JPS63122029A - 対物レンズ駆動装置 - 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、光学記録媒体に情報を記録再生する光学情報
記録装置において、対物レンズを光学記録媒体の記録面
に対し、フォーカス方向およびトラッキング方向に駆動
するための対物レンズ駆動装置に関するものである。

従来の技術 ビデオディスク、ＣＤという音響映像分野から実用化が
なされた光ディスクは、近年その記憶容量の大きさや、
取り扱いの容易さからコンピュータのメモリとしても使
われ始めている。また再生のみならず書換え可能な光デ
ィスクも開発が進み、ますます応用分野は広がってきて
いる。しかし現在、依然としてメモリの主流として幅広
く使われている磁気ディスクに比較して、光ディスクは
データの転送速度が遅いことが大きな欠点となっている
。これは、半導体レーザのパワーや記録媒体の応答性な
どの関係でディスクの回転数を磁気ディスク並みに上げ
ることができないのが主な原因であるが、データ転送速
度を上げるための一手段としてアクセス時間の短縮化が
ある。現在ではアクセスの高速化のために光学ヘッド全
体を軽量化したり、光学ヘッドを分割して対物レンズと
対物レンズ駆動部のみを駆動したり、また強力なアクチ
ュエータを使用したりする等の方法が取られている。し
かしこれらのような手段で高速なアクセスを行う場合、
弾性体などで移動可能に支持されている対物レンズは停
止するための減速時に作用する慣性力により振動してし
まう。対物レンズが振動している間は、情報の記録再生
は不可能であり、この振動が整定するまでに要する過渡
振動整定時間もアクセス時間に加えられる。したがって
アクセス時間の短縮化のためには、減速時の対物レンズ
の振動を抑制することが重要な課題となる。

以下凹面を参照しながら、従来の光デイスク装置におけ
る対物レンズ駆動装置の一例について説明する。

第３図は従来の対物レンズ駆動装置の構成を示す概略図
である。第３図において１は対物レンズ、３０はトラッ
キング方向であり、光ディスクの記録面上に同じ円状に
もしくはスパイラル状に情報が記録されたトランクの法
線方向と一致した方向であり、もちろん記録面に対して
平行である。

３１はフォーカス方向であり、記録面に対して垂直な方
向である。破線内に示した２１は対物レンズ駆動系であ
り、対物レンズ１をトラッキング方向３０およびフォー
カス方向３１に移動可能な状態に支持し、かつトラッキ
ング方向３０およびフォーカス方向３１に駆動するため
の手段が基台４上に設けられている。対物レンズ駆動系
２１については第４図、第５図を用いて後に詳しく説明
する。２０は対物レンズ駆動系２１の可動部を保護する
ためのカバーである。２６は光学台であり、光ディスク
から情報を再生したり、記録したりするための光ビーム
を光ディスクの記録面上に導くための光学系と、光学的
に読み取った情報や光ビームの位置情報を電気信号に光
電変換するための検出系を内部に備えている。２２はボ
イスコイルモータであり、２３はボイスコイルモータ２
２のボイスコイル、２４はモータマグネット、２５はモ
ータヨークであり、ボイスコイルモータ２２は光学台２
６と一体に構成されている。２７はガイドシャフトであ
り、その中心軸の方向はトラッキング方向３０と一致し
た状態でシャーシ（図示せず）に取り付けられており、
光学台２６は、ガイドシャフト２７を案内手段として、
トラッキング方向３０に移動可能な状態に組み立てられ
ている。

またボイスコイルモータ２２のボイスコイル２３に通電
することにより、ボイスコイル２３には、モータマグネ
ット２４とモータヨーク２５によって構成された磁気回
路より電磁力が作用し、この電磁力の作用方向はトラッ
キング方向３０と一致している。したがってボイスコイ
ル２３と一体に構成された光学台２６はボイスコイルモ
ータ２２に郵っ二−ラ・黍１．′万可Ｊ二、、：駆肋５
ｒ、ら５２８は接触子であり、２９はポテンショメータ
である。接触子２８は片持ちはり状になっており、一端
は光学台２６に固定されており、自由端はポテンショメ
ータ２９の検出面に接触しており、光学台２６がトラン
ク方向に移動することにより、接触子２８も光学台２６
と一体に移動し、ポテンショメータ２９の出力より光学
台２６の位置を検出できるように構成されている。

第４図は第３図で示した対物レンズ駆動系２１の詳細を
示す斜視図である。

第５図は対物レンズ駆動系２１の一部を分解した分解図
である。

第４図、第５図において７はボビンであり、その中心に
対物レンズ１が取り付けられている。

２ａ〜２ｄはりん青銅やステンレス鋼などで作られ、直
径はφ０．１〜φ０．２と非常に細く、柔軟なワイヤで
ある。３は取付板であり、ｌｌｃは取付板３を基台４に
一体に設けられた突起部５ｄに取り付けるための取付け
ねしである。各ワイヤニ、〜ニュ１．ｈ互９１．ニニニ
ーあニニ■−・−ｒ−−−７向３１と垂直であり、かつ
４本の長辺がトラッキング方向３０に垂直な直方体の４
本の長辺となるような状態で、それらの一端は取付板３
に、それらの他端はボビン７に取付けられている。

このように４本のワイヤ２ａ〜２ｄで支持されたボビン
７はトラッキング方向３０およびフォーカス方向３１に
外力が加えられた場合には、対物レンズ１の光軸をフォ
ーカス方向３１と一致させたまま、トラッキング方向３
０およびフォーカス方向３１に平行移動のみを行う。８
ａ、８ｂはマグネットであり、基台４に設けられた突起
部５ａ。

５ｄに接着されている。１０はフォーカスコイルであり
、フォーカスコイル１０に通電することにより、フォー
カスコイル１０には、マグネット８ａと突起部５ｂによ
って構成された磁気回路と、マグネット８ｂと突起部５
ｃによって構成された磁気回路から、電磁力がフォーカ
ス方向３１と同一方向に作用し、この電磁力によりボビ
ン７および対物レンズ１はフォーカス方向３１に平行移
動する。９ａ〜９ｄはトラッキングコイルであり、ボビ
ン７に接着されている。トラッキングコイル９ａ、９ｂ
に通電することによりトラッキングコイル９ａ、９ｂに
は、マグネット８ａと突起部５ｂによって構成された磁
気回路から電磁力がトラッキング方向に作用し、同様に
トラッキングコイル９ｃ、９ｄに通電することによりト
ラッキングコイル９ｃ、９ｄには、マグネット８ｂと突
起部５Ｃによって構成された磁気回路から電磁力がトラ
ッキング方向に作用する。

またトラッキングコイル９ａ、９ｂに作用する電磁力と
、トラッキングコイル９ｃ、９ｄに作用する電磁力の大
きさおよび向きは等しく、これらの電磁力により、ボビ
ン７および対物レンズ１は、トラッキング方向に平行移
動する。１２は反射板であり、その反射面がトラッキン
グ方向３０と垂直となるように取付けられている。１３
は反射形ホトセンサであり、発光ダイオードなどの発光
素子と、ホトトランジスターなどの受光素子を内蔵して
いる。

第６図は従来の対物レンズ駆動系を示す平面図であるが
、反射形ホトセンサ１３は内蔵された発光素子の出射光
１４が反射板１２に反射し、その反射光１５は反射形ホ
トセンサ１３に内蔵された受光素子に到達するように、
基台４上に取り付けられている。ｌｌａ、ｌｌｂは基台
４を第３図の光学台２６に取り付けるための取付けねじ
である。

以上のように構成された従来の対物レンズ駆動装置につ
いて、以下その動作を説明する。

通常、記録面上のあるトラックから次の目標トランクま
でアクセスする場合、まずボイスコイルモータ２２によ
り、光学台２６全体をトラッキング方向３０に駆動し、
ポテンショメータ２９の出力信号より現在位置を検出し
ながら、目標トランク近傍（たとえばトラック本数にし
て１００〜２００本以内）に大まかな位置決めを行う０
次にその位置でフォーカスコイル１０に通電することに
より、対物レンズｌをフォーカス方向３１に駆動し、対
物レンズｌの焦点を記録面上に一致させるフォーカシン
グ制御を行い、次に、トラッキングコイル９ａ〜９ｄに
通電することにより対物レンズ１をトラッキング方向３
０に駆動し、対物レンズ１からの出射ビームをトラック
上に位置決めするトラッキング制御を行う。

さらにフォーカシング制御およびトラッキング制御を行
いながら、トランクに記録された情報を光学系と光電変
換検出系により光学的に再生し、再生した情報より現在
のトラックを検出し、目標トランクか否かを判断し、目
標トラックでなければ、トラッキングコイル９ａ〜９ｄ
にパルス信号を通電することにより、目標トラックまで
対物レンズ７をトラッキング方向３０に駆動する。

ここでボイスコイルモータ２２により、光学台２６を高
速駆動し目標トラック近傍で停止させ、位置決めを行う
場合、ワイヤ２ａ〜２ｃによってトラッキング方向３０
およびフォーカス方向３１移動可能に支持されている対
物レンズ１は減速時の慣性力により、トラッキング方向
に振動し、この振動が整定するまでの時間は、フォーカ
シング制御、トラッキング制御は安定せず、対物レンズ
１の位置決めが完了しないため、トランクに記録された
情報を再生することはできない。したがってボイスコイ
ルモータ２２で高速駆動しても減速時に生じる対物レン
ズ１の振動が整定するまでの時間分だけアクセス時間は
長（なってしまう。

そこで従来の対物レンズ駆動装置においては、ボイスコ
イルモータ２２により光学台２６が駆動されている間も
対物レンズ１の位置を検出し、対物レンズ１をある定位
置に常に保持してやるような制御電流をトラッキングコ
イル９３〜９ｄに流すことにより、光学台２６の定速駆
動時や減速時の対物レンズ１の振動を抑制している（た
とえば加藤他：ＭＡＬＳ形光ヘッド　信学技報、ＭＲ８
３−２４Ｐ５１〜５８）。

本従来例では、反射形ホトセンサ１３の出射光１４のう
ち反射板１２に反射して反射形ホトセンサ１３の受光素
子に到達した反射光１５の光量を検出する。反射光１５
の光量は反射板１２と反射形ホトセンサ１３との距離と
関係し、反射板１２が反射形ホトセンサ１３に近づけば
光量は増し、遠のけば光量は減少する。したがって反射
光１５の光量を一定に保つような制御電流をトラッキン
グコイル９ａ〜９ｄに流すことにより、ボビン７はトラ
ッキング方向に駆動され、反射板１２と反射形ホトセン
サ１３の距離は一定に保たれるように位置制御される。

つまり対物レンズ１の振動は抑制され、対物レンズ１は
一定位置に保持される。

発明が解決しようとする問題点 しかし上記のような構成では、高速なトランク間アクセ
スを行うために、対物レンズ駆動’？を置の小型化軽量
化が望まれる中で、反射形ホトセンサ１３を取り付ける
スペースや、十分な反射光１５を得るためにある程度大
きな面積を持った反射板１２を取り付ける平面を確保す
るのは困難であり、また反射板１２と反射形ホトセンサ
１３の距離を一定に保つように制御するための制御回路
も必要となる。

さらに反射板１２と反射形ホトセンサ１３の距離を一定
に保つように制御された状態で、ボビン７が中立点つま
り、ボビン７、対物レンズ１．フォーカスコイル１０．
トラッキングコイル９ａ。

９ｂ、および反射板１２の全重量とワイヤ２ａ〜２ｄの
弾性力が釣り合っている状態にあれば問題はないが、ボ
ビン７の位置が中立点に対し反射板１２の取り付は精度
誤差や反射形ホトセンサ１３の感度不足等の原因でずれ
ていた場合、ボイスコイルモ、−夕２２による光学台２
６の駆動が終了し、通常のトラッキング制御に切り換え
られる瞬間にワイヤ２ａ〜２ｄの復帰力によりボビン７
および対物レンズ１は振動してしまい、全（効果はなく
なる。

本発明は、高速にトラック間アクセスする場合の対物レ
ンズ１の振動の抑制を、対物レンズ１の位置を検出して
対物レンズ１の位置を制御するための制御回路や位置検
出手段などを用いることなしに、簡単な構成で容易に行
うことができる対物レンズ駆動装置を提供するものであ
る。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の対物レンズ駆動装
置は、対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング
方向に移動可能にかつ対物レンズの光軸をフォーカス方
向に一敗するように支持する形状記憶合金製弾性体と、
対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に
駆動するための駆動手段と、対物レンズが形状記憶合金
製弾性体を介して取り付けられる基台と、基台をトラッ
キング方向に駆動するための駆動手段を有し、さらに形
状記憶合金製弾性体を加熱するための加熱手段を有する
という構成を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成において、対物レンズをトラッキ
ング方向およびフォーカス方向に移動可能に支持する形
状記憶合金製弾性体をマルテンサイト逆変態点まで加熱
することにより、この形状記憶合金製弾性体が予め記憶
させておいた形状に回復する際に発生する形状回復力に
より、対物レンズの位置を保持し、基台を高速にトラッ
ク間アクセスし、減速する場合の振動を抑制する。した
がって対物レンズの位置を検出し、対物レンズの位置を
制御するための制御回路や、位置検出手段などを用いる
ことなしに簡単な構成で容易に対物レンズの振動を抑制
することができる。

実施例 以下本発明の一実施例の対物レンズ駆動装置について、
図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の一実施
例における対物レンズ駆動装置の対物レンズ駆動系を示
すものである。第１図において従来例の対物レンズ駆動
装置の対物レンズ駆動系を示す第４図、第５図と同一構
成要素については、同一符号を記して、説明を省略する
。第１図において３２ａ〜３２ｄは、形状記憶合金製ワ
イヤであり、４本共に直線状態を予め記ｔ１１させてい
る。３４は基板であり、形状記憶合金製ワイヤ３２ａ〜
３２ｄが貫通できる取付穴３７ａ　〜３７ｄが設けられ
ている。また取付穴３７ａ〜３７ｄを囲むように電極３
５ａ〜３５ｄが設けられており、さらに電極３５ａ〜３
５ｄには給電線３６ａ〜３６ｄが半田付けなどの導電性
を持った接続手段で取り付けられている。基板３４ば取
付けねじｌｉｅにより、基台４に設けられた突起部５ｄ
に取り付けられている。第２図は、本実施例の対物レン
ズ駆動装置の対物レンズ駆動系の側面図であり、３３ｂ
、３３ｃは接続板であり、形状記憶合金製ワイヤ３２ａ
〜３２ｄが貫通できる取付穴３７ｅ〜３７ｈが設けられ
ている。また接続板３３ｂには電極３５ｅが取付穴３７
ｅと３７ｆを囲むように設けられ、同様に接続板３３ｃ
には電極３５ｆが取付穴３７ｇと３７ｈを囲むように設
けられている。さらに接続板３３ｂ、３３ｃはボビン７
に接着されており、この状態においてボビン７にも取付
穴３７ｅ〜３７ｈと同軸に形状記憶合金製ワイヤ３２ａ
〜３２ｄが貫通できる穴（図示せず）があけられている
。ここで形状記憶合金製ワイヤ３２ａ〜３２ｄは、従来
例を示した第４図、第５図のワイヤ２３〜２ｄと同様に
、互いに平行な２平面がフォーカス方向３１と垂直であ
り、かつ４本の長辺がトラッキング方向３０に垂直な直
方体の４本の長辺となるような状態で、それらの一端を
基ｖｉ３４の取付穴３７８〜３７ｄを貫通させた後、電
極３５２〜３５ｄに半田付は等の導電性を持った接続手
段で固定し、それらの他端をボビン７に設けられた貫通
穴（図示せず）と接続板３３ａと３３ｂに設けられた取
付穴３７ｅ〜３７ｈを貫通させた後、電極３５ｅと３５
ｆに半田付は等の導電性を持った接続手段で取り付けら
れている。このように４本の形状記憶合金製ワイヤ３２
ａ〜３２ｄで支持されたボビン７は、トラッキング方向
３０およびフォーカス方向３１に平行移動可能であり、
対物レンズｌの光軸はフォーカス方向３１と常に一致し
ている。またフォーカスコイル１０に通電することによ
り、ボビン７および対物レンズ１はフォーカス方向に駆
動され、トラ７キングコイル９ａ〜９ｄに通電すること
により、ボビン７および対物レンズ１はトラッキング方
向に駆動される。また本実施例の対物レンズ駆動系は、
従来例を示す第４図の対物レンズ駆動系２１と同様に取
付けねじｌｌａとｌｌｂによって第３図の光学台２６に
固定されており、ボイスコイルモータ２２によりトラッ
キング方向３０に駆動され、またポテンショメータ２９
と接点２８によってその位置が検出される。

以上のように構成された対物レンズ駆動装置において、
トラック間アクセス動作について説明する。

対物レンズ１をあるトランクから目標トランクまでボイ
スコイルモータ２２によって光学台２６と共に駆動する
際に、たとえば給電線３６ｂと３６Ｃを接地して、給’
Ｒ線３６ａと３６ｄに電流を流すことにより、形状記憶
合金製ワイヤ３２ａ〜３２ｄに通電しておく、この通電
によって形状記憶合金製ワイヤ３２ａ〜３２ｄは、自己
抵抗によるジュール熱を発生し、マルテンサイト逆変態
点以上に加熱される。形状記憶合金製ワイヤ３２ａ〜３
２ｄは変態点以下で、外力が作用していない組立状態で
は直線状であり、また予め記憶させている形状も直線で
ある。つまり形状記憶合金製ワイヤ３２ａ〜３２ｄは通
電によってマルテンサイト逆変態点以上に加熱されると
形状回復力を発生し、直線状態を保つ、したがってボイ
スコイルモータ２２によって光学台２６を高速駆動し目
標トラック近傍で停止させ、位置決めを行うために急減
速した場合、ボビン７にはトラッキング方向に慣性力が
作用するが、この慣性力よりも形状記憶合金製ワイヤ３
２ａ〜３２ｄの形状回復力を大きく設定しておけば、対
物レンズ１は振動することなしに、中立位置を保持でき
る。次に光学台２６が完全に停止した後に形状記位合金
製ワイヤ３２ａ〜３２ｄへの通電を止める。この４大態
で対物レンズ１は中立状態を保持しているので、フォー
カシング制御およびトラッキング制御を安定に行うこと
ができ、トラック上の情報が直ちに再生可能となる。

以上のように本実施例によれば、対物レンズ１をトラッ
キング方向３０およびフォーカス方向３１に移動可能に
、かつ対物レンズ１の光軸をフォーカス方向３１と一致
するように４本の形状記憶合金製ワイヤ３２２〜３２ｄ
によって支持し、さらに形状記憶合金製ワイヤ３２ａ〜
３２ｄを自己抵抗によるジュール熱によってマルテンサ
イト変態点以上にまで加熱するための給電線３６ａ〜３
６ｄや電極３５ａ〜３５ｄ等の通電加熱手段を設けるこ
とにより、ボイスコイルモータ２２によって光学台２６
を高速駆動する際に形状記憶合金製ワイヤ３２ａ〜３２
ｄに通電加熱し、形状回復力を発生させ、対物レンズ１
の位置を保持しておくことにより、光学台２６を減速す
る際に作用する慣性力による対物レンズｌの振動を形状
記憶合金製ワイヤ３２ａ〜３２ｄの形状回復力によって
抑制することができる。したがって対物レンズ１の振動
の抑制を対物レンズ１の位置を検出して、対物レンズ１
の位置を制御するための制御回路や、位置検出手段など
を全く用いることなしに簡単な構成で容易に行うことが
できる。

なお本実施例において、形状記憶合金製弾性体を形状記
憶合金製ワイヤ３２ａ〜３２ｄとしたが、これは板状の
形状記憶合金製板ばねとしてもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、対物レンズをフォーカス方向お
よびトラッキング方向に移動可能にかつ対物レンズの光
軸をフォーカス方向に一致するように支持する形状記憶
合金製弾性体と、対物レンズをフォーカス方向およびト
ラッキング方向に駆動するための駆動手段と、対物レン
ズが形状記憶合金製弾性体を介して取り付けられる基台
と、基台をトラッキング方向に駆動するための駆動手段
を有し、さらに形状記憶合金製弾性体を加熱するための
加熱手段を有するという構成を備えたことにより、高速
にトランク間アクセスを行う場合に生じる対物レンズの
振動の抑制を対物レンズの位置を検出して対物レンズの
位置を制御するための制御回路や、位置検出手段などを
用いることなしに簡単な構成で容易に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における対物レンズ駆動装置
の対物レンズ駆動系を示す斜視図、第２図はその側面図
、第３図は従来例の対物レンズ駆動装置全体の斜視図、
第４図は従来例の対物レンズ駆動装置の対物レンズ駆動
系の斜視図、第５図は同対物レンズ駆動系の一部分解図
、第６図は同対物レンズ駆動系の平面図である。 １・・・・・・対物レンズ、４・・・・・・基台、１２
・・・・・・反射板、１３・・・・・・反射形ホトセン
サ、２２・・・・・・ボイスコイルモータ、３２ａ〜３
２ｄ・・・・・・形状記憶合金製ワイヤ。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第　２１２
１ 第３図 第　４　図 ３富１玲レンス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学記録媒体の記録面に情報を記録したり、前記記録面
   の情報を再生したりするための対物レンズと、前記対物
   レンズを前記記録面に対して垂直なフォーカス方向、お
   よび前記記録面に対して平行なトラッキング方向に移動
   可能にかつ前記対物レンズの光軸が前記記録面に対して
   垂直になるように支持する形状記憶合金製弾性体と、前
   記対物レンズを前記フォーカス方向および前記トラッキ
   ング方向に駆動するための駆動手段と前記対物レンズが
   前記形状記憶合金製弾性体を介して取り付けられる基台
   と前記基台を前記トラッキング方向に駆動するための駆
   動手段とを有し、さらに前記形状記憶合金製弾性体を加
   熱するための加熱手段とを有することを特徴とする対物
   レンズ駆動装置。