JPS61137231A - 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】 〔音業上の利用分野〕 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
録再生装着において記録媒体へ光学的に情報を記録した
り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楊合におけ
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りては、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パター
ン列（情報トラック）を形成することにより行なわれる
。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・臂
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
と導き光電変換にょシ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
射は十分な合焦状態が得られる様に行なわれることが必
要であり且つ再生時においては光スＩ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。そとで、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
と該コイルの位肯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
いて移動させると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
ヘラげにおいては多くの駆動手段を必要とするため、部
品点数が多くなシ、この結果大きさが大きくな）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ととが困難であ（へ） 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、以上の如き問題点を解決し、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なくとも１対の可動子が
それらを結ぶ方向に沿って配設されたガイド部材に沿っ
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ガイド部材の方向に対し斜めの方
向に延びている連結部材の一部゛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如、上記可
動子の双方によルガイｒ部材と平行の光束を上記光学系
へと導くための光偏向手段が光学系に対しその光軸方向
とガイド部材の方向とに垂直の方向にのみ相対的に平行
移動可能な様に保持さ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、図面を参照しなが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装置の一実施例を示す
平面図であり、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
）、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。６対の可動子２，４はそれらを結ぶ方向（即ち
Ｘｔ−Ｘ！Ｙ方向に対称軸を有する中空円筒体である。

６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。該ガイド部材６は可動子２．
４の中空円面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
、方向に沿って移動することができる。

但し、６対の一方の可動子２どうしは接続部材８によ多
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
多接続されている。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υ、またこれら平行板バネ１０．１２の接読部
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
であシ、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
磁性体で出来ており、磁路の一部を形成する。これらに
より、磁石１Ｂ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）、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り、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Ｘｔ　−Ｘ、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３０から発せられた発散光はコリメーターレ
ンズ３２によＪ）Ｘｔ−Ｘｓ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１７４波長板３６により円偏光とされる。

一方、接続部材８．９により光偏向手段である平面反射
＊３８が保持されている。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により集束せしめられ、ディ
スク２６の位置Ｐにおいて微小スポットを形成する。

反射鏡３８は、保持部材４０．４１を介して接続部材８
と接続されており、一方保持部材４２゜４３を介して接
続部材９と接続されている。各保持部材４０，４１．４
２．４３の両端部はＹ方向に沿った方向の軸のまわシに
回動自在な様に反射鏡３８及び接続部材８，９に接続さ
れている。そして、第１図における保持部材４０．４１
の両端位置Ｑｓ　　ｅ　Ｑｘ　　ｅ　Ｑｓ　　＋　Ｑ４
を結ぶ四辺形ＱＩＱ！Ｑａ　Ｑｓは平行四辺形をなし、
且つ第１図における保持部材４２．４３の両端位置Ｑｓ
　　＊　Ｑａ　　＃　Ｑｔ＊Ｑ８を結ぶ四辺形Ｑｓ　Ｑ
ａ　Ｑａ　Ｑ７　も平行四辺形をなし、且つ上記位置Ｑ
＊　　、Ｑａ　　、Ｑａ　　、Ｑｓを結ぶ四辺形ＱＩ　
Ｑ４　Ｑｓ　Ｑｓは長方形をなしている。

第２図において、ディスク２６の位置Ｐにおいｒ１八Ａ て反射された光束は対物レンズ１６にょシＹ方向に進行
する平行光束とされ、反射鏡３８によりＸｌ−Ｘ、方向
に偏向せしめられ、ＩＡ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、ビームスプリッタ−
３４によル反射せしめられ、集光レンズ４０及びシリン
ドリカルレンズ４２を通過せしめられて、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。かくして
、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、更にブツシュデ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。

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。

第３図においては外部の電源によりコイル２２゜２４に
同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により発生せしめられた磁界との相互作用
の結果Ｓ　Ｘ　１−　ｘ、方向にお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。同、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Ｘｔ−Ｘ２方向）にのみ移動しフォー
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−Ｘ。

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の弾性力とつシあう位置までガ
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−
。

かくして、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
定することにより、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配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うことができ
る。

また、本実施例装置によれば対物レンズ１６をかなりの
ストロークにわたってｘｌ−ｘｔ力方向び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　−Ｘ
２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カ′
−移動しても光源側からの平行光束は常に対物レンズ１
６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。

更に、本実施例装置においては、第４図の様に可動子２
，４の間の相対的距離が変化する場合においては反射鏡
３８はＸｌ　−Ｘ！力方向びＹ方向／１＊１ の双方に対して垂直の方向へ平行移動するのみであるの
で光源３０から対物レンズ１６に至る光路を不変に維持
することができ、従って光検出器４４によるフォーカシ
ングエラー検出信号及びトラッキングエラー検出信号に
は誤差が発生することはなく、更にレンズ１６として必
要最小限の口径のものを使用することができる。

閏、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材
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なっている場合には、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。

また、本発明装置における光偏向手段の保持方法は上記
実施例に記載のものに限定されろことはなく、光偏向手
段の同様な移動全可能にするものであればよく、たとえ
ば上記実施例における連結部材１０．１２と同様な板バ
ネによるものやその他の適宜の弾性部材によるものカー
例示される。

以上の実施例においては駆動されろ光学系カ一対物レン
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ないこと
はもちろんであり、全光学系の少な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６
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、光学系が２つの連結部
材１０．１２の方向により決定される面（即ち、第１図
における紙面）内において可動子２．４を結ぶ方向（即
ちＸｌ−Ｘ２方向）に垂直の方向（即ちＹ方向）に光軸
を有する場合が示されており、これによりフォーカシン
グ方向及びこれに垂直の１つの方向に光学系を移動させ
ているが、本発明駆動装置はこの様な光学系駆動に限定
されることはない。

第５図は第１〜４図の実施例とは異なる本発明駆動装置
の実施例の部分断面図である。第５図においては第１図
におけると同様の部材には同一の符号が付されている。

本実施例においては光学系であるレンズ１７は紙面に垂
直の方向に光軸を有する。即ち、レンズ１７は２つの連
結部材１０，１２の方向により決定されろ面（即ち、第
５図における紙面）に垂直の方向に光軸を有する。また
、本実施例においては、接続部材８，９に保持される平
面反射鏡３９はレンズ１７の光軸上においてＸｌ　−Ｘ
２方向に沿って進行する光源側からの光束をレンズ１７
へと導く様に配置せしめられておシ、保持手段４４゜４
５、・・・によりレンズ１７の光軸方向及びＸ　１−Ｘ
２方向の双方に垂直の方向にのみ平行移動可能に保持さ
れている。

本実施例装置によれば光学系をその光軸に垂直な面内に
おいて２次元的に移動させることができる。

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だ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ととができる。

（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、特に対をな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）可動子はガイド部材にガイドされて移動せしめら
れるので、可動子が該ガイド部材の方向と垂直の方向に
フレることがなく光学系の移動の制御を正確に行なうこ
とができる。

（４）可動子により光偏向手段が保持されており、該光
偏向手段は光学系の光軸方向及びガイド部材の方向の双
方に垂直な方向にのみ平行移動するので、可動子が移動
した場合でも固定光源側からの光束を常に光学系へと導
く様にすることができる。

【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図は本発明装置の部分断面図である。 ２．４：可動子、６：ガイド部材、１０，１２：連結部
材、１６，１７：レンズ、１８：磁石、２２．２４：コ
イル、３８二反射鏡、４０，４１゜４２．４３，４４，
４５：保持部材。

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
   って配設されたガイド部材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
   ガイド部材の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、上記可動子の双方によりガイド
   部材と平行の光束を上記光学系へと導くための光偏向手
   段が光学系に対しその光軸方向とガイド部材の方向とに
   垂直の方向にのみ相対的に平行移動可能な様に保持され
   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
   面内においてガイド部材の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）光学系が１対の連結部材の方向により決定される
   面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。
4. （４）光偏向手段が平面反射鏡である、特許請求の範囲
   第１項の光学系駆動装置。