JPH0719382B2

JPH0719382B2 - 対物レンズ駆動装置

Info

Publication number: JPH0719382B2
Application number: JP61194298A
Authority: JP
Inventors: 勇能勢; 裕真崎; 高幸竹田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS6350924A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光ディスク装置における光学ヘッドの対物レ
ンズ駆動装置に関するものである。

（従来の技術）一般に、光ディスク装置においては、半導体レーザ等の
レーザ光ビームを光ディスク上に収束させ、微細なトラ
ック（例えば、間隔約1.6μｍ）を走査してそのトラッ
ク上に情報を記録、あるいはトラック上の情報を読取る
動作を行う。そのためこの種の光ディスク装置の光学ヘ
ッドでは、光ビームを適正な収束状態（例えば、スポッ
ト径１μｍ）に保つフォーカス制御（焦点制御）、収束
スポットをトラックから外さないようにするトラック制
御、及び所望のトラックをサーチするアクセス制御とい
う３つの機能を必要とする。

そこで、従来の一般的な光学ヘッドは、磁石及びヨーク
からなる磁気回路を有する対物レンズ駆動機構と、発光
源である半導体レーザ及び各種信号検出のための種々の
光学部品を有する光学系とで構成され、対物レンズ駆動
機構によって対物レンズをフォーカス方向とトラック方
向の２方向に微小駆動してフォーカス制御とトラック制
御を行い、さらに光学ヘッド全体を駆動してアクセス制
御を行っていた。

しかし、光学ヘッド全体を駆動すると、その重量が大き
いためにアクセス速度が制限されて、高速アクセスする
ことができなかった。そのため、光学系と対物レンズ駆
動機構とを分離し、光学系を固定すると共に、小型化し
た対物レンズ駆動機構のみを可動構造（以下、これを分
離光学系という）にして、対物レンズ駆動機構の軽量化
により、アクセス速度の向上を計っている。

従来、この種の分離光学系構造の光学ヘッドとしては、
信学技報、84［203］（1984−11−22）P.11−18、
特開昭58−133640号公報及び特開昭59−11544号公報
に記載されるものがあった。以下、その構成を図を用い
て説明する。

第２図は前記文献に記載された光学ヘッドの一構成例
を示す要部側面図、及び第３図はその要部正面図であ
る。

この光学ヘッドでは、光学系１が固定され、その光学系
１から発せられるレーザ光ビームと並行に一対のガイド
2a,2bが配設され、さらにそのガイド2a,2bに摺動可能な
ベース３が支持されている。ベース３の両端部には、コ
イルが巻装されたボビン4a,4bが取付けられ、そのボビ
ン4a,4bが外部固定磁気回路部材5a,5bの磁気ギャップ中
に位置している。また、ベース３上には、45゜ミラー６
及び対物レンズ駆動機構７が光ディスク８と対向する位
置に取付けられている。

ここで、対物レンズ駆動機構７としては、例えば前記文
献に記載されるものがある。これは対物レンズを支持
する支持体を弾性部材で支持し、この駆動機構内部に構
成する磁気回路中に配置した２つの巻線に電流を流すこ
とにより、支持体に支持された対物レンズの上下方向の
移動によるフォーカス制御、支持体の回転中心軸から偏
心配置された対物レンズの回動によるトラック制御の二
次元の微小駆動を行う構造である。

以上の構成において、光学系１から発したレーザ光ビー
ムは、45゜ミラー６で光路変換され、対物レンズ駆動機
構７内の対物レンズを通して光ディスク８に入射する。
光ディスク８からの反射光は対物レンズ、及び45゜ミラ
ー６を通って光学系１に戻る。この際、対物レンズ駆動
機構７でフォーカス制御及びトラック制御を行うと共
に、ボビン4a,4bの巻線に電流を流してベース３をガイ
ド2a,2bに沿って移動させ、アクセス制御を行ってい
る。

ところが、上記構成の装置においては、対物レンズの支
持体が弾性部材で支持されているため、高速アクセスさ
せると対物レンズに振動が生じると共に光スポットも振
動してしまい、所定のトラックを正確にサーチすること
が難しいという欠点があった。また、対物レンズ駆動機
構７は内部に磁気回路を有するため重量が大きくなり、
アクセス制御時の高速性やトラックサーボ時の高速追従
性に限界を生じ、高性能化には不向きであった。

上記の欠点を除去するための対物レンズ駆動装置とし
て、前記文献に記載されるものがある。この装置は、
磁石を固定配置し、可動部の対物レンズ支持部材上にフ
ォーカス用コイルとトラック用コイルを設け、前記固定
配置された磁石を共用する構成のものである。

第４図は前記文献に記載された対物レンズ駆動装置に
用いられている２次元駆動系の可動コイルの斜視図であ
り、第５図はその構成を示す分解斜視図である。

この可動コイル10は、制御コイルであるフォーカス用コ
イル11a,11bとトラック用コイル12a,12bを一体化して角
筒状に成形したものである。可動コイル10を矢印φの磁
界中に置き、フォーカス用コイル11a,11bに電流を流す
と、その向きによりFf或いは−Ff方向に電磁力が働く。
また、トラック用コイル12a,12bにも電流を流せば、そ
の向きによりFt或いは−Ft方向に電磁力が働く。

第６図及び第７図は、前記可動コイル10の動作原理を利
用して、フォーカス制御及びトラック制御を行う光学ヘ
ッドの要部構成を示したものである。

第６図の光学ヘッドの対物レンズ駆動装置は、前記可動
コイル10と対物レンズ13が２次元平行ばね支持体14に固
定された構成となっている。この２次元平行ばね支持体
14はフォーカス用の平行ばねとトラック用の平行ばねを
有し、このばねの力と前記可動コイル10に働く電磁力の
釣合いによりフォーカス制御及びトラック制御を行うも
のである。可動コイル10に磁界を与えるための磁石装置
15は、永久磁石16a,16b、ヨーク17及び磁気ギャップ18
a,18bから成り、これらは光ディスクの半径方向に略平
行に固定配置されている。また、２次元平行ばね支持体
14をアクセス時において直線ガイド19に沿って大きく移
動させるためのスライダ20と、図示しない磁気回路によ
りリニアモータを構成するコイル21が設けられている。

第７図の光学ヘッドの対物レンズ駆動装置は、第６図の
コイル21及びその磁気回路をトラック用駆動装置で兼用
したもので、可動コイル10と対物レンズ13を上下支持板
25に固定し、この上下支持板25の４隅にＶ溝ローラ26を
設けたものである。このＶ溝ローラ26により、上下支持
板25はガイドフレーム27に沿ってフォーカス方向に変位
することができる。また、ガイドフレーム27はその一部
を構成するフレーム28に取付けられたＶ溝ローラ29によ
り、ヨーク17上に設けられたガイドレール30上を移動し
て、トラック制御或はアクセス制御が行えるような構造
となっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記構成の対物レンズ駆動装置において
は、次のような問題点があった。

（１）第６図の対物レンズ駆動装置の構成は、可動部材
から磁石を除きその軽量化に努めたものの、可動部材は
ばねを用いた弾性体である２次元平行ばね支持体14によ
り支持されている。したがって、高速動作時において
は、ばね系の共振現象が大きく現われ、その動作に制限
を受ける。

（２）第７図の構成においてはばね系は用いられていな
いが、ガイドフレーム27の構造体では動作時にガイドフ
レーム27の変形による振動が発生する。この振動を抑え
るために、ガイドフレーム27に十分な剛性を与えればよ
いが、そのためには重量の増加を招いてしまう。また、
この構成は部品が多く構造も複雑であるため、製作が難
しく低価格化も困難である。

（３）通常、光ディスクの回転駆動方式は、モータの回
転軸にクランプ機構を介して光ディスクが装着されるダ
イレクトドライブ方式が多いので、このモータと前記可
動部材の形状による物質的な位置関係から、光ディスク
の中心側へのアクセス可能領域が決定される。したがっ
て、第４図及び第５図の可動コイル10の構成では、対物
レンズ13を挾む可動コイル10のアクセス方向への突出量
が多いので、アクセス可能領域が制限されてしまう。

本発明は、前記従来技術がもっていた問題点として、可
動部材の振動により対物レンズ13が振動し、高速動作時
においてはトラックの正確なサーチが難しい点、及び光
ディスクのアクセス可能領域に制限を受ける点について
解決した対物レンズ駆動装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、前記問題点を解決するために、対物レンズが
取付けられ、その対物レンズをガイド部材に沿って光デ
ィスクの半径方向に移動させ、かつ該対物レンズを該光
ディスクの垂直方向に移動させる可動部材と、前記可動
部材に装着され、前記半径方向と略並行に固定配置され
た磁気回路部材と共働して電磁力を生じ、その電磁力に
より前記対物レンズへの駆動力を与えるトラック用コイ
ル及びフォーカス用コイルから成る制御コイルとを、備
えた対物レンズ駆動装置において、次のような手段を講
じている。

すなわち、前記可動部材は、筒体を有する支持部と、前
記対物レンズを固定した筒部材を有し前記トラック用コ
イル及び前記フォーカス用コイルを装着したレンズホル
ダ部とで構成している。さらに、前記レンズホルダ部が
前記フォーカス用コイルの駆動力により前記支持部に対
して前記垂直方向に摺動可能となるように、かつ、前記
トラック用コイルの駆動力により前記レンズホルダ部と
前記支持部とが一体となって前記ガイド部材に沿って前
記半径方向に摺動可能となるように、前記支持部の筒体
と前記レンズホルダ部の筒部材とを嵌合させた構造とし
ている。

（作用）本発明によれば、以上のように対物レンズ駆動装置を構
成したので、可動部材の支持部はレンズホルダ部を強固
に支持して、対物レンズの振動を抑える働きをし、レン
ズホルダ部は、対物レンズを固定した筒部材が前記支持
部の筒体と摺動することにより、確実なフォーカス制御
を行わしめると同時に振動を減少させる働きをする。ま
た、制御コイルは、レンズホルダ部に装着されることに
より、光ディスクの半径方向におけるコイルの突出量を
減らす働きをして、光ディスク中心側へのアクセス可能
領域を拡げると共に、該レンズホルダ部の補強材として
の役目も為し、重量軽減及び構造の単純化に貢献してい
る。したがって、前記問題点を除去できるのである。

（実施例）第１図は本発明の実施例を示す対物レンズ駆動装置の斜
視図、第８図は第１図の対物レンズ駆動装置の分解斜視
図、及び第９図は第１図の対物レンズ駆動装置の断面図
である。

第１図の対物レンズ駆動装置100は、第８図にその詳細
を示すように、トラック用コイル101a,101b（以下、一
括して101と記す）とフォーカス用コイル102a,102b,102
c,102d（以下、一括して102と記す）の６個の制御コイ
ルから成るコイル部と、対物レンズ103、コイル取付部
材である平板104a,104b及び切欠部105を有する中空の筒
部材である円筒部106から成るレンズホルダ部107と、切
欠部108を有し内部に45゜ミラー109が収められた中空の
筒体である円筒部110とガイドシャフト用の孔111a,111b
が設けられた支持台112から成る支持部113とから構成さ
れている。前記レンズホルダ部107と支持部113は対物レ
ンズを移動する可動部材を構成している。

前記コイル部の２つの角筒状のトラック用コイル101
は、レンズホルダ部107の平板104a,104bの間に挿入され
て接着固定され、円環平板状コイルをその中心付近で直
角に曲げて形成されたフォーカス用コイル102は、平板1
04a,104bとトラック用コイル101の外面によって構成さ
れる直方体の４つの直角部に２面にまたがってそれぞれ
接着固定されている。また、レンズホルダ部107の円筒
部106の内部に、支持部113の円筒部110が、それぞれの
切欠部105,108を合わせて嵌入されている。

前記円筒部106,110の嵌合状態は、第９図に示される如
く、円筒部106の内面が円筒部110の外面に沿って上下方
向に摺動可能なように嵌合されると共に、円筒部106の
回転防止用に支持台112に固定されたピン114が、平板10
4bを貫通している。支持台112に固定された円筒部110の
内部に設けられた光路変更用の45゜ミラー109は、切欠
部105,108及び対物レンズ103の光路に対し45゜を成すよ
うに設けられている。

上記のように、コイル部、レンズホルダ部107、支持部1
13から構成される対物レンズ駆動装置100は、支持台112
に設けられた孔111a,111bの滑り軸支を介した一対のガ
イド部材であるガイドシャフト115a,115bによって光デ
ィスク116の半径方向に摺動可能なように支持されてい
る。また、レンズホルダ107はそれに固定されたトラッ
ク用コイル101を介して一対の磁気回路部材117a,117bの
中を移動できるような構成となっている。

前記一対の磁気回転部材117a,117bは、磁石118a,118b、
ヨーク部材119a,119b,120a,120bとによって、磁気ギャ
ップ121a,121bを有する閉磁路を形成したものであり、
ヨーク部材120a,120bは、それぞれトラック用コイル101
を貫通している。この磁気回路部材117a,117bは、半導
体レーザ装置、フォーカス及びトラック誤差検出器、信
号検出器等を含む光学系122と共に、図示されないフレ
ーム等に固着されて固定部を成すものである。

以上のように構成される対物レンズ駆動装置の動作につ
いて、次に説明する。

光学系122より発せられる平行なビーム123は、第１図及
び第９図に一点鎖線で示すように、円筒部106,110のそ
れぞれの切欠部105,108を通過し、45゜ミラー109にて直
角に反射され、対物レンズ103によって光ディスク116の
記録面上に収束される。一方、光ディスク116からの反
射光は、対物レンズ103及び45゜ミラー109を介して光学
系122に戻り、フォーカス誤差とトラック誤差の検出と
信号の検出が行われる。

光学系122でフォーカス誤差が検出されると、このフォ
ーカス誤差信号にもとづいて図示しない制御回路よりフ
ォーカス用コイル102に電流が流れる。フォーカス用コ
イル102に流れる電流と各磁気回路部材117a,117bにおけ
る磁気ギャップ121a,121b内の磁界との作用によって電
磁力を受け、レンズホルダ部107は支持第112上の円筒部
110に沿って上下する。すなわち、４つのフォーカス用
コイル102のそれぞれに第１図の矢印ａ方向に通電され
た場合は、レンズホルダ部107が上方向に移動し、矢印
ｂ方向に通電された場合は、レンズホルダ部107が下方
向に移動する。このようにフォーカス用コイル102に対
する通電方向、さらには通電電流値もしくは通電時間を
制御することにより、レンズホルダ部107上の対物レン
ズ103は光ディスク116面に近づき、あるいは遠ざかり、
所定のフォーカス制御が行われる。

一方、トラック誤差が検出されると、このトラック誤差
信号にもとづいて図示しない制御回路よりトラック用コ
イル101にそれぞれ同一方向に電流が流れる。トラック
用コイル101に流れる電流と磁気ギャップ121a,121b内の
磁界との作用によって電磁力を受け、レンズホルダ部10
7は支持台112を伴いガイドシャフト115a,115bに沿って
光ディスク116の半径方向に移動する。すなわちトラッ
ク用コイル101に第１図の矢印Ｃ方向に通電された場合
は、レンズホルダ部107及び支持台112が矢印ｅ方向に移
動し、矢印ｄ方向に通電された場合は、レンズホルダ部
107及び支持台112が矢印ｆ方向に移動する。このように
トラック用コイル101に対する通電方向、さらには通電
電流値もしくは通電時間を制御することにより対物レン
ズ103は45゜ミラー109と共に光ディスク116の半径方向
に移動し、所定のトラック制御が行われる。

また、アクセス制御は、指定された位置と現在位置との
差にもとづいて制御回路によりトラック用コイル101に
電流が流れ、そのトラック用コイル101に流れる電流と
磁気ギャップ121a,121b内の磁界との作用によって電磁
力を受け、トラック制御時と同様に、対物レンズ103が4
5゜ミラー109と共に光ディスク116の半径方向に移動す
ることによって行われる。これらの位置検出手段として
は、トラック横断本数を計数することによっても、ある
いは、外部スケールを用いても良い。

前記のフォーカス制御及びトラック制御は、必要に応じ
て同時に複合的に行われるが、アクセス制御を行う場
合、トラック制御は一担オフ状態にされ、対物レンズ10
3が所望量だけ移動した後再度オン状態にされる。

本実施例においては、次のような利点を有する。

対物レンズ駆動装置100にはばねを用いず、レンズ
ホルダ部107は、ガイドシャフト115a,115bに強固に支持
された支持部113上に設けられているので、振動のおそ
れば減少する。また、支持台112に固定されたピン114
は、円筒部106の回転を防止すると同時に、振動も抑圧
する。

平板104a,104bに装着されるトラック用コイル101及
びフォーカス用コイル102は、レンズホルダ部107の側板
および補強材の役目を成している。したがって、補強用
のフレームが不要となり、対物レンズ駆動装置100の軽
量化が計れると共に部品の個数も減少する。

対物レンズ103の両側にトラック用コイル101とフォ
ーカス用コイル102を配置したので、光ディスク116の半
径方向における突出量が減少し、対物レンズ駆動装置10
0を小型化できると同時に、光ディスク116の中心側への
アクセス可能領域が拡大される。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々な変形
が可能である。例えば、トラック用コイル101及びフォ
ーカス用コイル102の形状及び個数は変更可能であり、
ガイドシャフト115a,115b及び孔111a,111bの取付け位置
や個数も変更可能である。また孔に代えて溝とすること
もできる。さらに、円筒部106,110は円筒ではなく角筒
とすることもでき、この場合は回転防止用のピン114が
不要となると同時に、振動に対しても有利となる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、支持部の
筒体とレンズホルダ部の筒部材とを摺動可能に嵌合させ
て可能部材を構成したので、対物レンズの振動を抑制す
ることができる。さらに、制御コイルがレンズホルダ部
に装着されることにより、光ディスクの半径方向におけ
るコイル突出量が減少し、アクセス可能領域が拡大され
る。その上、制御コイルはレンズホルダ部の補強材とし
ての効果もあり、装置の単純化及び重量軽減化を計るこ
とができる。したがって、対物レンズ駆動装置の高速ア
クセス性能を高めると共に、装置の小型軽量化の効果も
期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す対物レンズ駆動装置の斜
視図、第２図は従来の光学ヘッドの要部側面図、第３図
は従来の光学ヘッドの要部正面図、第４図は従来の他の
光学ヘッドの可動コイル斜視図、第５図は第４図の分解
斜視図、第６図は従来の他の光学ヘッドの要部斜視図、
第７図は従来の他の光学ヘッドの要部斜視図、第８図は
本発明の実施例の対物レンズ駆動装置分解斜視図、第９
図は本発明の実施例の対物レンズ駆動装置の断面図であ
る。 100……対物レンズ駆動装置、101a,101b……トラック用
コイル、102a,102b,102c,102d……フォーカス用コイ
ル、103……対物レンズ、106,110……円筒部、107……
レンズホルダ部、111a,111b……ガイドシャフト用孔、1
12……支持台、113……支持部、115a,115b……ガイドシ
ャフト、117a,117b……磁気回路部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズが取付けられ、その対物レンズ
をガイド部材に沿って光ディスクの半径方向に移動さ
せ、かつ該対物レンズを該光ディスクの垂直方向に移動
させる可動部材と、前記可動部材に装着され、前記半径方向と略並行に固定
配置された磁気回路部材と共働して電磁力を生じ、その
電磁力により前記対物レンズへの駆動力を与えるトラッ
ク用コイル及びフォーカス用コイルから成る制御コイル
とを、備えた対物レンズ駆動装置において、前記可動部材は、筒体を有する支持部と、前記対物レン
ズを固定した筒部材を有し前記トラック用コイル及び前
記フォーカス用コイルを装着したレンズホルダ部とで構
成し、前記レンズホルダ部が前記フォーカス用コイルの駆動力
により前記支持部に対して前記垂直方向に摺動可能とな
るように、かつ、前記トラック用コイルの駆動力により
前記レンズホルダ部と前記支持部とが一体となって前記
ガイド部材に沿って前記半径方向に摺動可能となるよう
に、前記支持部の筒体と前記レンズホルダ部の筒部材と
を嵌合させた構造としたことを特徴とする対物レンズ駆
動装置。
【請求項２】前記支持部は、前記筒体と、前記筒体に取
付けられ前記ガイド部材に沿って摺動する支持台とで構
成し、前記レンズホルダ部は、前記対物レンズを固定した前記
筒部材と、前記トラック用コイル及び前記フォーカス用
コイルが装着され前記筒部材の上下端に取付けられたコ
イル取付部材とで構成した特許請求の範囲第１項記載の
対物レンズ駆動装置。
【請求項３】前記ガイド部材は、一対のロッドで構成
し、このロッドに前記支持台を摺動自在に取付けた特許
請求の範囲第２項記載の対物レンズ駆動装置。
【請求項４】前記トラック用コイルは、四角筒状の２個
のコイルから成り、その上下端を前記コイル取付部材で
挾持し、前記フォーカス用コイルは、平板を折り曲げた４個のコ
イルから成り、それらの４個のコイルを前記各トラック
用コイルの外側の４つの直角部に固定した特許請求の範
囲第３項記載の対物レンズ駆動装置。