JPS61137236A - 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
用いられる光へ、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
録ノｆ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ｚｆ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と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５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、各連結部材に接続されている可動子を
含む２つの可動部の重量が実質上等しく構成されている
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
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
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、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Ｘｌ−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１０９１２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
磁性体で出来ており、磁路の一部を形成する。これらＫ
より、磁石１８とガイド部材６との間にはｘｌ−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２２ｔ２４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、りがＸｌ−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Ｘｌ−Ｘ、方向に沿５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＠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。

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３８１Ｃよりｘｌ−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４２ｔ
−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
にブック、ｆ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化（ｌＯ） 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。

一方、接続部材８には該接続部材８とレンズ支持部材１
４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こめの手段である反射型フォトカ
プラ−５０が付設されている。該カゾラー５０は、内絨
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、その受光ビームのクラレ量に基づき支
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
ゾラー５０の出力とが入力せしめられる。

第２図において、トラ、キングが正確に行々われている
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ＶＴはＯがルトである。ま
た、この基準状態においてフォトカプラー５０の出力ｖ
ｓも０ざルトに設定しておく。その結果、第２減算器４
８の出力ｙ、’　ハＯｙＷ“トとなる。

伺、第２図における５１は接続部材８に固定されたバラ
ンスウェイトであり、その重量は、２つの可動子２と接
続部材８とフォトカプラー５０と該ウェイト５１とから
力る一方の一体的可動部の重量と、２つの可動子４と接
続部材９と反射鏡３８及びその固定手段とからなる他方
の一体的可動部の重量とが等しくなる様に設定されてい
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、ＸＩ−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ｘｌ−Ｘ２方向）にのみ移動しフォーカシング方
向には移動し々い。

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２２１
２４は磁石１８の磁界によりＸＩ　−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５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が変形しており、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にも偏り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？ルトにはならず、反射
鏡３８とレンズ１６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出力が得られる。一方、フォトカプ
ラ−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ｖ、ｒ′
はＯｆシルトなる。

以上即ち、本実施例装置においては第２減算器４８の出
力ｖＴ′には可動子２．４とレン−ｅ１６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ととはない。

第５図は本実施例装置の駆動制御回路図である。

第５図において、６２は第２減算器４８の出力ｖＴ　に
基づくトラッキングエラー信号Ｔを作るための制御回路
部であり、６４は□該信号Ｔ及び可動子２側のフォーカ
シングエラー信号Ｆｌを受けてコイル２２への駆動信号
を生ぜしめるための駆動回路部であり、６５は上記トラ
ッキングエラー信号Ｔ及び可動子４側のフォーカシング
エラー信号Ｆ２を受けてコイル２４への駆動信号を生ぜ
しめ　゛るための駆動回路部である。

本実施例装置においては２つの可動部は実質上等しい重
量を有するのでトラッキング制御（即ちＸｌ−Ｘ、方向
における２つの可動部の同−向きへの移動制御）におい
てはコイル２２．２４に同一の駆動信号を与えればよく
、このため制御回路部６２の出力をそのまま双方の駆動
回路部６４゜６５へと入力せしめることができ、回路構
成が比較的簡単になる。

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。

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　−Ｘ２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。

岡、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
とじ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。

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、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。

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
駆動力発生子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た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）２つの可動部の重量が等しいので駆動特性が良好
であり、駆動制御回路が簡略化でき、且つ制御安定性も
向上する。

【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図は本発明装置の駆動制御回路図である。 ２．４：可動子、６：ガイド部材、１０．１２：連結部
材、１６：レンズ、１８：磁石、２２゜２４：コイル、
３８：反射鏡、５０：位置検出手段、５１：バランスウ
ェイト。

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、各連結
   部材に接続されている可動子を含む２つの可動部の重量
   が実質上等しく構成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。
5. （５）可動子の他方に該可動子と光学系との相対的位置
   関係を検出するための手段が備えられている、特許請求
   の範囲第４項の光学系駆動装置。