JPH10124897A - 二軸アクチュエータ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動部が小型且つ軽量に構成されると共に、
コストが低減されるようにした、二軸アクチュエータ及
び光ディスク装置を提供すること。 【解決手段】 支持軸３２に沿って摺動可能に且つ支持
軸の周りに揺動可能に支持され、且つ対物レンズ３４を
保持するレンズホルダー３３と、このレンズホルダーに
設けられたフォーカス用マグネット部３３ｃ及びトラッ
キング用マグネット部３３ｄと、これらフォーカス用マ
グネット部及びトラッキング用マグネット部に、それぞ
れ対向するように固定配置されたフォーカス用コイル３
７及びトラッキング用コイル３８とを備え、上記フォー
カス用マグネット部及びトラッキング用マグネット部
が、レンズホルダーの一部として一体に構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク，光磁
気ディスク，相変化型ディスク等の光学式ディスク（以
下、「光ディスク」という）の情報信号を記録及び／又
は再生するために使用される光学ピックアップ用の二軸
アクチュエータ及びこれを利用した光ディスク装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディスク状記録媒体としての光デ
ィスク、例えばいわゆるコンパクトディスク（ＣＤ）や
光磁気ディスクに対する情報信号の再生もしくは記録
は、光ピックアップを使用して行なわれる。この光ピッ
クアップは、光源としての半導体レーザ，対物レンズ，
光学系及び光検出器を含んでいる。

【０００３】光ピックアップにおいて、半導体レーザか
ら出射された光ビームは、光学系を介して対物レンズに
よって光ディスクの記録面上に集光される。光ディスク
からの戻り光ビームは、光学系により半導体レーザから
出射された光ビームと分離されて、光検出器に導かれ
る。半導体レーザから出射された光ビームは、光ディス
クの反り等に起因して発生する光ディスクの面方向と直
交する方向の光ディスクの変位に追従して、光ディスク
の記録面上で合焦されるように、対物レンズの光軸方向
の位置が調整される。同時に、半導体レーザから出射さ
れた光ビームの光ディスク上のスポットの位置が光ディ
スクの偏心や光ディスク上に形成されたトラックの蛇行
に追従するように、対物レンズの光軸と直交する方向の
位置が調整される。

【０００４】この半導体レーザから出射された光ビーム
の合焦位置及び光ディスクの記録面上のスポット位置の
調整は、対物レンズを対物レンズの光軸方向の位置及び
光軸と直交する方向の位置を調整することによって行な
われる。対物レンズの位置調整には、電磁駆動型のアク
チュエータが使用される。このアクチュエータは、対物
レンズアクチュエータまたは二軸アクチュエータとい
い、対物レンズが取り付けられ、且つ複数のコイルが巻
回されたボビンと、複数の弾性支持体と、上記ボビンの
コイルに通電されることにより駆動力を発生する駆動部
とを含んでいる。ボビンは、固定部に対して複数の弾性
支持部によって、対物レンズの光軸方向の位置、すなわ
ちフォーカス位置と、対物レンズの光軸と直交する方向
の位置、すなわちトラッキング位置が調整可能に支持さ
れている。以下、この二軸アクチュエータの一例を図５
にて説明する。

【０００５】このような二軸アクチュエータは、例えば
図５に示すように構成されている。図５において、二軸
アクチュエータ１は、対物レンズ２ａが先端に取り付け
られたレンズホルダー２を備えている。

【０００６】上記レンズホルダー２は、一端がこのレン
ズホルダー２の両側に、また他端が固定部３に対して固
定された二対の板バネ４によって、固定部３に対して互
いに垂直な二方向、即ちトラッキング方向Ｔｒｋ及びフ
ォーカス方向Ｆｃｓに移動可能に支持されている。

【０００７】また、上記レンズホルダー２は、フォーカ
ス用コイル５及びトラッキング用コイル６を備えてい
る。そして、各コイル５，６に通電することにより、各
コイル５，６に発生する磁束が、固定部３が取り付けら
れるベース７上に配設されたヨーク８及びそれに取り付
けられたマグネット９による磁束と相互に作用するよう
になっている。

【０００８】このように構成された二軸アクチュエータ
１によれば、外部から、各コイル５，６に駆動電圧が供
給されることにより、各コイル５，６に発生する磁束
が、ヨーク８及びマグネット９による磁束と相互に作用
して、レンズホルダー２が、トラッキング方向Ｔｒｋ及
びフォーカス方向Ｆｃｓに対して移動される。かくし
て、レンズホルダー２に取り付けられた対物レンズ２ａ
が、フォーカス方向及びトラッキング方向に対して適宜
に移動されるようになっている。

【０００９】しかしながら、このような構成の二軸アク
チュエータ１においては、板バネ４の反力等によって消
費電力が比較的大きくなってしまうと共に、板バネ４自
体が弱く、変形し易いので、組立の際に板バネ４を変形
させないように注意を払う必要があり、組立に時間がか
かると共に、組立コストが高くなってしまうという問題
があった。

【００１０】これに対して、図６のように構成された二
軸アクチュエータも知られている。即ち、図６におい
て、二軸アクチュエータ１０は、ベース１１と、ベース
１１上にて垂直に延びる支持軸１２と、この支持軸１２
に対して、軸方向に移動可能に且つ軸の周りに回動可能
に支持されたレンズホルダー１３と、レンズホルダー１
３の上端から一側の所定距離にて光軸が支持軸１２に平
行になるように保持された対物レンズ１４と、を含んで
いる。さらに、二軸アクチュエータ１０は、レンズホル
ダー１３の周りに、トラッキング用コイル１５及びフォ
ーカス用コイル１６を備えている。これに対して、ベー
ス１１上には、これらのトラッキング用コイル１５及び
フォーカス用コイル１６に対向するように、ヨーク１７
及びマグネット１８が配設されている。

【００１１】このような構成の二軸アクチュエータ１０
によれば、外部から、各コイル１５，１６に駆動電圧が
供給されることにより、各コイル１５，１６に発生する
磁束が、ヨーク１７及びマグネット１８による磁束と相
互に作用して、レンズホルダー１３が、フォーカス方向
Ｆｃｓに対して移動され、または支持軸１２の周りに回
動されることにより、実質的にトラッキング方向Ｔｒｋ
に移動されることになる。かくして、レンズホルダー１
３に取り付けられた対物レンズ１４が、フォーカス方向
Ｆｃｓ及びトラッキング方向Ｔｒｋに対して適宜に移動
されるようになっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の二軸アクチュエータ１０においては、対物レ
ンズ１４とコイル１５，１６との間に、所定の厚さを有
する枠としてのレンズホルダー１３が必要であることか
ら、このレンズホルダー１３の分だけ外形形状が大きく
なってしまうと共に、重量が増大してしまう。このた
め、レンズホルダー１３を支持軸１２に関して摺動また
は回動させるための推力を大きくする必要があり、コイ
ル１５，１６が大型化してしまう。

【００１３】さらに、上述した二軸アクチュエータ１，
１０においては、何れもコイル５，６，１５，１６が、
レンズホルダー２，１３に設けられていることから、可
動部であるレンズホルダー２，１３に対して、コイル
５，６，１５，１６への駆動電流を供給するための給電
ラインとして、フレキシブルプリント基板やリード線等
の配線が必要になる。従って、可動部の部品点数が多
く、部品コスト及び組立コストが高くなってしまうとい
う問題があった。また、これらの配線自体がレンズホル
ダー２，１３の移動に対して反力を発生させることにな
ると共に、断線のおそれがあるという問題があった。

【００１４】本発明は、以上の点に鑑み、可動部が小型
且つ軽量に構成されると共に、組み立て工数を減らし
て、製造コストを低く抑えることができる二軸アクチュ
エータ及び光ディスク装置を提供することを目的として
いる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、支持軸に沿って摺動可能に且つこの支持軸の周り
に揺動可能に支持されていて、光軸が支持軸に平行にな
るように対物レンズを保持する、レンズホルダーと、こ
のレンズホルダーに設けられたフォーカス用マグネット
部及びトラッキング用マグネット部と、これらフォーカ
ス用マグネット部及びトラッキング用マグネット部に、
それぞれ対向するように固定配置されたフォーカス用コ
イル及びトラッキング用コイルとを備え、前記フォーカ
ス用マグネット部及びトラッキング用マグネット部が、
レンズホルダーの一部として一体に構成されている、二
軸アクチュエータにより、達成される。

【００１６】上記構成によれば、可動部としてのレンズ
ホルダーの一部が、レンズホルダーを摺動または回動さ
せるための駆動手段を構成するマグネットとして構成さ
れているので、別体のマグネットをレンズホルダーに取
り付ける必要がなく、レンズホルダーそして二軸アクチ
ュエータ全体が小型且つ軽量に構成されることになる。
従って、駆動のために必要な駆動電流が少なくて済み、
低消費電力化が得られることになる。

【００１７】また、レンズホルダーにマグネットが一体
化されていることにより、部品点数が低減され、部品コ
スト及び組立コストが低減されることになる。さらに、
可動部であるレンズホルダーにコイルが設けられていな
いことから、可動部への配線が不要となる。これによ
り、フォーカシング及びトラッキングの際の配線による
反力がなくなるので、フォーカシング及びトラッキング
がより一層正確に行われると共に、配線の断線が発生す
ることがない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図４を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１９】図１は、本発明による二軸アクチュエータ
を組み込んだ光ディスク装置の一実施形態を示してい
る。図１において、光ディスク装置２０は、光ディスク
２１を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ
２２と、回転する光ディスク２１の信号記録面に対して
光ビームを照射して信号を記録し、この信号記録面から
の戻り光ビームにより記録信号を再生する光学ピックア
ップ２３及びこれらを制御する光ディスクコントローラ
２４，信号復調器２５，誤り訂正回路２６，インターフ
ェイス２７，ヘッドアクセス制御部２８及びサーボ回路
２９を備えている。

【００２０】光ディスクコントローラ２４は、スピンド
ルモータ２２を所定の回転数で駆動制御する。信号復調
器２５は、光学ピックアップ２０からの記録信号を復調
して誤り訂正し、インターフェイス２７を介して外部コ
ンピュータ等に送出する。これにより、外部コンピュー
タ等は、光ディスク２１に記録された信号を再生信号と
して受け取ることができるようになっている。

【００２１】ヘッドアクセス制御部２８は、光学ピック
アップ２３を例えば光ディスク２１上の所定の記録トラ
ックまでトラックジャンプ等により移動させる。サーボ
回路２９は、この移動された所定位置において、光学ピ
ックアップ２３の二軸アクチュエータに保持されている
対物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向
に移動させる。

【００２２】図２は、上記光ディスク装置２０における
二軸アクチュエータの構成を示している。図２におい
て、二軸アクチュエータ３０は、光ディスク２１の半径
方向に移動可能に且つスキュー調整されて取り付けられ
た二軸ベース３１と、二軸ベース３１上にて光ディスク
２１の信号記録面に対して垂直に延びる支持軸３２と、
この支持軸３２に対して、軸方向に移動可能に且つ軸の
周りに回動可能に支持されたレンズホルダー３３と、レ
ンズホルダー３３の上端から所定距離で且つ光軸が支持
軸３２に平行になるように保持された対物レンズ３４
と、を含んでいる。

【００２３】ここで、上記レンズホルダー３３は、支持
軸３２に被嵌される中空円筒部３３ａと、この中空円筒
部３３ａの上端から互いに反対方向に水平に突出するほ
ぼ長円形のフランジ部３３ｂとを備えており、フランジ
部３３ｂの一端に対物レンズ３４を保持している。上記
中空円筒部３３ａは、中心に上下に貫通するガイド孔３
５を備えており、このガイド孔３５は、上記支持軸３２
に嵌合して、レンズホルダー３３を軸方向に円滑に摺動
させると共に、軸の周りに円滑に回動させ得るように、
その内径が選定されている。

【００２４】さらに、上記レンズホルダー３３は、全体
が例えばプラスチック等のバインダに磁性粉を混入し
た、所謂プラスチックマグネットにより構成されてい
る。さらい、レンズホルダー３３は、図２にて斜線で示
すように、中空円筒部３３ａの下部３３ｃと、フランジ
部３３ｂの両端付近３３ｄ，３３ｄに、それぞれ着磁さ
れた部分を備えている。

【００２５】これに対して、二軸アクチュエータ３０の
二軸ベース３１上には、上記レンズホルダー３３の中空
円筒部３３ａ及びフランジ部３３ｂに対向するように磁
性体により形成されたヨーク部材３６が設けられてい
る。このヨーク部材３６は、レンズホルダー３３の中空
円筒部３３ａに対して、互いに反対側で外側から対向す
る一対のフォーカシングヨーク部３６ａと、レンズホル
ダー３３のフランジ部３３ｂに対向するように、フォー
カシングヨーク部３６ａの上端に連結して設けられたト
ラッキングヨーク部３６ｂとを有している。尚、図示の
場合、ヨーク部材３６は、下端が互いに連結されている
と共に、支持軸３２と一体に構成されている。これによ
り、支持軸３２もフォーカシング用のヨーク部として作
用することになる。

【００２６】上記フォーカシングヨーク部３６ａは、そ
の内壁面に沿って、レンズホルダー３３の中空円筒部３
３ａのマグネット部３３ｃを包囲するように巻回された
フォーカス用コイル３７を備えている。これにより、フ
ォーカス用コイル３７からマグネット部３３ｃ，フォー
カシングヨーク部３３ａそして支持軸３２を通るフォー
カシング用の磁路が形成されることになる。

【００２７】また、上記トラッキングヨーク部３６ｂ
は、その上面に、レンズホルダー３３のフランジ部３３
ｂのマグネット部３３ｄに対向するように載置されたト
ラッキング用コイル３８を備えている。

【００２８】ここで、上記フォーカス用コイル３７は、
支持軸３２の周面に対して比較的近接して配設され、ヨ
ーク部材３６のフォーカシングヨーク部３６ａも、支持
軸３２に近接している。これにより、フォーカス用コイ
ル３７は、全体に小型に構成されると共に、有効導体長
を大きくすることができる。従って、フォーカシングに
必要な磁界が小さくて済むことになる。また、フォーカ
ス用コイル３７が支持軸３２の周りに配設されているの
に対して、トラッキング用コイル３８は、トラッキング
ヨーク部３６ｂの上面に配設されている。これにより、
フォーカス用コイル３７とトラッキング用コイル３８が
互いに離れて配置されていることから、フォーカス用コ
イル３７とトラッキング用コイル３８にそれぞれ発生す
る磁界は、互いに干渉するようなことがない。従って、
対物レンズ３４のフォーカシング及びトラッキングがそ
れぞれ正確に行われることになる。

【００２９】本実施形態による二軸アクチュエータ３０
を組み込んだ光ディスク装置２０は、以上のように構成
されており、光ディスク２１の再生を行なう場合、以下
のように動作する。光ディスク装置２０のスピンドルモ
ータ２２が回転することにより、光ディスク２１が回転
駆動される。そして、光学ピックアップ２３が、光ディ
スク２１の半径方向に移動されることにより、対物レン
ズ３４の光軸が、光ディスク２１の所望のトラック位置
まで移動されることにより、アクセスが行なわれる。

【００３０】この状態にて、図３に示すように、光学ピ
ックアップ２３にて、光源である半導体レーザ素子２３
ａからの光ビームは、対物レンズ３４を介して、光ディ
スク２１の信号記録面に集束される。光ディスク２１か
らの戻り光は、再び対物レンズ３４を介して、光学ピッ
クアップ２３のビームスプリッタ２３ｂで反射され、図
示しない光検出器に集束する。これにより、光検出器の
検出信号に基づいて、光ディスク２１の記録信号が再生
される。

【００３１】その際、光検出器からの検出信号から、信
号復調器２５により、トラッキングエラー信号及びフォ
ーカス信号が検出され、光ディスクドライブコントロー
ラ２４を介して、サーボ回路２９が、フォーカス用コイ
ル３７及びトラッキング用コイル３８への駆動電圧をサ
ーボ制御する。

【００３２】これにより、フォーカス用コイル３７に駆
動電圧を印加することによって、図４に示すように、フ
ォーカス用コイル３７に発生する磁束が、レンズホルダ
ー３３の中空円筒部３３ａのマグネット部３３ｃから、
ヨーク部材３６のフォーカシングヨーク部３６ａ，支持
軸３２を通って、再びマグネット部３３ｃに達する磁束
と相互に作用することにより、レンズホルダー３３に力
Ｆ（図４参照）が作用する。これにより、レンズホルダ
ー３３がフォーカス方向Ｆｃｓに移動調整され、フォー
カシングが行なわれる。

【００３３】また、各トラッキング用コイル３８に印加
される駆動電圧の制御によって、レンズホルダー３３
が、トラッキング用コイル３８に発生する磁束が、レン
ズホルダー３３のフランジ部３３ｂのマグネット部３３
ｄと相互に作用することにより、レンズホルダー３３が
支持軸３２の周りに回動される。これにより、対物レン
ズ３４が実質的にトラッキング方向Ｔｒｋに移動調整さ
れて、トラッキングが行なわれる。

【００３４】ここで、上述した二軸アクチュエータ３０
は、可動部であるレンズホルダー３３に、マグネット部
３３ｃ，３３ｄが一体に組み込まれることになる。従っ
て、部品点数が少なくなり、部品コスト及び組立コスト
が低減されると共に、二軸アクチュエータ全体が小型且
つ軽量に構成されることになる。

【００３５】また、フォーカス用コイル３７及びトラッ
キング用コイル３８は、可動部であるレンズホルダー３
３にではなく、固定部であるヨーク部材３６に組み込ま
れているので、各コイル３７，３８に対する配線に関し
ては、可動部に対する配線の場合のように、レンズホル
ダー３３の移動に伴って反力や配線の断線が発生するよ
うなことがない。従って、フォーカシング及びトラッキ
ングが正確に行われると共に、信頼性が向上することに
なる。

【００３６】さらに、可動部であるレンズホルダー３３
には、一体のマグネット部３３ｃ，３３ｄが組み込まれ
るだけで、コイル３７，３８は組み込まれないので、可
動部全体が軽量になる。従って、可動部を二軸方向に駆
動するためのコイル３７，３８も小型でよく、全体とし
て小型に構成されることになる。

【００３７】可動部としてのレンズホルダー３３の一部
が、レンズホルダー３３を摺動または回動させるための
駆動手段を構成するマグネット３３ｃ，３３ｄとして構
成されているので、二軸アクチュエータ２０の全体が小
型且つ軽量に構成されることになり、駆動のために必要
な駆動電流が少なくて済み、低消費電力化が得られるこ
とになる。また、レンズホルダー３３にマグネットが一
体化されていることにより、部品点数が低減され、部品
コスト及び組立コストが低減されることになる。

【００３８】尚、上述した実施形態においては、レンズ
ホルダー３３は、例えばプラスチック等のバインダに磁
性粉を混入した、所謂プラスチックマグネットとして構
成されているが、これに限らず、全体が磁性体から形成
され、マグネット部３３ｃ，３３ｄの部分のみ着磁され
るようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、可
動部が小型且つ軽量に構成されると共に、組み立て工数
を減らして、製造コストを低く抑えることができる二軸
アクチュエータ及び光ディスク装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による二軸アクチュエータの一実施形態
を組み込んだ光ディスク装置の構成を示す概略ブロック
図である。

【図２】図１の光ディスク装置における二軸アクチュエ
ータの分解斜視図である。

【図３】図２の二軸アクチュエータの動作時の状態を示
す概略斜視図である。

【図４】図２の二軸アクチュエータの動作原理を示す概
略図である。

【図５】従来の二軸アクチュエータの一例を示す概略斜
視図である。

【図６】従来の二軸アクチュエータの他の例を示す概略
斜視図である。

【符号の説明】

２０・・・光ディスク装置、２１・・・光ディスク、２
２・・・スピンドルモータ、２３・・・光学ピックアッ
プ、２４・・・光ディスクドライブコントローラ、２５
・・・信号復調器、２６・・・誤り訂正回路、２７・・
・インターフェイス、２８・・・ヘッドアクセス制御
部、２９・・・サーボ回路、３０・・・二軸アクチュエ
ータ、３１・・・二軸ベース、３２・・・支持軸、３３
・・・レンズホルダー、３３ａ・・・中空円筒部、３３
ｂ・・・フランジ部、３３ｃ，３３ｄ・・・マグネット
部、３４・・・対物レンズ、３５・・・ガイド孔、３６
・・・ヨーク部材、３６ａ・・・フォーカシングヨーク
部、３６ｂ・・・トラッキングヨーク部、３７・・・フ
ォーカス用コイル、３８・・・トラッキング用コイル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持軸に沿って摺動可能に且つこの支持
   軸の周りに揺動可能に支持されていて、光軸が支持軸に
   平行になるように対物レンズを保持する、レンズホルダ
   ーと、 このレンズホルダーに設けられたフォーカス用マグネッ
   ト部及びトラッキング用マグネット部と、 これらフォーカス用マグネット部及びトラッキング用マ
   グネット部に、それぞれ対向するように固定配置された
   フォーカス用コイル及びトラッキング用コイルとを備
   え、 前記フォーカス用マグネット部及びトラッキング用マグ
   ネット部が、レンズホルダーの一部として一体に構成さ
   れていることを特徴とする二軸アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記レンズホルダーが、プラスチック等
   のバインダに磁性粉を混入したプラスチックマグネット
   であって、その一部がフォーカス用マグネット部及びト
   ラッキング用マグネット部として着磁されていることを
   特徴とする請求項１に記載の二軸アクチュエータ。
3. 【請求項３】 光ディスクを回転駆動する駆動手段と、 回転する光ディスクに対して対物レンズを介して光を照
   射し、光ディスクの信号記録面からの戻り光を対物レン
   ズを介して光検出器により検出する光学ピックアップ
   と、 対物レンズを二軸方向に移動可能に支持する二軸アクチ
   ュエータと、 光検出器からの検出信号に基づいて、再生信号を生成す
   る信号処理回路と、 光検出器からの検出信号に基づいて、光学ピックアップ
   の対物レンズを二軸方向に移動させるサーボ回路とを備
   え、 前記二軸アクチュエータが、 支持軸に沿って摺動可能に且つこの支持軸の周りに揺動
   可能に支持されていて、光軸が支持軸に平行になるよう
   に対物レンズを保持する、レンズホルダーと、 このレンズホルダーに設けられたフォーカス用マグネッ
   ト部及びトラッキング用マグネット部と、 これらフォーカス用マグネット部及びトラッキング用マ
   グネット部に、それぞれ対向するように固定配置された
   フォーカス用コイル及びトラッキング用コイルとを備
   え、 前記フォーカス用マグネット部及びトラッキング用マグ
   ネット部が、レンズホルダーの一部として一体に構成さ
   れていることを特徴とする光ディスク装置。