JPS5812144A - 対物レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円盤状ディスク形状をなす記録媒体に高密度
なデジタル信号を記録させた情報トラックに光スポット
を投影させて光学的に情報を読みとる方式の再生装置に
おいて、情報トラックの信号に対して光スポットの位置
を正確に補正制御するために、対物レンズの位置をディ
スク面に対して相対的に制御する対物レンズ駆動装置に
関するものである。

より詳しくは、たとえばディスクの回転中心に対する情
報トラックの偏心量、すなわちディスクの径方向の相対
的位置ズレを補正するトラッキング制御と、ディスク自
体のソリ、及びディスクの回転運動に什い相対的に発生
するディスク面の振れに対して対物レンズと情報トラッ
ク位置との距離を制御するフォーカス制御とを行なうも
のである。

一般にこの種の光方式情報読取シ装置は、ビデオ信号を
記録したビデオディスク、及び符号化されたオーディオ
信号を記録したデジタルオーディオディスクに採用され
るとともに、その他コンピュータ関係等の高密度情報記
録再生装置に応用されている、 これは、符号化されたビデオ信号や音声信号や種々の情
報を、ディスク上に情報トラックとじて記録しておき、
このディスクを高直に回転させながら、レーザー光線な
どの光源より放射された光をディスク上の情報トラック
に集束させ、ディスク面よりの反射光を読み取ることに
より、記録された元の情報を再生するものである。

この光方式情報読取シ装置は、情報の記録密度をきわめ
て高密度にすることができ、従来のアナロ、グ方式に比
べて高密度で、高精度で、高性能な記録ができるという
特長を有する。

反面、情報トラックの幅、及びピッチがきわめて小さい
ため、この高密度な情報を忠実に再生するためには、読
み取りのための光スポットの集束径もきわめて小さなも
のにしなければならず、したがってディスクの情報トラ
ックに対して、光スポットを正確に追従させるためには
、対物レンズを正確に駆動してディスクとの相対的な位
置ズレが生じないように制御しなければならないという
問題がある。

この問題を解決するために従来から、ディスク面からの
反射光を電気的に検出し、読み取り光スポツト位置を情
報トラック位置に合致させるよう制御することが行われ
ている。

その−例として、レーザー光源と対物レンズとの間にあ
る光路に回動可能なミラーを置き、トラッキング誤差信
号の情報をもとにして、このミラーを回動させて制御す
る方法がある。しかし、この方法では対物レンズ内の光
軸に常にある傾斜角が発生し、高精度な再生が望めない
欠点がある。

また、他の例として、対物レンズまたはその保持枠を板
バネよりなる弾性支持部材によシ支持し、トラッキング
誤差信号に従って対物レンズをディスク面に対して平行
に変位させてトラッキング制御を行ない、さらにこれら
弾性支持部材、対物レンズ、及びトラッキング制御用の
駆動装置を有する装置全体を別の弾性支持部材で支持し
、これをフォーカス制御用の駆動装置（例えばスピーカ
に一般的に用いられているボイスコイルと等価なもの）
を用いてディスク面に垂直な方向に対物レンズを駆動し
、フォーカスを制御する方法が提案されている。ところ
がこの方法は、トラッキング制御とフォーカス制御がそ
れぞれ別個の電磁装置によって行なわれるから、構成が
複雑になり、重量も大きくなって高い周波数での応答が
悪くなるという問題がある。しかも対物レンズにトラッ
キング制御用の弾性部材を設け、この弾性部材を含めて
フォーカス゛方向に駆動するため、前記弾性部材がトラ
ッキング方向に傾斜している状態でレンズと弾性部材を
フォーカス方向に駆動すると、弾性部材の弾性作用によ
ってレンズのフォーカス方向への移動に時間的なずれが
生じ、正確なフォーカス制御ができないという致命的な
問題がある。

本発明はこれら欠点を除去し、トラッキング、及びフォ
ーカスの両方向に対して、対物レンズをより正確に制御
させることができ、かつ動作のリニアリティーが良く、
構造が簡単でかつ軽量な対物レンズ駆動装置を提供する
ものである。

本発明の詳細を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の原理図を示すものである。可動磁石１
は互に９０度の角度をなす第１図のＦ（フォーカス）方
向とＴ（トラッキング）方向の任意な方向に動き得る支
持構造（第１図には示していない）により支持されてい
るものとする。可動磁石１はＦ方向とＴ方向のいずれに
も直角な方向に着磁され、図示するように両端がＮ極、
Ｓ極となる。この可動磁石１の着磁力向の両側に、可動
磁石１の端部から一定の磁気的エヤーギャップをあけて
固定ヨークである第１のヨーク２と第２ヨーク３を配置
する。これらヨークはパーマロイのような磁性材料を用
いると効率が良いが、非磁性材料により構成しても良い
ことは言うまでもない。そして第１ヨーク２にはＦ軸に
平行な方向に第１コイル４を巻装し、さらにその上に、
Ｔ軸に平行に第２コイル６を巻装する。第２ヨーク３に
対しても同様にＦ軸に平行に第３コイル６を巻装し、Ｔ
軸に平行に第４コイル７を巻装する。

上記構成において、令弟１コイル４と第３コイル６に対
して第１図に示す破線方向に電流を流した場合、電磁作
用により第１．第３コイル４，６Ω各線に、可動磁石１
をＴ軸に平行な方向でしかも矢印８の方向に移動させる
ような磁束が発生する。

一方第２コイル５と第４コイル７に対して第１図に示す
実線方向に電流を流した場合、同様に電磁作用により第
２．第４コイル５，７の各線に可動磁石１をＦ軸に平行
な方向でしかも矢印９の方向に移動させるような磁束が
発生する。

逆にそれぞれのコイルに対して第１図に示す矢印と反対
方向に電流を印加した場合には、可動磁石１はそれぞれ
Ｔ軸の矢印８とＦ軸の矢印９の逆方向に移動するっ このようにすれば、有効コイル表面を可動磁石１の断面
より十分大きな面とし、かつ巻線を可能な限り整列巻き
することにより、コイルに印加する電流に対する可動磁
石１の応答の直線性をよくすることができる。

また、可動磁石１は有効コイル面内において、Ｆ軸とＴ
軸方向に移動するのみで、各ヨーク２゜３と可動磁石１
の端面との間の磁気的エヤーギャップは常に一定であり
、磁気抵抗の変化はないから、この点でも動作の応答の
直線性がよくなる゛という特長を有する。

なお、以上は固定ヨークを平行な一対のものとして説明
したが、いづれか一方の固定ヨークのみにＴ軸方向、Ｔ
軸方向のコイルをクロス巻きにしても、実質的に同一の
動作と同一の効果が得られる。捷だ第２図のように十字
形のヨーク１０にコイルをクロス巻きにすることも可能
である。

次に本発明の具体的な実施例を第３図、第４図とともに
説明する。

ディスク面に光スポットを集束させるための対物レンズ
１１は、剛体で構成された保持体１２に固着されている
。そしてこれら全体をトラッキング方向にネジレ動作な
く平行移動させるために、光軸に平行に配置した金属そ
の他の弾性部材よりなる平行な板バネからなるトラッキ
ングノ（ネ１３゜１４の一端が保持体１２に固着されて
いる。また保持体１２の両側には２つの永久磁石１５．
１６が同軸に固着されており、これにより永久磁石１５
．１６は剛体である保持体１２を介して対物レンズ１１
に一体的に固着されている。なお、永０ 久磁石１５．１６の着磁方向は対物レンズ１１０光軸に
直角な方向で、前記トラッキングバネ１３゜１４の面方
向と同一である。前記トラッキングバネ１３，１４の他
端は、軽量でかつ剛性を有する材料よりなる中間支持体
１７の互に平行な面すなわち前後面にそれぞれ固着され
ている。以上がトラッキング方向の支持構造である。

一方、前記中間支持体１７の前記前と９０度をなす他の
互に平行な面すなわち上下面には、２枚の平行バネから
なるフォーカスバネ１８，１９の一端が固着されている
。そしてこれらのフォーカスバネ１Ｂ、１９の他端は固
定支持体２ｏに固着されている。以上がフォーカス方向
の支持構造である。

トラッキングバネ１３，１４及び、フォーカスバネ１８
，１９は、いずれも対物レンズ１１の移動範囲において
光路をさえぎることがない様に、その形状、取付位置が
決められている。

このようにすれば、二対の平行バネ１３．１４及び１８
．１９が、それぞれ常に平行四辺形の関係を保って変形
するため、いずれの移動方向においても対物レンズ１１
自体の光軸はディスクに対して垂直となる。

一方、はぼ正方形の磁性材料または非磁性材料よりなる
板状の第１ヨーク２２、第２ヨーク２３には、それぞれ
トラッキング制御コイル２４．２５及びフォーカス制御
コイル２６．２７がクロス状に巻線されている。即ち、
トラッキング制御コイル２４．２５とフォーカス制御コ
イル２６．２７とは互いに直角な方向をなし、かつ整列
巻きに巻装されている。これらコイルを有する第１．第
２ヨーク２２．２３は永久磁石１５，１６０着磁方向に
直角な方向で、永久磁石１５．１６の両端か。

らそれぞれ一定の磁気エヤーギャップを有する位置に配
置される。そして前記板バネによる支持部とヨーク２２
．２３、基台２１に固着され、これによって全体が一体
に組立てられる。。

上記構成において、対物レンズ１１をディスクの表面に
対向させ、この対物レンズ１１を通して情報トラックに
読み取υ用の光スポットを投影させ、その反射光を上記
対物レンズ１１を通して基台２１の下方に配置した検出
手段（図示せず）に加えることにより、ディスクに記録
された情報を読みとることができる。

このとき上記反射光を利用してトラッキング方向、フォ
ーカス方向のズレを検出してズレに応じた電気信号を出
力し、これをトラッキング制御コイル２４．２５とフォ
ーカス制御コイル２６　、２７に補正電流として印加し
、第１図に示した原理により永久磁石１６．１６をトラ
ッキング方向、フォーカス方向に駆動する。このように
すると永久磁石１６．１６のトラッキング方向の駆動に
よりトラッキングバネ１３．１４が平行関係を保ったま
まトラッキング方向に偏位し、また永久磁石１５．１６
のフォーカス方向の駆動によりフォーカスバネ１８，１
９が平行関係を保ったままフォーカス方向に偏位する。

その結果、対物レンズ１１は、その光軸を常にディスク
に対して垂直に保ったまま最適位置へ移動される。

第６図、第６図は本発明の第２の実施例を示すものであ
り、第３図、第４図と実質的に同一機能を有する部分に
は同一符号を付して説明を省略する。第６図、第６図に
おいて、２８は対物レンズ、２９はこの対物レンズ２８
を保持する剛体からなる保持体、３０．３１は保持体２
９に固着された永久磁石、３３は軽量でかつ剛性を有す
る材料からなる中間支持体、３１．３２は一端が中間支
持体３３の互に対向する面に固着され、他端が上記保持
体２９に固着されたトラッキングバネ、３４゜３５は一
端が中間支持体３３の前記他の面と９０度の角度をなす
他の互に対向する面に固着され、他端が固定支持体３６
の互に対向する面に固着されたフォーカスバネであり、
上記固定支持体３６は、ヨーク２２．２３とともに基台
２１上に取付けられている。

このようにすれば、対物レンズ２８がトラッキングバネ
３１，３２．７オーカスバネ３４　、３６のほぼ中央に
位置するから、第３図、第４図の実施例に比べて重量バ
ランスがとシやすいという利点がある。

第７図、第８図は本発明の第３．第４の実施例を示すも
のであり、第５図、第６図と同一機能の部分には同一符
号を付して説明を省略する。これらの実施例は、フォー
カスノくネ３４，３５の他端を第２の中間支持体３７に
固着し、さらにトラッキングバネ３１，３２、フォーカ
スノ（ネ３４　、３６のいずれに対しても９０度の角度
をなす方向にジッターバネ３８．３９を配置し、このジ
ノターノ（ネ３８．３９の両端を第２の中間支持体３７
と固定支持体３６に固着し、上記３種の〕くネ３１，３
２：３４，３Ｂ：３８．３９によって対物レンズ２８を
Ｔ、Ｆ、Ｚの３軸方向に駆動するようにしたものである
。このような駆動を行なうには、第１図に示したヨーク
２，３に、コイル４，５．コイル６．７のいずれに対し
ても９０度の角度をなす方向に第６．第６コイルを巻装
し、かつ磁気エヤーギャップを大きくとって永久磁石１
（第７図、第８図では２８）がその着磁方向にも移動し
得るようにすればよい。

なお、第３図〜第６図のように永久磁石を２個用いる場
合には、各磁石の外側の端面が共にＮ極−またはＳ極と
なるように着磁してもよく、このときはコイルに印加す
る電流の方向を変えさえすれば前述と同様の機能が実現
できる。もちろん、１つの永久磁石を保持体１２　、２
９に固着してもよい。またいずれの実施例においてもフ
ォーカスバネ３４．３５を枠状に構成したが、必ずしも
このようにする必要はなく、短冊状の４状の板バネを用
いてもよい。

以上のように宜Ｍｔ−は対物レンズに永久磁石を一体的
に固着し、この永久磁石の近くに配置したコイルに通電
することにより上記永久磁石を少くとも２軸方向に移動
させるようにしたものであるから、たとえばトラッキン
グとフォーカスという２軸方向の補正制御を共通の電磁
装置で実現することができ、したがって安価で構造が簡
単で軽量な駆動装置を構成することができる。しかも本
発明は永久磁石を板バネを介することなく一体的に対物
レンズに固着するようにしているから、板バネがトラッ
キング方向に傾斜したままフォーカス方向に駆動した際
の対物レンズの駆動ズレも発生しないという優れた効果
が得られる。またこのように弾性部材を介することなく
直接的に対物レンズを駆動するものであるから、動作の
直線性力玉よく、したがって検出、制御系の電子回路を
−単にすることができる。

以上のように本発明は互に９０度の角度をなすように配
置された２組または３組の平行ノ（ネを用い、これらの
平行）（ネを各平行／くネの面方向に偏位させることに
よシ対物レンズを２軸あるいは３軸方向に駆動するよう
にしたものであり、各平行バネが常に平行四辺形の関係
を保ちつつ偏位するため、対物レンズは、その光軸を常
に同一方向に保ったまま駆動される。このためトラッキ
ング。

フォーカス、ジッター等の補正時に情報検出性能が損わ
れることはない。また単に２組、３組の平行バネを組合
わせるだけで対物レンズの２軸、３軸方向の駆動が行な
えるから、安価で、構造が簡単で、軽量な駆動装置を構
成することができ、高い周波数での応答も著しく優れた
ものにすることかてきる。。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の詳細な説明するための斜視図
、第３図、第４図は本発明の一実施例の斜視図および分
解斜視図、第５図、第６図は本発明の他の実施例の斜視
図および分解斜視図、第７図、第８図は本発明の第３．
第４の実施例の斜視図である。 １．１５，１６，３０．３１・・・・・・永久磁石、２
゜３．１０，２２．２３・・・・・・ヨーク、４，５，
６゜７．２４．２５・・・・・・コイル、１１．２８・
・・・・・対物レンズ、１２・・・・・・保持体、１３
，１４，３１．３２・・・・・トラッキングバネ、１Ｂ
、１９，３４．３５・・・・・フォーカスバネ、２０．
３６・・・・・・固定支持体、２１・・・・・・基台。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１１
図 第２図 １θ Ｊ＠７図 Ｆ ｌ１８５ｍ γ Ｃ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　円盤状の記録媒体に設けた情報トラックに対
   物レンズを介して光スポットを投影させることにより光
   学的に情報を読み取る装置において、一端に対物レンズ
   を取付け、他端を中間支持体の互に平行な面に固着した
   第１の平行バネと、上記第１の平行バネに対して９０度
   の角度をなすように配置され、一端が上記中間支持体の
   他の互に平行な面に固着され、他端が固定支持体に固着
   された第２の平行バネとを備え、上記第１．第２の平行
   バネを各平行バネの面方向に偏位させることによシ、上
   記対物レンズを互に９０度の角度をなす２軸方向に駆動
   するようにしたことを特徴とする対物レンズ駆動装置。
2. （２）　　円盤状の記録媒体に設けた情報トラックに対
   物レンズを介して光スポットを投影させることにより光
   学的に情報を読み取る装置において、一端に対物レンズ
   を取付け、他端を第１の中間保持体の互に平行な面に固
   着した第１の平行ノくネと、上記第１の平行バネに対し
   て９０度の角度をなすように配置され、一端が上記第１
   の中間支持体の他の互に平行な面に固着され、他端が第
   ２の中間支持体の互に平行な面に固着された第２の平行
   ノ（ネと、上記第１．第２の平行バネのいずれに対して
   も９０度の角度をなすように配置され、一端が上記第２
   の中間支持体の他の互に平行な面に固着され、他端が固
   定支持体に固着された第３の平行）（ネとを備え、上記
   第１．第２．第３の平行）（ネを各平行バネの面方向に
   偏位させることにより、上記対物レンズを互に９０度の
   角度をなす３軸方向に駆動するようにしたことを特徴と
   する対物レンズ駆動装置。