JPS60234239A - Method and device for two-dimensional drive of objective lens - Google Patents
Method and device for two-dimensional drive of objective lensInfo
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- JPS60234239A JPS60234239A JP8935084A JP8935084A JPS60234239A JP S60234239 A JPS60234239 A JP S60234239A JP 8935084 A JP8935084 A JP 8935084A JP 8935084 A JP8935084 A JP 8935084A JP S60234239 A JPS60234239 A JP S60234239A
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0925—Electromechanical actuators for lens positioning
- G11B7/0935—Details of the moving parts
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は対物レンズの2次元駆動装置および駆動方法に
係シ、特に光学式情報記憶装置、たとえば光デイスク装
置、光磁気ディスク装置、デジタルオーディオ装置等に
おいて光ビームを記録媒体上に集光させる対物レンズの
2次元駆動装置および駆動方法に関する。Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to a two-dimensional driving device and driving method for an objective lens, and particularly to an optical information storage device, such as an optical disk device, a magneto-optical disk device, a digital audio device, etc. The present invention relates to a two-dimensional driving device and driving method for an objective lens that focuses a light beam onto a recording medium.
ここでは光学式情報記憶装置として光デイスク装置を一
例として取シあげ、以下の説明を行う。Here, the following explanation will be given by taking an optical disk device as an example of an optical information storage device.
一般に光デイスク装置においては、記録媒体上に幅1〜
2μm1長さ1〜3μmの情報ビットが記録されている
。この情報ビットから情報を読み取るには、まず光ビー
ム(通常レーザビーム)を対物レンズによって微小スポ
ット(約1μm)に集光し、情報ビットに照射する。こ
のとき、情報ビットの有無によって記録媒体からの反射
光あるいは透過光は光学的に変化する。この変化を光検
出器で検出することによシ、情報ビットに対応した再生
信号を得ることができる。Generally, in an optical disk device, a width of 1~
Information bits of 2 μm and 1 to 3 μm in length are recorded. To read information from this information bit, first a light beam (usually a laser beam) is focused onto a minute spot (approximately 1 μm) using an objective lens, and is irradiated onto the information bit. At this time, the reflected light or transmitted light from the recording medium changes optically depending on the presence or absence of information bits. By detecting this change with a photodetector, a reproduced signal corresponding to the information bit can be obtained.
この種の装置では、光ビームを集光するために用いられ
る対物レンズは開口数(NA )が大きくなり、通常0
.4〜0.5の値を有する。周知のごとく、開口数が大
きくなるに従って焦点深度は浅くなシ、通常±2μmと
なる。In this type of device, the objective lens used to focus the light beam has a large numerical aperture (NA), typically 0.
.. It has a value of 4 to 0.5. As is well known, as the numerical aperture increases, the depth of focus becomes shallower, typically ±2 μm.
このような光デイスク装置においては、記録媒体−Fの
情報♂ット列を微小スポットが常に正確に走査すること
が極めて重要である。そのために、記録媒体の反シ等に
伴う焦点ずれを補正するオートツメ−カスおよび記録媒
体の偏心等による照射位置ずれを補正するオートトラッ
キングが必要となる。In such an optical disk device, it is extremely important that the minute spot always accurately scan the information dot row on the recording medium-F. For this purpose, automatic adjustment is required to correct the focal shift caused by the curling of the recording medium, and autotracking is required to correct the deviation of the irradiation position due to the eccentricity of the recording medium.
従来このオートフォーカス機能及びオートトラッキング
機能を実現する方法として対物レンズをばね状構造体で
支持し電磁コイルと磁石とによる電磁力の効果を利用す
る方法が知られている。Conventionally, as a method for realizing this autofocus function and autotracking function, a method is known in which an objective lens is supported by a spring-like structure and the effect of electromagnetic force caused by an electromagnetic coil and a magnet is utilized.
第1図はこの従来の方法を用いた対物レンズの2次元駆
動装置の平面図であシ、第2図は側面断面図である。FIG. 1 is a plan view of a two-dimensional driving device for an objective lens using this conventional method, and FIG. 2 is a side sectional view.
対物レンズ1は対物レンズホルダ2によって支持され、
対物レンズホルダ2の上下端はそれぞれ板バネ3および
4によって支持されている。板バネ3および4の各々の
他端は、一端が基板に固定された板バネ5および6の他
端と中継板7を介して結合されている。コイル8,9お
xUxOu’R物レンズホルダ2の側面に固着され、接
着剤を十分に塗布する等の方法で剛性を高めである。ヨ
ーク11.12および永久磁石13によって作り出され
る磁力線はコイル8と交叉している。これと同様に、ヨ
ーク14,15、永久磁石16およびヨーク17.18
、永久磁石19によって作シ出される磁力線もそれぞれ
コイル9およびIOと交叉している。The objective lens 1 is supported by an objective lens holder 2,
The upper and lower ends of the objective lens holder 2 are supported by leaf springs 3 and 4, respectively. The other ends of each of the leaf springs 3 and 4 are coupled via a relay plate 7 to the other ends of the leaf springs 5 and 6, each of which has one end fixed to a substrate. The coils 8 and 9 are fixed to the side surface of the lens holder 2, and the rigidity is increased by applying sufficient adhesive or the like. The magnetic field lines created by the yoke 11 , 12 and the permanent magnet 13 intersect the coil 8 . Similarly, yokes 14, 15, permanent magnet 16 and yokes 17, 18
, the magnetic lines of force created by the permanent magnets 19 also intersect the coils 9 and IO, respectively.
コイル8はトラッキング用コイルであり、トラッキング
エラー信号に応じた電流が流れることで第1図中の矢印
方向に対物レンズlの位置を変位させる。こうして微小
スポットを常にディスク面上ノドラックに追従させるト
ラッキング・サーボが行われる。The coil 8 is a tracking coil, and a current corresponding to a tracking error signal flows therethrough, thereby displacing the position of the objective lens l in the direction of the arrow in FIG. In this way, tracking servo is performed to make the minute spot always follow the track on the disk surface.
一方、コイル9および10はフォー力ッシング用コイル
であシ、フォーカスエラー信号に応じた電流が流れるこ
とで第2図中の矢印方向に対物レンズ1の位置を移動さ
せる。こうして対物レンズ1とディスク面との距離を適
正に保つフォーカス・サーボが行われる。On the other hand, the coils 9 and 10 are force-shinging coils, and the position of the objective lens 1 is moved in the direction of the arrow in FIG. 2 by flowing a current according to the focus error signal. In this way, focus servo is performed to maintain an appropriate distance between the objective lens 1 and the disk surface.
この方法は光軸ずれ等が生じに<<、可動鏡を回転駆動
することによシ光ビームを小さい角度で偏向するオート
トラッキング方法に比べ、オートフォーカス動作が安定
する利点があった。This method has the advantage that the autofocus operation is more stable than the autotracking method in which the optical beam is deflected at a small angle by rotationally driving a movable mirror, although this method does not cause optical axis misalignment.
しかしながら、ノリグループのないディスクを用いる場
合、上述した従来例の駆動装置では記録時、すなわちト
ラッキング・サーボループが開いた時には対物レンズを
ディスク半径方向に規制する力がt丘とんど働かないこ
とになる。そのために、外部振動等の外力によシ対物レ
ンズがディスク半径方向に揺れやすくなシ、記録トラッ
クのピッチr に )
が不均一となる。その結果、再生時のトラッキング・サ
ーボが不安定になるという欠点があった。However, when using a disk without a glue loop, the force that restricts the objective lens in the disk radial direction does not work much with the conventional drive device described above during recording, that is, when the tracking servo loop is open. become. As a result, the objective lens tends to sway in the disk radial direction due to external forces such as external vibrations, and the pitch r of the recording tracks becomes non-uniform. As a result, there was a drawback that the tracking servo during playback became unstable.
そこで、対物レンズの動きを検知し、その情報をもとに
対物レンズの位置を制御することにょシ常に一定位置に
保つことが必要となる。このため対物レンズの位置検出
手段として静電容量型位置検出手段や差動トランスを用
いた例がある。しかし、いづれもアクチーエータを大型
化し、高価にする欠点がある。さらに対物レンズの動き
の許容度はトラックピッチの値によって異々多はするが
、一般的に±0.5μm以下である。この程度の動きを
検出するためには信号ノイズや感度の関係で極めて難し
い。そのために、グリグループ付のディスクを用いざる
を得なかった。Therefore, it is necessary to always maintain a constant position by detecting the movement of the objective lens and controlling the position of the objective lens based on that information. For this reason, there are examples in which a capacitive position detecting means or a differential transformer is used as the position detecting means of the objective lens. However, all of them have the disadvantage of making the actuator larger and more expensive. Further, although the tolerance for movement of the objective lens varies depending on the value of the track pitch, it is generally ±0.5 μm or less. Detecting this degree of movement is extremely difficult due to signal noise and sensitivity. For this reason, it was necessary to use a disk with a grid loop.
本発明は上記従来の欠点に鑑みなされたものであ多、そ
の目的とするところはオートフォーカス・サーがおよび
オートトラッキング・サーボをともに安定させる対物レ
ンズの2次元駆動装置および駆動方法を提供することに
ある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional drawbacks, and its object is to provide a two-dimensional driving device and driving method for an objective lens that stabilizes both an autofocus servo and an autotracking servo. It is in.
(6)
〔発明の要旨〕
上記目的を達成するために、本発明は対物レンズに固定
された複数の通電コイルの一部を入れ子状に互いに重ね
て一定磁界内に設けたことを特徴とし、さらに必要に応
じそれらの通電コイルに互いに異なる方向に通電して対
物レンズを固定することを特徴とする。(6) [Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a plurality of energizing coils fixed to an objective lens are partially stacked one on top of the other in a nested manner and provided within a constant magnetic field, Furthermore, the objective lens is fixed by energizing the energizing coils in different directions as necessary.
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第3図は本発明による対物レンズの2次元駆動装置の一
実施例の平面断面図である。ただし対物レンズ、コイル
及び磁気回路部分は第1図に示した従来例と同一である
ため省略し、同一部材には同一番号を付して、説明を省
略する。FIG. 3 is a plan sectional view of an embodiment of a two-dimensional driving device for an objective lens according to the present invention. However, since the objective lens, coil, and magnetic circuit portions are the same as those of the conventional example shown in FIG. 1, they will be omitted, and the same members will be given the same numbers and their explanation will be omitted.
同図のトラッキング駆動部20において、対物レンズホ
ルダ2の側面にはコイル21およびコイル22が固着さ
れている。コイル21およヒ22は同軸となるよう配置
され、それらの一部は入れ子状に互いに重なって接着さ
れ、その重なった部分にヨーク12から磁力線が供給さ
れている。In the tracking drive unit 20 shown in the figure, a coil 21 and a coil 22 are fixed to the side surface of the objective lens holder 2. The coil 21 and the coil 22 are arranged coaxially, and some of them overlap each other in a nested manner and are glued together, and lines of magnetic force are supplied from the yoke 12 to the overlapping part.
第4図はトラッキング駆動部2oの斜視図である。同図
において、コイル21および22に対向したヨーク12
の幅aはコイル21とコイル22の重なった部分の通常
の幅よシ十分広くとられ、コイル21および22が移動
しても十分な磁力線が供給されうる。FIG. 4 is a perspective view of the tracking drive section 2o. In the figure, yoke 12 facing coils 21 and 22
The width a is set to be sufficiently wider than the normal width of the overlapping portion of the coils 21 and 22, so that sufficient lines of magnetic force can be supplied even when the coils 21 and 22 move.
次に、このような構成を有する本実施例の動作を第5図
ないし第7図を用いて説明する。Next, the operation of this embodiment having such a configuration will be explained using FIGS. 5 to 7.
第5図は情報再生時のトラッキング機能を説明するため
のトラッキング駆動部2oの概略的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the tracking drive section 2o for explaining the tracking function during information reproduction.
情報再生時には、公知の手段によるトラッキング信号に
基づいた電流をコイル21および22に同一方向に流し
、トラッキング制御を行う。たとえば、コイル21およ
び22に図中の矢印■○C方向通電すれば、ヨーク11
および12間の磁界Mとの共働によシコイル21および
22は矢印B方向に移動し、光ビームを情報トラックに
追従させることができる。When reproducing information, current based on a tracking signal by known means is passed through the coils 21 and 22 in the same direction to perform tracking control. For example, if the coils 21 and 22 are energized in the direction of the arrow ■○C in the figure, the yoke 11
and 12, the coils 21 and 22 move in the direction of arrow B, allowing the light beam to follow the information track.
次に、情報記録時には、対物レンズ1を固定する必要が
ある。したがって、第6図に示すように、コイル21お
よび22へ互いに逆方向の同一電流を供給する。たとえ
ば、図中の矢印■■方向に電流を流すと、コイル22は
磁界Mとの共働によ)矢印C方向に力を受け、それと同
時にコイル21は磁界Mとの共働によ〕矢印り方向に力
を受けている。したがって、対物レンズ1は両方向の力
のつシ合った位置に固定される結果となる。Next, when recording information, it is necessary to fix the objective lens 1. Therefore, as shown in FIG. 6, the same current is supplied to the coils 21 and 22 in opposite directions. For example, when a current flows in the direction of the arrow ■■ in the figure, the coil 22 receives a force in the direction of the arrow C due to the cooperation with the magnetic field M, and at the same time, the coil 21 receives a force in the direction of the arrow C due to the cooperation with the magnetic field M. The force is being applied in the direction of Therefore, the objective lens 1 is fixed at a position where forces in both directions are balanced.
このように固定された状態で外乱を受けた場合を第7図
を用いて説明する。The case where a disturbance is received in such a fixed state will be explained using FIG. 7.
装置の振動等によシ対物レンズ1が矢印E方向に移動し
たとする。すると、コイル22が受ける磁界Mの幅は図
中のGからHへ減少し、コイル22が受けるC方向の力
は減少する。一方、コイル21が受ける磁界Mの幅は図
中のIからJへ増大し、コイル21が受けるD方向の力
は増大する。その結果、コイル21および22にはつシ
合いの位置へ向かう復元力が働き、外乱による対物レン
ズ1のずれを補正する。Assume that the objective lens 1 moves in the direction of arrow E due to vibration of the apparatus or the like. Then, the width of the magnetic field M that the coil 22 receives decreases from G to H in the figure, and the force in the C direction that the coil 22 receives decreases. On the other hand, the width of the magnetic field M that the coil 21 receives increases from I to J in the figure, and the force in the D direction that the coil 21 receives increases. As a result, a restoring force acts on the coils 21 and 22 toward the mating position, correcting the displacement of the objective lens 1 due to disturbance.
さらに、対物レンズ10つシ合いの位置からのずれが大
きくなる程上記復元力も大きくなるために、復元の応答
が速くなシ記録の安定性が向上する。Furthermore, the greater the deviation from the alignment of the objective lenses, the greater the restoring force, which improves the stability of recording with faster restoration response.
例えば、応答周波数は5 kHz以上を確保できるため
、外乱に対する復元時間は最大2 X 10−’ se
eと短かく、この時間内におけるビットエラーは再生時
のエラー補正機能で充分に回復できる。またこの値はプ
レグルーブ付ディスクの場合のエラー発生量と同等であ
る。For example, since the response frequency can be secured at 5 kHz or more, the recovery time against disturbance is at most 2 x 10-' se
The bit error within this time can be sufficiently recovered by the error correction function during playback. Furthermore, this value is equivalent to the amount of errors occurring in the case of a pregroove disc.
その結果、トラッキング・サーボルーグを開いた状態で
外部振動等の外力がいかなる方向に加わったとしても対
物レンズ1はその影響をほとんど受けなくなる。As a result, even if an external force such as an external vibration is applied in any direction with the tracking servo loop open, the objective lens 1 will hardly be affected by it.
なお、本実施例では光デイスク装置を一例として取シあ
けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、光磁
気ディスク装置やアソタルオーディオ装置などの光学式
情報記憶装置一般、更には物体形状検査装置、探傷装置
咎の光学装置に適用することができる。In this embodiment, an optical disk device is taken as an example, but the present invention is not limited to this, and can be applied to optical information storage devices in general such as magneto-optical disk devices and assotal audio devices, and furthermore, It can be applied to optical devices such as object shape inspection devices and flaw detection devices.
以上、詳細に説明したように、本発明による対物レンズ
の2次元駆動装置および駆動方法は外乱に対して非常に
優れた復元力を有し、プリグループのないディスクを用
いた場合であっても記録トラックのピッチが均一となる
ために、再生時のトラッキング・サーボが安定するとい
う大きな効果を有する。As explained above in detail, the two-dimensional driving device and driving method for an objective lens according to the present invention has an extremely excellent restoring force against disturbances, and even when a disk without a pregroup is used. Since the pitch of the recording tracks is uniform, this has the great effect of stabilizing tracking servo during reproduction.
第1図及び第2図はそれぞれ従来の対物レンズの2次元
駆動装置の平面図及び側面断面図である。
第3図は本発明の一実施例に係る対物レンズの2次元駆
動装置の平面図、第4図は本実施例におけるトラッキン
グ駆動部の斜視図、第5図す一゛\し第7図は本実施例
の動作を説明するためのトラッキング駆動部の平面断面
図である。
1・・・対物レンズ、11.12・・・ヨーク、13・
・・永久磁石、20・・・トラッキング駆動部、21.
22・・・コイル@
(11)
第1図
7
第 2図
笥3図
5FIG. 1 and FIG. 2 are a plan view and a side sectional view, respectively, of a conventional two-dimensional driving device for an objective lens. FIG. 3 is a plan view of a two-dimensional driving device for an objective lens according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view of a tracking drive unit in this embodiment, and FIG. FIG. 3 is a plan cross-sectional view of the tracking drive section for explaining the operation of the present embodiment. 1...Objective lens, 11.12...Yoke, 13.
...Permanent magnet, 20...Tracking drive unit, 21.
22...Coil @ (11) Fig. 1 7 Fig. 2 Shade 3 Fig. 5
Claims (3)
定位置に集光させる対物レンズの2次元駆動装置におい
て、 磁界を形成する磁界形成手段を有し、前記対物レンズの
支持部材に固定された複数の通電コイルを前記磁界内に
配置したことを特徴とする対物レンズの2次元駆動装置
。(1) A two-dimensional driving device for an objective lens that drives an objective lens two-dimensionally and focuses a light beam on a predetermined position on an object, which has a magnetic field forming means that forms a magnetic field, and is fixed to a supporting member of the objective lens. A two-dimensional driving device for an objective lens, characterized in that a plurality of energized coils are arranged within the magnetic field.
で重なシ合っていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の対物レンズの2次元駆動装置。(2) The two-dimensional driving device for an objective lens according to claim 1, wherein the plurality of energizing coils partially overlap each other within the magnetic field.
定位置に集光させる対物レンズの゛2次元駆動方法にお
いて、 必要に応じて、前記対物レンズの支持部材に固定され同
−磁界内に配置された複数の通電コイルに互いに異なる
方向に電流を流すことで前記対物レンズを固定すること
を特徴とする対物レンズの2次元駆動方法。(3) In a two-dimensional driving method for an objective lens in which the objective lens is driven two-dimensionally and a light beam is focused on a predetermined position on an object, if necessary, the objective lens is fixed to a supporting member of the objective lens and placed in the same magnetic field. A two-dimensional driving method for an objective lens, characterized in that the objective lens is fixed by passing current through a plurality of arranged energizing coils in mutually different directions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8935084A JPS60234239A (en) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | Method and device for two-dimensional drive of objective lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8935084A JPS60234239A (en) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | Method and device for two-dimensional drive of objective lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60234239A true JPS60234239A (en) | 1985-11-20 |
Family
ID=13968256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8935084A Pending JPS60234239A (en) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | Method and device for two-dimensional drive of objective lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60234239A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6127749A (en) * | 1999-02-10 | 2000-10-03 | Nikon Corporation Of Japan | Two-dimensional electric motor |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP8935084A patent/JPS60234239A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6127749A (en) * | 1999-02-10 | 2000-10-03 | Nikon Corporation Of Japan | Two-dimensional electric motor |
US6455956B1 (en) | 1999-02-10 | 2002-09-24 | Nikon Corporation | Two-dimensional electric motor |
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