JPH0766552B2

JPH0766552B2 - 対物レンズ駆動装置

Info

Publication number: JPH0766552B2
Application number: JP60121420A
Authority: JP
Inventors: 哲夫池亀; 新治長野; 雅己二宮
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-06-06
Filing date: 1985-06-06
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPS61280039A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、例えば光学式記録ディスクに記録した情報
を再生したり、このようなディスクに情報を記録するた
めに用いる対物レンズ駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、記録媒体上に光スポットを照射する対物レンズ
を、その光軸と平行なフォーカシング方向およびこのフ
ォーカシング方向と直交するトラッキング方向に移動可
能に支持する支持機構と、対物レンズを前記フォーカシ
ング方向およびトラッキング方向に駆動する駆動機構と
を具える対物レンズ駆動装置は既知であり、本願人も例
えば特願昭59−170016号（特開昭61−48142号公報）に
おいて第13図〜第15図に示すような対物レンズ駆動装置
を提案している。この対物レンズ駆動装置においては、
光ディスクのような記録媒体上に光スポットを照射する
対物レンズ１を支持部材２に装着し、この支持部材２を
対物レンズ１の光軸と平行なフォーカシング方向Ｆに変
位させて光スポットを記録媒体上に集束させると共に、
記録媒体上の情報トラックおよび光軸と直交するトラッ
キング方向Ｔに変位させて、光スポットが情報トラック
を追従するようにするために、支持機構を介してベース
３に連結している。この支持機構は、一対のフォーカシ
ング用板ばね4aおよび4bと、中継部材５と、一対のトラ
ッキング用板ばね6aおよび6bとを具え、一対のフォーカ
シング用板ばね4a,4bはフォーカシング方向Ｆに見て互
いに平行に対向しながらフォーカシング方向Ｆおよびト
ラッキング方向Ｔに対して直交する方向に延在するよう
に、それぞれの一端が支持部材２の側壁にあけた溝2aお
よび2b内に装着され、他端が中継部材５にあけた上下の
溝5aおよび5b内に装着されている。また、一対のトラッ
キング用板ばね6aおよび6bは、トラッキング方向Ｔに見
てある角度αを以って対向しながらフォーカシング方向
Ｆおよびトラッキング方向Ｔとほぼ直交する方向に延在
するように、それぞれ一端が中継部材５に形成した左右
の溝5cおよび5dに装着され、他端がベース３に設けたポ
スト７および８に形成した溝7aおよび8aに装着されてい
る。この一対のトラッキング用板ばね6aおよび6bの、中
継部材５における一端間の距離はポスト７および８にお
ける他端間の距離よりも短くなっており、これらの板ば
ね6aおよび6bが成す角度αは、例えば約30゜となってい
る。

また、対物レンズ１をフォーカシング方向Ｆおよびトラ
ッキング方向Ｔに駆動するために、支持部材２のトラッ
キング方向Ｔに対向する側面には一対のフォーカシング
コイル9aおよび9bが固着され、これらフォーカシングコ
イルの外側に一対のトラッキングコイル10aおよび10bが
一体的に装着されている。これらフォーカシングコイル
9a,9bおよびトラッキングコイル10a,10bと協働する磁界
を発生する磁界発生部材は、磁性材料より成る一対のヨ
ーク11および12と、一方のヨーク11の両側の外ヨーク11
aおよび11bに沿って内側に装着した永久磁石13a,および
13bと、地方のヨーク12の両側の外ヨーク12aおよび12b
に沿って内側に装着した永久磁石14aおよび14bとを以っ
て構成され、ヨーク11および12がそれらの中央の内ヨー
ク11cおよび12cがそれぞれフォーカシングコイル9aおよ
び9bの中に挿入されるようにペース３に固定されてい
る。また、フォーカシングコイル9a,9bおよびトラッキ
ングコイル10a,10bは、支持部材２の側面に設けた端子
に接続された後、板ばね4a,4b,6a,6bにほぼ沿って中継
部材５にあけた孔5eを貫通させたリード線15を介してベ
ース３に固着されたプリンド基板16の端子に接続され、
さらにここから回路へ接続されるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記構成において、フォーカシングコイル9a,9bおよび
トラッキングコイル10a,10bに、それぞれフォーカシン
グエラーおよびトラッキングエラーの大きさおよび方向
に応じた振幅および極性のフォーカシング駆動電流およ
びトラッキング駆動電流を流すと、これらのコイルは磁
界発生部材との電磁作用による力を受けて対物レンズ１
はフォーカシング方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに移
動し、これによりフオーカシング制御およびトラッキン
グ制御を行なうことができる。

ここで、これらの制御を正確に行なうためには、フォー
カシングコイル9a,9bおよびトラッキングコイル10a,10b
にそれぞれ駆動電流を流したときに、これらのコイルが
磁界発生部材との電磁作用によって受ける力の中心と、
対物レンズ１、支持部材２、フォーカシングコイル9a,9
bおよびトラッキングコイル10a,10bを含む可動部の重心
とを常に一致させる必要がある。すなわち、これらが一
致していないと、対物レンズ１を駆動したときに、その
ずれに応じた回転トルクが重心の回りに発生して対物レ
ンズ１の光軸が傾き、正確な制御が困難となるからであ
る。

しかしながら、第13図〜第15図に示す本願人が先に提案
した対物レンズ駆動装置にあっては、磁界発生部材の磁
気ギャップにおける磁側密度が一様でないために、特に
トラッキング制御において可動部に回転トルクが生じ正
確なトラッキング制御ができなくなるという改良すべき
点があることが判明した。

すなわち、上記の対物レンズ駆動装置においては、第16
図に一方のトラッキングコイル10bと、それと協動する
磁界発生部材との位置関係を拡大して示すように、外ヨ
ーク12a,12bの内側に各々同極が内側になるように固着
された永久磁石14a,14bの内側の面と内ヨーク12cとの間
に形成される磁気ギャップ17に、トラッキングコイル10
bと有効部分、すなわちトラッキング駆動電流を流した
ときにトラッキング方向Ｔに力が発生する部分10b′が
位置している。

ここで、磁気ギャップ17のフォーカシング方向Ｆにおけ
る下端Z₁から上端Z₂までの磁束密度の分布は、第17図に
示すように、中央部で最大となり下端Z₁および上端Z₂に
行くに従って減少する。したがって、フォーカシング制
御によりトラッキングコイル10bがフォーカシング方向
Ｆに移動すると、その移動の下方部分においてはZ₁₁か
らZ₁₂までの磁束が、中央部分においてはZ₂₁からZ₂₂ま
での磁束が、上方部分においてはZ₃₁からZ₃₂までの磁束
がそれぞれトラッキングコイル10bの有効部分10b′に作
用することになり、その各移動部分において有効部分10
b′に作用する磁束の密度分布はそれぞれ第18図A,Bおよ
びＣに示すようになる。

すなわち、第18図Ｂに示すように、有効部分10b′がZ₂₁
からZ₂₂までのフォーカシング方向Ｆの中央部分にある
ときは、その間の磁束密度の分布がフォーカシング方向
Ｆにおける有効部分10b′の中点c₁に対して対称である
ので、可動部のフォーカシング方向Ｆにおける重心を中
点c₁に合わせておけば、この部分でのトラッキング制御
においては有効部分10b′に作用する力の中心と重心と
の間にずれが生じないので重心の回りに回転トルクは生
じない。したがって、正確なトラッキング制御を行なう
ことができる。

これに対し、第18図Ａに示すように、有効部分10b′がZ
₁₁からZ₁₂までのフォーカシング方向Ｆの下方部分にあ
るときは、その間の磁束密度分布は有効部分10b′の中
点c₁に対して上部が下部よりも高くなっているため、有
効部分10b′に作用する力は中心の中点c₁よりも上方に
ずれる。したがって、この部分でのトラッキング制御に
おいては、力の中心と重心（中点c₁）とのずれに応じた
回転トルクが重心の回りに生じその結果対物レンズの光
軸がトラッキング方向Ｔに傾いて正確なトラッキング制
御が困難となる。また、第18図Ｃに示すように、有効部
分10b′がZ₃₁からZ₃₂までのフォーカシング方向Ｆの上
方部分にあるときは、第18図Ａの場合とは逆に力の中心
が中点c₁よりも下方にずれるため、第18図Ａの場合と同
様な結果となる。

このような不具合を解決する方法として、フォーカシン
グ方向Ｆにおける磁気ギャップ17の寸法をトラッキング
コイル10bの有効部分10b′のそれよりも大きくして、第
19図に示すように有効部分10b′のフォーカシング方向
Ｆの移動範囲に亘って均一な磁束密度分布を得ることが
考えられる。しかし、このようにするとヨークおよび永
久磁石の寸法が大きくなって装置全体が大形になってし
まうという問題がある。実開昭61−189419号公報にはコ
イルに近接する磁界発生部材（ヨークと永久磁石とから
構成されるものを言う）の面に欠損部を形成した構成が
説明されているが、当該先行技術のものはフォーカシン
グコイルとトラッキングコイルが別個独立の磁界発生部
材に間隙を介して対向配置しているため装置が大型とな
る欠点がある。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、対物レンズを所定の方向に常に正確に駆動制御でき
ると共に、小形にできるように適切に構成した対物レン
ズ駆動装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

上記目的を達成するため、この発明は、対物レンズをそ
の光軸と平行な第１の方向およびそれと直交する第２の
方向に移動可能に支持する手段と、前記対物レンズを含
む可動部に装着した第１のコイルおよび第２のコイルの
両コイルに磁束を差し向けるヨークおよび永久磁石から
成る磁界発生部材を有し、前記第１のコイルおよび前記
第２のコイルに電流を流して前記可動部をそれぞれ第１
の方向および第２の方向に駆動する駆動手段とを備える
対物レンズ駆動装置において、前記磁界発生部材の磁界領域内に前記第１のコイルおよ
び第２のコイルの両方のコイルを配置し、前記磁界発生
部材は、磁界領域における磁束密度分布が一様となるよ
うに、磁界領域の中央部分における前記第１の方向と直
交する平面および前記第２の方向と直交する平面のうち
少なくとも一方の平面での断面積の総和が、磁界領域の
両端部分における前記平面での断面積の総和よりも小さ
くなるように形成し、前記両コイルのうちの一方のコイ
ルによって前記可動部が前記第１または第２の方向に駆
動される際に、その駆動方向における他方のコイルの有
効部分の長さを、前記磁界発生部材の前記駆動方向にお
ける磁界領域の長さ以下に設定することによって、前記
可動部の重心と前記他方のコイルに作用する力の中心と
が常にほぼ一致するようにする。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１実施例の要部を示すものであ
る。この実施例では、第13図〜第15図に示す対物レンズ
駆動装置において、フォーカシングコイル9a,9bおよび
トラッキングコイル10a,10bと協動する磁界発生部材の
磁気ギャップ（磁界領域）における磁束密度分布が、フ
ォーカシング方向Ｆにおけるトラッキングコイルの有効
部分の移動範囲に亘って均一となるようにして、該有効
部分に作用する力の中心と可動部の重心とが常にほぼ一
致するように構成したものである。このため、第１図に
一方のトラッキングコイル10bと協働する磁界発生部材
を示すように、フォーカシング方向Ｆにおけるトラッキ
ングコイル10bのトラッキング方向に駆動させるための
有効部分の長さを、磁界発生部材のフォーカシング方向
Ｆにおける磁界領域の長さ（第１図では、下端Z1と上端
Z2との間の長さ）よりも短くしていると共に、内ヨーク
12cの磁気ギャップ17を形成する面の中央部に切除部12
c′を形成して、フォーカシング方向Ｆにおける磁界領
域の中央部分における磁気ギャップ17の間隔l₁を、フォ
ーカシング方向Ｆにおける磁界領域の下端部分および上
端部分における間隔l₂よりも大きく、すなわち磁界発生
部材の磁界領域の中央部分におけるフォーカシング方向
Ｆと直交する平面での断面積の総和を、磁界領域の両端
部分における該平面での断面積の総和よりも小さくす
る。

このようにすれば、磁気ギャップ17のフォーカシング方
向Ｆにおける下端Z1から上端Z2までの磁界領域の磁束密
度の分布は、第２図に実線で示すように、トラッキング
コイル10bの有効部分10b′の移動範囲に亘ってほぼ一様
になる。したがって、フォーカシング制御により有効部
分10b′がフォーカシング方向Ｆに移動しても、有効部
分10b′にはフォーカシング方向Ｆの下方部分、中央部
分および上方部分において、それぞれ第３図A,Bおよび
Ｃに示すように、ほぼ一様な分布の磁束が作用すること
になるので、フォーカシング方向Ｆにおける可動部の重
心をトラッキングコイル10bの有効部分10b′の中点c₁に
合わせておけば、フォーカシング方向Ｆの任意の位置に
おいてトラッキング制御を行なっても可動部には不所望
な回転トルクは殆んど発生しない。したがって、正確な
トラッキング制御を行なうことができる。なお、第２図
および第３図Ａ〜Ｃにおいて、破線は切除部12c′を設
けないときの時速密度分布を示す。

第１実施例においては、内ヨーク12cの中央部に切除部1
2c′を形成することによって、フォーカシング方向Ｆに
おけるトラッキングコイル10bの有効部分10b′の移動範
囲に亘って磁束密度分布を一様としたが、第４図に第２
実施例を示すように内ヨーク12cを中央部が薄くなるよ
う全体または一部を凹面状に形成したり、第５図に第３
実施例を示すように永久磁石14a,14bの中央部に第１実
施例と同様に切除部14a′,14b′を設けたり、あるいは
第６図に第４実施例を示すように磁性片18a〜18dを内ヨ
ーク12cの下方および上方に取付けたり、またこれらの
磁性片を永久磁石14a,14bの下方および上方に取付けて
も同様の効果を得ることができる。

また、上述した実施例では磁気ギャップ17を内ヨーク12
cに対して永久磁石14a,14bを対向させることによってそ
れぞれ形成したが、第７図に第５実施例に示すように内
ヨーク12cと外ヨーク12a,12bとの間をそれぞれ永久磁石
14a,14bで連結して、内ヨーク12cと外ヨーク12a,12bと
でそれぞれ磁気ギャップ17を形成してもよい。この場
合、第７図のように外ヨーク12a,12bに切除部12a′,12
b′を形成する他、内ヨーク12cに切除部を形成したり、
あるいは外ヨーク12a,12bおよび内ヨーク12cの磁気ギャ
ップ17を形成する面のいずれか一方を凹面状に形成して
磁束密度分布をほぼ均一にすることができる。

上述した第１〜第５実施例においては磁気ギャップ17を
形成する一方の面に切除部を形成したり、磁性片を取付
けたり、あるいは該面を凹面状に形成することによって
磁束密度分布をほぼ均一にしたが、これらを磁気ギャッ
プ17を形成する両面に形成して同様の効果を得ることも
できる。また、第８図は第６実施例を示すように内ヨー
ク12cの中央部に空胴12c″を形成したり、第９図に第７
実施例を示すように外ヨーク12a,12bと永久磁石14a,14b
との接合面中央部に間隙12a″,12b″を形成して同様の
効果を得ることもできる。更に、上述した各実施例では
１つの磁界発生部材に２つの磁気ギャップ17を形成した
が、第10図および第11図に第８図および第９実施例をそ
れぞれ示すようにヨーク12の対向する外ヨーク12a,12b
の一方の内側面に永久磁石14を設けて１つの磁気ギャッ
プ17を形成して、この磁気ギャップ17にトラッキングコ
イル10bの有効部分10b′を位置させる場合にも有効に適
用することができる。なお、第10図は外ヨーク12a,12b
を下方において連結したのに対し、第11図では側方にお
いて連結している。したがって、第10図の場合にはフォ
ーカシング制御をトラッキング制御と共通の磁界発生部
材を用いて行なうことができるが、第11図の場合にはフ
ォーカシング制御を別の磁界発生部材、あるいはバイモ
ルフ等を用いる他の駆動手段によって行なう必要があ
る。

また、以上の説明ではトラッキング制御について説明し
たが、この発明はフォーカシング制御においても同様に
適用することができ、この場合にはフォーカシングコイ
ルのトラッキング方向Ｔにおける移動範囲に亘ってフォ
ーカシングコイルに対する磁束密度分布が一様となるよ
うにすればよい。したがって、第12図に第10実施例を示
すように、磁気ギャップ17を形成する一方の面の中央部
にフォーカシグ方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに延在
して切除部12b′を設ければ、フォーカシング制御およ
びトラッキング制御の両制御において不所望な回転トル
クの発生を有効に防止でき、正確な制御を行なうことが
できる。なお、第12図の構成は１つの磁界発生部材に２
つの磁気ギャップを形成する第13図〜第15図に示す対物
レンズ駆動装置にも有効に適用することができる。

この発明は、上述した実施例に限らず、更に種々の変形
が可能である。例えば、以上の各実施例は、磁気ギャッ
プ中の磁気密度分布が不均一な方向にコイルが移動した
ときの不具合を解決するためになされたが、磁束密度分
布が不均一な方向に動かない場合においても、可動部の
不所望な方向への変位を防止するためには、磁界によっ
てコイルに作用する力の中心と可動部の重心とをほぼ一
致させる必要がある。この場合において、コイルに作用
する力の中心と可動部の重心とを一致させることが困難
なときに、上述した各実施例において説明したようにヨ
ーク等に切除部等を設けて磁束密度分布を変え、これに
よりコイルに作用する力の中心と可動部の重心とのずれ
を補正してもよい。また、上述した実施例ではいずれも
磁気ギャップを形成してコイルを配置したが、このよう
な磁気ギャップを形成することなくコイルを永久磁石に
近接させる構成のものにも有効に適用することができ
る。更に、フォーカシング制御およびトラッキング制御
の一方を、バイモルフ等を用いる駆動手段によって行な
う場合にも有効に適用することができる。また、上述し
た実施例では磁界発生部材における磁束密度分布がコイ
ルに対して一様になるようにしたが、磁界発生部材にお
ける磁束密度分布に応じてコイルの形状や巻数を変えて
コイルに作用する力の中心と可動部の重心とをほぼ一致
させるように構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、対物レンズをそ
の光軸と平行な第１の方向およびそれと直交する第２の
方向に可動可能に支持する手段と、前記対物レンズを含
む可動部に装着した第１のコイルおよび第２のコイルの
両コイルに磁束を差し向けるヨークおよび永久磁石から
成る磁界発生部材を有し、前記第１のコイルおよび第２
のコイルに電流を流して前記可動部をそれぞれ第１の方
向および第２の方向に駆動する駆動手段とを備える対物
レンズ駆動装置において、前記磁界発生部材の磁界領域
内に前記第１のコイルおよび第２のコイルの両方のコイ
ルを配置し、前記磁界発生部材は、磁界領域における磁
束密度分布が一様となるように、磁界領域の中央部分に
おける前記第１の方向と直交する平行および前記第２の
方向と直交する平面のうちの少なくとも一方の平面での
断面積の総和が、磁界領域の両端部分における前記平面
での断面積の総和よりも小さくなるように形成し、前記
両コイルのうちの一方のコイルによって前記可動部が前
記第１または第２の方向に駆動される際に、その駆動方
向における他方のコイルの有効部分の長さを、前記磁界
発生部材の前記駆動方向における磁界領域の長さ以下に
設定したので、前記可動部の重心と前記他方のコイルに
作用する力の中心とが常にほぼ一致するようになり、対
物レンズを上記第１の方向および第２の方向に常に正確
に駆動制御することができると共に、全体を小型にでき
る対物レンズ駆動装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の要部を示す図、第２図および第３図Ａ〜Ｃはその動作を説明するための
磁束密度分布を示す図、第４図〜第12図はそれぞれこの発明の他の実施例の要部
を示す図、第13図，第14図および第15図はこの発明を実施し得る対
物レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図、平面図およ
び正面図、第16図〜第19図はこの発明が解決しようとする問題点を
説明するための図である。１……対物レンズ、２……支持部材３……ベース 4a,4b……フォーカシング用板ばね５……中継部材 6a,6b……トラッキング用板ばね 7,8……ポスト 9a,9b……フォーカシングコイル 10a,10b……トラッキングコイル 11,12……ヨーク 11a,11b,12a,12b……外ヨーク 11c,12c……内ヨーク 13a,13b,14a,14b……永久磁石 15……リード線、16……プリント基板 17……磁気ギャップ、10b′……有効部分 12c′……切除部、14a′,14b′……切除部 18a〜18d……磁性片、12a′,12b′……切除部 12c″……空胴、12a″,12b″……間隙 14……永久磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズをその光軸と平行な第１の方向
およびそれと直交する第２の方向に移動可能に支持する
手段と、前記対物レンズを含む可動部に装着した第１の
コイルおよび第２のコイルの両コイルに磁束を差し向け
るヨークおよび永久磁石から成る磁界発生部材を有し、
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに電流を流し
て前記可動部をそれぞれ第１の方向および第２の方向に
駆動する駆動手段とを備える対物レンズ駆動装置におい
て、前記磁界発生部材の磁界領域内に前記第１のコイルおよ
び第２のコイルの両方のコイルを配置し、前記磁界発生
部材は、磁界領域における磁束密度分布が一様となるよ
うに、磁界領域の中央部分における前記第１の方向と直
交する平面および第２の方向と直交する平面のうちの少
なくとも一方の平面での断面積の総和が、磁界領域の両
端部分における前記平面での断面積の総和よりも小さく
なるように形成し、前記両コイルのうちの一方のコイル
によって前記可動部が前記第１または第２の方向に駆動
される際に、その駆動方向における他方のコイルの有効
部分の長さを、前記磁界発生部材の前記駆動方向におけ
る磁界領域の長さ以下に設定したことを特徴とする対物
レンズ駆動装置。