回転及び上下移動を可能とする不図示の
軸受けが設けられ、該軸受けには可動リング３７の中心
に設置された軸３８が勘合挿入されており、ベースブロ
ック４８上に可動リング３７が回動方向と上下方向との
二つの自由度を持って保持されている。

【０００４】可動リング３７にはレーザビームをディス
ク上に収束させる対物レンズ３９と、ディスクに対し上
下方向に移動してレーザビームを対物レンズによりディ
スク上に最適に収束させるために微動させ位置決めする
フォーカス用の電磁コイル４０と、ディスクに対し半径
方向に回転移動し目標トラックへ対物レンズを移動し位
置決めするためのトラッキング用の電磁コイル４１ａ，
４１ｂとが設けられている。

【０００５】また、ベースブロック４８には前記フォー
カス用電磁コイル４０をその空隙中心に配して対向する
一対の永久磁石４２ａ，４２ｂと、該永久磁石４２ａ，
４２ｂとそれぞれ磁気回路を形成するバックヨーク４３
ａ，４３ｂが設けられ、さらに前記トラッキング用電磁
コイル４１ａ，４１ｂと対向する一対の永久磁石４４
ａ，４４ｂが設けられている。

【０００６】そしてフォーカシング用コイル及びトラッ
キング用コイルにそれぞれ適宜電流を通電することで、
フレミングの左手の法則により、可動リングの上下方向
への駆動力を得てフォーカシングを行い、また、可動リ
ングの回動方向のトルクを得てトラッキングを行う。な
お、各電磁コイルの端末リード線４５ａ，４５ｂはベー
スブロック４８に固定された基板４６上に設けられたラ
ンド部４７に導通手段を用いて結線されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ディスク装置
ではこのようなアクチュエータによりフォーカシングと
トラッキングを行っていたが、次のような問題があっ
た。

【０００８】すなわち、前述のような従来のアクチュエ
ータにおいては、可動リングを動作させる磁気回路を完
全な閉磁路構造とすることは困難であることから永久磁
石４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂにより発生した磁束
が周囲に漏れ、この漏れ磁束が磁気外乱ノイズとなった
り、光磁気ディスクに対する情報の記録再生消去時に悪
影響を与えることがあった。さらにコイル励磁時にショ
ットノイズが生じるとの問題がある。

【０００９】また、電磁変換効率が低いため、所定の駆
動性能を満足させるために永久磁石の大型化やコイルタ
ーン数の増加を要し、このためアクチュエータが大型化
し重量の増加を招く。

【００１０】また、構造が複雑なために、部品点数の増
加や組立時の端末処理等の作業性の低下を招き、反復駆
動による経時疲労に起因する断線等が発生し易く信頼性
に欠ける。さらに、軸摺動回転する可動リングや該リン
グを支持する軸等の表面処理や部材相互の最適勘合確保
のためのサイジング工程やクリアランス管理工程等が必
要となり、製造工数が多く安定した生産が難しいなど、
種々の問題があった。

【００１１】本発明は、このような従来のアクチュエー
タ、特にトラッキング用のアクチュエータの問題を解決
するためになされたもので、磁気的なノイズが発生せ
ず、構造が簡単で小型軽量であり、故障が少なく信頼性
の高い製造も簡単なトラッキング用アクチュエータを提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明は、レーザ光源から射出されたレーザビームを反
射させるミラーと、前記ミラーで反射したレーザビーム
を光ディスク面に集光する対物レンズと、前記ミラーの
ディスク中心側端部をディスクに交叉する方向に変位さ
せる第１の圧電素子と、前記ミラーのディスク外周側端
部をディスクに交叉する方向に変位させる第２の圧電素
子とを備えたことを特徴とするトラッキング用アクチュ
エータに係るものである。

【００１３】

【作用】情報の記録再生消去を行うためのレーザビーム
は、前記ミラーによりディスクに向け反射され、前記対
物レンズにより集光されてディスクに照射されるが、本
発明では、前記第１の圧電素子及び前記第２の圧電素子
により、ディスクの半径方向に関する前記ミラーの両端
部を、それぞれディスクに交叉する方向に変位させるこ
とが可能である。したがってこれら第１及び第２の圧電
素子により前記ミラーの両端部をそれぞれ逆方向に変位
させればディスク面に対する前記ミラーの角度を変化さ
せることができ、これによりレーザビームの照射位置を
ディスクの半径方向に移動させることが可能となりトラ
ッキングを行うことができる。

【００１４】このように本発明では、レーザビームの照
射位置を移動させる駆動力を得るために電磁変換を利用
している従来のアクチュエータと異なり圧電素子により
該駆動力を得ているため、磁気ノイズが発生せず、構造
が簡単で小型軽量化が可能であり、故障も少なく信頼性
の向上を図れる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図面に基いて説明する。図
１は本発明の一実施例に係るトラッキング用アクチュエ
ータを装着した光ディスク装置の要部の概略構成を示す
斜視図であるが、図示のように光ディスク装置のベース
板１には、ディスクの半径方向に光ヘッドを駆動してレ
ーザビームの照射位置を粗動位置決めするポジショナー
駆動磁気回路ヨーク２ａ，２ｂが設けられ、該ヨーク２
ａ，２ｂの各空隙部には永久磁石３が設けられている。

【００１６】一方、光ヘッドのハウジング６の両端部に
は電磁コイルを固定支持するためのボビン５ａ，５ｂが
締結され、該ボビン５ａ，５ｂには前記永久磁石３を包
囲するように電磁コイル４が所定のターン数だけ巻回さ
れており、さらにディスクの半径方向に光ヘッドを移動
させるためのガイド軸８ａ，８ｂに対して支持する軸受
け７ａ，７ｂが設けられている。

【００１７】本実施例に係るアクチュエータは前記ガイ
ド軸に沿って移動される光ヘッドのハウジング６に対し
てフランジ部１０により固定されている。

【００１８】ディスクに対して情報の記録や再生、消去
を行うためのレーザビームはベース板１に設けられてい
る固定ヘッド１１内に配置されたＬＤ（レーザダイオー
ド）１２により発光され、固定ヘッド１１に設けられた
光学系を通過した後、防塵窓１３から出射されて光ヘッ
ドに設けられた空孔１４からハウジング内に入射され、
ミラー１５によってディスクに向け上方に反射され、対
物レンズ１６により集光されてスピンドルモータ１７に
装着されたディスク１８面に合焦される。

【００１９】図２は前記のように光ヘッド６のフランジ
部１０に取り付けられた本実施例に係るアクチュエータ
の構成を示す斜視図であり、図３は図１のＡ−Ａ矢視断
面の一部（光ヘッド部分）を示す図である。

【００２０】図２及び図３に示すように本実施例のアク
チュエータは、ディスク１８の半径方向に関して対物レ
ンズ１６の光軸よりディスク１８の中心側に設けられた
第１の圧電素子ユニット２３と、ディスク１８の半径方
向に関して対物レンズ１６の光軸よりディスク１８の外
周側に設けられた第２の圧電素子ユニット２４とを備え
た円板状の圧電素子により構成されている。

【００２１】公知のように圧電素子は圧電効果を利用し
た固体素子であり、近年圧電素子は低消費電力、大変位
量、高速応答、低発熱、及び非磁性等の特徴を有してい
る。本実施例のアクチュエータに設けられる前記圧電素
子ユニット２３，２４はバイモルフ構造を有することに
より、主として非共振状態での圧電効果を利用して変位
を得るもので、光ヘッド６のフランジ部１０に取り付け
られることにより固定端とされた外周部に対して穴２５
が設けられた中心部が、各ユニット２３，２４にリード
線１９を通してそれぞれ独立して入力された印加電圧の
大きさ及び向きに応じて個々に上下方向（ディスク１８
に直交する方向）に変位を発生する。

【００２２】なお、図２及び図３に示すように本トラッ
キング用アクチュエータの上方には同じく円板状の圧電
素子板２０が設けられているが、これは本発明者が別に
提案するフォーカシング用のアクチュエータであり、対
物レンズ１６を上下方向（ディスクに直交する方向）に
移動させるものである。これについては後述する。

【００２３】図３を参照して、圧電素子ユニット２３，
２４の下面には、ミラー１５の初期位置決め及び圧電素
子の変位に対する復元性の確保を兼ね、バネ性を有する
金属薄板３０が、また、該金属薄板３０に起因する外乱
不用振動及び固有振動を抑止すべく、防振用ゴム３１が
それぞれ接着剤を用い張り合わされている。

【００２４】また、ミラー１５は固定板３２に固定され
ると共に圧電素子ユニット２３，２４の中心穴２５に対
して位置決めされ、下面にある弾性樹脂部材３３を介し
て圧電素子ユニット２３，２４に変位に対して自由度を
確保すべく軟固定されている。また、圧電素子ユニット
２３，２４の外周部は光ヘッド６のハウジングに対し同
様に弾性樹脂部材３４を介して変位に対し自由度を確保
すべく軟固定されている。

【００２５】なお、固定板３２には、ミラー１５を安定
して回転させ、レーザビームスポットをディスク１８の
半径方向に移動させるための回転中心を確保すべく軸３
５が貫通され光ヘッド６のハウジングに対し、固定され
ている。

【００２６】図４に本アクチュエータの動作を示す。本
光ディスク装置では不図示の検出装置からディスクの偏
心等に起因するトラッキング誤差信号が出力されるが、
このトラッキング誤差信号に基づいて前記２つの圧電素
子ユニット２３，２４のそれぞれに対し、互いに正、負
逆相に電圧が印加される。

【００２７】これにより固定板３２の両端部は互いに上
下逆方向に変位し、該固定板３２に取り付けられたミラ
ー１５には回転軸３５を中心として＋θ又は−θの回転
変位が与えられることとなり、該ミラー１５で反射され
る前記レーザビームの照射位置はディスク１８の半径方
向（図３の左右方向）に移動され、指定トラック位置へ
の照射が確保される。なお、各圧電素子ユニット２３，
２４のもつヒステリシス特性に関しては電圧を印加する
際、該特性に応じた補正値を導出し、この補正値を重畳
して最適化を図ればよい。

【００２８】最後に本実施例に係るトラッキング用アク
チュエータの上方に設けられたフォーカシング用のアク
チュエータ２０について説明する。このアクチュエータ
は、前述のように圧電素子により構成され、該圧電素子
の変位により対物レンズ１６を上下方向（ディスクに直
交する方向）に移動させるものである。

【００２９】この圧電素子２０は前記トラッキング用ア
クチュエータと異なり単一の円板状の圧電素子からな
り、その外周部を固定端とし対物レンズ１６が配置され
る中心部穴２１を自由端としてリード線１９により入力
された印加電圧の度合いに応じて上下方向に変位を発生
させる。また、変位量を確保するため中心部穴２１には
切欠き部２２ａ，２２ｂが設けられている。

【００３０】図３に示すように、圧電素子２０には対物
レンズ１６の初期位置決め及び圧電素子の変位に対する
復元性の確保を兼ね、前記トラッキング用のアクチュエ
ータと同様に、バネ性を有する金属薄板３６が設けら
れ、また金属薄板３６に起因する外乱不用振動及び固有
振動を抑止すべく、防振用ゴム２６がそれぞれ接着剤を
用い張り合わされている。

【００３１】対物レンズ１６は鏡筒２７に固定されると
共に圧電素子２０の中心穴２１に対し勘合位置決めさ
れ、下面にある弾性樹脂部材２８を介して、また、圧電
素子２０の外周部は光ヘッド６のハウジングに対し同様
に弾性樹脂部材２９を介してそれぞれ変位に対し自由度
を確保すべく軟固定されている。

【００３２】このように構成された該フォーカシング用
のアクチュエータは、圧電素子２０に対し、不図示の検
出装置により検知されたディスクの面振れ等に起因する
フォーカス誤差信号に基づいて適宜正又は負の電圧が印
加され、これにより中心穴２１部に取り付けられた対物
レンズ１６に、図５に示すような＋ｄｘ又は−ｄｘの上
下方向の変位が与えられてディスク１８に対する対物レ
ンズ１６の相対位置が最適に確保される。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
磁気的なノイズが発生せず、構造が簡単で小型軽量であ
り、故障が少なく信頼性の高い製造も簡単なトラッキン
グ用アクチュエータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るトラッキング用アクチ
ュエータを装着した光ディスク装置の要部の概略構成を
示す斜視図である。

【図２】前記実施例に係るアクチュエータの要部の構成
を示す斜視図である。

【図３】前記実施例に係るアクチュエータの構成を示す
側断面図である。

【図４】前記実施例に係るアクチュエータの動作を示す
説明図である。

【図５】本発明者が別に提案するフォーカシング用アク
チュエータの動作を示す説明図である。

【図６】従来の光ディスク装置が備えるフォーカシング
及びトラッキング用のアクチュエータの構成の一例を示
す斜視図である。

【符号の説明】

６ 光ヘッド １８ 光ディスク １９ リード線 ２３ 第１の圧電素子ユニット ２４ 第２の圧電素子ユニット ２５ 中心穴 ３０ 金属薄板 ３１ 防振用ゴム ３２ 固定板 ３３，３４ 弾性樹脂部材 ３５ 軸 尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源から射出されたレーザビーム
   を反射させるミラーと、 前記ミラーで反射したレーザビームを光ディスク面に集
   光する対物レンズと、 前記ミラーのディスク中心側端部をディスクに交叉する
   方向に変位させる第１の圧電素子と、 前記ミラーのディスク外周側端部をディスクに交叉する
   方向に変位させる第２の圧電素子とを備えたことを特徴
   とするトラッキング用アクチュエータ。