JPS61137230A - 光学系駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学系を移動させるための駆動装置に関し、特
に光学系を２次元的に移動させることのできる駆動装置
に関する。この様な駆動装置は、たとえば光学的情報記
録再生装置において記録媒体へ光学的に情報を記録した
シ記録媒体から光学的に記録情報を読出したシする際に
用いられる光ヘッドに有効に適用される。

〔従来の技術〕

各種の光学機器において必要に応じ全光学系またはその
一部の光学系を移動させることが行なわれ、この様な移
動により光路を変化させ所望の結像関係を得ることがで
きる。

光学系の移動は、物体が光軸方向に移動する場合におけ
るフォーカシング即ち光軸に沿う方向の移動として実現
される場合と、物体が光軸と垂直の方向に移動する場合
の追従であるトラッキング即ち光軸と垂直の方向の移動
として実現される場合とがある。

この様な光学系移動の具体例として、光学的情報記録再
生装置の光ヘッドをあげることができる。

光学的情報記録再生装置においては、光源から発せられ
たレーザ光束を光学系により集束せしめてディスク等の
記録媒体に照射し、この際光束に光学的変調をかけてお
くことにより、該記録媒体に情報が記録される。この情
報記録はディスク状記録媒体の場合には該記録媒体を回
転させながら同心円状またはラセン状に微小・母ターン
列（情報トラック）を形成することにより行々われる。

微小パターンとしては使用する記録媒体の種類に応じて
凹凸、穴の有無、光反射率の変化または磁化の方向等が
用いられる。

記録媒体に記録された情報の再生時には、記録媒体の記
録パターンに対し一定の強さの光束を照射し該記録ノ４
ターンにより変調された光束を光学系により受光素子へ
と導き光電変換により記録情報の再生が行なわれる。

以上の様な光学的情報の記録または再生のための対物光
学系を含むものとして光ヘッドが用いられる。

ところで、光学的情報記録再生においては記録パターン
が微小であるため、光ヘッドによる記録媒体への光束照
射は十分カ合焦状態が得られる様に行なわれることが必
要であシ且つ再生時においては光スポットが情報トラッ
クに十分に追従することが必要である。そこで、光ヘッ
ドにおいては記録媒体へのフォーカシング状態とトラッ
キング状態とを常時検出してこれらが適正範囲から逸脱
しそうになった場合に光ヘッドの光学系またはその一部
を移動させて適正なフォーカシング状態及びトラッキン
グ状態を維持するための制御が行なわれている。

この様なフォーカシング制御及びトラッキング制御のた
め、従来の光ヘッドにおいては各々独立にフォーカシン
グ制御駆動手段とトラッキング制御駆動手段とが設けら
れていた。各駆動手段は対物レンズに固定されたコイル
と該コイルの位置に磁界を発生させるための磁石とを有
しており、該コイルへの通電量をコントロールすること
によりフォーカシング制御及びトラッキング制御が行な
われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかして、上記の如き従来の光ヘッドにおいては情報ト
ラックへのアクセスは上記コイル及び磁石を含む比較的
重量の大きな駆動手段を含めて全体を他の駆動手段を用
いて移動させることにより行なわれている。このため、
アクセス時の可動部分の重量が大きく高速アクセスが困
難であるという問題がある。また、上記の様な従来の光
ヘッドにおいては多くの駆動手段全必要とするため、部
品点数が多くなシ、この結果大きさが大きくなり且つコ
スト高となるという問題もある。

以上の様に比較的長い距離範囲にわたって２次元的に光
学系を高速で移動させることが困難であシコンパクト化
が困難であるという問題は、光ヘッドにおける光学系の
駆動に限らず、光学系の′２次元的移動を駆動するため
の装置全体において存在する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、以上の如き問題点全解決し、比較的簡
単な構成で光学系を２次元的に所望の距離高速に移動さ
せることのできるものとして、少々ぐとも１対の可動子
がそれらを結ぶ方向に沿って駆動源により独立に移動可
能な様に配設されており、各可動子にはそれぞれそれら
を結ぶ方向に対し斜めの方向に延びている連結部材の一
端が接続されており、各連結部材の他端により光学系が
支持されており、該光学系と上記可動子との相対的位置
関係を検出するための手段が備えられていることを特徴
とする、光学系駆動装置が提供される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しカから本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明による光学系駆動袋装置の一実施例を示
す平面図であシ、第２図はその■−■断面図である。本
実施例は光ヘッドの対物レンズ駆動に適用されたもので
あり、第２図においては光ヘッドの全光学系が概略的に
付記されている。

第１図及び第２図において、２，４は１対の可動子であ
り、本実施例においては２対の可動子２゜４が用いられ
ている。各対の可動子２，４はそれらを結ぶ方向（即ち
ＸニーＸ２方向）に対称軸を有する中空円筒体である。

各対における各可動子２゜４はＸｌ−Ｘ、方向に一直線
状に延びて平行に配置された２本のガイド部材６により
それぞれ貫通されている。該がイド部材６は可動子２，
４の中空円筒形状と対応する形状の外形をなしておシ、
各可動子２，４は外力が与えられればそれぞれＸｌ−Ｘ
２方向に沿って移動することができる。但し、各対の一
方の可動子２どうしは接続部材８により接続されており
他方の可動子４どうしは接続部材９により接続されてい
る。従って、２つの可動子２と接続部材８とで１つの可
動体が構成され、同様に２つの可動子４と接続部材９と
で他の１つの可動体が構成される。

接続部材８，９にはそれぞれ連結部材である平行板バネ
１０．１２の一端が接続されている。これら平行板バネ
１０，１２はＸ、　−Ｘ、方向に対し斜めになる様に配
列されており、またこれら平行板バネ１０．１２の接続
部材接続端部と反対側の端部には光学系支持部材１４が
固定されている。

そして、該支持部材１４により光学系である対物レンズ
１６が固定支持されている。Ｙは対物レンズ１６の光軸
であり、Ｘ、　−Ｘ、方向に垂直である。

可動子２，４の近傍には磁界発生用の磁石１８が配置さ
れており、２０はヨークである。また、ガイド部材６は
磁性体で出来ておシ、磁路の一部を形成する。これらに
より、磁石１８とガイド部材６との間にはＸ、　−Ｘ、
方向に垂直な方向の磁界が発生せしめられる。一方、可
動子２，４の外周面にはそれぞれコイル２２．２４が巻
かれており、該コイル２２．２４はそれぞれ独立に外部
の電源（図示せず）に接続されている。

２６は光学的情報記録媒体である光ディスクであシ、Ｙ
方向と垂直な面内において駆動モーター２８により駆動
回転せしめられ、光軸Ｙと交わる位置Ｐにおいては情報
トラックがＸ、　−Ｘ２方向と垂直の方向に走行する様
に回転している。

第２図において、３０は光源である半導体レーザーであ
り、該光源３ｏがら発せられた発散光はコリメーターレ
ンズ３２によりＸｌ−Ｘ、方向に沿う方向に進行する平
行光束とされる。該平行光束のうち特定偏光面を有する
直線偏光のみが偏光ビームスプリッタ−３４を透過直進
し、更に１／４波長板３６によ９円偏光とされる。

一方、接続部材９には光偏向手段である平面反射鏡３８
が付設されている。該反射鏡３８はその反射面がＸ、−
Ｘ、方向及びＹ方向のいづれに対しても４５度の角度を
なす様に配置されている。従って、１／４波長板３６を
通過した平行光束は反射鏡３８により反射せしめられて
光軸Ｙに沿った平行光束として対物レンズ１６に到達し
、該対物レンズ１６により集束せ１〜められ、ディスク
２６の位置Ｐにおいて微小スポットを形成する。

ディスク２６の位置Ｐにおいて反射された光束は対物レ
ンズ１６によ！ｌｌＹ方向に進行する平行光束とされ、
反射鏡３８によ’）　Ｘｉ　−Ｘｔ力方向偏向せしめら
れ、１／４波長板３６により該１／４波長板３６へ光源
側から入射せしめられる光束の偏光面とは直交する偏光
面をもつ光束とされ、ビームスノリツタ−３４により反
射せしめられ、集光レンズ４０及びシリンドリカルレン
ズ４２″ｌｒ：通過せしめられて、光検出器４４たとえ
ば４分割光検出器に入射せしめられる。かぐして、光検
出器４４により、記録媒体２６に記録された記録情報を
得るとともに、非点収差法によりフォーカシングエラー
信号を得、更にプッシュプル法によりトラッキングエラ
ー信号を得ることができる。

４６はトラッキングエラー信号を得るための第１の減算
器であり、４８はトラッキングエラー信号を得るための
第２の減算器である。第１減算器４６には、４分割光検
出器４４の４つのセグメントの出力をトラッキングエラ
ー信号検出用に２つにグループ化したもののそれぞれが
入力せしめられる。

接続部材９には該接続部材９とレンズ支持部材１４との
相対的位置関係即ち可動子とレンズ１６との相対的位置
関係を検出するための手段である反射型フォトカプラー
５０が付設されている。該カプラー５０は、内蔵光源か
らレンズ支持部材１４の側面に対し傾きをもって光ビー
ムを照射し、その反射ビームを適宜の開口を有する受光
器に導き、その受光ビームのケラレ量に基づき支持部材
１４との距離を検出することができる。

第２減算器４８には、第１減算器４６の出力と７オトカ
プラー５０の出力とが入力せしめられる。

第２図において、トラッキングが正確に行なわれている
とすると、第１減算器４６への２つの入力は等しく、従
って該第１減算器４６の出力■アは０？ルトである。ま
た、この基準状態においてフォトカプラー５０の出力■
８も０デルトに設定しておく。その結果、第２減算器４
８の出力ｖ／ＴはＱｙｔ’ルトと々る。

第３図及び第４図は本実施例の光学系駆動装置の動作を
説明するための部分断面図である。

２４に同方向の直流電流を流すことにより、各コイル２
２，２４は磁石１８により発生せしめられた磁界との相
互作用の結果、Ｘ、−Ｘ２方向において同一の向きの力
を受ける。かくして可動子２゜４はガイド部材６にガイ
ドされて同一の向きに移動せしめられる。尚、各コイル
２２．２４の特性を適宜設定しておくことにより、同一
時間の通電で４つの可動子２，４の移動量を同一とする
ことができ、この場合には対物レンズ１６はトラッキン
グ方向（即ちＸｌ−Ｘ２方向）にのみ移動してフォーカ
シング方向には移動しない。

第４図においては外部の電源によりコイル２２゜２４に
逆方向の直流電流を流すことにより、各コイル２２，２
４は磁石１８の磁界によりｘｌ−ｘ２方向において逆向
きの力を受ける。かくして可動子２，４は連結部材１０
．１２の弾性力とつりあう位置までガイド部材６，８に
ガイドされて逆向きに移動せしめられる。この場合にも
４つの可動子２，４の移動量を同一とすることができ、
かくして対物レンズ１６はフォーカシング方向にのみ移
動しトラッキング方向には移動しない。

第４図においては連結部材１４が変形しておシ、従って
接続部材９に固設されている反射鏡３８とレンズ１６と
の位置関係が変化し、光源側からの入射光束が基準状態
において必要最小限のものである場合には、光源側から
レンズ１６に入射する光束はレンズ１６の一部のみしか
通過しない。そして、記録媒体２６による反射光束もレ
ンズ１６の光軸Ｙに対し偏りをもって進行し、この結果
光検出器４４にも偏？）をもって入射することになる。

そして、トラッキングが正確に行なわれているとすると
第１減算器４６の出力ＶＴはＯがルトにはならず、反射
鏡３８とレンズエ６との相対的位置関係の基準状態から
のズレ量に対応した田方が得られる。一方、フォトカプ
ラー５０からも上記基準状態からのズレ量に対応する出
力が得られる。従って、第２減算器４８の出力ｖｌｒは
Ｏポルトとなる。

以上即ち、本実施例装置においては第２減算器４８の出
力ｖ′ｒには可動子２，４とレンズ１６との相対的位置
関係の変化そのものに基づく誤差が入ることはない。

かぐして、本実施例装置によれば、各可動子２゜４に巻
かれたコイル２２．２４に印加する直流電圧の大きさ及
びそのコイル巻き方向に対する電圧の印加方向を適宜設
定することＫよシ、対物レンズ１６をその光軸方向及び
それに垂直な方向に関し２次元的に移動させることがで
き、これにより光学的情報記録再生装置のトラッキング
制御及びフォーカシング制御を同時に行なりことができ
る。

また、本実施例装置によれば対物レンズ１６をかなシの
ストロークにわたってＸ、−Ｘ、方向及びＹ方向に沿っ
て移動させることができ、情報トラックへのランダムア
クセスが可能である。

また、本実施例装置においては、光源側からＸｌ−Ｘ２
方向に沿って進行する光束を反射鏡３８により対物レン
ズ１６へと偏向せしめているので、可動子２，４が移動
しても光源側からの平行光束は常に対物レンズ１６へと
入射せしめられ、情報トラックへのランダムアクセスの
様な比較的長い距離の移動の際にも光源を移動させなく
てすむ。

尚、以上の実施例においては連結部材として平行板バネ
が用いられているが、本発明駆動装置における連結部剤
としては可動子と光学系とを適宜の曲げ弾性を有しつつ
連結するものであれば全て使用し得る。更に、本発明装
置においては、可動子の駆動を停止した状態にて可動子
の位置を維持できる様に々っている場合には、連結部材
としては両端にて単なるヒンジにより接続する様なもの
を用いてもよい。

更に、以上の実施例においては光偏向手段として１枚の
平面反射鏡が使用されているが、本発明駆動装置におけ
る光偏向手段は２枚以上の反射鏡の組合せによるものや
プリズム等の２以上の反射面を有するもの、更には反射
以外の屈折その他の光偏向によるものであってもよい。

以上の実施例においては駆動される光学系が対物レンズ
である場合を示したが、本発明駆動装置により駆動され
る光学系は対物レンズに限定されるものでは々いことは
もちろんであり、全光学系の少々くとも一部を構成する
光学系構成部分であればよく、凸レンズ以外のたとえば
凹レンズ、反射鏡またはプリズム等であってもよい。

更に、以上の実施例は光ヘッドの対物レンズの駆動に適
用したものであるが、本発明駆動装置はその他の全ての
光学機器の光学系の駆動に適用することができる。

また、以上の実施例においては可動子と光学系との相対
的位置関係検出手段として反射型フォトカプラーが用い
られているが、本発明装置における該検出手段はこれに
限定されることはなく、他の光学的、電気的または機械
的手段またはそれらを組合わせたものを適宜用いること
ができる。

第５図及び第６図はこの様な可動子と光学系との相対的
位置検出手段の具体例を示す図である。

第５図においては透過型のフォトカプラー５２が示され
ている。この場合にはレンズ支持部材に遮光板５４が固
設されており、カプラー５２の内蔵光源からの光ビーム
が受光器へと入射せしめられる光路中に該遮光板５４が
配置せしめられている。そして、可動子とレンズとのＸ
ｌ−Ｘ２方向の距離変化にもとづき遮光板による光ビー
ムの遮光量が変化して受光器に入る光量が変化し、かく
して相対的位置関係を検出することができる。

第６図において、５６は光スポツト位置検出センサたと
えばＣＣＤラインセンサであシ、５８はレンズ１６の光
軸Ｙ上にて支持部材１４内に配置されたハーフミラ−で
あり、６０はレンズ支持体１４の側面に配置された結像
レンズである。ハーフミラ−５８により反射されたレン
ズ１６側からの光束は結像レンズ６０によりセンサ５６
上にスポットを形成する。従って、レンズ１６、支持体
１４、ハーフミラ−５８及び結像レンズ６０が一体とな
ってセンサ５６に対しＹ方向に移動すると該センサ５６
におけるスポット位置が変化し、これにより相対的位置
関係を検出することができる。

上記実施例においては可動子２，４の駆動力としてコイ
ル２２．２４と磁石１８とを用いているが、本発明駆動
装置における可動子の移動のための駆動力としては上記
実施例のものに限定されることはなく、他の電磁的手段
や静電的手段、圧電的手段、機械的手段等の他の適宜の
駆動力発生手段を用いることができる。

また、上記実施例においては可動子が２対用いられてい
る場合が示されているが、本発明装置においては可動子
が１対あるいは３対以上であってもよい。

〔発明の効果〕

以上の如き本発明装置によれば、次の様な効果が得られ
る。

（１）可動部分が少なく且つかなりの距離にわたって光
学系を２次元的に移動させることができる。

（２）可動部分の重量が比較的小さいため移動速度を高
めることができ、特に対を外す可動子が同一の向きに移
動する時には大きな加速度を得ることができる。

（３）可動子と光学系との相対的位置関係を検出できる
ので、光学系を２次元的に移動させた場合に各種検出系
において生ずる誤差の発生を演算により打消すことが可
能となり、また該相対的位置−関係の検出信号を用いて
２次元駆動のダンぎングを行ない、円滑な駆動を実現す
ることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の平面図であり、第２図はその■−
■断面図である。 第３図及び第４図は本発明装置の動作状態における部分
断面図である。 第５図及び第６図はいづれも光学系と可動子との相対的
位置関係を検出するための手段の概略説明図である。 ２．４：可動子、６：ガイド部材、ｊＯ，１２＝連結部
材、１６：レンズ、１８：磁石、２２゜２４：コイル、
３８：反射鏡、５０，５２．５６：位置検出手段 代理人弁理士　　山　　下　　積　平 第４図 第５図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１対の可動子がそれらを結ぶ方向に沿
   って駆動源により独立に移動可能な様に配設されており
   、各可動子にはそれぞれそれらを結ぶ方向に対し斜めの
   方向に延びている連結部材の一端が接続されており、各
   連結部材の他端により光学系が支持されており、該光学
   系と上記可動子との相対的位置関係を検出するための手
   段が備えられていることを特徴とする、光学系駆動装置
   。
2. （２）光学系が１対の連結部材の方向により決定される
   面内において１対の可動子を結ぶ方向に垂直の方向に光
   軸を有する、特許請求の範囲第１項の光学系駆動装置。
3. （３）可動子の移動をガイドするためのガイド部材が設
   けられている、特許請求の範囲第１項の光学系駆動装置
   。
4. （４）可動子のうちの一方にガイド部材と平行の光束を
   光学系へと導くための光偏向手段が固設されている、特
   許請求の範囲第３項の光学系駆動装置。