JPS6350924A - 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、光デイスク装置における光学ヘッドの対物レ
ンズ駆動装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、光デイスク装置においては、半導体レーザ等の
レーザ光ビームを光デイスク上に収束させ、微細なトラ
ック（例えば、間隔的１．６μｍ）を走査してそのトラ
ック上に情報を記録、あるいはトラック上の情報を読取
る動作を行う。そのためこの種の光デイスク装置の光学
ヘッドで【Ｊｌ、光ビームを適正な収束状態（例えば、
スポット径１μｍ）に保つフォーカス制御（焦点制御〉
、収束スポットをトラックから外さないようにするトラ
ック制御、および所望のトラックをサーチするアクセス
制御という３つの機能を必要とする。

そこで、従来の一般的な光学ヘッドは、磁石及びヨーク
からなる磁気回路を有する対物レンズ駆動機構と、発光
源でおる半導体レーザおよび各種信号検出のための種々
の光学部品を有する光学系とで構成され、対物レンズ駆
動機構によって対物レンズをフォーカス方向とトラック
方向の２方向に微小駆動してフォーカス制御とトラック
制御を行ない、さらに光学ヘッド全体を駆動してアクセ
ス制御を行なっていた。

しかし、光学ヘッド全体を駆動すると、その重量が大き
いためにアクセス速度が制限されて、高速アクセスする
ことができなかった。そのため、光学系と対物レンズ駆
動機構とを分離し、光学系を固定すると共に、小型化し
た対物レンズ駆動機構のみを可動構造（以下、これを分
離光学系という）にして、対物レンズ駆動機構の軽量化
により、アクセス速度の向上を計っている。

従来、この種の分離光学系構造の光学ヘッドとしては、
■信学技報、堕［２０３］　（１９８４−１１−２２）
Ｐ、　１１−１８、■特開昭５８−１３３６４０号公報
および■特開昭５９−１１５４４丹公報に記載されるも
のがあった。以下、その構成を図を用いて説明する。

第２図は前記文献■に記載された光学ヘッドの一構成例
を示す要部側面図、および第３図はその要部正面図であ
る。

この光学ヘッドでは、光学系１が固定され、その光学系
１から発せられるレーザ光ビームと並行に一対のガイド
２ａ、　２ｂが配設され、ざらにそのガイド２ａ、　２
ｂに摺動可能なベース３が支持されている。ベース３の
両端部には、コイルが巻装されたボビン４ａ、　４ｂが
取付けられ、そのボビン４ａ、　４ｂが外部固定磁気回
路部材５ａ、　５ｂの磁気ギャップ中に位置している。

また、ベース３上には、４５６ミラー６及び対物レンズ
駆動機構７が光ディスク８と対向する位置に取付けられ
ている。

ここで、対物レンズ駆動機構７としては、例えば前記文
献■に記載されるものがある。これは対物レンズを支持
覆る支持体を弾性部材で支持し、この駆動機構内部に構
成する磁気回路中に配置した２つの巻線に電流を流すこ
とにより、支持体に支持された対物レンズの上下方向の
移動によるフォーカス制御、支持体の回転中心軸から偏
心配置された対物レンズの回動によるトラック制御の二
次元の微小駆動を行う構造である。

以上の構成において、光学系１から発したレーザ光ビー
ムは、４５°ミラー６で光路変換され、対物レンズ駆動
機構７内の対物レンズを通して光ディスク８に入射する
。光ディスク８からの反射光は対物レンズ、及び４５°
ミラー６を通って光学系１に戻る。この際、対物レンズ
駆動機＠７でフォーカス制御およびトラック制御を行う
と共に、ボビン４ａ、　４ｂの巻線に電流を流してベー
ス３をガイド２ａ、　２ｂに沿って移動させ、アクセス
制御を行っている。

ところが、上記構成の装置においては、対物レンズの支
持体が弾性部材で支持されているため、高速アクセスさ
せると対物レンズに振動が生じると共に光スポットも振
動してしまい、所定のトラックを正確にサーチすること
が難しいという欠点かおった。また、対物レンズ駆動機
構７は内部に磁気回路を有するため重量が大きくなり、
アクセス制御時の高速性やトラックサーボ時の高速追従
性に限界を生じ、高性能化には不向きておった。

上記の欠点を除去するための対物レンズ駆動装置として
、前記文献■に記載されるものかある。

この装置は、磁石を固定配置とし、可動部の対物レンズ
支持部材上にフォーカス用コイルとトラック用コイルを
設け、前記固定配置された磁石を共用する構成のもので
ある。

第４図は前記文献■に記載された対物レンズ駆動装置に
用いられている２次元駆動系の可動コイルの斜視図でお
り、第５図はその構成を示ず分解斜視図である。

この可動コイル１０は、フォーカス用コイル１１ａ。

１１ｂとトラック用コイル１２ａ　、　１２ｂを一体化
１ノて角筒状に成形して制御コイルしたものである。

可動コイル１０を矢印φの磁界中に置き、フォーカス用
コイルｉｉａ　、　ｉｌｂに電流を流づと、その向きに
よりＦｆ或は−Ｆｆ力方向電磁力か働く。また、トラッ
ク用コイル１２ａ　、　１２ｂにも電流を流せば、その
向きによりＦ　或は−Ｆ１方向に電磁力か働く。

第６図および第７図は、前記可動コイル１０の動作原理
を利用して、フォーカス制御及びトラック制御行う光学
ヘッドの要部構成を示したものである。

第６図の光学ヘットの対物レンズ駆動装置は、前記可動
コイル１０と対物レンズ１３か２次元平行ばね支持体１
４に固定された構成となっている。この２次元平行ばね
支持体１４はフォーカス用の平行ばねとトラック用の平
行ばねを有し、このばねの力と前記可動コイル１０に働
く電磁力の釣合いによりフォーカス制御およびトラック
制御行うもので必る。可動コイル１０に磁界を与えるた
めの磁石装置１５は、永久磁石１６ａ　、　１６ｂ　、
　３−り１７および磁気ギャップ１８ａ　、　１８ｂか
ら成り、これらは光ディスクの半径方向に略平行に固定
配置されている。また、２次元平行ばね支持体１４をア
クセス時において直線ガイド１９に沿って大きく移動さ
せるためのスライダ２０と、図示しない磁気回路により
リニアモータを構成するコイル２１か設けられている。

第７図の光学ヘッドの対物レンズ駆動装置は、第６図の
コイル２１およびその磁気回路をトラック用駆動装置で
兼用したもので、可動コイル１０と対物レンズ１３を上
下支持板２５に固定し、この上下支持板２５の４隅にＶ
溝ローラ２６を設けたものである。

このＶ溝ローラ２６により、上下支持板２５はガイドフ
レーム２７に沿ってフォーカス方向に変位することかで
きる。また、ガイドフレーム２７はその一部を構成する
フレーム２８に取付けられたＶ溝ローラ２９により、ヨ
ーク１７上に設けられたガイドレール３０上を移動して
、トラック制御或はアクセス制御が行えるような構造と
なっている。

（発明か解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の対物レンズ駆動装置において
は、次のような問題点があった。

（１）第６図の対物レンズ駆動装置の構成は、可動部材
から磁石を除きその軽量化に努めたものの、可動部材は
ばねを用いた弾性体である２次元平行ばね支持体１４に
より支持されている。したかって、高速動作時において
は、ばね系の共振現象が太きく現われ、その動作に制限
を受ける。

（２）第７図の構成においてはばね系は用いられていな
いか、ガイドフレーム２７の構造体では動作時にカイヒ
フ１ノーム２７の変形による振動か発生ずる。

この振動を抑えるためには、カイトフレーム２７に十分
な剛性を与えればよいが、そのためには重量の増加を招
いてしまう。また、この構成は部品が多く構造も複雑で
あるため、製作が難しく低価格化も困難でおる。

（３）通常、光ディスクの回転駆動方式は、モータの回
転軸にクランプ機構を介して光ディスクか装着されるダ
イレクトドライブ方式が多いので、このモータと前記可
動部材の形状による物質的な位置関係から、光ディスク
の中心側へのアクセス可能領域が決定される。したかつ
て、第４図および第５図の可動コイル１０の構成では、
対物レンズ１３を挾む可動コイル１０のアクセス方向へ
の突出量が多いので、アクセス可能領域か制限されてし
まう。

本発明は、前記従来技術かもっていた問題点として、可
動部材の振動により対物レンズ１３か振動し、高速動作
時においてはトラックの正確なサーチが難しい点、およ
び光ディスクのアクセス可能領域に制限を受ける点につ
いて解決した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〉 本発明は、前記問題点を解決するために、対物レンズが
取付けられ、その対物レンズをガイド部材に沿って光デ
ィスクの半径方向に移動させ、かつ該対物レンズを該光
ディスクの垂直方向に移動させる可動部材と、前記可動
部材に装着され、前記半径方向と略平行に固定配置され
た磁気回路部材と共働して電磁力を生じ、その電磁力に
より前記対物レンズへの駆動力を与える制御コイルとを
備えた対物レンズ駆動装置において、前記可動部材は、
筒体を有し前記ガイド部材に沿って摺動する支持部と、
前記筒体に摺動自在に取付けられ前記対物レンズを固定
する筒部材を有するレンズホルダ部とで構成し、前記制
御コイルは、前記磁気回路部材に対して略直交方向でか
つ前記筒部材の両側部に取付けられ前記半径方向の駆動
力を生じる一対のトラック用コイルと、前記各トラック
用コイル側にそれぞれ取付けられ前記垂直方向の駆動力
を生じる一対のフォーカス用コイルとで構成したもので
ある。

（作　用） 本発明によれば、以上のように対物レンズ駆動装置を構
成したので、可動部々Ａの支持部はレンズホルダ部を強
固に支持して、対物レンズの振動を抑える働きをし、レ
ンズホルダ部は、対物レンズを固定した筒部材が前記可
動部材の筒体と摺動することにより、確実なフォーカス
制御を行わしめると同時に振動を減少させる働きをする
。また、制御コイルは、筒部材の両側部に配置されるこ
とにより、光ディスクの半径方向におけるコイルの突出
鼻を減らす働きをして、光デイスク中心側へのアクセス
可能領域を拡げると共に、前記レンズホルダ部の補強材
としての役目も為し、重量軽減および構造の単純化に貢
献している。したがって、前記問題点を除去できるので
ある。

（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す対物レンズ駆動装置の斜
視図、第８図は第１図の対物レンズ駆動装置の分解斜視
図、および第９図は第１図の対物レンズ駆動装置の断面
図である。

第１図において、１００は対物レンズ駆動装置であり、
この対物レンズ駆動装置１００は、第８図にその詳細を
示すように、トラック用コイルＩｏ１ａ。

１ｏｉｂ　（以下、−括して１０１と記す）とフォーカ
ス用コイル１０２ａ、　１０２ｂ、　１０２ｃ、　１０
２ｄ　（以下、−括して１０２と記す）の６個の制御コ
イルから成るコイル部と、対物レンズ１０３、コイル取
付部材である平板１０４ａ、　１０４ｂおよび切欠部１
０５を有する中空の筒部材である円筒部１０６から成る
レンズホルダ部１０７と、切欠部１０８を有し内部に４
５°ミラー１０９か収められた中空の筒体である円筒部
１１０とガイドシャフト用の孔１１１ａ、　１ｌｌｂが
設けられた支持台１１２から成る支持部１１３とから構
成されている。

前記レンズホルダ部１０７と支持部１１３は対物レンズ
を移動する可動部材を構成している。

前記コイル部の２つの角筒状のトラック用コイル１０１
は、レンズホルダ部１０７の平板１０４ａ、　１０４ｂ
の間に挿入されて接着固定され、円環平板状コイルをそ
の中心付近で直角に曲げて形成されたフォーカス用コイ
ル１０２は、平板１０４ａ、　１０仙とトラック用コイ
ル１０１の外面によって構成される直方体の４つの直角
部に２面にまたがってそれぞれ接着固定されている。ま
た、レンズホルダ部１０７の円筒部１０６の内部に、支
持部１１３の円筒部１１０が、それぞれの切欠部１０５
　、１０８を合わせて嵌入されている。

前記円筒部１０６　、１１０の嵌合状態は、第９図に示
される如く、円筒部１０６の内面が円筒部１１０の外面
に沿って上下方向に摺動可能なように嵌合されると共に
、円筒部１０６の回転防止用に支持台１１２に固定され
たピン１１４が、平板１０４ｂを貫通している。支持台
１１２に固定された円筒部１１０の内部に設けられた光
路変更用の４５°ミラー１０９は、切欠部１０５　、１
０８および対物レンズ１０３の光路に対し４５°を成ず
ように設けられている。

上記のように、コイル部、レンズホルダ部１０７、支持
部１１３から構成される対物レンズ駆動装置ｉｏｏは、
支持台１１２に設けられた孔１１１ａ、　１１１ｂの滑
り軸受を介した一対のガイド部材でおるガイドシャフト
１１５ａ、　１１５ｂによって光ディスク１１６の半径
方向に摺動可能なように支持されている。また、レンズ
ホルダ１０７はそれに固定された１〜ラツク用コイル１
０１を介して一対の磁気回路部材１ｉ７ａ。

１１７ｂの中を移動できるような構成となっている。

前記一対の磁気回路部材１１７ａ、　１１７ｂは、磁石
１１８ａ、　１１８ｂ、ヨーク部＋第１１９ａ、　１１
９ｂ、　１２０ａ、　１２０ｂとによって、磁気ギャッ
プ１２１ａ、　１２１ｂを有する閉磁路を形成したもの
であり、ヨーク部材１２０ａ。

１２０ｂは、それぞれトラック用コイル１０１を貫通し
ている。この磁気回路部平Δ１１７ａ、　１１７ｂは、
半導体レーザ装置、フォーカスおよびトラック誤差検出
器、信号検出器等を含む光学系１２２と共に、図示され
ないフレーム等に固着されて固定部を成すものである。

以上のように構成される対物レンズ駆動装置の動作につ
いて、次に説明する。

光学系１２２より発せられる平行なビーム１２３は、第
１図および第９図に一点鎖線で示すように、円筒部１０
６　、１１０のそれぞれの切欠部１０５　、１０８を通
過し、４５°ミラー１０９にて直角に反射され、対物レ
ンズ１０３によって光ディスク１１６の記録面上に収束
される。一方、光ディスク１１６からの反射光は、対物
レンズ１０３および４５°ミラー１０９を介して光学系
２２に戻り、フォーカス誤差とトラック誤差の検出と信
号の検出かなされる。

光学系１２２でフォーカス誤差か検出されると、このフ
ォー−カス誤差信号にもとづいて図示しない制御回路よ
りフォーカス用コイル１０２に電流か流れる。フォーカ
ス用コイル１０２に流れる電流と各磁気回路部ｖＪ’１
１７ａ、　１１７ｂにおける磁気ギャップ１２１ａ、　
１２１ｂ内の磁界との作用によって電磁力を受け、レン
ズホルダ部１０７は支持台１１２上の円筒部１１０に沿
って上下げる。すなわち、４つのフォーカス用コイル１
０２のそれぞれに第１図の矢印ａ方向に通電された場合
は、レンズホルダ部１０７か上方向に移動し、矢印す方
向に通電された場合は、レンズホルダ部１０７か下方向
に移動する。このようにフォーカス用コイル１０２に対
する通電方向、ざらには通電電流値もしくは通電時間を
制御することにより、レンズホルダ部１０７上の対物レ
ンズ１０３は光デイスク１１６面に近づき、おるいは遠
ざかり、所定のフォーカス制御か行なわれる。

一方、１〜ラツク誤差が検出されると、このトラック誤
差信号にもとづいて図示しない制御回路よりトラック用
コイル１０１にそれぞれ同一方向に電流が流れる。トラ
ック用コイル１０１に流れる電流と磁気ギャップ１２１
ａ、　１２１ｂ内の磁界との作用によって電磁力を受け
、レンズホルダ部１０７は支持台１１２を伴いガイドシ
ャフト１１５ａ、　１１５ｂに沿って光ディスク１１６
の半径方向に移動する。すなわちトラック用コイル１０
１に第１図の矢印Ｃ方向に通電された場合は、レンズホ
ルダ部１０７および支持台１１２か矢印ｅ方向に移動し
、矢印ｄ方向に通電された場合は、レンズホルダ部１０
７および支持台１１２か矢印下方向に移動する。このよ
うにトラック用コイル１０１に対する通電方向、さらに
は通電電流値もしくは通電時間を制御することにより対
物レンズ１０３は４５°ミラー１０９と共に光ディスク
１１６の半径方向に移動し、所定のトラック制御か行な
われる。

また、アクセス制御は、指定された位置と現在位置との
差にもとづいて制御回路によりトラック用コイル１０１
に電流が流れ、そのトラック用コイル１０１に流れる電
流と磁気ギャップ１２１ａ、　１２１ｂ内の磁界との作
用によって電磁力を受け、トラック制御時と同様に、対
物レンズ１０３か４５°ミラーと共に光ディスク１１６
の半径方向に移動することによって行なわれる。これら
の位置検出手段としては、トラック横断本数を計数する
ことによっても、あるいは、外部スケールを用いても良
い。

前記のフォーカス制御およびトラック制御は、必要に応
じて同時に複合的に行なわれるが、アクセス制御を行う
場合、トラック制御は一担オフ状態にされ、対物レンズ
１０３が所望楢だけ移動した後再度オン状態にされる。

本実施例においては、次のような利点を有する。

■　対物レンズ駆動装置１００にはばねを用いず、レン
ズホルダ部１０７は、ガイドシャフト１１５ａ。

１１５ｂに強固に支持された支持部１１３上に設けられ
ているので、振動のおそれは減少する。また、支持台月
２に固定されたピン１１４は、円筒部１０６の回転を防
止すると同時に、振動も抑圧する。

■　平板１０４ａ、　１０４ｂに装着されるトラック用
コイル１０１およびフォーカス用コイル１０２は、レン
ズホルダ部１０７の側板および補強（Ａの役目を成して
いる。したがって、補強用のフレームが不要となり、対
物レンズ駆動装置１００の軽量化が計れると共に部品の
個数も減少する。

■　対物レンズ１０３の両側にトラック用コイル１０１
とフォーカス用コイル１０２を配置したので、光ディス
ク１１６の半径方向における突出量が減少し、対物レン
ズ駆動装置１００を小型化できると同ｋ、光ディスク１
１６の中心側へのアクセス可能領域か拡大される。

なお゛、本発明は図示の実施例に限定されず、種々な変
形が可能である。例えば、トラック用コイル１０１およ
びフォーカス用コイル１０２の形状および個数は変更可
能であり、ガイドシャフト１１５ａ。

１１５ｂおよび孔１１１ａ、　１ｌｌｂの取付は位置や
個数も変更可能である。また孔に代えて溝とすることも
できる。さらに、円筒部１０６　、１１０は円筒ではな
く角筒とすることもでき、この場合は回転防止用のピン
１１４が不要となると同時に、振動に対しても有利とな
る。

（発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明によれば、強固な支
持部と、摺動する筒部材を有するレンズホルダ部とで可
動部材を構成したので、対物レンズの振動を抑制するこ
とができる。また制御コイルが筒部材の両側部に配置さ
れることにより、光ディスクの半径方向におけるコイル
突出世が減少し、アクセス可能領域が拡大される。さら
に制御コイルはレンズホルダ部の補強材としての効果も
あり、装置の単純化および重量軽減化を計ることかでき
る。したがって、対物レンズ駆動装置の高速アクセス性
能を高めると共に、装置の小型軽量化の効果も期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す対物レンズ駆動装置の斜
視図、第２図は従来の光学ヘッドの要部側面図、第３図
は従来の光学ヘッドの要部正面図、第４図は従来の伯の
光学ヘッドの可動コイル斜視図、第５図は第４図の分解
斜視図、第６図は従来の伯の光学ヘッドの要部斜視図、
第７図は従来の他の光学ヘッドの要部斜視図、第８図は
本発明の実施例の対物レンズ駆動装置分解斜視図、第９
図は本発明の実施例の対物レンズ駆動装置の断面図であ
る。 １００・・・・・・対物レンズ駆動装置、１０１ａ、　
１０１ｂ・・・・・・トラック用コイル、１０２ａ、　
１０２ｂ、　１０２ｃ、　１０２ｄ−・・−フォーカス
用コイル、１０３・・・・・・対物レンズ１．　ｉｏｅ
　。 １１０・・・・・・円筒部、１０７・・・・・・レンズ
ホルダ部、１１１ａ。 １１１ｂ・・・・・・ガイドシャフト用孔、１１２・・
・・・・支持台、１１３・・・・・・支持部、１１５ａ
、　１１５ｂ・・・・・・ガイドシャフト、１１７ａ、
　１１７ｂ・・・・・・磁気回路部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対物レンズが取付けられ、その対物レンズをガイド
   部材に沿って光ディスクの半径方向に移動させ、かつ該
   対物レンズを該光ディスクの垂直方向に移動させる可動
   部材と、 前記可動部材に装着され、前記半径方向と略平行に固定
   配置された磁気回路部材と共働して電磁力を生じ、その
   電磁力により前記対物レンズへの駆動力を与える制御コ
   イルとを備えた対物レンズ駆動装置において、 前記可動部材は、筒体を有し前記ガイド部材に沿って摺
   動する支持部と、前記筒体に摺動自在に取付けられ前記
   対物レンズを固定する筒部材を有するレンズホルダ部と
   で構成し、前記制御コイルは、前記磁気回路部材に対し
   て略直交方向でかつ前記筒部材の両側部に取付けられ前
   記半径方向の駆動力を生じる一対のトラック用コイルと
   、前記各トラック用コイル側にそれぞれ取付けられ前記
   垂直方向の駆動力を生じる一対のフォーカス用コイルと
   で構成したことを特徴とする対物レンズ駆動装置。 ２、前記支持部は、前記筒体とその筒体に取付けられ前
   記ガイド部材に沿って摺動する支持台とで構成し、前記
   レンズホルダ部は、前記筒部材とその筒部材の上下端に
   取付けられたコイル取付部材とで構成した特許請求の範
   囲第１項記載の対物レンズ駆動装置。 ３、前記ガイド部材は、１対のロッドで構成し、このロ
   ッドに前記支持台を摺動自在に取付けた特許請求の範囲
   第２項記載の対物レンズ駆動装置。 ４、前記一対のトラック用コイルは、四角筒状の２個の
   コイルから成り、その上下端を前記コイル取付部材で挾
   持し、前記一対のフォーカス用コイルは、平板を折り曲
   げた４個のコイルから成り、それらの４個のコイルを前
   記各トラック用コイルの外側の４つの直角部に固定した
   特許請求の範囲第３項記載の対物レンズ駆動装置。