JPS5965942A - 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】 本発明は記録媒体上に螺旋状、あるいは同心円状に記録
された情報を半導体レーザーからの光を対物レンズによ
って微小スポットに集束して指ｃ取る光学式ビデオディ
スク、光学式オーディオティスフ装置及びディスクメモ
リ装置の光学ヘッドにおける対物レンズの駆動装置Ｗに
関するものである。

従来のこの棟の対物レンズ駆動装置間の概略構成図を第
１図、第２図に示す。図において（２）は記録媒体（１
）のｄピ録面上にレーザー光を集束させる対物レンズ、
（３）！対物レンズ（２）を保持するレンズ枠、（４）
は外枠、（５）は外枠（４）にレンズ（２）を保持する
板バ＄、（６）はレンズ枠（３）に取付けられた電磁コ
イル、（７）Ｆｉ外枠（４）に固定された磁石である。

（８）は、ガルバノミラ−５第２図は別の従来例を示す
もので、図中（９）は板バネ（５）と電磁コイル（６）
が、増刊けられた内枠、（１０）は内枠（９）を介して
対物レンズ（２）を保持する１対の糎バネ、（１１）、
（１２）は対物レンズ（２）をトラッキング調節制御軸
方向に移動ｔｌｆｌ）　御するための＋４ｉ　ｇ１コイ
ルと（高石である。

このような従来の対物レンズ駆動装置は記録媒体（１）
の記録面上にレーザー光全微少スポットに集束させる焦
点訓廠１１は図示しない焦点誤差検出部からの制御１に
流を、電磁コイル（６）に流し、該電磁コイル（６）と
イ１ｄ石（７）との磁力作用によって対物レンズ（２）
を図においては上下方向いわゆる焦点調節制御方向Ｖこ
連動させることｔｒｃよってなされる。又、トラッキン
グ調節制御は図示しない位置制御機構によって大甘かに
は、なされるが、倣少な制御は図示しないトラッキング
誤差検出部からの制御電流によって、第１図においては
ガルレノ（ノミラー（８ンを回転させることによってな
され、第２図においては、該゛Φ、磁コ磁層イル１）に
制御電流をθ１ｆｉＬ該電磁コイル（１１）と研石（１
２）との磁力作用によって対物レンズ（２）を図におい
ては左右方向つ甘りトランキング調節制御方向に運動さ
せることによってなされる。このため、該位置制御機構
によって高速に動作させたり、ピックアップ装置に外部
からの振！８Ｊ１、衝撃が加わると、ガル７１ツメ−タ
ー（８）、おるいは対物レンズ（２）ＶＣ，不要な振動
が生じる。このｊ駆動が焦点ａｔｌ　Ｔｉ＋″ｉ制御及
びトラッキング調節制御の制ｆＩ＋４１範囲で充分制御
出来る程度のものであれは、何ら問題はないが、峨して
制御範囲を超す振動を起すので記録面での情報トラック
への１４面な、高速アクセスができないし、外部から振
動、仙ｉｘＡが加わると、情報トラックから外ずれると
いう欠点があった０ 又、対物レンズ（２３による集束ビームスポットが記録
面に斜めに照射されると、図下しない受光向上での戻り
ビーム元の形状が、変形し、正確な位置検出が困→貿に
なり、記録面上の情報トラックをトレースすることがで
きなくなる。この角１政精度は実験的に９００±０，５
°以内であることが判明している。上記の９０°±０．
５°の精興を阻吾する要因としては、記録媒体（υの反
り、変形、対物レンズ（２）の傾き、及び光学ヘッド装
置と記録媒体（１）との機械的数句８１度があり、対物
レンズ（２）を焦点調節制御方向、つ捷り図において上
下方向に移動制御した時対物レンズ（２）は該記録面に
垂直方向に精度よく移動する保証はなく、微小に頑いて
移動するので、対物レンズ（２７の頑きに対する余裕度
はさらに小さな値になる。対物レンズが頷くことを防止
するために、便米は板バネ（５）全使用しているが、対
物レンズの頗きが生じない構造ではないので、微小に傾
いて移動し、正確な位置検出が困離になり情報トラック
をトレースし難くなる。この時に外部から撮動、衝撃が
加わると情報トラックから外れるという欠点があった。

また、第２図の場合はトラッキング調節制御方向、つ甘
り図においては左右方向に移動制御した時、該板バネ（
１０）と内枠（９）との取付点を支点にして円Ｉ弧運動
をするのでレンズの傾きが第１図の場合よりも多くなり
さらに情報トラックから外れやすくなる欠点があった。

又、焦点調節制御方向のみに対物レンズ（２）を移動制
御しようとしだ時対物レンズ（２）が、トラッキング調
節制側１方向、つまり図で左右方向に横振れしない保証
は単に板バネ（５）のみであるので完全とは云えず微小
な、横振れを起していた。第２図においては板バネ（１
０）は左右方向に移！Ｉυノさせる目的のバネであるこ
とから、この横振れは、第１図よりも起り易い。さらに
第２図においては、トラッキング調節制御方向に対物レ
ンズ（２）を移動せしめようと制御した時板バネ（５）
により、上下方向にも振動しやすく、また焦点、調節制
御とトラッキング調節制御のどちらか１方を制御した時
、例えは焦点調節制御をした時にトラッキング調節制御
方向に、対物レンズ（２）が振動すると、この振動分だ
けトランキング調節制（Ｉｌｌ範囲が狭くなることにな
り高速アクセス時及び外部から振ｍＪη撃が加わった時
に、トラッキング調節制御が、正確に行なわれなくなる
欠点があった〇 一方、トラッキング調節制御をする時、対物レンズ（２
）に対する入射位置が変るだめ、対物レンズ（２）は周
辺部においても収差の少い高価なものを必要とし、さら
に入射光束径は対物レンズ（２）の口径よりも左右方向
に並進する分だけ大きい必要があり、光覇損失も大きく
なる等の、欠点があった。

さらに板バネ（５）の加える力とバネの変位量、いわゆ
る復元力特性を直線にするに（ｄ板バネが複雑な形状に
なることから冒価になり、該復元力特性のバラツキも多
く、さらに形状も小型にすることは、困難であるという
欠点があった。

本発明は以上の欠点を防ぐため、対物レンズを焦点調節
ｆｂ！Ｉ　Ｉｒ（１方向のみに摺動可能にし、トラッキ
ング、ｉｌ、！１節制御１Ｕ方向の軸上に元ビームの光
路を変換する元路変懐手段を備え、トラッキング調節制
御方向のみに変位可能にし、焦点調節制御及びトラッキ
ング調節制御の駆動装置皺として、圧電素子又はイ庭気
回路を使った対物レンズ駆動装置を提供するものである
。

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第３図は本発明の一実施例を示す対物レンズ駆動装置の
即ｆ面図であり第４図は第３図をＡ　−Ａ’線で切断し
、左側面から艶だ断面図である。第３図において、（１
４）は記録媒体（１３）のｉｉｅ録而に面−ザービーム
を集束させる対物レンズ、（１５ンは対物レンズを保持
するレンズ枠、（１６）はその１側部に透孔（１６ａ）
を有する中空円筒形状の光学ヘッドの外枠、（１７）は
Ｍ擦係数の小さな構造体例えば、球体で、該レンズ枠（
１５）と該外枠（１６）と（ｉｌ−嵌合させ、該レンズ
枠（１５）を咳対物レンズ（１４）が１１ｔ　；＋ｉ＋
又はトラッキング調Ｉ！ｉ′ｌ１ｌｉｌ制御方向などに
軸ずれを起さずに焦点ＦＡ節節制力方向みに変位するよ
うになっている。

（１９）は該外枠（１６）に取付けられたブを路変戻用
のプリズム又はミラーで透孔（１６めを辿って該記録媒
体（１３）と平行なレーザーフ［の光路を該配球媒体（
１３）と垂直の方向に転倶し、該対物レンズ（１４）の
中心部を辿してｉｔ２好媒体（１３）の記録面に集光さ
せている。（２１）は光学ヘッドの外筐の１部で透光（
２１ａ）をＭし、圧電素子取付具（２０ンと摩悼係叔の
小さな構造体、例えば球体（２２）で結合し、トラッキ
ング調節制御側１方向のみに変位し、焦点調節制御方向
には変位しない様になっている。

（２３）は該外枠（１６）に取付けられた電磁コイル、
　（２４）は核外筺（２１）に固定された磁石、（２５
）、（２６）はトラッキング１ｆｌＡｉ節制御方向に変
位可能に支持する圧縮コイルバネ、（２７）、（２８）
は透孔（２８ａ）、（２９ａ）を有する該圧、Ｉａｉ１
コイルバネ（２５）、（２６）ｆｆ：保持するバネ押え
部であ・す、透孔（２８ａ）、（２９ｖは、該外筐（２
１）の透孔（２］　ａ）と共に、該記録媒体（１３ンと
平行なレーザービームを該外枠（１６）の透孔（１６ａ
）に尋〈光路孔である。この対物レンズ駆動装置には第
４図に示すように、電圧の印加により変形する屈曲型圧
電素子０搏が設けられている。この屈曲型圧電子０）！
は、該外枠（１６）の底面に固定された圧電素子取付具
（２０ンに一端を固定され、該外枠（１６）の別の透孔
（１６ｂ）を通って、他端が、該レンズ枠Ｃ１５）に固
定されている。

第５図は該屈曲型圧電素子の祝明図を示している。第５
図（Ａ）の（１８８）は該屈曲型圧電素子（１８）の′
電極にＥ　Ｖの′電界を付与し、屈曲させた結果の屈曲
型圧電素子（１８）の位置を示し、第５図（Ｂ）の０８
ｂ）は該電界Ｅｖｉ逆方向に付与し、屈曲させた結果の
屈曲型圧電素子（１８）の位置を示している。

次に動作について説明する。

図示しない位貿制御磯４４によって太筐かに位置制御が
なされ、図示しない半畳体レーザー、レンズ等を通過し
た平行なレーザー元は光学ヘッドの外筐（２１）の透孔
（２１ａ）ｍバネ押え部Ｃ２７）、（２８）の透光（２
７ａ入（２８ａ）及び光字ヘッド外枠（１６）の透孔（
１６ａ）を辿ってプリズム（１９ンで直角に反射され、
対物レンズ（１４）の中心部を辿ってＮＩ２隊媒体（１
３ンの６ピ録而に集束される。

ここで焦点調節１υ１ｊ御は図示しない焦点小走検出部
からの制イ１町［ロ、圧を屈曲型圧′亀素子（１８）の
′電極に付与し、該圧′屯素子（１８）’＆焦点調如劃
側１方向に変位してなされる。又微小なトラッキング調
節制御は図示しない、トラッキング誤差検出部からの制
御電流を゛電磁コイル（２３）に流し、該′電磁コイル
（２３ンと磁石（２４）からなる磁力作用によって光学
ヘッド外枠（１６）が摩傳係数の小さな球体（２２）を
介して、光学ヘッド外筐（２１）に対してトラッキング
ｆ１ＭＩ　ｆｆ１４ｉｊ制御方向に変位してなされる。

ここでレンズ枠（１５）と外枠（１６）とは摩擦係数の
小さな、例えば球体（１７）を介して嵌合しているので
、対物レンズが傾斜し／こりトラッキング調節制御方向
などに帽ずれ及び４１１１振れすることなく図において
、上下方向にしか変位せず、又、トラッキング調節制御
方向も外枠（１６）と外１女（２］ンとｔユ摩擦保数の
小さな、例えば球体（２２）を介して、図Ｖこおいて左
右方向のみに変位する。

本−）！：施例によると、焦点調口１〕制御とトラッキ
ング調節制御（４各々独立した制御を行い、１方を制御
した時他方ＶＣ小要条動などの影２＃を与えることなく
、又対物レンズもＩｔ、ＩＩＩかないので、焦点及びト
ラッキング調節制側１１１１α囲も広がり、記録面での
情報トラックへの高速アクセスも容易になり、外部から
」辰動雨撃が加っても情報トラックから外れ雌くなる。

トラッキング調節制＠Ｉは該外枠（１６）を平行５Ｙ：
東ビーム方向に移動して行なわれるので、対物レンズが
焦点調節制？Ｍ１方向に変位することがなく、父上記の
とおり対物レンズが傾斜することがないので、位置検出
も容易であり、高速アクセス又、トラッキング調節制御
をする時、該対物レンズ（１４）に対するレーザービー
ムの入射位１０′は変化しないので、光景損失もなくレ
ーザービームは対物レンズ（１４ンの収着の少い中心部
を常ＶＣ１…過するので周辺部まで、収差の少いレンズ
を必費と−ぜず、安価なレンズを対物レンズとして使用
できる。

さらに、プリズム（２２）によってレーザービームを９
０°転侠しているので焦点調Ｔｈｔ　ｉｌｉ’ｌ　（１
方向の寸法を小さくすることができ薄形の光学ヘッドを
提供できる。

焦点ＩＡ順制御は屈曲型圧電素子（１８）を屈曲させる
ことにより対物レンズ（１４）を変位してなきれる。

屈曲型圧′亀素子α呻は、″に磁コイル、磁石による駆
動装置に比べて、構造も簡単であり又弾性部材を除くこ
とも１３丁能なことから、弾１’：ｔ’−ｔｉｔｓ材と
してのバネ固有の振動を少くすることもＤＪ’　ｔｉヒ
であり、不要なＪｈｊ　！Ｉ（ＩＪを起さない、安価・
なレンズ駆動装置を提供できる。

トラッキング調節制御方向の弾性部材として圧縮コイル
バネを使っている。圧縮コイルバネは、通常のバネ計り
に使われている如く、復元力特性に秀れ、又形状も単純
であることから安価に入手できる。バネ固有の４Ｗｍｌ
Ｊｆ吸収するダンパー材としては弾性状のゴム又は圧縮
コイルバネに樹脂を被服することによって、容易にダン
パーとしての目的を達成できる。

第６図は、本発明の第２実施例を示す。第６図において
は、上６ピ実施例でレンズ枠（１５）と外枠（１６）と
の間に１ψ侍係数の小さ′な、球体（１７）を介して嵌
合していたものを、厚焼係数の小さなフラン側脂力０工
、テフロン樹脂、又は粘性の小さな油等を介して強嵌合
させたパイプ形状にし、さらに、トラッキング調節制御
機構についても、上記と同様にバネ押え部、（２７）、
（２８）をパイプ状の形状にし、かつ、摩（１，４係数
の小さな、フッソ樹脂加工、テフロン樹脂、又は粘性の
小さな油などを介して、強嵌合さたものである。焦点調
節制御機構、トラッキング調節制御機構ともに、同一形
状にできることから、生理性に富み、構造が簡単で安価
な対物レンズ駆動装置を提供することができる。

第７図は、本発明の＠３実施例を示し、このトラッキン
グ調節制御駆動装置は、積層型圧電素子（２９）を使用
した例である。この積層型圧電素子（２９）は、厚さ１
闘以下の圧電素子を数１０枚以上積み重ね、電圧を付与
することＶＣより、槓み惠ねた方向に変位する性質を利
用して、図示しないトラッキング誤差検出部からの制御
箱：圧を該圧電素子（２９）に伺与し、トラッキング調
節制イ卸力向のみに変位させている。′電磁コイルイ社
石からなる駆動装置に比べて構造も簡単でろり又弾性部
制を除くことも可ｈヒなことから、弾性部利としてのノ
（ネ固有の振動がなくなり不要な振動を起さない、安価
なレンズ駆動装置を提供できる。

第８図は第４実施例を示し、パイプ状のバネ押え部（２
７）、　（２８）を除き、さらに構造を簡単にしたもの
である。

本発明は上述のように構成され、焦点？Ｊ＠節制御とト
ラッキング調節制御は各々独立した制御を行い、１方を
制御した時、他方に不＊ｔＷ動などの影響を与えること
なく、又対物レンズも傾かないので、焦点及びトラッキ
ング調節制御範囲も広がり、記録面での情報トランクへ
の高速アクセスも容易になり、外部から振動衝撃が加っ
ても情報トラックから外れ繍くなる。

また、トラッキング調節制御は該外枠（１６）を平１工
光束ビーム方向に移動して行なわれるので、対物レンズ
が焦点調部制御方向に変位することがなく、父上＾ピの
とおり対物レンズが頑科することがないので、位置検出
も容易であり、高速アクセスがやり易くなる。

更に、焦点調パ１）ｆｌｊｌｌ岬は屈曲型圧電素子（１
８）を屈曲させることにより対物レンズ（１４）を変位
してなされるため、屈曲型圧′成累子は、′亀１＋！コ
イル、磁石による駆動装置時に比べて、構造も簡単であ
り、又弾性部材を除くことも可ｉｉヒなことから、弾性
部材としてのバネ固有の振動を無くすことが可能であり
、不要な振動を起さない、安価なレンズ駆動装置ｊｔを
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の別々の対゛吻しンズ駆動装置
の概略を示す断面図、第３図は本発明の１実施例を示す
対物レンズ駆動装置にの正面断面図、第４図は第３図の
Ａ−Ａ’線断面図、８ｇ５図は屈曲型圧電素子のａ５２
Ｉ３Ｉ４図、第６図、第７図、及び第８図は、第２、第
３、第４実施例を示す対物レンズ駆動装置の断…ｊ図で
ある。 （１４）・・・・・・対物レンズ、　（１５）・・・・
・・レンズ枠、（１６）・・・・・・外枠、　（１７）
、（２２〕・・・・・・支持構造体（還体）（１８）・
・・・・・屈曲型圧電素子、　（１９）・・・・・・プ
リズム、（２０）・・・・・・圧電素子取付具、（２υ
・・・・・・外筺〔２３）・・・・・・１Ｍ、磁コイル
、　（２４）・・・・・・磁石、に５）、（２６］圧相
コイルバネ 第１図　　　　第２図 第３図 第４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　記録媒体上に螺旋状あるいは同心円状に記録
   されたＩｆｆ報を光ビームを対物レンズによって微小ス
   ポットＶＣ集束して読み取る光学ヘッドの対物レンズ駆
   動装置において、Ａ＋Ｊ記記録媒体の記録面に直焚する
   光路上に配赦し、かつレンズ枠に保持された対物レンズ
   並びに該対物レンズのレンズ枠を摺動させる外枠並びに
   前ｌｌＩＣ対物レンズを焦点調節方向に制御する磁気回
   路を備えた焦点調節制御駆動機構と、前記記録面と平行
   なトラッキング調節制御軸上に光ビームの光路を変換す
   る光路変換手段と、前記焦点調節制御駆動機構をトラッ
   キング調節制御軸方向のみに移動してトラッキング調節
   制（ｇｌをするトラッキング調節制御駆動機構を配置し
   、かつ、前記対物レンズの軸心方向と直ｙ方向に配設さ
   れて電圧の印加により変形する屈曲型圧電素子ｆｔ設け
   たことを特徴とする対物レンズ駆動装置。 （２ン　　前記トラッキング調節制御駆動様子１４には
   ？■、圧の印加により変形する積層型圧′亀素子を設け
   たことを特徴とする％旧−請求のＩ！ｉ包囲第１項に記
   載の対物レンズ駆動装置。