JPS61137232A - 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
ジ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けラセン状に微小パターン列
（情報トラック）？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、光反射率の変化せ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、言己憶媒体の
記録パターンに対し一定の強さの光束を照射し該記録パ
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カわれる。

以上の様な光学的情報の記録寸たけ再生のだめの対物光
学系を含むものとして光ヘッドが用いられる。

ととるで、光学的情報記録再生においては記録・ぐター
ンが微小であるため、光ヘラＰによる記録媒体への光束
照射は十分力合焦状態が得られる様に行カわれることが
必要であり且つ再生時においては光ス前ットが情報トラ
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１、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カフォーカシング状態及びトラッ
キング状態を維持するだ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だめの磁石とを有
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を必要とするため、部
凸点数が多くなシ、この結果大きさが大きくなシ且つコ
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りコン・９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。

〔問題点を解決するだめの手段〕

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泪
って駆動源により独立に移動可能力様に配設されておジ
、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シ、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
系には光検出手段が付設されていることを特徴とする、
光学系駆動製雪が提供される。

〔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
施例は光ヘラＰ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。６対の可動子２．４はそれらを結ぶ方向（即ち
Ｘ、−Ｘ、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Ｘ、−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の中空円筒形状と対応する形状の外形をなしており、
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
接続されておシ他方の可動子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、−Ｘ２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１８とガイド部材６との間にはＸ、−Ｘ２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、−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によりＸ、−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１７４波長板３６により円偏光とされる。

一方、接続部材９には光偏向手段である平面反射鏡３Ｂ
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　Ｋ　Ｇりだ平行光
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。

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によりＹ方向に進行する平行光束とされ、反射
鏡３８によυＸ、−Ｘ！方向に偏向せしめられ、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、ビームスプリッタ−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４２ｆ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ることが
できる。

第１図及び第２図において、５０．５１は光検出手段を
構成する１対の光検出器である。該光検用益５０　、５
１はレンズ１６の光軸Ｙに関しＸ、　−Ｘ２方向に対称
的と々る様に支持部材１４に固設されている。光検出器
５０　、５１はトラッキングエラー信号を得るた−めの
ものである。即ち、記録媒体２６の情報トラックが位置
ＰからＸ、−Ｘ。

方向にずれようとすると、位置Ｐからの反射光量分布の
Ｘｌ　−Ｘ２方向に関する対称性が失われて検出器５０
と５１とで検出光量に差が生じ、これによりトラッキン
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
説明するだ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ととにより、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、Ｘ、−Ｘ、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Ｘ、−Ｘ、方向）にのみ移動しフォーカシング方
向には移動し表い。

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Ｘ、　−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１
　（１、１２の弾性力とつシあう位置捷でガイド部材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。

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ｔ、　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Ｘ、−Ｘ！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。

本実施例装置においては記録媒体２６に近い位置にトラ
ッキングエラー信号を得るための光検出器５０．５１が
配置されているので、可動子２゜４の移動にかかわらず
常に誤差の少ないトラッキングエラー信号検出を行なう
ととができる。また、コイル２２．２４から比較的隔て
られた位置に光検出器５０．５１が配置されているため
に、光検出器５０．５１はコイル２２．２４に流れる電
流による雑音の影響を受けることが少ない。

捷た２本実施例装置においては、光源側からＸ、−Ｘ、
方向に溢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。

この場合において、第４図の如きフォーカシング時の対
物レンズ１６と反射鏡３８との相対的位置変化に基づき
、該反射鏡３８よりも光源側においてトラッキングエラ
ー信号検出を行なおうとすると、トラッキングエラー信
号に誤差を生ずることがあるが、本実施例装置によれば
トラッキングエラー信号にこの様々誤差を生ずることが
ない。

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、光偏向手段は２枚以上
の反射鏡の絹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。

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々るヒンジにより接続する様なもの
を用いてもよい。

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ないことは
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、反射鏡捷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、光学系が２つの連結部
材１０　、１２の方向によυ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Ｘ、−Ｘ、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シ、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
定されることは々い。

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る而（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９に取付けられる平面
反射鏡３９はレンズ１７の光軸上においてＸ、−Ｘ、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いる。

また、本実施例装置においては、支持部材１４にはレン
ズ１７の光軸の周囲にて、Ｘｌ−Ｘ、方向にて対向する
位置に１対の光検出器５２．５３が配置されておシ、Ｘ
、−Ｘ、方向に垂直の方向にて対向する位置に１対の光
検出器５４．５５が配置されている。

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。

尚、上記実施例においては、光学系に付設されている光
検出手段としてトラッキングエラー検出用のもののみが
例示されているが、本発明装置における該検出手段はフ
ォーカシングエラー検出用のものであってもよいし、更
にはこれら双方を付設してもよいし、更にはその他の秤
類の光検出手段であってもよい。

また、以上の説明から分る様に、本発明においていう「
光学系に光検出手段が付設されている」とは光検出手段
が直接光学系に付設されている場合のほか光学系支持部
材に付設されている場合をも含むのである。

〔発明の効果〕

以上の如き本発明装置によれば、次の様力効果が得られ
る。

（１）可動部分が少なく且つか々υ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ｉｔが比較的小さいため移動速度を高
めるととができ、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）光学系に光検出手段が付設されているので、可動
子が移動しても常に該光学系に対して同一の状態にて光
検出を行なうことができる。

【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　、２
４　：コイル、３８：反射鏡、５０　、５１．　。 ５２　、５３　、５４　、５５　：光検出手段。

Claims (6)

【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、該光学系には光検出手段が付設
   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。
5. （５）光検出手段が光学系の光軸と垂直の方向及び／ま
   たは該光軸の方向における被検出物の位置ズレを検出す
   るためのものである、特許請求の範囲第１項の光学系駆
   動装置。
6. （６）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１項の光学系駆動装置。