JPH11191236A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造でありながら、フォーカス方向，
トラッキング方向のみならず、光軸の傾きを発生する２
軸の回転も補正可能とする。 【解決手段】 ディスク１にレーザビームを照射する対
物レンズ６を保持する対物レンズホルダ７の一方の側面
には、円柱部分１１ａ，１１ｂと球体部分１２ａ，１２
ｂとからなる摺動棒９，１０が立設されている。また摺
動棒９，１０は摺動棒保持体１３，１４に挿入され、そ
の空間内を摺動可能である。対物レンズホルダ７の他方
の側面には永久磁石１５ａ，１５ｂが固着され、これに
対向する位置にトラッキングコイル１６ａ，１６ｂ，１
７ａ，１７ｂおよびフォーカスコイル１８ａ，１８ｂ，
１９ａ，１９ｂが配置されている。これらコイルヘの通
電制御を行うことにより、対物レンズホルダ７をＸ軸お
よびＹ軸まわりに揺動させることが可能となるため、対
物レンズ６の光軸の傾きを発生させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクなどの
情報記録媒体に対する情報の記録・再生時に用いられる
対物レンズ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、コンパクトディスク(Ｃ
Ｄ：Compact Disk)やレーザディスク(ＬＤ：Laser Dis
k)に代表されるように、レーザ光を用いて情報の再生を
行う光ディスク装置が広く普及している。また最近で
は、光ディスク装置はコンピュータの記憶装置として利
用されるようになっている。

【０００３】光ディスクに対する情報の記録・再生を行
う場合、対物レンズを用いて光ディスク面にレーザビー
ムを集束しスポットを形成することにより行う。このス
ポットのサイズが小さければ小さい程、光ディスクに対
する記録密度を高くすることができる。

【０００４】一方、前述のスポットサイズをできるだけ
小さな状態に保つためには、対物レンズの光軸が光ディ
スク面に対してできるだけ直角となるように照射し、コ
マ収差が発生しにくい状態となるように制御することが
大切である。

【０００５】このような制御を行い得る対物レンズ駆動
装置として、例えば図１６に示された構造が知られてい
る。

【０００６】同図において、対物レンズ９０は、長円状
に湾曲形成された４本のワイヤ９２によって、対物レン
ズホルダ９１を支持している。そして、対物レンズホル
ダに取り付けた４つのフォーカスコイル９４と、２つの
トラッキングコイル９３により、フォーカス方向、トラ
ッキング方向のみならず、光軸の傾きを発生する２軸の
回転も補正可能となるように、合計４軸の自由度を実現
している。

【０００７】しかしながら、この従来例の構造では、ト
ラッキング方向とフォーカス方向とにぎれぞれ直交する
方向の剛性が極めて弱い。また、４本のワイヤを湾曲状
態に成形する必要があるため、加工精度や取り付け精度
を均一に保つのが難しく、特性が安定した装置を製造し
にくい。また、ワイヤの形状にばらつきが大きいと駆動
特性がアンバランスになり、所望の動作特性を実現する
ことが極めて難しくなり、非実用的でなくなってしま
う。また、可動部内部にヨークが入っているため、可動
部が大型化し、またそのため、コイルの電磁力発生点か
ら対物レンズ位置までの長さも長くなり、剛性が低下し
やすく、高い制御帯域を得るのが難しいという問題があ
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の対
物レンズ駆動装置は、その構造が複雑であったために装
置の小型化が阻まれ、制御帯域を高くすることができず
高精度の位置決めが困難であった。

【０００９】そこで本発明は、簡単な構造でありなが
ら、フォーカス方向，トラッキング方向のみならず、光
軸の傾きを発生する２軸の回転も補正可能に構成された
対物レンズ駆動装置の提供を主目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、光学的情報記録媒体にレーザ光を集束
する対物レンズと、前記対物レンズを保持する対物レン
ズ保持体と、前記対物レンズ保持体に接続され、それぞ
れ逆方向に突設した二対の突起部と、前記対物レンズ保
持体が少なくとも前記対物レンズの光軸方向に移動可能
となるように前記突起部のそれぞれを摺動保持するとと
もに、少なくとも前記突起部をその軸回りに回転可能と
なるように摺動保持する一対の突起保持部とを有する対
物レンズ駆動装置とした。

【００１１】なお、前記突起部はその摺動部分が円柱形
状をなすように構成することができる。

【００１２】また、前記突起部はその摺動部分が球形状
をなすように構成することができる。

【００１３】また、前記突起保持部はその摺動部分が平
板状をなすように構成することができる。

【００１４】また、前記突起保持部はその摺動部分が円
柱形状をなすように構成することができる。

【００１５】そして、以上のように構成された本発明に
よれば、突起部と突起保持部とが摺動する関係に保持さ
れているため、フォーカス方向，トラッキング方向のみ
ならず、光軸の傾きを発生する２軸の回転も補正可能と
なる。

【００１６】更に、本発明は、光学的情報記録媒体にレ
ーザ光を集束する対物レンズと、前記対物レンズを保持
する対物レンズ保持体と、前記対物レンズ保持体に接続
され、それぞれ逆方向に突設した一対の突起部と、前記
対物レンズ保持体が少なくとも前記対物レンズの光軸方
向に移動可能となるように前記突起部のそれぞれを摺動
保持するとともに、少なくとも前記突起部をその軸回り
に回転可能となるように摺動保持する一対の突起保持部
と、前記突起部を前記突起保持部の一側に接触させるた
めの予圧手段とを有すると共に、前記一対の突起部と一
体に運動する部材全体の重心が、前記一対の突起部と突
起保持部との接触点同士を結ぶ線分の中点を通る光軸方
向の直線上に存在する対物レンズ駆動装置とすることが
できる。

【００１７】そして、このように構成された本発明によ
れば、光軸の傾きを発生する２軸の回転も補正可能とな
るだけでなく、一対の突起部と一体に運動する部材全体
の重心が、一対の突起部と突起保持部との接触点同士を
結ぶ線分の中点を通る光軸方向の直線上に存在すること
で、光軸方向に対物レンズ保持体を移動させる時に発生
する摩擦力によって対物レンズホルダを回転させる力が
発生しないため、高精度の傾き制御が可能になる。

【００１８】なお、前記一対の突起部と一体に移動する
部材全体の重心が、一対の突起部と突起保持部との接触
点同士を結ぶ線分の中点に存在するように構成すること
ができる。

【００１９】また、本発明は、光学的情報記録媒体にレ
ーザ光を集束する対物レンズと、前記対物レンズを保持
する対物レンズ保持体と、前記対物レンズ保持体に接続
され、それぞれ逆方向に突設した一対の突起部と、前記
対物レンズ保持体が少なくとも前記対物レンズの光軸方
向に移動可能となるように前記突起部のそれぞれを摺動
保持するとともに、少なくとも前記突起部をその軸回り
に回転可能となるように摺動保持する一対の突起保持部
と、前記突起部を前記突起保持部の一側に接触させるた
めの予圧手段とを有すると共に、前記一対の突起部と一
体に運動する部材全体の重心が、前記一対の突起部と突
起保持部との接触点同士を結ぶ線分の中点と、前記一対
の突起部の前記接触点を含む横断面における中心同士を
結ぶ線分の中点との間を通る光軸方向の直線上に存在す
る対物レンズ駆動装置とすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。

【００２１】図１は対物レンズ駆動装置を搭載した光デ
ィスク装置の側面図、図２は本発明に係る対物レンズ駆
動装置を示す斜視図、図３は対物レンズ保持体を示す斜
視図、図４は対物レンズ保持体に近接して設けられるヨ
ークおよびコイルを示す斜視図である。

【００２２】情報の記録再生に供されるディスク１(光
ディスク，光磁気ディスクなどの光学的情報記録手段)
は、図示しないべースに固定されたスピンドルモータ２
に対してマグネットチャック等のチャッキング手段によ
り保持されており、記録再生時にはこのスピンドルモー
タ２によって安定に回転駆動される。

【００２３】ディスク１に照射するためのレーザ光を生
成する半導体レーザや、フォトディテクタ，コリメート
レンズ，集光レンズ，偏向プリズムなどは光学ユニット
３の内部に配置され、光学ヘッド４上に搭載されてい
る。

【００２４】図示しない半導体レーザより発せられたレ
ーザ光は、コリメートレンズ，偏向プリズムを介して光
学ユニット３から出力される。このレーザ光は、立ち上
げミラー５の反射ミラー面で９０°方向に向きを変え、
光学ヘッド４の上部に配置された対物レンズ６に導かれ
る。そして、この対物レンズ６よりディスク１内部の記
録面上にレーザ光を集光させ焦点を形成する。またディ
スク１からの反射光は、対物レンズ６に戻り、立ち上げ
ミラー５を経由し、光学ユニット３内の偏向プリズム等
を透過して図示しないフォトディテクタに戻される。

【００２５】なお、ディスク１の記録トラック上にレー
ザ光を集光させる対物レンズ６は、対物レンズホルダ
(対物レンズ保持体)７の中央空間内に固定されている。
対物レンズホルダ７はプラスチック等の樹脂から成形さ
れている。

【００２６】対物レンズホルダ７の一方の側面(図２中
の左右の面)には、対物レンズ６を挟んで対称な位置の
関係に、対物レンズ６の光軸(Ｚ方向)に対して垂直な方
向(Ｘ方向)に長尺な摺動棒(突起部)９，１０が立設され
ている。摺動棒９，１０は、対物レンズホルダ７の側面
から突設する円柱部分１１ａ，１１ｂと、円柱部分１１
ａ，１１ｂの先端に設けられた球体部分１２ａ，１２ｂ
とから構成されている。球体部分１２ａ，１２ｂの直径
の方が、円柱部分１１ａ，１１ｂの直径よりも大きくな
るように製作されている。

【００２７】そして、２本の摺動棒９，１０の球体部分
１２ａ，１２ｂの中心同士を結んだ線分の中点が、対物
レンズ６の光軸と交差するように設定されている。同時
に、この中点が、対物レンズ６，対物レンズホルダ７等
を含む、２本の摺動棒９，１０と一体に運動する部材全
体（可動部）の重心となるように設定されている。な
お、摺動棒９，１０は対物レンズホルダ７と一体的に形
成することが可能であるが、両者を別々に製作した後に
接着等の手段により固定してもよい。

【００２８】一方、図示しないべース側には摺動棒保持
体(突起保持部)１３，１４が固定されている。それぞれ
の摺動棒保持体１３，１４は、所定距離だけ離間した状
態で平行に配置された２枚の規制部材１３ａ，１３ｂ，
１４ａ，１４ｂからなっている。

【００２９】そして摺動棒９，１０は、これら摺動棒保
持体１３，１４が形成する空間内に挿入されており、ち
ょうど球体部分１２ａ，１２ｂが２枚の規制部材１３
ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂと接触する関係となってい
る。球体部分１２ａ，１２ｂと２枚の規制部材１３ａ，
１３ｂ，１４ａ，１４ｂとの間には若干の隙間が設定さ
れており、これによって摺動棒９，１０は２枚の規制部
材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの間を摺動移動する
ことが可能となっている。

【００３０】なお、摺動棒９，１０が摺動棒保持体１
３，１４内からＺ方向に離脱することを防止するため
に、摺動棒保持体１３、１４の上下面にはカバー２４，
２５が設けられている。また、摺動棒９，１０が摺動捧
保持体１３，１４内からＸ方向に離脱することを防止す
るために、２つの摺動棒保持体１３，１４の間隔は所定
長さに設定されている。

【００３１】一方、対物レンズホルダ７の他方の側面に
は、対物レンズ６を挟んで対称な位置の関係に、永久磁
石１５ａ、１５ｂが固着されている。永久磁石１５ａ，
１５ｂは、互いに対向する方向にそれぞれN極とS極が並
ぶように着磁されている。永久磁石１５ａ，１５ｂは対
物レンズホルダ７の側面からやや突出した状態で固着さ
れており、磁気ギャップを介して一対のトラッキングコ
イル１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂおよびフォーカス
コイル１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂと対向してい
る。

【００３２】トラッキングコイル１６ａ，１６ｂ，１７
ａ，１７ｂおよびフォーカスコイル１８ａ，１８ｂ，１
９ａ，１９ｂは、図示しないべ一スに固定されたヨーク
２０，２１に巻装されており、これらコイル１６ａ，１
６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９
ｂは、永久磁石１５ａ，１５ｂおよびヨーク２０，２１
とともに磁気回路を形成している。そして、対物レンズ
ホルダ７に搭載された永久磁石１５ａ，１５ｂとヨーク
２０，２１との吸引力により、対物レンズホルダ７は中
立位置に保持される。

【００３３】ここで、例えば永久磁石１５ａ，１５ｂと
ヨーク２０，２１との距離を非対称に設定することによ
り、吸引力がアンバランスになる。すると摺動棒９，１
０は吸引力が強い側の規制部材１３ａ，１３ｂ，１４
ａ，１４ｂに強く押し付けられるようになり、摺動棒
９，１０と摺動棒保持体１３，１４とのクリアランスに
よるガタの影響を極力防止することができ、安定した接
触状態を保つことができるようになる。

【００３４】また、対物レンズホルダ７の動作時には、
永久磁石１５ａ，１５ｂとヨーク２０，２１とが相対速
度を持つことにより、ヨーク２０，２１中に渦電流が発
生する。この渦電流が減衰効果を生起し、対物レンズ６
に作用する不要な振動が抑制される。

【００３５】図４には、ヨーク２０，２１にトラッキン
グコイルおよびフォーカスコイル１６ａ，１６ｂ，１７
ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを巻装す
る製作手順が示されている。ヨーク２０，２１は磁性体
からなり、図４(ａ)に示すように表面に凹凸を有する形
状に一体成形されている。

【００３６】図４(ｂ)はヨーク２０，２１にフォーカス
コイル１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂのみを巻装した
状態、図４(ｃ)はヨーク２０，２１にさらにトラッキン
グコイル１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを巻装した状
態を示している。具体的には、それぞれのコイルは図４
(ａ)に示された中間部位２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１
ｂまわりに、９０°異なる方向に巻装されている。

【００３７】そして、このようにコイルが巻装されたヨ
ーク２０，２１は裏返しの状態で図２に示す如く位置決
めされる。なお、巻装されたコイルは係止部位２２ａ，
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２
３ｄに保持されているため、ヨーク２０，２１を裏返し
た状態でもヨーク２０、２１から脱落することはない。

【００３８】さらに、対物レンズ６の光軸とディスク１
の垂線との傾き(チルト)量を検出するために、光学ヘッ
ド４には、２つのチルトセンサ２６，２７が搭載されて
いる。チルトセンサ２６は対物レンズホルダ７の位置検
出を行い、またチルトセンサ２７はディスク１の位置検
出を行う。

【００３９】これらチルトセンサ２６，２７はそれぞ
れ、例えばＬＥＤ(Laser Emitted Diode )からなる１つ
の発光素子と、ＰＤ(Photo Detector)からなる４つの
受光素子、および集光レンズから構成される。そして発
光素子から出射した光が披測定物(例えばディスク１)で
反射し、ディスクの傾きによって４つの受光素子に入射
する光量が変化するのを利用する方法等が採用される。
なお、チルトセンサとしてはこの方法に限らず、例えば
特開平６-２８６９４号公報記載の技術や特開平３-１３
７８３１号公報記載の技術等を採用することも可能であ
る。

【００４０】このように構成された対物レンズ駆動装置
によれば、光学ユニット３内のフォトディテクタに取り
込まれた反射光から、記録情報信号，フォーカスオフセ
ット信号，トラックオフセット信号等が生成される。そ
して、フォーカスオフセット信号を用いることにより対
物レンズ６のフォーカス方向の位置ズレが検出され、こ
の位置ズレを補正するようにフォーカスコイル１８ａ，
１８ｂ，１９ａ，１９ｂに所定の電流を流す制御動作を
行う。また、トラックオフセット信号を用いることによ
り対物レンズ６のトラック方向の位置ズレが検出され、
この位置ズレを補正するようにリニアモータコイル(光
学ヘッド４を直線駆動するためのコイル:図示せず)およ
びトラッキングコイル１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ
に電圧を加えて制御動作を行う。ここで、フォーカスコ
イル１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂのそれぞれの駆動
力をＦｆａ，Ｆｆｂ，Ｆｆｃ，Ｆｆｄとすると、フォー
カス駆動力ＦＦは次式で表現される。 ＦＦ＝Ｆｆａ＋Ｆｆｂ＋Ｆｆｃ＋Ｆｆｄ … (１) そして、このフォーカス駆動力ＦＦを利用して対物レン
ズ６を光軸方向(Ｚ軸方向)に移動させることにより、デ
ィスク１上にレーザ光の焦点を結ばせることができる。

【００４１】一方、４つのトラッキングコイル１６ａ，
１６ｂ，１７ａ，１７ｂの駆動力の合力を利用すること
により、対物レンズ６の光軸方向と直交し、摺動棒９，
１０と平行な方向(Ｘ軸方向)に、対物レンズ６を移動さ
せることができ、レーザ光の焦点をディスク１上の所望
のトラックに一致させることができる。

【００４２】また、上述のチルトセンサ２６，２７から
検出されたチルトエラー信号を用いることにより、対物
レンズ６の光軸とディスク１の垂線との相対的な角度差
が検出される。そして、この角度差がゼロとなるように
フォーカスコイル１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂに所
定の電流を流す制御動作を行う。

【００４３】具体的には、図２においてフォーカスコイ
ル１８ａ，１９ａとフォーカスコイル１８ｂ，１９ｂと
を組として、それぞれ異なる向きに電流制御することに
より、対物レンズホルダ７には摺動棒９，１０まわりの
偶力が発生し、対物レンズ６の光軸をＸ軸まわりに揺動
させることができる。

【００４４】また、フォーカスコイル１８ａ，１８ｂと
フォーカスコイル１９ａ，１９ｂとを組として、それぞ
れ異なる向きに電流制御することにより、対物レンズホ
ルダ７には永久磁石１５ａ，１５ｂの着磁方向まわりの
偶力が発生し、対物レンズ６の光軸をＹ軸まわりに揺動
させることができる。

【００４５】ここで、Ｘ軸まわりの回転力θＸは次式で
表される。 θＸ＝（Ｆｆａ＋Ｆｆｃ）−（Ｆｆｂ＋Ｆｆｄ） … (２) また、Ｙ軸まわりの回転力θＹは次式で表される。 θＹ＝（Ｆｆａ＋Ｆｆｂ）−（Ｆｆｃ＋Ｆｆｄ） … (３) なお、Ｘ軸まわりの回転がタンジェンシャル（ジッタ）
方向チルト、Ｙ軸まわりの回転がラジアル方向チルトに
相当する。

【００４６】式(２)、(３)に示した関係を利用してフォ
ーカスコイル１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを制御す
ることにより、対物レンズ６の光軸を任意の方向に傾け
ることができる。したがって、対物レンズ６はその光軸
をＸ軸とＹ軸の２軸まわりに回転し得る自由度を確保す
ることができ、対物レンズ６の光軸がディスク１面に対
して常に直角な状態を保持するよう、対物レンズ６を位
置決めできるようになる。そして、対物レンズ駆動装置
の制御帯域を高くすることにより、対物レンズのコマ収
差を低減させることができ、高精度な位置決めが容易に
可能となる。

【００４７】対物レンズ６，対物レンズホルダ７等を含
む上記可動部の重心は、対物レンズ６のディスク１側焦
点に対する節点位置になるべく近づける方がよく、両者
を一致させるのが最も好ましい。このような構成を採用
すれば、対物レンズホルダ７のチルト動作をさせてもデ
ィスク１上のレーザ光の焦点位置が移動せず、チルト動
作とトラッキングのクロストークがなくなりサーボを行
い易くなる。

【００４８】なお、許容クロストーク量は制御系の設計
などによって決まり、また許容クロストーク量に基づい
てディスク１側節点と重心位置の偏差が決まる。タンジ
ェンシャル方向(Ｙ方向)に関するクロストークの許容量
は、ディスクヘの記録信号や再生信号のジッタに影響を
与えない程度に決定される。

【００４９】本実施形態では、上述したように、摺動棒
９，１０の球体部分１２ａ，１２ｂの中心同士を結ぶ線
分の中点に重心が存在する。このため、フォーカス方向
に対物レンズホルダ７が移動する際、２つの摺動棒９，
１０で発生する摩擦力によるＹ軸まわりのモーメントが
キャンセルされ、Ｙ軸まわりのチルトサーボに影響を与
えない。また、球体部分１２ａ，１２ｂと摺動棒支持体
１３，１４との接触点の摩擦力を十分小さくできる場合
には、Ｘ軸まわりのモーメントも重心と接触点との距離
が小さいので無視できる。

【００５０】また摺動棒９，１０の先端が球体(球体部
分１２ａ，１２ｂ)となっているため、対物レンズホル
ダ７がラジアル方向に変位しても、摺動棒９，１０と規
制部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂとの摩擦力の位
置が、可動部の重心に対して変化せず、摩擦力によるチ
ルトが発生しないという効果がある。また、対物レンズ
ホルダ７がＹ軸まわりに傾いた状態でトラッキング方向
(Ｘ方向)に移動する場合にも、２つの球体部分１２ａ、
１２ｂによって発生する摩擦力によるＹ軸まわりのモー
メントはキャンセルされる。

【００５１】また、重心に対して、永久磁石１５ａ，１
５ｂ、トラッキングコイル１６ａ，１６ｂ，１７ｂ，１
７ｂおよびフォーカスコイル１８ａ，１８ｂ，１９ａ，
１９ｂを対称な関係に配置しているため、フォーカス方
向およびトラッキング方向に駆動力を与える時に発生す
る、チルト駆動に対するクロストークが抑制される。

【００５２】続いて、図５を参照して本発明の第２実施
形態を説明する。なお、以下の各実施形態において第１
実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複する
説明を省略する。

【００５３】図５は第２実施形態に係る対物レンズ駆動
装置の、対物レンズ保持体を示す斜視図である。同図に
示されるように、本実施形態の特徴部分は摺動棒９，１
０の形状にある。ここでは摺動棒９，１０は円柱部分１
１ａ，１１ｂのみから構成されている。

【００５４】一方、摺動棒保持体１３，１４を構成する
規制部材１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは円柱状に形
成されており、摺動棒９，１０とは点接触の関係となっ
ている。また、新たに規制部材１３ｃ，１４ｃが設けら
れ、摺動棒９、１０がＸ軸方向に離脱するのを防止して
いる。なお、本実施形態の構造を理解し易くするため
に、図５ではカバー２４のみ示しカバー２５は省略して
ある。

【００５５】このような構造の本実施形態においても、
第１実施形態と同様の自由度、すなわち対物レンズホル
ダ７のＸ軸，Ｚ軸方向の並進、Ｘ軸，Ｙ軸まわりの回転
の４自由度が確保される。そして、対物レンズ６のチル
ト補正を容易に行うことができる。

【００５６】続いて図６を参照して本発明の第３実施形
態を説明する。図６は第３実施形態に係る対物レンズ駆
動装置の、対物レンズ保持体を示す斜視図である。同図
に示されるように、本実施形態の特徴部分も摺動棒９，
１０の形状にある。具体的には、摺動棒９，１０は円柱
部分１１ａ，１１ｂと、円柱部分１１ａ，１１ｂの先端
に設けられた第２の円柱部分２８ａ，２８ｂとから構成
されている。

【００５７】ここで、円柱部分１１ａ，１１ｂと第２の
円柱部分２８ａ，２８ｂとは、互いの中心軸がちょうど
９０゜に交差する関係に設定されている。第２の円柱部
分２８ａ，２８ｂの直径の方が、円柱部分１１ａ，１１
ｂの直径よりも大きくなるように製作されている。した
がって、第１実施形態と同一形状の摺動棒保持体を用い
た場合、対物レンズホルダ７のＸ軸まわりの揺動が規制
されることになる。そして、対物レンズホルダ７は実質
的にＸ軸，Ｚ軸方向の並進、Ｙ軸まわりの回転の３自由
度のみ有することになる。

【００５８】このような対物レンズ駆動装置は、ディス
クの直径が比較的大きく、ディスクの自重による撓みが
大きい場合に有効に作用する。すなわち、ディスクの撓
みはタンジェンシャル方向のチルト成分と同じ方向の変
形であるため、問題となるのはラジアル方向のチルト成
分のみとなるためである。もちろん、直径が小さいディ
スクであっても、既に反り等が生じているディスクに対
しては本実施形態は有効である。

【００５９】続いて図７を参照して本発明の第４実施形
態を説明する。図７は第４実施形態に係る対物レンズ駆
動装置の、対物レンズ保持体を示す斜視図である。同図
に示されるように、本実施形態の特徴部分も摺動棒９，
１０の形状にある。具体的には、摺動棒９，１０は直方
体に形成されており、これが図示しない摺動棒保持体と
摺動する構成となっている。なお、摺動棒保持体は図２
や図５に示された構造のものを利用することが可能であ
る。

【００６０】このような構成の摺動棒９，１０を用いた
場合には、対物レンズホルダ７はＸ軸まわりの回転が規
制される。したがって対物レンズホルダ１は第３実施形
態と同様に、実質的にＸ軸，Ｚ軸方向の並進、Ｙ軸まわ
りの回転の３自由度のみ有することになる。

【００６１】なお、以上の第１乃至第４実施形態で説明
した摺動棒９，１０および摺動棒保持体１３，１４を個
別に組み合わせて使用することも可能である。例えば摺
動棒９，１０が円柱形状、摺動棒保持体１３，１４が平
板状であってもよい。

【００６２】続いて、図８乃至図１５を参照して本発明
の第５実施形態を説明する。なお、本実施形態において
も、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、
重複する説明を省略する。

【００６３】図８は第５実施形態に係る対物レンズ駆動
装置の斜視図、図９は当該駆動装置を、一部水平断面で
示す平面図、図１０は対物レンズ保持体を示す斜視図、
図１１は可動部の重心位置等を示すための、接触点にお
ける球体部分の横断面図、図１２は対物レンズ保持体に
近接して設けられる予圧手段の一部を兼たヨークおよび
コイルを示す斜視図、図１３乃至図１５は対物レンズ保
持体に近接して設けられるヨークおよびコイルを示す斜
視図である。

【００６４】図８及び図９に示すように、対物レンズホ
ルダ７の側面から突出した摺動棒９，１０は、摺動棒保
持体１３，１４が形成する空間内に挿入され、後述する
予圧手段によって、摺動棒９，１０の球体部分１２ａ，
１２ｂが摺動棒保持体１３，１４の規制部材（摺動板）
１３ａ，１４ａに接する方向（図８及び図９の対物レン
ズホルダ７上に付された矢印の方向）に付勢されてい
る。

【００６５】また、本実施形態においては、図９乃至図
１１に示すように、対物レンズ６、対物レンズホルダ７
等を含む一対の摺動棒９，１０と一体に運動する部材全
体（可動部）の重心Ｇは、一対の摺動棒９，１０の球体
部分１２ａ，１２ｂと摺動棒保持体１３，１４の摺動板
１３ａ，１４ａとの接触点Ｃ同士を結ぶ線分の中点に存
在している。なお、可動部の重心Ｇは、上記接触点Ｃ同
士を結ぶ線分の中点を通る光軸方向の直線上にあればよ
いが、上記のように接触点Ｃ同士を結ぶ線分の中点に存
在しているのが最も好ましい。

【００６６】この場合も、可動部の重心Ｇは対物レンズ
６のディスク１側焦点に対する節点位置になるべく近づ
ける方がよく、両者を一致させるのがもっとも好まし
い。

【００６７】また、可動部の重心Ｇは、永久磁石１５
ａ，１５ｂとの関係で対称の中心にあるほうが、コイル
の駆動力比を１にできるため制御がしやすい。一方、図
９に示すように、一対の摺動棒９，１０の軸線（球体部
分１２ａ，１２ｂの中心Ｏ同士を結ぶ線）は、ＸＹ平面
内で対物レンズの光軸より永久磁石１５ｂ側にずれてい
る。そこで、対物レンズホルダ７の永久磁石１５ａ側の
側面を、永久磁石１５ｂ側の側面に比べ突出させること
で、可動部の重心Ｇが対物レンズ６の光軸Ａ上にあるよ
うにしている（図１０参照）。

【００６８】ここで、上記摺動板１３ａ，１４ａとこれ
に対向する規制部材１３ｂ，１４ｂとの間には、摺動棒
９，１０の球体部分１２ａ，１２ｂの直径より若干広い
隙間が設定されている。このことにより、上記予圧手段
による付勢力を上回る衝撃加速度が加わっても、摺動棒
９，１０の球体部分１２ａ，１２ｂがＹ方向に離脱する
ことなく、摺動板１３ａ，１４ａ上を移動することが可
能になっている。また、摺動棒保持体１３，１４には、
球体部分１２ａ，１２ｂのＸ方向の動作距離が制限する
ためのストッパ２８ａ，２８ｂが設けられている。

【００６９】なお、少なくとも、球体部分１２ａ，１２
ｂと摺動板１３ａ，１４ａとの接触部分は、摩擦が少な
いことが求められるため、表面を滑らかにするととも
に、例えば、一方を潤滑材入りの樹脂、一方を特開平１
０-２７６３５に記述されているような固体潤滑材皮膜
を被覆した金属とするとよい。

【００７０】また、上記トラッキングコイル１６ａ，１
６ｂ，１７ａ，１７ｂおよびフォーカスコイル１８ａ，
１８ｂ，１９ａ，１９ｂが巻装されるヨーク２０，２１
の形状は、上記第１実施形態と若干異なっている。具体
的には、本実施形態のヨーク２０，２１は、それぞれ両
端部分に比べて中央部分が対物レンズホルダ７側に突出
した形状を有している。

【００７１】また、図９、図１２及び図１３に示すよう
に、ヨーク２０は、その中央部２２ｂ，２２ｃ，２２ｅ
が、ヨーク２１の中央部２３ｂ，２３ｃ，２３ｅに比べ
て対物レンズホルダ７側に伸び、より永久磁石１５ａに
接近している。このことにより、永久磁石１５ａとヨー
ク２０との吸引力が、永久磁石１５ｂとヨーク２１との
吸引力より大きくなり、球体部分１２ａ，１２ｂを摺動
板１３ａ，１４ａに接する方向に付勢する上記予圧手段
としての作用が生ずるようになっている。

【００７２】そして、上記第１実施形態の場合と同様、
対物レンズホルダ７に搭載された永久磁石１５ａ，１５
ｂとヨーク２０，２１との吸引力により、対物レンズホ
ルダ７は中立位置に保持される。この場合、ヨーク２
０，２１は、それぞれ両端部分に比べて中央部分が対物
レンズホルダ７側に突出した形状を有しているので、上
記第１実施形態の場合よりも、対物レンズホルダ７を中
立位置に保持する力を大きくすることができる。

【００７３】なお、上述したように、永久磁石１５ａと
ヨーク２０との吸引力は、永久磁石１５ｂとヨーク２１
の吸引力より大きいが、この吸引力のＺ軸方向の力のア
ンバランスは、（ヨークと磁石の高さ方向の大きさの比
や、求められるＺ軸方向の変位量にもよるが、）設計に
よりＹ軸方向の値に比べて十分に小さくすることも可能
であり、中立位置保持力には大きな影響を与えないよう
にすることができる。

【００７４】図１４及び図１５には、ヨーク２０にトラ
ッキングコイル１６ａ，１７ａおよびフォーカスコイル
１８ａ，１９ａを巻装する製作手順が示されているが、
この製作手順については、ヨークの形状が異なる以外は
上記第１実施形態と同様であり、ヨーク２１についても
同様であるので省略する。

【００７５】ここで、４つのフォーカスコイル１８ａ，
１８ｂ，１９ａ，１９ｂおよび４つのトラッキングコイ
ル１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂのそれぞれの駆動力
からチルト作動力を除いた力は、レンズホルダ７などか
らなる可動部に回転力が発生しないよう、対物レンズホ
ルダー７等からなる可動部の重心Ｇ回りに回転モーメン
トを発生させない駆動力比にするとよい。

【００７６】また、上述のチルトセンサ２６，２７から
検出されたチルトエラー信号を用いることにより、キャ
リッジ４（すなわち対物レンズ６に入射する光の光軸）
に対するディスク１と対物レンズホルダ７の傾きが検出
され、これらの傾きから、対物レンズ６の光軸とディス
ク１の垂線との相対角度も求めるられる。そして、これ
らの角度情報から、対物レンズ６のコマ収差がもっとも
小さくなるような、対物レンズホルダ７の傾きを求め、
対物レンズホルダ７の傾きが所望の値になるように、フ
ォーカスコイル１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂに所定
の電流を流す制御が行われる。

【００７７】なお、要求される最大光学収差量や、対物
レンズ６の設計により、対物レンズ６の光軸と、ディス
ク１の垂線との相対角度がゼロになるようにすれば十分
な場合もあり、その場合には、図１のチルトセンサ２
６，２７の配置とは異なり、例えば、ディスク１と対物
レンズホルダ７との相対傾きを検出するための対物レン
ズホルダ７上のチルトセンサがあれば十分である。

【００７８】また、キャリッジ４に対する対物レンズホ
ルダ７の傾きを検出する上記チルトセンサ２６と、ディ
スク１と対物レンズホルダ７との相対傾きを検出するた
めの上記対物レンズホルダ７上のチルトセンサとの組み
合わせでもよい。

【００７９】この場合、一般に対物レンズホルダ７上の
チルトセンサに要求される測定範囲は、チルトセンサ２
６に比べて狭くすることができるため、対物レンズホル
ダ７上のチルトセンサの分解能は、上記チルトセンサ２
６より高い分解能にすることが可能になる。このため、
ディスク１と対物レンズホルダ７との相対角度制御は、
キャリッジ４と対物レンズホルダ７との相対角度制御に
比べて高精度に行うことができる。

【００８０】このように、要求精度の面では、ディスク
１と対物レンズホルダ７との相対角度の方が、キャリッ
ジ４と対物レンズホルダ７との相対角度に比べて精度が
高いというメリットがある反面、対物レンズホルダ７上
にセンサが必要になって可動部の重量が増加するという
デメリットがあるので、その点を考慮していずれかを選
択すればよい。

【００８１】本実施形態によれば、対物レンズホルダ７
等からなる可動部の重心Ｇが、一対の摺動棒９，１０の
球体部分１２ａ，１２ｂと摺動棒保持体１３，１４の摺
動板１３ａ，１４ａとの接触点Ｃ同士を結ぶ線分の中点
に存在しているため、フォーカス方向(Ｚ軸方向)に対物
レンズホルダ７が移動する際、接触点Ｃでの摺動による
Ｚ軸方向の摩擦力によって、対物レンズホルダ７を回転
させる回転モーメントは、Ｙ軸回りにおいて発生しな
い。

【００８２】さらに、光ディスクドライブにおいて、ス
ピンドルモータ２の回転より高い周波数成分でのチルト
補正の振幅は微少なため、Ｘ軸回りの揺動は、接触点Ｃ
同士を結ぶ直線を中心とした回転になるため、Ｚ軸方向
の駆動により生じる接触点Ｃにおける摩擦力は回転モー
メントにはならず、回転駆動に対するクロストーク（外
乱）にならない。

【００８３】また、対物レンズホルダ７がＹ軸回りに傾
いた状態でトラッキング方向(Ｘ軸方向)に動いても、摺
動部で発生する摩擦力は、可動部重心回りにＹ軸回りの
回転モーメントを発生させない。

【００８４】さらに、対物レンズ６のディスク１側焦点
に対する節点と可動部の重心Ｇとを一致させることによ
り、チルト動作による節点位置の水平移動がなくなる。
このため、対物レンズホルダ７をチルト動作させてもデ
ィスク１上のレーザ光の焦点位置が移動せず、チルト動
作とトラッキングのクロストークがなくなり、高精度な
サーボを行いやすくなる。

【００８５】なお、本実施形態においても、許容クロス
トーク量は制御系の設計などによってきまり、また許容
クロストーク量に基いて、ディスク１側焦点と重心位置
Ｇとの距離が決まる。そして、同様にタンジェンシャル
方向(Ｙ方向)に関するクロストーク量の許容値は、ディ
スクヘの記録信号や再生信号に影響を与えない程度に決
定される。

【００８６】以上のように本実施形態によれば、上記第
１実施形態の場合と異なり、上記接触部Ｃの摩擦を十分
小さくできない場合であっても、フォーカス駆動、トラ
ッキング駆動による回転駆動へのクロストーク（外乱）
が発生せず、高精度のチルトサーボを簡単に実現するこ
とができる。

【００８７】なお、この第５実施形態における予圧手段
としては、上述したものに代えて、図１４に示すヨーク
２０の中央部位２０ａ，２０ｂをヨーク２１の中央部位
２１ａ，２１ｂより大きくするか、またはヨーク２０と
永久磁石１５ａとの距離をヨーク２１と永久磁石１５ｂ
との距離よりわずかに短くすることによる予圧手段を用
いてもよい。また、摺動棒９，１０の球体部分１２ａ，
１２ｂを磁性体で作成し、摺動板１３ａ，１４ａの摺動
面裏側に永久磁石を設置することによる予圧手段を用い
てもよい。

【００８８】また、摺動棒９，１０の形状は、上記第２
実施形態のように円柱形状であってもよい。さらに、摺
動棒９，１０が上記第３又は第４実施形態のように、構
造上はＸ軸回りに回転できないようなものでも、Ｘ軸回
りの微少回転は避けられないので、上述したような可動
部の重心Ｇの位置設定により、Ｘ軸回りの余分な回転を
防ぐ効果が期待できる。

【００８９】ここで、図９乃至図１１において、可動部
のＸ軸回りの揺動軸線は、チルト補正の振幅が大きくな
ると、球体部分１２ａ，１２ｂの中心Ｏ同士を結ぶ直線
に近づいていく。このため、大きな振幅でＸ軸回りチル
ト駆動をする必要がある場合（上記第３及び第４実施形
態は除かれる）には、上記接触点Ｃ同士を結ぶ線分の中
点Ｇと、一対の摺動棒９，１０の接触点Ｃを含む横断面
（図１１）における中心（この場合は球体部分１２ａ，
１２ｂの中心）Ｏ同士を結ぶ線分の中点Ｍとの間に、可
動部の重心Ｇ’が存在した方が、全体としてはよい場合
もある。この場合、両中点Ｇ，Ｍ間における重心Ｇ’の
具体的な位置は、代表的な振幅に依存する。

【００９０】なお、本発明は上述の各実施形態に限定さ
れるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施できることは言うまでもない。

【００９１】例えば、上述の各実施形態において対物レ
ンズホルダ７には永久磁石１５ａ,１５ｂが固着され、
これに対向する位置にトラッキングコイル１６ａ，１６
ｂ，１７ｂ，１７ｂおよびフォーカスコイル１８ａ，１
８ｂ，１９ａ，１９ｂが配置されている(ムービングマ
グネット方式)が、逆にフォーカスコイル，トラッキン
グコイルを対物レンズホルダに固着し、これらに対向す
る位置に永久磁石を配置しても（ムービングコイル方
式)同様の自由度を確保することができる。

【００９２】この場合、対物レンズホルダの所定位置
(永久磁石からの磁束の作用する並置)に磁性体片を固定
することによって、コイルに電流を流さない状態におい
て対物レンズホルダを中立位置に位置決めすることが可
能となる。

【００９３】また、摺動棒９，１０の形状は実際に摺動
する部分を除いては任意の形状であっても構わない、こ
れらは加工の容易性を考慮して決定できることはもちろ
ん、コーナー部分を曲面にしたり面取りしたりすること
ができる。

【００９４】また、チルトセンサとしては対物レンズを
通過する光を利用するものや、反射ミラーを用いるもの
など、既存のセンサを利用することが可能である。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単な構造でありながら、フォーカス方向、トラッキング
方向のみならず、光軸の傾きを発生する２軸の回転も補
正可能に構成された対物レンズ駆動装置が実現する。

【００９６】更に、請求項６乃至８記載の発明によれ
ば、光軸の傾きを発生する２軸の回転も補正可能に構成
されるだけでなく、フォーカス方向、トラッキング方向
の駆動による回転クロストーク運動の発生しない対物レ
ンズ駆動装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対物レンズ駆動装置を搭載した光ディ
スク装置の側面図。

【図２】本発明に係る対物レンズ駆動装置の第１実施形
態を示す斜視図。

【図３】図２に示す対物レンズ駆動装置における対物レ
ンズ保持体を示す斜視図。

【図４】図２に示す対物レンズ駆動装置における、対物
レンズ保持体に近接して設けられるヨークおよびコイル
を示す斜視図。

【図５】本発明に係る対物レンズ駆動装置の第２実施形
態における、対物レンズ保持体を示す斜視図。

【図６】本発明に係る対物レンズ駆動装置の第３実施形
態における、対物レンズ保持体を示す斜視図。

【図７】本発明に係る対物レンズ駆動装置の第４実施形
態における、対物レンズ保持体を示す斜視図。

【図８】本発明に係る対物レンズ駆動装置の第５実施形
態を示す斜視図。

【図９】図８に示す対物レンズ駆動装置を、一部水平断
面で示す平面図。

【図１０】図８に示す対物レンズ駆動装置における対物
レンズ保持体を示す斜視図。

【図１１】図８に示す対物レンズ駆動装置における可動
部の重心位置等を示すための、接触点における球体部分
の横断面図。

【図１２】図８に示す対物レンズ駆動装置における、対
物レンズ保持体に近接して設けられる予圧手段の一部を
兼たヨークおよびコイルを示す斜視図。

【図１３】図８に示す対物レンズ駆動装置における、対
物レンズ保持体に近接して設けられるヨークおよびコイ
ルを示す斜視図。

【図１４】図８に示す対物レンズ駆動装置における、対
物レンズ保持体に近接して設けられるヨークおよびコイ
ル（トラッキングコイルを除く）の構造を示す斜視図。

【図１５】図８に示す対物レンズ駆動装置における、対
物レンズ保持体に近接して設けられるヨークおよびコイ
ルの構造を示す斜視図。

【図１６】従来の対物レンズ駆動装置を示す平面図およ
び側面図。

【符号の説明】

１ ディスク ２ スピンドルモータ ３ 光学ユニット ４ 光学ヘッド ６ 対物レンズ ７ 対物レンズホルダ(対物レンズ保持体) ９，１０ 摺動棒(突起部) １２ａ，１２ｂ 球体部分 １３，１４ 摺動棒保持体(突起保持部) １５ａ，１５ｂ 永久磁石 １６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ トラッキングコイル １８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ フォーカスコイル ２０，２１ ヨーク ２６，２７ チルトセンサ Ａ 対物レンズの光軸 Ｃ 接触点 Ｇ，Ｇ’ 可動部の重心 Ｍ 一対の球体部分の中心同士を結ぶ線分の中点 Ｏ 球体部分の中心

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学的情報記録媒体にレーザ光を集束する
   対物レンズと、 前記対物レンズを保持する対物レンズ保持体と、 前記対物レンズ保持体に接続され、それぞれ逆方向に突
   設した一対の突起部と、 前記対物レンズ保持体が少なくとも前記対物レンズの光
   軸方向に移動可能となるように前記突起部のそれぞれを
   摺動保持するとともに、少なくとも前記突起部をその軸
   回りに回転可能となるように摺動保持する一対の突起保
   持部と、を有することを特徴とする対物レンズ駆動装
   置。
2. 【請求項２】前記突起部はその摺動部分が円柱形状をな
   していることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆
   動装置。
3. 【請求項３】前記突起部はその摺動部分が球形状をなし
   ていることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ駆動
   装置。
4. 【請求項４】前記突起保持部はその摺動部分が平板状を
   なしていることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ
   駆動装置。
5. 【請求項５】前記突起保持部はその摺動部分が円柱形状
   をなしていることを特徴とする請求項１記載の対物レン
   ズ駆動装置。
6. 【請求項６】光学的情報記録媒体にレーザ光を集束する
   対物レンズと、 前記対物レンズを保持する対物レンズ保持体と、 前記対物レンズ保持体に接続され、それぞれ逆方向に突
   設した一対の突起部と、 前記対物レンズ保持体が少なくとも前記対物レンズの光
   軸方向に移動可能となるように前記突起部のそれぞれを
   摺動保持するとともに、少なくとも前記突起部をその軸
   回りに回転可能となるように摺動保持する一対の突起保
   持部と、 前記突起部を前記突起保持部の一側に接触させるための
   予圧手段とを有すると共に、 前記一対の突起部と一体に運動する部材全体の重心が、
   前記一対の突起部と突起保持部との接触点同士を結ぶ線
   分の中点を通る光軸方向の直線上に存在することを特徴
   とする対物レンズ駆動装置。
7. 【請求項７】前記一対の突起部と一体に移動する部材全
   体の重心が、前記一対の突起部と突起保持部との接触点
   同士を結ぶ線分の中点に存在することを特徴とする請求
   項６記載の対物レンズ駆動装置。
8. 【請求項８】光学的情報記録媒体にレーザ光を集束する
   対物レンズと、 前記対物レンズを保持する対物レンズ保持体と、 前記対物レンズ保持体に接続され、それぞれ逆方向に突
   設した一対の突起部と、 前記対物レンズ保持体が少なくとも前記対物レンズの光
   軸方向に移動可能となるように前記突起部のそれぞれを
   摺動保持するとともに、少なくとも前記突起部をその軸
   回りに回転可能となるように摺動保持する一対の突起保
   持部と、 前記突起部を前記突起保持部の一側に接触させるための
   予圧手段とを有すると共に、 前記一対の突起部と一体に運動する部材全体の重心が、
   前記一対の突起部と突起保持部との接触点同士を結ぶ線
   分の中点と、前記一対の突起部の前記接触点を含む横断
   面における中心同士を結ぶ線分の中点との間を通る光軸
   方向の直線上に存在することを特徴とする対物レンズ駆
   動装置。