JPH1091986A - 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】 プレス加工による板バネを使用した弾性支持
部材であっても、二軸方向に関して等しい一次共振周波
数ｆｏが容易に得られるようにする。 【解決手段】 対物レンズ２１ａを光軸が垂直になるよ
うに支持するレンズホルダー２１と、このレンズホルダ
ーの両側をそれぞれ固定部に対してフォーカス方向及び
トラッキング方向に沿って移動可能に支持する板バネ状
の弾性支持部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと、こ
のレンズホルダーを固定部２４に対してフォーカス方向
及びトラッキング方向に移動させる駆動手段２２ｂ，２
２ｃ，３１，３２とを含んでいて、上記板バネ状の弾性
支持部材が、プレス加工による複数枚の板バネ２５，２
６を重ね合わせて、二軸アクチュエータ２０を構成す
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、コンパクトディス
ク（ＣＤ），ＣＤ−ＲＯＭや光磁気ディスク（ＭＯ）等
の光ディスクの上方の記録及び／または再生用の二軸ア
クチュエータ及び光ディスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク、例えばいわゆるコン
パクトディスク（ＣＤ）や光磁気ディスク等に対する情
報信号の再生もしくは記録は、光学ピックアップを使用
して行なわれる。この光学ピックアップは、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とを
含んでいる。

【０００３】光学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、この対物レンズの光軸方向の位置と光軸と直交
する方向の位置と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たボビンと、複数の弾性支持部材
と、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材によって、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。このような
二軸アクチュエータは、図４に示すように構成されてい
る。

【０００５】図４において、二軸アクチュエータ１は、
光ディスクの信号記録面に対して対物レンズ２ａの光軸
が垂直に延びるように、対物レンズを支持するレンズホ
ルダー２と、このレンズホルダーの両側をそれぞれ固定
部３に対してフォーカス方向及びトラッキング方向に移
動可能に支持する、少なくとも一対（図示の場合、二
対）の板バネ状の弾性支持部材４と、上記固定部３が取
り付けられる二軸ベース５と、を含んでいる。

【０００６】さらに、二軸アクチュエータ１は、レンズ
ホルダー２内に収容されたコイルボビン６を備えてお
り、このコイルボビン６に巻回された、左右一対のフォ
ーカス用コイル及び一対のトラッキング用コイル（図示
せず）と、上記フォーカス用コイル及びトラッキング用
コイルに対向するように二軸ベース上に配設された、磁
性材料から成る一対のヨーク７と、ヨーク７に取り付け
られたマグネット８とを含んでいる。

【０００７】このような構成の二軸アクチュエータ１に
よれば、外部から、各コイルに対して、サーボ回路から
のトラッキングサーボ及びフォーカスサーボにより駆動
制御された駆動電圧が供給されることにより、各コイル
に発生する磁束が、マグネット８の磁束と相互に作用し
て、このレンズホルダー２が、弾性支持部材４の張力に
抗して二軸方向に移動されることになる。これにより、
レンズホルダー２に支持された対物レンズ２ａは、左右
に移動することにより、トラッキング方向Ｔｒｋに関し
て適宜に移動されると共に、上下に移動することによ
り、フォーカス方向Ｆｃｓに関して適宜に移動されるよ
うになっている。かくして、光ディスクからの戻り光が
光検出器の受光面に正確にスポットを形成することにな
り、この光検出器からの検出信号に基づいて、光ディス
クの再生信号が検出されることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の二軸
アクチュエータ１は、対物レンズ２ａを含むレンズホル
ダー２，コイルボビン６及び各コイルからなる可動部と
弾性支持部材４及び固定部３との関係が、図５の（ｂ）
に示すように、図式的に表わされる。ここで、可動部全
体の質量をｍとし、弾性支持部材４の駆動方向に関する
バネ定数をＫとすると、二軸アクチュエータ１の一次共
振周波数ｆｏは、

【数１】 となる。ところで、上記弾性支持部材４は、プレス加工
によって形成されていることから、弾性支持部材４の断
面は、プレス加工技術上の制約によって、厚さｈの二倍
程度の幅ｂが必要とされる。このため、弾性支持部材４
は、図６に示すように、例えば１：２の比較的扁平な断
面を有することになる。

【０００９】従って、弾性支持部材４の長さをＬとし、
弾性支持部材４の材料のヤング率をＥとし、さらにフォ
ーカス方向Ｆｃｓ及びトラッキング方向Ｔｒｋにおける
断面二次モーメントをＩｆ，Ｉｔとすると、各方向にお
ける一本のバネ定数ｋｆ，ｋｔは、それぞれ

【数２】

【数３】 で表わされ、フォーカス方向Ｆｃｓ及びトラッキング方
向Ｔｒｋに関するバネ定数ｋｆ，ｋｔが異なることにな
る。

【００１０】従って、フォーカス方向Ｆｃｓ及びトラッ
キング方向Ｔｒｋの一次共振周波数ｆｏｆ，ｆｏｔは、
それぞれ各方向での４本の弾性支持部材４による合成バ
ネ定数をＫｆ，Ｋｔとすると、

【数４】

【数５】 となり、これらを一致させることは不可能であった。

【００１１】ここで、各弾性支持部材４の厚さｈ及び幅
ｂを等しくすれば、上記ｆｏｆ，ｆｏｔを一致させるこ
とが可能であるが、プレス加工技術上の制約により、こ
れは不可能であった。これに対して、弾性支持部材４と
して、例えばワイヤー線を使用したり、エッチング加工
により形成された板バネを使用することによって、上記
ｆｏｆ，ｆｏｔを一致させることは可能であるが、プレ
ス加工による板バネの場合に比較して、コストが大幅に
高くなってしまうという問題があった。

【００１２】本発明は、以上の点に鑑み、板バネを使用
した弾性支持部材であっても、二軸方向に関して等しい
一次共振周波数ｆｏが容易に得られるようにした、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を目
的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、対物レンズを光軸が垂直になるように支持するレ
ンズホルダーと、このレンズホルダーの両側をそれぞれ
固定部に対してフォーカス方向及びトラッキング方向に
沿って移動可能に支持する少なくとも一対の板バネ状の
弾性支持部材と、このレンズホルダーを固定部に対して
フォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる駆動
手段とを含んでおり、前記板バネ状の弾性支持部材が、
複数枚の板バネを重ね合わせることにより構成されてい
る、二軸アクチュエータにより、達成される。

【００１４】上記構成によれば、光源からの光ビームが
対物レンズを介して光ディスクの信号記録面に対して結
像され、光ディスクの信号記録面からの戻り光が、光検
出器に入射することによって、光ディスクの信号記録面
に記録された信号の再生が行なわれる。

【００１５】その際、弾性支持部材が、プレス加工等に
よる板バネを重ね合わせることにより形成されており、
好ましくはその厚さと幅が等しく構成されていることに
より、弾性支持部材のフォーカス方向及びトラッキング
方向のバネ定数が実質的に等しく選定されることにな
る。従って、二軸アクチュエータのフォーカス方向及び
トラッキング方向の一次共振周波数ｆｏを等しくするこ
とが可能となる。

【００１６】

【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３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。

【００１７】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１０は、光ディスク
１１を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ
１２と、光学ピックアップ１３を備えている。ここで、
スピンドルモータ１２は、光ディスクドライブコントロ
ーラ１４により駆動制御され、所定の回転数で回転され
る。また、光学ピックアップ１３は、この回転する光デ
ィスク１１の信号記録面に対して、光源からの光ビーム
を対物レンズを介して照射して、こ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し、そ
の検出信号を信号復調器１５に対して出力する。

【００１８】これにより、信号復調器１５にて復調され
た再生信号は、誤り訂正回路１６を介して誤り訂正さ
れ、インターフェイス１７を介して、外部コンピュータ
等に送出される。これにより、外部コンピュータ等は、
光ディスク１１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。

【００１９】上記光学ピックアップ１３には、例えば光
ディスク１１上の所定の記録トラックまで、移動させる
ためのヘッドアクセス制御部１８が接続されている。さ
らに、この移動された所定位置において、光学ピックア
ップ１３の対物レンズを保持する二軸アクチュエータ
（後述）に対して、当該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サーボ回路１９が
接続されている。

【００２０】図２は、上記光ディスク装置１０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２０は、レンズホルダー２１，
コイルボビン２２，複数の弾性支持部材２３ａ，２３
ｂ，２３ｃ，２３ｄ，固定部２４，ヨーク３１とを含ん
でいる。上記レンズホルダー２１は、図２に示すよう
に、水平な分割ラインによって、上部２１Ｕ及び下部２
１Ｌに分割されており、接着剤によって互いに接着され
ている。さらに、上記レンズホルダー２１には、図２に
示すように、コイルボビンが取り付けられる開口部２１
ａが形成されていると共に、対物レンズが取り付けられ
る凹部２１ｂが形成されている。この凹部２１ｂの底面
には、半導体レーザから出射された光ビームまたは光デ
ィスクの記録面からの戻り光ビームが通過する穴が形成
されている。レンズホルダー２１の凹部２１ｂには、対
物レンズ２１ｃが接着等により取り付けられる。

【００２１】さらに、上記レンズホルダー２１は、弾性
支持部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによって、フ
ォーカシング方向Ｆｃｓ及びトラッキング方向Ｔｒｋ方
向に移動可能に支持されている。

【００２２】コイルボビン２２には、二軸ベースと一体
のヨーク３１及びその内ヨーク３１ａの内側面に取り付
けられたマグネット３２から成る磁気回路が挿入される
開口部２２ａが形成されていると共に、フォーカシング
用コイル２２ｂ及びトラッキング用コイル２２ｃが備え
られている。フォーカシング用コイル２２ｂは、コイル
ボビン２２に対して対物レンズ２１ｃの光軸と平行な軸
に沿って巻回されている。また、トラッキング用コイル
２２ｃは、楕円状または矩形状にコイルを巻回すること
によって形成され、フォーカシング用コイル２２ｂの一
つの側面に取り付けられている。コイルボビン２２の上
面は、ヨークブリッジ３６によって覆われている。この
ヨークブリッジ３６は、前記磁気回路のヨーク部と共
に、閉磁路を構成するものであってもよい。コイルボビ
ン２２は、フォーカシング用コイル２２ｂ及びトラッキ
ング用コイル２２ｃが取り付けられた状態で、レンズホ
ルダー２１に形成された開口部に取り付けられる。

【００２３】上記弾性支持部材２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ，２３ｄは、導通性があり、しかもバネ性があるもの
が好ましく、例えばリン青銅やベリリウム銅，チタン
銅，スズ−ニッケル合金，ステンレス鋼等の材質のもの
が使用される。これらにより、本実施例では、プレス加
工により形成された薄い板金によって、例えば板バネサ
スペンションとして形成され、レンズホルダー２１と固
定部２４との間に互いに平行になるように固定されてい
る。これにより、上記弾性支持部材２３ａ，２３ｂ，２
３ｃ，２３ｄは、図示しない外部の電流供給手段からの
駆動電流を、コイルボビン２２に巻回されたフォーカシ
ング用コイル２２ｂ及びトラッキング用コイル２２ｃに
対して供給するように構成される。さらに、弾性支持部
材２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、その後方の端縁
が、固定部２４の後面から突出しており、それぞれ接続
端子部を形成している。

【００２４】また、上記各弾性支持部材２３ａ，２３
ｂ，２３ｃ，２３ｄは、弾性支持部材２３ａに関して図
３に示すように、プレス加工により形成された二枚の板
バネ２５及び２６を重ね合わせることにより、構成され
ている。各板バネ２５，２６は、それぞれ厚さｈを有し
ており、その幅ｂが２ｈとなるように、形成されてい
る。これにより、板バネ２５，２６は、図３に示すよう
に、互いに重ね合わされた状態にて、弾性支持部材２３
ａの全体の厚さＨが２ｈとなり、その幅Ｂ（＝ｂ）に等
しくなる。また、他の弾性支持部材２３ｂ，２３ｃ，２
３ｄも、図３に示した弾性支持部材２３ａと同様に、二
枚の板バネを重ね合わせることにより、構成されてい
る。

【００２５】ここで、上記固定部２４は、調整プレート
３０を介して、ヨーク３１に対して固定保持されてい
る。調整プレート３０は、二軸アクチュエータ２０の組
立時に固定部２４の固定位置を調整するためのものであ
って、図２に示すように、二軸ベースと一体に形成され
たヨーク３１に対して、ハンダ付け等により固定され
る。この調整プレート３０のヨーク３１への取付は、こ
の調整プレート３０の後端付近にて両側から上方に突出
する立上り部３０ａに対して、ヨーク３１の後端の両側
付近から上方に延びる立上り部３１ｃが対向され、ハン
ダ付けされることにより行なわれる。

【００２６】ここで、ヨーク３１には、前記磁気回路を
構成する一対のヨーク３１ａ，３１ｂがヨーク３１の対
物レンズ側の端部をそれぞれ上方に曲折することにより
設けられており、内ヨーク３１ａの対向ヨーク３１ｂに
対向する内側面に取り付けられた永久磁石３２が備えら
れている。これにより、一対のヨーク３１ａ，３１ｂと
永久磁石３２により、磁気回路が構成されている。そし
て、上述のように、固定部２４が調整プレート３０を介
してヨーク３１に取り付けられると、対向ヨーク３１ｂ
と永久磁石３２との間のギャップ内に、コイルボビン２
２に取り付けられたフォーカシング用コイル２２ｂ及び
トラッキング用コイル２２ｃが挿入される。同時に、内
ヨーク３１ａ及び永久磁石３２が、コイルボビン２２の
開口部２２ａ内に挿入されることになる。

【００２７】本実施形態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１０は、以上のように構成され
ており、光ディスク１１の再生を行なう場合、次のよう
に動作する。光ディスク装置１０のスピンドルモータ１
２が回転することにより、光ディスク１１が回転駆動さ
れる。そして、光学ピックアップ１３が、光ディスク１
１の半径方向に移動されることにより、対物レンズ２１
ａの光軸が、光ディスク１１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。

【００２８】この状態にて、光学ピックアップ１３に
て、光源である半導体レーザ素子からの光ビームは、対
物レンズ２１ａを介して、光ディスク１１の信号記録面
に結像される。光ディスク１１からの戻り光は、再び対
物レンズ２１ａを介して、光検出器１３ａに結像する。
これにより、光検出器１３ａの検出信号に基づいて、光
ディスク１１の記録信号が再生される。

【００２９】その際、光検出器１３ａからの検出信号か
ら、信号復調器１５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１４を介して、サーボ回路１９が、フォーカス
用コイル２４及びトラッキング用コイル２５への駆動電
圧をサーボ制御する。これにより、フォーカス用コイル
２４に同じ駆動電圧を印加することによって、レンズホ
ルダー２１が、弾性支持部材２３の張力に抗してフォー
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。また、各トラッキング用コイル２５の駆動電圧
の制御によって、レンズホルダー２１が、弾性支持部材
２３の張力に抗して、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。

【００３０】この場合、各弾性支持部材２３ａ，２３
ｂ，２３ｃ，２３ｄは、それぞれ図３に示すように、二
枚の板バネ２５，２６を重ね合わせることにより構成さ
れることにより、その全体の厚さＨが幅Ｂに等しいこと
から、各弾性支持部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ
は、そのフォーカス方向Ｆｃｓ及びトラッキング方向Ｔ
ｒｋに関するバネ定数Ｋｆ，Ｋｔが互いに等しく、従っ
て、二軸アクチュエータ２０は、そのフォーカス方向Ｆ
ｃｓ及びトラッキング方向Ｔｒｋに関して、同じ一次共
振周波数ｆｏを有することになる。かくして、弾性支持
部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、それぞれプレ
ス加工による低コストの板バネを使用することにより、
低コストで製造されると共に、二軸アクチュエータ２０
のフォーカス方向Ｆｃｓ及びトラッキング方向Ｔｒｋに
関する一次共振周波数ｆｏを等しくすることができる。

【００３１】尚、上記実施形態による光ディスク装置１
０及び二軸アクチュエータ２０においては、弾性支持部
材２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、それぞれ二枚の
板バネ２５，２６を重ね合わせることにより構成されて
いるが、これに限らず、複数枚の板バネを重ね合わせる
ようにしてもよいことは明らかである。また、上記実施
形態による光ディスク装置１０及び二軸アクチュエータ
２０においては、光ディスクとして再生専用の例えばＣ
Ｄ，ＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクが使用されているが、
これに限らず、光磁気ディスク（ＭＯ），相変化型ディ
スクや記録再生式ミニディスク（ＭＤ）あるいはライト
ワンス式のＣＤ−Ｒ等の光ディスクのための光ディスク
装置そして二軸アクチュエータに本発明を適用すること
も可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、板
バネを使用した弾性支持部材であっても、二軸方向に関
して等しい一次共振周波数ｆｏが容易に得られるように
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を組み込んだ
光ディスク装置の一実施形態の全体構成を示すブロック
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
ータの構成を示す分解斜視図である。

【図３】図２のアクチュエータにおける弾性支持部材の
形状を示す概略断面図である。

【図４】従来の二軸アクチュエータの一例の構成を示す
概略斜視図である。

【図５】図４の二軸アクチュエータにおける可動部と固
定部そして弾性支持部材との関係を示す概略図である。

【図６】図４の二軸アクチュエータにおける弾性支持部
材の拡大斜視図である。

【符号の簡単な説明】

１０・・・光ディスク装置、１１・・・光ディスク、１
２・・・スピンドルモータ、１３・・・光学ピックアッ
プ、１４・・・光ディスクドライブコントローラ、１５
・・・信号復調器、１６・・・誤り訂正回路、１７・・
・インターフェイス、１８・・・ヘッドアクセス制御
部、１９・・・サーボ回路、２０・・・二軸アクチュエ
ータ、２１・・・レンズホルダー、２１ａ・・・対物レ
ンズ、２２・・・コイルボビン、２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ，２３ｄ・・・板バネ状の弾性支持部材、２４・・・
固定部、２５，２６・・・板バネ、３０・・・調整プレ
ート、３１・・・ヨーク、３２・・・マグネット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを光軸が垂直になるように支
   持するレンズホルダーと、 このレンズホルダーの両側をそれぞれ固定部に対してフ
   ォーカス方向及びトラッキング方向に沿って移動可能に
   支持する少なくとも一対の板バネ状の弾性支持部材と、 このレンズホルダーを固定部に対してフォーカス方向及
   びトラッキング方向に移動させる駆動手段とを含んでお
   り、 前記板バネ状の弾性支持部材が、複数枚の板バネを重ね
   合わせることにより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】 前記弾性支持部材が、その幅と厚さが等
   しくなるように形成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回転駆動手段
   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、 前記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、 対物レンズを光軸が垂直になるように支持するレンズホ
   ルダーと、 このレンズホルダーの両側をそれぞれ固定部に対してフ
   ォーカス方向及びトラッキング方向に沿って移動可能に
   支持する少なくとも一対の板バネ状の弾性支持部材とを
   備えており、 前記板バネ状の弾性支持部材が、プレス加工による複数
   枚の板バネを重ね合わせることにより構成されているこ
   とを特徴とする光ディスク装置。