JPS61137233A - 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
り記録媒体から光学的に記録情報を読出したりする際に
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シ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ノ４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／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を必要とするため、部
品点数が多くなり、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りコンパクト化
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、上記１対の可動子を結ぶ方向と上記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とにおける上記光学系
の目標位置からの位置ズレ素成分の演算結果を用いて可
動子が駆動せしめられ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
シ、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
Ｘｌ−Ｘ、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
ｔ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、方向に対し斜めにたる様に配
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　、Ｘｔ　−Ｘｓ力方向垂直である。

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、　−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はそれぞれ独立に駆動
源に接続される。

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２Ｂ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は光源でおる半導・体レーザーで
あシ、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含有
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、ｅ１６により集束せしめられ、ディスク
２６の位置Ｐにおいて微小スポラトラ形成する。

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によすＹ方向に進行する平行光束とされ、反射
鏡３８によりＸ、　−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、ビームスシリツタ−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
プツシ−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はフォーカシングエラー信号検出回路である。該検
出回路４６には、４分割光検出器４４の４つのセグメン
トの出力をフォーカシ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。また
、４８はトラッキングエラー信号検出回路である。該検
出回路４８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。

５０は加算器であり、上記検出回路４６　、４８の出力
（即ちフォーカシングエラー信号及びトラッキングエラ
ー信号）が加算され、これに基づきコイル２２に電圧が
印加される。一方、５２は減算器であり、上記トラッキ
ングエラー信号検出回路４８の出力から上記フォーカシ
ングエラー信号検出回路４６の出力が減算され、これに
基づきコイル２４に電圧が印加窟れる。

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図においてはコイル２２．２４に同方向の直流筒１
流を流すことにより、各コイル２２．２４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Ｘ、−Ｘ２方向）にのみ移動
してフォーカシング方向には移動し彦い。

第４図においてはコイル２２．２４に逆方向の直流電流
を流すことにより、各コイル２２．２４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１０．１２の弾性力と
つりあり位置までガイ、上部材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うことができ
る。

本実施例装置においては、上記トラッキング制御及びフ
ォーカシング制御は具体的には次の様にして行なわれる
。即ち、コイル２２．２４の巻き方向を同一としておき
、前述の如く加算器５０の出力に応じた直流電圧をコイ
ル２２に印加し且つ減算器５２の出力に応じた直流電圧
をコイル２４に印加する。これにより、レンズ１６のフ
ォーカレンズエラー及びトラッキングエラーを打消す様
に可動子２，４が移動せしめられる。

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、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々もの
を用いてもよい。

史に、以上の実施例においては光偏向手段として１枚の
平部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。

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。

上記実施例においては可動子２，４の駆動力とが、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、特に対を々す可動子が同一の向きに移
動する時には大き々加速度を得ることができる。

（３）光学系の２次元移動方向における目標位置からの
ズレ量に基づき可動子が駆動せしめられるので、自動制
御が可能となる。

【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。 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：反射鏡、４４：光検出器

Claims (5)

【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、上記１
   対の可動子を結ぶ方向と上記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
   直の方向とにおける上記光学系の目標位置からの位置ズ
   レ量成分の演算結果を用いて可動子が駆動せしめられる
   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）２方向の位置ズレ量成分が、光学系を介して検出
   された該光学系と記録媒体とのトラッキングエラー信号
   及びフォーカシングエラー信号として得られる、特許請
   求の範囲第２項の光学系駆動装置。
4. （４）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
   。
5. （５）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４項の光学系駆動装置。