JPH1091990A - 対物レンズチルト駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスク一周中の反り量の変化に対応して、
ビーム光軸のディスク記録面に対する傾きを低消費電力
で、しかも高性能・高速に補正できる対物レンズチルト
駆動装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも光ディスクに光を集光する対
物レンズと、前記対物レンズを前記対物レンズの光軸の
２つの直交する傾き方向に回動自在に支持する互いに直
交するように配設された２対の支持部材と、前記２対の
支持部材の一部が固定された中継部材と、前記２対の支
持部材のうちの一対の支持部材の一部が固定された固定
部材と、前記対物レンズを前記光軸の２つの直交する傾
き方向に回動するための駆動手段と、を具備する対物レ
ンズチルト駆動装置において、前記２対の支持部材のそ
れぞれが前記対物レンズを挟んで前記光軸に対して線対
称に配設された２つの弾性体からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
記録媒体に対して情報信号の記録および／または再生を
行う光学的情報記録／再生装置に係り、特に、対物レン
ズの光軸がディスクの情報記録面に対して直角になるよ
うに高速に制御可能な対物レンズチルト駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置、すなわち回転駆動され
る光ディスクの信号記録面に光ビームを照射し、光ディ
スクに記録された情報信号を読み取ったり、あるいは光
ディスクに情報信号を書き込む装置では、情報信号の書
き込み（記録）／読み取り（再生）のための手段とし
て、光学ヘッドが用いられている。この光学ヘッドは、
半導体レーザ素子等の光源と、コリメータレンズやビー
ムスプリッタなどの光学素子と、対物レンズおよび光検
出器を主たる要素として構成され、光源から出射される
光ビームをコリメータレンズやビームスプリッタ等の光
学素子を介して対物レンズに導き、対物レンズにより光
ディスクの記録面上に集光させ、記録面により反射され
た光ビームを光検出器により検出して、情報信号の記録
や再生を行うように構成される。

【０００３】対物レンズは、対物レンズ駆動装置によっ
て電磁的な駆動力で光軸方向（フォーカシング方向）お
よび光軸方向と直交する方向（トラッキング方向）の２
軸方向に変位駆動される。これにより、光ビームが光デ
ィスクの記録面に合焦して記録トラックを正確に走査す
る。対物レンズのみを駆動する対物レンズ駆動装置によ
る対物レンズの可動範囲は、一般的に、光学系一体型の
光学ヘッドおよび光学系のみを分離して固定した光学系
分離型の光学ヘッドともに、フォーカシング方向が±
０．６ｍｍ、トラッキング方向が±０．４ｍｍ程度であ
る。

【０００４】一般に、光学式記録デイスクは、ポリカー
ボネイトやアクリル等の樹脂からなる成型部品であるた
め、成型後に静的な反り、変形等を生じやすい。これら
静的な反りがあると、反りによりディスクピット面が傾
くことになり、入射光に対する戻り光が角度を持ってし
まい、光軸がずれるため、ある許容以上のずれを生じる
と、対物レンズの視野角からはずれることとなり、戻り
光出力が減少してしまうことになる。また、ピット面が
傾くことにより、隣接するトラックとの間のトラックピ
ッチが等価的に狭くなることになり、ピット面上のビー
ムスポット径を一定とすれば、隣接するトラックのピッ
ト情報の影響を受けやすくなり、クロストークの増大を
招いてしまう。

【０００５】以上のような性能劣化を改善するため、上
記静的な反りに追従して、常に光軸がピット面に対して
直角になるように、対物レンズを含めた光学系ボディを
対物レンズを含む面内にて回動せしめる、チルトサーボ
機構を有する再生装置が知られている。しかし、このよ
うなチルトサーボ機構を有する再生装置では、静的な反
りにしか追従できないという問題点があった。

【０００６】また、特開平７−６５３９７号公報（以
下、公知例という）には、ディスク記録面とビーム光軸
との傾きによる信号品質劣化をなくし、ディスク一周中
の反り量の変化に対してビーム光軸の傾きを高速に補正
できる光ディスク装置が開示されている。この公知例
は、対物レンズを保持する対物レンズホルダーを、フォ
ーカシング方向、トラッキング方向及び対物レンズの光
軸の傾き方向に回動自在に支持できるように、複数本の
弾性体で支持している。そして、この対物レンズホルダ
ーには、フォーカシング、トラッキング及びチルト用の
複数のコイルが取り付けられている。

【０００７】しかし、この公知例に示される構成では、
対物レンズホルダーをフォーカシング方向、トラッキン
グ方向及び対物レンズの光軸の傾き方向に可動な構成で
あるために、可動体である対物レンズホルダーが大きく
なってしまい、また、対物レンズが光軸の傾き方向に動
いた場合に、対物レンズホルダーの回転中心から対物レ
ンズまでの距離に比例して、対物レンズが入射光束の光
軸からずれてしまうという問題点がある。また、多数の
フォーカシングコイル及びトラッキングコイルを搭載し
た大型で重い対物レンズホルダーを、対物レンズの光軸
の傾き方向に、所定の角加速度で回動させるためには、
大きな駆動力が必要となり、結果的に消費電力が大きく
なってしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ディスク
一周中の反り量の変化に対応して、ビーム光軸のディス
ク記録面に対する傾きを低消費電力で、しかも高性能・
高速に補正できる対物レンズチルト駆動装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明（請求項１）は、光ディスクに光を集光する
対物レンズと、前記対物レンズをその光軸の第１の傾き
方向に回動自在に支持する一対の第１の支持部材と、前
記一対の第１の支持部材の一部に固定された中継部材
と、前記中継部材にその一部が取付けられ、前記対物レ
ンズを前記第１の傾き方向に直交する第２の傾き方向に
回動自在に支持する一対の第２の支持部材と、前記一対
の第２の支持部材の一部が固定された固定部材と、前記
対物レンズを、前記第１の支持部材を回動軸として第１
の傾き方向に、かつ前記第２の支持部材を回動軸として
第２の傾き方向に回動するための駆動手段と、を具備す
る対物レンズチルト駆動装置であって、前記第１および
第２の支持部材のそれぞれが、前記対物レンズを挟んで
前記光軸に対して線対称に配設された一対の弾性体から
なることを特徴とする対物レンズチルト駆動装置を提供
する。

【００１０】本発明（請求項２）は、上述の対物レンズ
チルト駆動装置（請求項１）において、前記第１および
第２の傾き方向が、それぞれディスクラジアル方向及び
ディスクタンジェンシャル方向と一致することを特徴と
する。

【００１１】本発明（請求項３）は、上述の対物レンズ
チルト駆動装置（請求項２）において、前記第２の支持
部材の回転中心軸が前記ディスクラジアル方向と一致す
ることを特徴とする。

【００１２】本発明（請求項４）は、上述の対物レンズ
チルト駆動装置（請求項１〜３）において、前記第１お
よび第２の支持部材のそれぞれの回転中心軸が、前記第
１および第２の支持部材がそれぞれ回動支持する回動部
の重心を含むことを特徴とする。

【００１３】本発明（請求項５）は、上述の対物レンズ
チルト駆動装置（請求項４）において、前記第１および
第２の支持部材のそれぞれの回転中心軸が、前記光軸に
直交する同一平面上に配設されていることを特徴とす
る。

【００１４】本発明（請求項６）は、上述の対物レンズ
チルト駆動装置（請求項５）において、前記光軸に直交
する同一平面が、前記対物レンズの主平面であることを
特徴とする。

【００１５】なお、以上のように構成される対物レンズ
チルト駆動装置において、更に次の具体的態様が可能で
ある。 １．上述の第１及び第２の支持部材がワイヤ状の弾性体
であること。

【００１６】２．上述のワイヤ状の弾性体の断面形状が
略円形であること。 ３．上述の第１および第２の支持部材が樹脂材料からな
る弾性体であること。 以上のように構成される本発明の対物レンズチルト駆動
装置は、対物レンズを支持する２対の支持部材（第１お
よび第２の支持部材）のそれぞれの回転中心軸が、光軸
に直交する同一平面上に配設されており、且つ、前記光
軸に直交する同一平面が、対物レンズの主平面と一致し
ているので、対物レンズを光軸の傾き方向に回動するた
めに配設された駆動手段により、対物レンズが対物レン
ズの光軸の２つの直交する傾き方向に回動しても、対物
レンズの回転中心が対物レンズの主点位置にあるため、
ディスク上のビームスポットがディスクラジアル方向
（ディスク半径方向）及びディスクタンジェンシャル方
向（ディスク接線方向）に移動することがない、そのた
め、安定したアクチュエータ制御が実現できる。

【００１７】また、対物レンズと駆動手段の一部からな
る極めて小型軽量な回動部を、対物レンズの光軸の傾き
方向に所定の角加速度で回動させるので、その駆動力は
小さくてすみ、結果的に消費電力が小さくてすむ。この
ように、ディスク一周中の反り量の変化に対応して、ビ
ーム光軸のディスク記録面に対する傾きを低消費電力
で、しかも高性能・高速に補正できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第
１の実施例に係る対物レンズチルト駆動装置１の構成を
示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線から見た断面図、図
３は図１のＢ−Ｂ線から見た断面図である。この対物レ
ンズチルト駆動装置１は、対物レンズ２をディスクラジ
アル回動方向（ディスク径方向）及びディスクタンジェ
ンシャル回動方向（ディスク周方向）の２回動方向に高
速に傾き駆動する装置である。

【００１９】図１に示す対物レンズチルト駆動装置１に
おいて、光ディスク（不図示）に入射光束３を集光する
対物レンズ２は、環状の対物レンズホルダー９に支持さ
れており、この対物レンズホルダー９の外側に、環状の
中継部材７および固定部材８が同心円状に配置されてい
る。対物レンズホルダー９と中継部材７とは、一対の支
持部材５ａ、５ｂにより接続・支持されている。また、
中継部材７と固定部材８とは、一対の支持部材６ａ、６
ｂにより接続・支持されている。

【００２０】一対の支持部材５ａ、５ｂと、一対の支持
部材６ａ、６ｂとは、対物レンズ２を対物レンズ２の光
軸４と直交する２方向の傾き方向に回動自在に支持する
ように、互いに直交して配設されている。すなわち、一
対の支持部材５ａ、５ｂと一対の支持部材６ａ、６ｂの
回転軸は、対物レンズ２の光軸４と直交する２方向を向
いており、相互に直交している。

【００２１】一対の支持部材５ａ、５ｂと一対の支持部
材６ａ、６ｂは、いずれも対物レンズを挟んで光軸に対
して線対称に配設された円形断面形状のワイヤ状の弾性
体からなる。これら支持部材のうち、光軸から遠くに配
設されている一対の支持部材６ａ、６ｂの回転中心軸
は、ディスクラジアル方向（ディスク半径方向）と一致
し、かつ支持部材によりそれぞれ回動支持される回動部
の重心を含むとともに、光軸に直交する同一平面上に配
設されている。

【００２２】さらに、光軸に直交する同一平面が、対物
レンズの主平面と一致しているので、対物レンズ２の回
動に伴うディスク上のビームスポット移動は、発生しな
い。対物レンズ２は、対物レンズホルダー９に取り付け
られたマグネット１０ａ、１０ｂと、中継部材７に取り
付けられた矩形筒状コイル１２ａ、１２ｂとの間に発生
する電磁力により、支持部材５ａ、５ｂを中心に、ディ
スクラジアル方向に回動する。また、対物レンズ２は、
中継部材７に取り付けられたマグネット１１ａ、１１ｂ
と、固定部材８に取り付けられた矩形筒状コイル１３
ａ、１３ｂとの間に発生する電磁力により、支持部材６
ａ、６ｂを中心に、ディスクタンジェンシャル方向に回
動する。

【００２３】本実施例においては、回動する方にマグネ
ットが取り付けられ、固定部側にコイルが取り付けられ
た、いわゆるムービングマグネット構成であるが、その
逆に、回動する方にコイルが取り付けられ、固定部側に
マグネットが取り付けられた、いわゆるムービングコイ
ル構成でもかまわない。また、ムービングマグネット構
成及びムービングコイル構成におけるそれぞれのマグネ
ットの着磁方向及びそれぞれのコイル通電方向は、対物
レンズ２を所定の方向に回動可能なように任意に設定す
ればよいことは言うまでもない。

【００２４】次に、上述の対物レンズチルト駆動装置１
を、ディスクラジアル回動方向及びディスクタンジェン
シャル回動方向の他に、更に、フォーカシング方向及び
トラッキング方向の２軸可動の構成にした場合の実施例
について、図４を用いて説明する。

【００２５】図４は平面図である。対物レンズチルト駆
動装置１が配設されたホルダー１４は、４本のワイヤ１
５によりフォーカシング方向及びトラッキング方向へ変
位可能に支持されている。ワイヤ１５の一端はホルダー
１４に、他端は固定ベース１６にそれぞれ取り付けられ
ている。ホルダー１４には矩形筒状のフォーカシングコ
イル１７ａ、１７ｂが取付けられている。

【００２６】フォーカシングコイル１７ａの表面には、
偏平状のトラッキングコイル１８ａ、１８ｂが、フォー
カシングコイル１７ｂの表面には、偏平状のトラッキン
グコイル１８ｃ、１８ｄがそれぞれ配設されている。ま
た、マグネット１９ａとヨーク２０ａ、２０ｂとから構
成される一対の磁気回路２１ａ、マグネット１９ｂとヨ
ーク２０ｃ、２０ｄとから構成される一対の磁気回路２
１ｂが、ホルダー１４を挟んで対向配置されている。

【００２７】更に、フォーカシングコイル１７ａ及びト
ラッキングコイル１８ａ、１８ｂの一部が、磁気回路２
１ａの磁気ギャップ２２ａ中に、またフォーカシングコ
イル１７ｂ及びトラッキングコイル１８ｃ、１８ｄの一
部が、磁気回路２１ｂの磁気ギャップ２２ｂ中に、それ
ぞれ配置されている。よって、フォーカシングコイル１
７ａ、１７ｂ及びトラッキングコイル１８ａ、１８ｂ、
１８ｃ、１８ｄに発生する所定の電磁力（ローレンツ
力）により、ホルダー１４は、フォーカシング方向及び
トラッキング方向にそれぞれ駆動制御される。

【００２８】上述した構成とすることにより、対物レン
ズ２をディスクラジアル回動方向（ディスク径方向）及
びディスクタンジェンシャル回動方向（ディスク周方
向）の２回動方向に高速に傾き駆動できるとともに、ま
た対物レンズ２をフォーカシング方向及びトラッキング
方向に高速駆動することができる対物レンズ４軸アクチ
ュエータが実現できる。このように、極めて小型で、消
費電力の少ない、高性能な対物レンズ４軸アクチュエー
タが実現できる。

【００２９】次に、本発明の第１の実施例に係る対物レ
ンズチルト駆動装置１を、光学系一体型２軸アクチュエ
ータ２３のボビン２４に配設した構成の実施例につい
て、図５を参照して説明する。図５はその概略断面図で
ある。

【００３０】図５において、光学系一体型２軸アクチュ
エータ２３の構成部品であるボビン支持部材、フォーカ
シングコイル、トラッキングコイル及び磁気回路は、図
示されていない。これらのボビン支持部材、フォーカシ
ングコイル、トラッキングコイル及び磁気回路は、適切
な位置に配置することができる。ボビン２４には、対物
レンズチルト駆動装置１、反射ミラー２５及びマウント
ブロック２６が配設されている。マウントブロック２６
には、図示しない半導体レーザチップ及び光検出器等が
実装されている。このように、対物レンズチルト駆動装
置１を光学系一体型２軸アクチュエータ２３に配設する
だけで、光ディスクの傾きにも高速で対応できる、光学
系一体型４軸アクチュエータが実現できる。

【００３１】本発明の第２の実施例に係る対物レンズチ
ルト駆動装置は、上述した本発明の第１の実施例に係る
対物レンズチルト駆動装置における２対の支持部材が、
樹脂材料からなる弾性体であって、ヒンジ形状をしてい
るものである。図６は、本発明の第２の実施例に係る対
物レンズチルト駆動装置の構成を示す平面図、図７は図
６のＡ−Ａ線から見た断面図、図８は図６のＢ−Ｂ線か
ら見た断面図である。

【００３２】本実施例においては、支持部材５ａ、５
ｂ、６ａ、６ｂがヒンジ部２７を有している。ヒンジ部
２７は、円錐と逆円錐の各先端の細い部分を連結した形
状をしている。樹脂材料からなる支持部材５ａ、５ｂ、
６ａ、６ｂにヒンジ部２７を設けることにより、回動時
における大きなダンピング効果が実現できる。また、ト
ラッキング及びシーク時における対物レンズ２の光軸４
に直角方向へのレンズシフトを極めて小さくすることが
できる。

【００３３】また、中継部材７、固定部材８、対物レン
ズホルダー９及び支持部材５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂを、
インジェクションで一体成型することにより、極めて量
産性に優れた、高精度な対物レンズチルト駆動装置が実
現できる。また、ヒンジ部２７の形状は、上記形状に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施可能であるのは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の対物レン
ズチルト駆動装置は、対物レンズを支持する２対の支持
部材のそれぞれの回転中心軸が、光軸に直交する同一平
面上に配設されており、且つ、光軸に直交する同一平面
が、対物レンズの主平面と一致しているので、対物レン
ズを光軸の傾き方向に回動するために配設された駆動手
段により、対物レンズが対物レンズの光軸の１つの直交
する傾き方向に回動しても、対物レンズの回転中心が常
に対物レンズの主点位置にあるために、ディスク上のビ
ームスポットがディスクラジアル方向（ディスク半径方
向）及びディスクタンジェンシャル方向（ディスク接線
方向）に移動することがなく、安定したアクチュエータ
制御が実現できる。

【００３５】また、対物レンズと駆動手段の一部からな
る極めて小型軽量な回動部を対物レンズの光軸の傾き方
向に、所定の角加速度で回動させているので、その駆動
力は小さくてすみ、結果的に消費電力が小さくてすむ。
このように、ディスク一周中の反り量の変化に対応し
て、ビーム光軸のディスク記録面に対する傾きを低消費
電力で、しかも高性能・高速に補正できる。

【００３６】更に、対物レンズチルト駆動装置を、ディ
スクラジアル回動方向及びディスクタンジェンシャル回
動方向の他に、フォーカシング方向及びトラッキング方
向の２軸可動の構成とすることにより、極めて小型で、
消費電力の少ない、高性能な対物レンズ４軸アクチュエ
ータが実現できる。更にまた、対物レンズチルト駆動装
置を光学系一体型２軸アクチュエータのボビンに配設し
た構成とすることにより、光ディスクの傾きにも高速で
対応できる光学系一体型４軸アクチュエータが実現でき
る。

【００３７】また、支持部材がヒンジ部を有する構成と
することにより、回動時における大きなダンピング効果
が実現でき、さらに、トラッキング及びシーク時におけ
る対物レンズ２の光軸４に直角方向へのレンズシフトを
極めて小さくすることができる。また、中継部材、固定
部材、対物レンズホルダー及び支持部材をインジェクシ
ョンで一体成型することにより、極めて量産性に優れ
た、高精度な対物レンズチルト駆動装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る対物レンズチルト
駆動装置の構成を示す平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線から見た断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線から見た断面図。

【図４】本発明の第１の実施例に係る対物レンズチルト
駆動装置をディスクラジアル回動方向及びディスクタン
ジェンシャル回動方向の他に、更に、フォーカシング方
向及びトラッキング方向の２軸可動の構成にした例を示
す平面図。

【図５】本発明の第１の実施例に係る対物レンズチルト
駆動装置を光学系一体型２軸アクチュエータのボビンに
配設した構成を示す概略断面図

【図６】本発明の第２の実施例に係る対物レンズチルト
駆動装置の構成を示す平面図。

【図７】図６のＡ−Ａ線から見た断面図。

【図８】図６のＢ−Ｂ線から見た断面図。

【符号の説明】

１…対物レンズチルト駆動装置 ２…対物レンズ ３…入射光束 ４…光軸 ５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ…支持部材 ７…中継部材 ８…固定部材 ９…対物レンズホルダー １０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ…マグネット １２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ…矩形筒状コイル １４…ホルダー １５…ワイヤ １６…固定ベース １７ａ、１７ｂ…フォーカシングコイル １８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ…トラッキングコイル １９ａ、１９ｂ…マグネット ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ…ヨーク ２１ａ、２１ｂ…磁気回路 ２２ａ、２２ｂ…磁気ギャップ ２３…光学系一体型２軸アクチュエータ ２４…ボビン ２５…反射ミラー ２６…マウントブロック ２７…ヒンジ部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクに光を集光する対物レンズ
   と、前記対物レンズをその光軸の第１の傾き方向に回動
   自在に支持する一対の第１の支持部材と、前記一対の第
   １の支持部材の一部に固定された中継部材と、前記中継
   部材にその一部が取付けられ、前記対物レンズを前記第
   １の傾き方向に直交する第２の傾き方向に回動自在に支
   持する一対の第２の支持部材と、前記一対の第２の支持
   部材の一部が固定された固定部材と、前記対物レンズ
   を、前記第１の支持部材を回動軸として第１の傾き方向
   に、かつ前記第２の支持部材を回動軸として第２の傾き
   方向に回動するための駆動手段と、を具備する対物レン
   ズチルト駆動装置において、 前記第１および第２の支持部材のそれぞれが、前記対物
   レンズを挟んで前記光軸に対して線対称に配設された一
   対の弾性体からなることを特徴とする対物レンズチルト
   駆動装置。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の傾き方向が、それ
   ぞれディスクラジアル方向及びディスクタンジェンシャ
   ル方向と一致することを特徴とする請求項１に記載の対
   物レンズチルト駆動装置。
3. 【請求項３】 前記第２の支持部材の回転中心軸が前記
   ディスクラジアル方向と一致することを特徴とする請求
   項２に記載の対物レンズチルト駆動装置。
4. 【請求項４】 前記第１および第２の支持部材のそれぞ
   れの回転中心軸が、前記第１および第２の支持部材がそ
   れぞれ回動支持する回動部の重心を含むことを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれか１項に記載の対物レンズ
   チルト駆動装置。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の支持部材のそれぞ
   れの回転中心軸が、前記光軸に直交する同一平面上に配
   設されていることを特徴とする請求項４に記載の対物レ
   ンズチルト駆動装置。
6. 【請求項６】 前記光軸に直交する同一平面が、前記対
   物レンズの主平面であることを特徴とする請求項５に記
   載の対物レンズチルト駆動装置。