JPH07153101A - フォーカシ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
フォーカシ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光
ディスク１８に集光する対物レンズ１６をフォーカス誤
差信号に基づいて光ディスク１８に交叉する方向に変位
させるフォーカシング用のアクチュエータであって、対
物レンズ１６を圧電素子２０により変位させる。

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
設けられるフォーカシ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
面に交叉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、特にフォーカシ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フォーカシ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光
ディスクに集光する対物レンズをフォーカス誤差信号に
基づいて光ディスクに交叉する方向に変位させるフォー
カシング用のアクチュエータであって、前記対物レンズ
を圧電素子により変位させることを特徴とするフォーカ
シング用アクチュエータに係るものである。

【００１３】

【作用】本発明において、情報の記録再生消去を行うた
めのレーザビームを光ディスクに集光照射する対物レン
ズは、圧電素子によりディスクに交叉する方向に変位さ
れフォーカシングが行われる。このように本発明では、
フォーカシングのための対物レンズの駆動力を得るため
に電磁変換を利用していた前記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。以下、実施例
を通じて本発明をさらに詳しく説明する。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るフォーカシン
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１８の半径方向に光
ヘッド６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２ａ，２ｂの各空隙部には永久磁石
３が設けられている。

【００１５】一方、光ヘッド６のハウジングの両端部に
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１８の半径方向に光ヘッド６
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。

【００１６】本実施例に係るアクチュエータは前記ガイ
ド軸８ａ，８ｂに沿って移動される光ヘッド６のハウジ
ングに対してフランジ部１０により固定されている。

【００１７】ディスク１８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、同じく固定ヘッド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６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１８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。

【００１８】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。

【００１９】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、円板状の圧電素子２０により構成され
る。なお、該圧電素子２０の下方には本発明者が別に提
案するトラッキング用のアクチュエータ２３，２４が設
けられるが、これについては後述する。

【００２０】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２０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２１が設けられ対物
レンズ１６が配置される中心部が、リード線１９を通し
て入力された印加電圧の大きさ及び向きに応じて上下方
向（ディスクに直交する方向）に変位を発生する。ま
た、変位量を確保するため中心部穴２１には切欠き部２
２ａ，２２ｂが設けられている。

【００２１】また、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、バネ性を有する金属薄板３
６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。

【００２２】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。

【００２３】このように構成された本アクチュエータ
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１８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
により図４に示すように中心穴部に取り付けられた対物
レンズ１６に＋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。

【００２４】このように、本実施例に係るアクチュエー
タによれば、電磁変換を利用していた前記従来のアクチ
ュエータと異なり磁気ノイズが発生せず、構造が簡単で
小型軽量化が可能となる。

【００２５】なお、圧電素子２０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。

【００２６】最後に前述のように本実施例のアクチュエ
ータの下方に設けられたトラッキング用アクチュエータ
２３，２４について説明する。このアクチュエータは、
前述のように本発明者が別に提案するもので、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、ディスクの半径方向に関して対物レンズ１６の光軸
よりディスクの外周側に設けられた第２の圧電素子ユニ
ット２４とからなり各圧電素子ユニットはそれぞれ独立
して駆動される。

【００２７】各ユニット２３，２４の外周部は光ヘッド
６のハウジングに取り付けられて固定端とされ、一方、
穴２５が設けられた中央部は自由端とされ、この中心部
にミラー１５が配される。図３をも参照して、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、
前記本実施例のアクチュエータと同様にバネ性を有する
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。

【００２８】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。

【００２９】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に対し、固定されている。

【００３０】そして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、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には軸３５を中心と
して図５に示すような＋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。

【００３１】

【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フォーカシ
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フォーカシング用アク
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トラッキング用アクチ
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 １６ 対物レンズ １８ 光ディスク ２０ 圧電素子 ２１ 中心穴 ２２ａ，２２ｂ 切欠き部 ２６ 防振用ゴム ２７ 鏡筒 ２８，２９ 弾性樹脂部材 ３６ 金属薄板 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
   を光ディスクに集光する対物レンズをフォーカス誤差信
   号に基づいて光ディスクに交叉する方向に変位させるフ
   ォーカシング用のアクチュエータであって、 前記対物レンズを圧電素子により変位させることを特徴
   とするフォーカシング用アクチュエータ。