WO2015194025A1 - 光学部品駆動装置及び光学部品駆動方法 - Google Patents

光学部品駆動装置及び光学部品駆動方法 Download PDF

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滋郎 橋爪
木村　勝彦
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株式会社日立製作所
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection

Definitions

  • the present invention relates to an optical component driving apparatus and an optical component driving method, and more particularly to an optical component driving apparatus and an optical component driving method suitable for use in an optical recording apparatus.
  • Optical parts are used in equipment using optics such as optical recording devices.
  • optics such as optical recording devices.
  • an optical component that restricts the mixing of diffracted light from other than the desired interference fringes into the light receiving element in the case of using the two-beam interference method is one of them.
  • the position of the optical component is kept at a predetermined level by detecting the position of the optical component.
  • the position of the light beam of the diffracted light applied to the optical component is shifted, and a part of the light beam of the diffracted light transmitted through the optical component is limited, so that the reproduction signal is deteriorated. This is to prevent this.
  • a reflecting plate is provided on an object that moves with the object, and the light emitted from the light emitting element is reflected by the reflecting plate and arranged in the position detection direction.
  • a technique for detecting a position by being incident on a light receiving element is known. If the position detection target is displaced and the relative position between the reflector and the light receiving element is shifted, a difference occurs in the amount of light received by each light receiving element, and the displacement of the lens is calculated from the difference in the amount of received light. It is.
  • Such a technique is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-063072.
  • the displacement when the optical component is displaced only in one axial direction, the displacement can be measured with high accuracy.
  • the optical component is displaced in an axial direction different from the measured displacement direction, light is received in the direction to be measured. Light is affected. Such displacement in a direction different from the measurement displacement direction degrades the position control accuracy of the optical component.
  • An object of the present invention is to provide an optical component driving apparatus and an optical component driving method capable of highly accurate position control of an optical component.
  • an optical component driving device having an optical component, a holder to which the optical component is attached, and a driving unit for driving the holder, and is displaced as the holder moves.
  • a light receiving element that emits light toward the reflecting part, a light receiving element that receives light reflected by the reflecting part, and a displacement of the holder in the first direction based on a signal from the light receiving element
  • a position calculating unit that separates a component in a direction different from the first direction from a signal of the light receiving element or a light receiving element different from the light receiving element, and based on the separated signal The displacement in the first direction is detected by correcting the signal of the light receiving element.
  • the reflecting portion is displaced, light is emitted from the light emitting element toward the reflecting portion, the light reflected by the reflecting portion is received by the light receiving element, and the light receiving element or the light receiving element Separates the component in the direction different from the first direction from the signal of the different light receiving element, corrects the signal of the light receiving element with the separated signal, and displacement of the holder in the first direction based on the corrected signal Based on the detection, the holder to which the optical component is attached is driven by a drive unit.
  • the position of the optical component can be controlled with high sensitivity.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an optical component driving mechanism M0 according to this embodiment of the present invention.
  • the Z-axis direction is the optical axis direction of the light beam transmitted through the optical component 100 and is defined as the first axis.
  • the Y-axis direction is the axial direction of the first to fourth support members 105a, 105b, 105c, and 105d that support the holder 101, and is the second axis.
  • the X-axis direction is an axial direction orthogonal to both the Z-axis and the Y-axis, and is the third axis.
  • the optical component driving mechanism M0 is used for an optical recording apparatus using a two-beam interference method.
  • This optical recording apparatus divides a light beam emitted from a laser (not shown) into two parts in the optical path, Is irradiated into a recording medium (not shown), interference fringes are formed and fixed in the recording medium, and recording is performed.
  • an interference fringe formed in a recording medium (not shown) is irradiated with a reproduction light beam which is one of two light beams branched from a laser (not shown), and the diffraction light from the interference fringe is reproduced as a reproduction signal.
  • the light diffracted from the recording medium (not shown) includes light diffracted from interference fringes formed around the desired interference fringes in addition to light from desired interference fringes.
  • the optical component 100 of the present embodiment is provided so as to restrict the diffracted light from other than the desired interference fringes from being mixed into the light receiving element.
  • the position of the recording medium is deviated from a desired position during reproduction, the position of the diffracted light beam applied to the optical component 100 is deviated. Since a part of the light beam is limited and the reproduction signal is deteriorated, it is necessary to position the optical component at an optimum position in synchronization with the position variation of the recording medium.
  • the optical component driving mechanism M0 detects the position of the optical component, as will be described in detail below, in order to control the position of the optical component.
  • the optical component 100 is mounted on a holder 101.
  • the Z-axis direction driving coil 102 is wound around the entire side surface of the holder 101.
  • the X-axis direction driving coil 103 is wound around a winding frame 104 from which a part of the Y-axis direction side surface of the holder 101 protrudes.
  • the holder 101 is supported by the first support member 105a, the first support member 105b, the third support member 105c, and the fourth support member 105d so as to be displaceable with respect to the fixed portion 119.
  • One end side of the first support member 105 a is fixed to a first support member fixing portion 106 a provided on the holder 101, and the other end of the first support member 105 a is fixed to a fixing portion 119.
  • One end side of the second support member 105 b is fixed to a second support member fixing portion 106 b provided on the holder 101, and the other end of the second support member 105 b is fixed to a fixing portion 119.
  • One end side of the third support member 105 c is fixed to a third support member fixing portion 106 c provided on the holder 101, and the other end of the third support member 105 c is fixed to a fixing portion 119.
  • one end of the fourth support member 105d is fixed to a third support member fixing portion 106d provided on the holder 101, and the other end of the third support member 105d is fixed to a fixing portion 119. ing.
  • the Z-axis direction driving coil 102 and the X-axis direction driving coil 103 are electrically connected to one end of the first to fourth support members 105a, 105b, 105c, and 105d by solder or the like.
  • a single magnet 107 is arranged facing the two side surfaces of the holder 101 parallel to the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • the magnet 107 is attached to a yoke 108 that is a magnetic material.
  • a Z-axis direction drive force is generated in the Z-axis direction drive coil 102 by electromagnetic action with the magnet 107.
  • an X-axis direction drive signal is input to the X-axis direction drive coil 103
  • a drive force in the X-axis direction is generated in the X-axis direction drive coil 103. That is, the holder 101 drives the Z-axis direction driving coil 102 and the X-axis direction driving coil 103 so that the positions measured by the displacement detection element M1 and the displacement detection element M2 coincide with the command position.
  • the first support member 105a includes a planar first reflection portion 109a
  • the second support member 105b includes a planar second reflection portion 109b
  • the first reflection portion 109a includes a reflection portion.
  • the normal direction of the surface of the reflecting portion is parallel to the third axis
  • the second reflecting portion 109b has the normal direction of the surface of the reflecting portion parallel to the first axis when the holder 101 is not movable.
  • the first support member 105a is disposed in the + Z direction of the second support member 105b.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the detection principle of the displacement detection element M1.
  • the displacement detection element M1 has a configuration in which a first light-receiving element 110a, a lens 111a, and a first light-receiving element 112a are arranged at a position facing the first reflection part 109a and the first reflection part 109a. .
  • the light beam L1 emitted from the first light emitting element 110a is converged by the lens 111a, reflected by the first reflecting portion 109a, and then irradiated to the first light receiving element 112a.
  • the first to fourth support members 105 a, 105 b, 105 c, and 105 d that support the holder 101 are the displacement amounts of the holder 101. Accordingly, the first reflecting portion 109a is displaced and tilted. Thereby, the light beam L1 irradiated to the light receiving element 112a is displaced in the + Y direction.
  • the first to fourth support members 105a, 105b, 105c, and 105d that support the holder 101 bend according to the displacement amount of the holder 101.
  • the second reflector 109b is displaced and tilted, and the light beam L2 applied to the light receiving element 112b is displaced in the + Y direction.
  • FIG. 3 is a diagram of the first light receiving element 112a of the displacement detecting element M1 as viewed in the ⁇ X direction.
  • the irradiation unit of the light beam L1 on the first light receiving element 112a. 4 shows an arithmetic circuit for processing the position change of S1 and output signals from the light receiving portions D1 to D4 of the first light receiving element 112a divided into four.
  • each of the light receiving portions D1 to D4 of the first light receiving element 112a has a shape in which one light receiving portion is divided into four symmetrically in the Y axis direction and the Z axis direction.
  • Each of the light receiving units D1 to D4 outputs a signal having an intensity according to the light amount of the irradiation unit S1 irradiated with the light beam L1.
  • the irradiation unit S1 irradiated by the light beam L1 on the first light receiving element 112a moves in the + Y direction, so that the light amount of the light beam L1 irradiated to the light receiving units D3 and D4 is received.
  • the calculation circuit 113 calculates (D3 + D4) ⁇ (D1 + D2) to detect the X-axis direction position signal 115a.
  • the displacement detection element M2 includes a second reflecting portion 109b whose surface normal direction is the Z-axis direction, a second light emitting element 110b, a lens 111b, a first reflecting portion 109b at a position facing the second reflecting portion 109b.
  • the second light receiving element 112b is arranged.
  • the operation principle is the same as that of the displacement detection element M1, and when the holder 101 is driven in the + Z-axis direction, the position of the light beam L2 applied to the light receiving element 112b changes in the + Y-axis direction, and the Z-axis direction position signal 115b is detected. .
  • Position detection using reflected light from the first reflecting portion 109a and the second reflecting portion 109b occurs when the holder 101 is tilted around the Y axis and the first support member 105a is assembled to the optical component driving mechanism M0.
  • the accuracy is lowered due to the influence of the holder 101 operating in the Z axis direction. Therefore, in this embodiment, two stages of processing are performed to suppress errors caused by the respective factors.
  • FIG. 4 is a diagram of the displacement detection element M1 as viewed in the ⁇ Y direction.
  • the first reflecting portion 109a is tilted around the Y axis, the light beam L1 reflected by the first reflecting portion 109a is the first. It is a figure explaining that the position irradiated on the light receiving element 112a changes.
  • FIG. 5 is a view of the first light receiving element 112a of the displacement detecting element M1 as viewed in the ⁇ X direction.
  • the first reflecting portion 109a is tilted around the Y axis, the light beam L1 is reflected on the light receiving element 112a.
  • An arithmetic circuit 113 for processing the position change of the irradiation unit S1 and the output signals from the respective light receiving units D1 to D4 is shown.
  • the irradiation portion S1 irradiated with the light beam L1 on the first light receiving element 112a moves in the + Z direction.
  • the light quantity of the light beam L1 irradiated to the light receiving parts D2 and D4 becomes larger than the light quantity of the light beam L1 irradiated to the light receiving parts D1 and D3. Therefore, the inclination signal 116b is detected by calculating (D2 + D4) ⁇ (D1 + D3) by the arithmetic circuit 113.
  • the interval between the first reflecting portion 109a and the first light emitting element 110a, the first reflecting portion 109a and the first light receiving element 112a is widened, and the first The position of the light beam L1 on the light receiving element 112a changes.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining that the position of the first reflecting portion 109a in the X-axis direction changes when the holder 101 is tilted around the Y-axis.
  • the first support member 105a and the third support member 105c positioned in the + Z axis direction move ⁇ d 1 in the + X direction, so that the displacement In the detection element M1, the first reflection part 109a is separated from the first light emitting element 110a and the first light receiving element 112a, and the irradiation part S1 irradiated with the light beam L1 on the first light receiving element 112a is the Y axis. It moves in the + Y direction and the + Z direction in proportion to the surrounding inclination + ⁇ Y.
  • the movement of the irradiation unit S1 in the Y-axis direction due to the tilt of the holder 101 around the Y-axis becomes a factor that decreases the detection accuracy of the position in the X-axis direction.
  • the tilt of the holder 101 is corrected using the detected tilt signal 116a.
  • FIG. 7 shows the first processing circuit 120 in this embodiment.
  • the position of the irradiation unit S1 in the Y-axis direction proportional to the inclination ⁇ Y ( ⁇ ⁇ ⁇ X m ) around the Y axis of the holder 101 from the inclination signal 116a.
  • ⁇ is a proportionality constant determined by the positions of the first reflecting portion 109a, the first light emitting element 110a, and the first light receiving element 112a of the displacement detecting element M1.
  • the X-axis direction position signal 115a by subtracting the position error signal [Delta] X m, X-axis direction position signal 117a obtained by correcting the inclination of the holder 101 can be obtained.
  • FIGS. 8A and 8B are views of a part of the displacement detection element M1 in the optical component drive mechanism M0 as viewed in the ⁇ Y direction.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a case where the holder 101 is displaced in the ⁇ Z-axis direction in a configuration in which the first reflecting portion 109a provided in the first support member 105a has no initial inclination.
  • FIG. 8B is a diagram for explaining a case where the holder 101 is displaced in the ⁇ Z-axis direction in a configuration in which the first reflecting portion 109a included in the first support member 105a has an initial inclination + ⁇ Y.
  • the displacement detection element M1 even if the holder 101 is displaced in the Z-axis direction under the condition that the first reflecting portion 109a provided in the first support member 105a is not inclined, the first Since the distance from the reflecting position of the reflecting portion 109a to the first light receiving portion 112a and the distance to the first light emitting element 110a are not changed, the light beam L1 reflected by the first reflecting portion 109a is the first light receiving light. The position irradiated on the element 112a does not change. On the other hand, as shown in FIG.
  • the movement of the irradiation unit S1 in the Y-axis direction due to the displacement of the holder 101 in the Z-axis direction becomes a factor that decreases the detection accuracy of the position in the X-axis direction. Therefore, in this embodiment, the crosstalk error due to the displacement of the holder 101 in the Z-axis direction is corrected using the Z-axis direction position signal 115b.
  • FIG. 9 shows a calculation flow of the X-axis direction position and the Z-axis direction position in the present embodiment.
  • the first processing circuit 120 calculates the X-axis direction position signal 117a in which the tilt of the holder is corrected using the X-axis direction position signal 115a and the tilt signal 116a.
  • ⁇ is a proportionality constant determined by the positions of the second reflecting portion 109b, the first light emitting element 110b, and the first light receiving element 112b of the displacement detecting element M2.
  • the Z-axis direction position signal 115b by subtracting the position error signal [Delta] Z m, Z-axis direction position signal 117b obtained by correcting the inclination of the holder 101 can be obtained.
  • the second processing circuit 121 calculates the Z-axis direction position signal 117b in which the tilt of the holder is corrected using the Z-axis direction position signal 115b and the tilt signal 116b.
  • ⁇ is proportional to the initial inclination ⁇ Y of the reflecting portion 109a, and is a proportionality constant determined by the positions of the first reflecting portion 109a, the first light emitting element 110a, and the first light receiving element 112a.
  • the X-axis direction position signal 117a obtained by correcting the inclination of the holder 101, by subtracting the crosstalk error signal [Delta] X c, X-axis direction position signal 118 obtained by correcting the slope and cross-talk of the holder 101 can be obtained.
  • optical component driving mechanism capable of positioning optical components with high accuracy, and to improve the recording / reproducing performance of an optical recording apparatus using the optical component driving mechanism.

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Abstract

　光学部品駆動機構において、光学部品の変位検出は、動作傾きやクロストークによる検出誤差が大きいことが課題であった。そこで、光学部品の変位検出誤差が小さい検出素子を実現し、それを用いた光記録装置の記録再生性能の向上を目的とする。　本発明は、光学部品駆動機構において、第一の受光素子（１１２ａ）でホルダ（１０１）の第三軸方向の変位量と第二軸周りの傾き量とを表す信号を検出し、第二の受光素子（１１２ｂ）でホルダ（１０１）の第一軸方向の変位量と第二軸周りの傾き量を表す信号を検出し、前記第一軸方向の変位量と前記第二軸周りの傾き量と前記第三軸方向の変位量とを表す信号に基づいてホルダ（１０１）の前記第一軸方向と前記第三軸方向の位置を計算する手段を備えていることを特徴とする。

Description

光学部品駆動装置及び光学部品駆動方法
　本発明は、光学部品駆動装置及び光学部品駆動方法に係り、特に、光記録装置に用いるのに好適な、光学部品駆動装置及び光学部品駆動方法に関する。
　光記録装置等の光学を利用した機器には光学部品が用いられる。例えば、二光束干渉法を用いた場合のおける、所望の干渉縞以外からの回折光が受光素子に混入することを制限する光学部品もその一つである。
　一般に、光記録装置等の光学を利用した機器では、光学部品を所定の位置を制御することが必要である。そのため、光学部品の位置を検出することで、光学部品の位置を所定に保つようにしている。二光束干渉法を用いた場合を例とすると、光学部品に照射される回折光の光束の位置がずれて、光学部品を透過する回折光の光束の一部が制限されて再生信号が劣化するのを防止するためである。
　そこで、光学部品の位置を正確に検出するため、例えば、対象物に伴って移動する物に反射板を設け、発光素子から出射した光を反射板で反射させ、位置検出方向に配列した２つの受光素子に入射させて位置を検出する技術が知られている。位置検出の対象が変位し、反射板と受光素子との相対的な位置がずれると、各受光素子に受光する光量に差が生じ、その受光量差からレンズの変位を算出するようにしているのである。このような技術は、例えば、特開平９－０６３０７２号公報に記載されている。
特開平９－０６３０７２号公報
　上記の従来技術では、光学部品が一軸方向のみに変位する時は、変位を精度良く測定できるが、しかしながら、光学部品が測定変位方向と異なる軸方向に変位した時に、測定したい方向に係る受光する光が影響を受ける。このような測定変位方向と異なる方向の変位が光学部品の位置制御精度を劣化させる。
　本発明の目的は、光学部品の高精度な位置制御が可能な光学部品駆動装置及び光学部品駆動方法を提供することにある。
　上記目的を達成するために本発明では、光学部品と、前記光学部品を取付けたホルダと、前記ホルダを駆動する駆動部を有する光部品駆動装置であって、前記ホルダの移動に伴って変位する反射部と、前記反射部に向けて光を発光する発光素子と、前記反射部で反射した光を受光する受光素子と、前記受光素子の信号に基づき前記ホルダの第１の方向の変位を検出する位置演算部を有し、前記位置演算部は、前記受光素子或いは前記受光素子とは異なる受光素子の信号から前記第１の方向と異なる方向の成分を分離し、前記分離した信号に基づいて前記受光素子の信号を補正することで前記第１の方向の変位を検出するように構成した。
　あるいは、ホルダの移動に伴って反射部が変位し、発光素子から前記反射部に向けて光を発光し、前記反射部で反射した光を受光素子で受光し、前記受光素子或いは前記受光素子とは異なる受光素子の信号から前記第１の方向と異なる方向の成分を分離し、前記分離した信号で前記受光素子の信号を補正し、前記補正した信号に基づき前記ホルダの第１の方向の変位を検出し、前記検出に基づいて光学部品が取付けた前記ホルダを駆動部で駆動するように構成した。
　本発明によれば、光学部品の位置を高感度に制御することが可能となる。
本発明の本実施例の光学部品駆動機構を示す斜視図。 変位検出素子の検出原理を説明する図。 変位検出素子Ｍ１の受光素子を-Ｘ方向に見た図。 反射部１０９ａがＹ軸周りに傾いた時の、受光素子に照射される光線位置変化を説明する図。 変位検出素子Ｍ１の受光素子を-Ｘ方向に見た図。 ホルダ１０１がＹ軸周りに傾いた時、第一の反射部１０９ａのＸ軸方向位置が変化することを説明する図。 本実施例における第一の処理回路１２０を示す図。 反射部１０９ａが初期にＹ軸周りに傾斜している状態で、ホルダがＺ軸方向に変位する図。 本実施例におけるＸ軸方向位置とＺ軸方向位置の計算フローを示す図。
　以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
　図１は本発明の本実施例の光学部品駆動機構Ｍ０を示す斜視図である。
図中、Ｚ軸方向は光学部品１００を透過する光線の光軸方向であり、第一軸とする。Ｙ軸方向はホルダ１０１を支持する第一から第四の支持部材１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄの軸方向であり、第二軸とする。Ｘ軸方向は、Ｚ軸とＹ軸の両方に直交する軸方向であり、第三軸とする。
　光学部品駆動機構Ｍ０は、二光束干渉法を用いた光記録装置に利用するものであり、この光記録装置は、レーザ（図示せず）から出射された光束を光路途中で二分岐し、それぞれを記録媒体中（図示せず）に照射し、記録媒体中に干渉縞を形成・定着し、記録をする。再生時には記録媒体中（図示せず）に形成した干渉縞にレーザ（図示せず）から二分岐された光束の一方である再生光の光束を照射し、前記干渉縞からの回折光を再生信号として受光素子（図示せず）で受光する。記録媒体（図示せず）から回折される光には、所望の干渉縞からの光以外にその周囲に形成された干渉縞から回折された光も含む。
　本実施例の光学部品１００は、所望の干渉縞以外からの回折光が受光素子に混入することを制限するように設けられている。このような光記録装置において、再生時に記録媒体の位置が所望の位置からずれると、光学部品１００に照射される回折光の光束の位置がずれると、これにより、光学部品を透過する回折光の光束の一部が制限され、再生信号が劣化するので、光学部品を記録媒体の位置変動に同期して最適な位置に位置決めすることが必要である。光学部品駆動機構Ｍ０は、光学部品の位置を制御するために、以下で詳細説明するが、光学部品の位置を検出する。
　図１において、光学部品１００はホルダ１０１に搭載される。Ｚ軸方向駆動用コイル１０２はホルダ１０１の側面全周に巻き付けられている。また、Ｘ軸方向駆動用コイル１０３はホルダ１０１のＹ軸方向側面の一部が突出した巻き枠１０４に巻き付けられている。ホルダ１０１は第一の支持部材１０５ａと、第一の支持部材１０５ｂと第三の支持部材１０５ｃと第四の支持部材１０５ｄにより固定部１１９に対して変位可能に支持されている。第一の支持部材１０５ａの一端側は、ホルダ１０１に設けた第一の支持部材固定部１０６ａに固定され、第一の支持部材１０５ａの他端は固定部１１９に固定されている。第二の支持部材１０５ｂの一端側は、ホルダ１０１に設けた第二の支持部材固定部１０６ｂに固定され、第二の支持部材１０５ｂの他端は固定部１１９に固定されている。第三の支持部材１０５ｃの一端側は、ホルダ１０１に設けた第三の支持部材固定部１０６ｃに固定され、第三の支持部材１０５ｃの他端は固定部１１９に固定されている。図示されていないが、第四の支持部材１０５ｄの一端側は、ホルダ１０１に設けた第三の支持部材固定部１０６ｄに固定され、第三の支持部材１０５ｄの他端は固定部１１９に固定されている。Ｚ軸方向駆動用コイル１０２とＸ軸方向駆動用コイル１０３は、第一から第四の支持部材１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄの一端と半田等により電気的に接続される。
　Ｘ軸方向およびＺ軸方向と平行なホルダ１０１の２つの側面に対向して、それぞれ１個のマグネット１０７が配置される。このマグネット１０７は磁性体であるヨーク１０８に取り付けられる。
　そして、Ｚ軸方向駆動信号をＺ軸方向駆動用コイル１０２に入力すると、マグネット１０７との電磁作用でＺ軸方向駆動用コイル１０２にＺ軸方向の駆動力が発生する。また、Ｘ軸方向駆動信号をＸ軸方向駆動用コイル１０３に入力すると、Ｘ軸方向駆動用コイル１０３にＸ軸方向の駆動力が発生する。すなわち、ホルダ１０１が、変位検出素子Ｍ１と変位検出素子Ｍ２で測位する位置が指令位置と一致するようにＺ軸方向駆動用コイル１０２とＸ軸方向駆動用コイル１０３を駆動するのである。
　第一の支持部材１０５ａには平面状の第一の反射部１０９ａを備え、第二の支持部材１０５ｂには平面状の第二の反射部１０９ｂを備え、第一の反射部１０９ａは、反射部の面の法線方向が第三軸と平行であり、第二の反射部１０９ｂは、ホルダ１０１が可動しない状態において反射部の面の法線方向が第一軸と平行である。第一の支持部材１０５ａは第二の支持部材１０５ｂの＋Ｚ方向に配置されている。
　図２は、変位検出素子Ｍ１の検出原理を説明する図である。
　変位検出素子Ｍ１は、第一の反射部１０９ａと、第一の反射部１０９ａに対向した位置に第一の発光素子１１０ａと、レンズ１１１ａと、第一の受光素子１１２ａとを配置した構成である。第一の発光素子１１０ａから出射した光線Ｌ１は、レンズ１１１ａで収束され、第一の反射部１０９ａで反射された後、第一の受光素子１１２ａに照射される。
　図２に示すように、光学部品１００を搭載しているホルダ１０１が＋Ｘ軸方向に変位すると、ホルダ１０１を支える第一から第４の支持部材１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄはホルダ１０１の変位量に応じて撓み、第一の反射部１０９ａは変位と傾きを起こす。それにより、受光素子１１２ａに照射される光線Ｌ１は＋Ｙ方向に変位する。同様に、光学部品１００を搭載しているホルダ１０１が＋Ｚ軸方向に変位すると、ホルダ１０１を支える第一から第４の支持部材１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄはホルダ１０１の変位量に応じて撓み、第二の反射部１０９ｂは変位と傾きを起し、受光素子１１２ｂに照射される光線Ｌ２は＋Ｙ方向に変位する。
　図３は、変位検出素子Ｍ１の第一の受光素子１１２ａを-Ｘ方向に見た図であり、ホルダ１０１が＋Ｘ方向に移動した時、第一の受光素子１１２ａ上において、光線Ｌ１の照射部Ｓ１の位置変化と、４分割した第一の受光素子１１２ａの受光部Ｄ１～Ｄ４からの出力信号を処理する演算回路を表している。
　図３に示すように、第一の受光素子１１２ａのＤ１～Ｄ４の各受光部は１つの受光部をＹ軸方向とＺ軸方向に対称に４分割した形状である。Ｄ１～Ｄ４の各受光部は、光線Ｌ１によりそれぞれ照射される照射部Ｓ１の光量に従った強度の信号を出力する。ホルダ１０１が＋Ｘ方向に移動すると、第一の受光素子１１２ａ上で光線Ｌ１により照射される照射部Ｓ１は、＋Ｙ方向に移動するため、受光部Ｄ３とＤ４に照射される光線Ｌ１の光量は受光部Ｄ１とＤ２に照射される光線Ｌ１の光量よりも大きくなる。そこで、演算回路１１３で(Ｄ３＋Ｄ４)－(Ｄ１＋Ｄ２)を計算することで、Ｘ軸方向位置信号１１５ａを検出する。
　また変位検出素子Ｍ２は、面の法線方向がＺ軸方向である第二の反射部１０９ｂと、第二の反射部１０９ｂに対向した位置に第二の発光素子１１０ｂと、レンズ１１１ｂと、第二の受光素子１１２ｂとを配置した構成である。動作原理は変位検出素子Ｍ１と同じであり、ホルダ１０１を＋Ｚ軸方向に駆動すると、受光素子１１２ｂに照射される光線Ｌ２の位置が＋Ｙ軸方向に変化し、Ｚ軸方向位置信号１１５ｂを検出する。
　第一の反射部１０９ａと第二の反射部１０９ｂからの反射光を用いた位置検出は、ホルダ１０１のＹ軸周りの傾きと、第一の支持部材１０５ａを光学部品駆動機構Ｍ０に組み付け時に発生する第一の反射部１０９ａのＹ軸周りの初期傾きがある状態で、ホルダ１０１がＺ軸方向に動作した場合の影響により精度が低下する。そこで本実施例では２段階の処理を行い、それぞれの要因で発生する誤差を抑制する。
　初めに、ホルダ１０１のＹ軸周りの傾きで発生する誤差の抑制法について変位検出素子Ｍ１を用いて説明する。
　図４は、変位検出素子Ｍ１を-Ｙ方向に見た図であり、第一の反射部１０９ａがＹ軸周りに傾いた時に、第一の反射部１０９ａで反射される光線Ｌ１が第一の受光素子１１２ａ上に照射される位置が変化することを説明する図である。
　図５は、変位検出素子Ｍ１の第一の受光素子１１２ａを-Ｘ方向に見た図であり、第一の反射部１０９ａがＹ軸周りに傾いた時、受光素子１１２ａ上において、光線Ｌ１の照射部Ｓ１の位置変化と、Ｄ１～Ｄ４の各受光部からの出力信号を処理する演算回路１１３を表している。
　第一の反射部１０９ａがＹ軸周りに＋θY傾くと、第一の受光素子１１２ａ上で光線Ｌ１により照射される照射部Ｓ１は、＋Ｚ方向に移動する。それにより受光部Ｄ２とＤ４に照射される光線Ｌ１の光量は受光部Ｄ１とＤ３に照射される光線Ｌ１の光量よりも大きくなる。そこで、演算回路１１３で(Ｄ２＋Ｄ４)-(Ｄ１＋Ｄ３)を計算することで、傾き信号１１６ｂを検出する。
　また、ホルダ１０１がＹ軸周りに＋θY傾くと、第一の反射部１０９ａと第一の発光素子１１０ａ、第一の反射部１０９ａと第一の受光素子１１２ａとの間隔が広がり、第一の受光素子１１２ａ上での光線Ｌ１位置が変化する。
　図６はホルダ１０１がＹ軸周りに傾いた時、第一の反射部１０９ａのＸ軸方向位置が変化することを説明する図である。
　図６に示すように、ホルダ１０１がＹ軸周りに＋θY傾く時、＋Ｚ軸方向に位置する第一の支持部材１０５ａと第三の支持部材１０５ｃは＋Ｘ方向にΔｄ1移動し、そのため、変位検出素子Ｍ１では、第一の反射部１０９ａが第一の発光素子１１０ａと第一の受光素子１１２ａとから離縁し、第一の受光素子１１２ａ上で光線Ｌ１により照射される照射部Ｓ１はＹ軸周りの傾き＋θYに比例して＋Ｙ方向と＋Ｚ方向に移動する。
　ホルダ１０１のＸ軸方向位置を検出する上で、前記ホルダ１０１のＹ軸周りの傾きに起因した照射部Ｓ１のＹ軸方向の移動は、Ｘ軸方向位置の検出精度を低下させる要因となる。
　本実施例では、検出した傾き信号１１６ａを用いて、ホルダ１０１の傾きを補正する。
　図７は、本実施例における第一の処理回路１２０を示している。
　本実施例において制御回路１１４の第一の処理回路１２０では、傾き信号１１６ａから前記ホルダ１０１のＹ軸周りの傾きθY（＝α×ΔＸm）に比例した照射部Ｓ１のＹ軸方向の位置から位置誤差信号ΔＸmを計算する。ここでαは変位検出素子Ｍ１の第一の反射部１０９ａと第一の発光素子１１０ａと第一の受光素子１１２ａとの位置で決まる比例定数である。Ｘ軸方向位置信号１１５ａから、前記位置誤差信号ΔＸmを差し引くことで、ホルダ１０１の傾きを補正したＸ軸方向位置信号１１７ａが得られる。
　次に、第一の反射部１０９ａのＹ軸周りの初期傾きがある状態でホルダ１０１がＺ軸方向に動作した場合の誤差を抑制する方法について説明する。
　図８（ａ）、図８（ｂ）は、光学部品駆動機構Ｍ０において変位検出素子Ｍ１の一部を-Ｙ方向に見た図である。
　図８（ａ）は、第一の支持部材１０５ａに備えた第一の反射部１０９ａの初期傾きが無い構成において、ホルダ１０１が－Ｚ軸方向に変位した場合を説明する図である。
　図８（ｂ）は、第一の支持部材１０５ａに備えた第一の反射部１０９ａの初期傾き＋θYがある構成において、ホルダ１０１が－Ｚ軸方向に変位した場合を説明する図である。
　図８（ａ）から、変位検出素子Ｍ１において、第一の支持部材１０５ａに備えた第一の反射部１０９ａに傾きがない条件下では、ホルダ１０１がＺ軸方向に変位しても、第一の反射部１０９ａの反射位置からの第一の受光部１１２ａまでの距離や第一の発光素子１１０ａまでの距離が変わらないため、第一の反射部１０９ａで反射される光線Ｌ１が第一の受光素子１１２ａ上に照射される位置は変化しない。一方、図８（ｂ）に示すように、第一の支持部材１０５ａに備えた第一の反射部１０９ａに初期傾き＋θYがある構成では、ホルダ１０１がＺ軸方向に変位すると、光線Ｌ１が反射される第一の反射部１０９ａの位置はＸ軸方向にΔｄ2増加する。そのため、第一の受光素子１１２ａ上で光線Ｌ１により照射される照射部Ｓ１は＋Ｚ方向に移動する。
　ホルダ１０１のＸ軸方向位置を検出する上で、前記ホルダ１０１のＺ軸方向の変位に起因した照射部Ｓ１のＹ軸方向の移動は、Ｘ軸方向位置の検出精度を低下させる要因となる。そこで、本実施例では、Ｚ軸方向位置信号１１５ｂを用いて、ホルダ１０１のＺ軸方向の変位に起因したクロストーク誤差を補正する。
　図９は、本実施例におけるＸ軸方向位置とＺ軸方向位置の計算フローを示している。
　図７に示したように、第一の処理回路１２０において、Ｘ軸方向位置信号１１５ａと傾き信号１１６ａを用いてホルダの傾きを補正したＸ軸方向位置信号１１７ａを計算する。
　同様に、第二の処理回路１２１では、傾き信号１１６ｂから前記ホルダ１０１のＹ軸周りの傾きθY（＝β×ΔＺm）に起因した照射部のＹ軸方向の位置から位置誤差信号ΔＺmを計算する。ここで、βは変位検出素子Ｍ２の第二の反射部１０９ｂと第一の発光素子１１０ｂと第一の受光素子１１２ｂとの位置で決まる比例定数である。Ｚ軸方向位置信号１１５ｂから、前記位置誤差信号ΔＺmを差し引くことで、ホルダ１０１の傾きを補正したＺ軸方向位置信号１１７ｂが得られる。このように、第二の処理回路１２１において、Ｚ軸方向位置信号１１５ｂと傾き信号１１６ｂを用いてホルダの傾きを補正したＺ軸方向位置信号１１７ｂを計算する。
　第三の処理回路１２２において、ホルダ１０１の傾きを補正したＺ軸方向位置信号１１７ｂからＺ軸方向の変位ΔＺに起因したクロストーク誤差ΔＸc（＝γ×ΔＺ）を導出する。ここでγは反射部１０９ａの初期傾きθYに比例し、第一の反射部１０９ａと第一の発光素子１１０ａと第一の受光素子１１２ａとの位置で決まる比例定数である。ホルダ１０１の傾きを補正したＸ軸方向位置信号１１７ａから、前記クロストーク誤差信号ΔＸcを差し引くことで、ホルダ１０１の傾きとクロストークを補正したＸ軸方向位置信号１１８が得られる。
　これにより、光学部品の高精度な位置決めが可能な光学部品駆動機構を提供でき、それを用いた光記録装置の記録再生性能を向上が図れる。
１００　光学部品
１０１　ホルダ
１０２　Ｚ軸方向駆動用コイル
１０３　Ｘ軸方向駆動用コイル
１０４　巻き枠
１０５ａ　第一の支持部材
１０５ｂ　第二の支持部材
１０５ｃ　第三の支持部材
１０５ｄ　第四の支持部材
１０６ａ　第一の支持部材固定部
１０６ｂ　第二の支持部材固定部
１０７　マグネット
１０８　ヨーク
１０９ａ　第一の反射部
１０９ｂ　第二の反射部
１０９ｃ　第三の反射部
１０９ｄ　第四の反射部
１１０ａ　第一の発光素子
１１０ｂ　第二の発光素子
１１０ｃ　第三の発光素子
１１０ｄ　第四の発光素子
１１１ａ　レンズ
１１１ｂ　レンズ
１１２ａ　第一の受光素子
１１２ｂ　第二の受光素子
１１２ｃ　第三の受光素子
１１２ｄ　第四の受光素子
１１３　演算回路
１１５ａ　Ｘ軸方向位置信号
１１５ｂ　Ｚ軸方向位置信号
１１６ａ　Ｙ軸周りの傾き信号
１１６ｂ　Ｙ軸周りの傾き信号
１１７ａ　ホルダの傾きを補正したＸ軸方向位置信号
１１７ｂ　ホルダの傾きを補正したＺ軸方向位置信号
１１８　ホルダの傾きとクロストークを補正したＸ軸方向位置信号
１１９　固定部
１２０　第一の処理回路
１２１　第二の処理回路
１２２　第三の処理回路
Ｍ０　光学部品駆動機構
Ｍ１　変位検出素子
Ｍ２　変位検出素子
Ｌ１　光線
Ｌ２　光線

Claims (9)

  1. 　光学部品と、前記光学部品を取付けたホルダと、前記ホルダを駆動する駆動部を有する光部品駆動装置であって、前記ホルダの移動に伴って変位する反射部と、
    前記反射部に向けて光を発光する発光素子と、前記反射部で反射した光を受光する受光素子と、前記受光素子の信号に基づき前記ホルダの第１の方向の変位を検出する位置演算部を有し、前記位置演算部は、前記受光素子或いは前記受光素子とは異なる受光素子の信号から前記第１の方向と異なる方向の成分を分離し、前記分離した信号に基づいて前記受光素子の信号を補正することで前記第１の方向の変位を検出することを特徴とする光学部品駆動装置。
  2. 　請求項１において、前記受光素子は受光量を測定するものであることを特徴とする光学部品駆動装置。
  3. 　請求項２において、前記受光素子は少なくとも２の受光素子として構成され、前記少なくとも２の受光素子の各々の受光量を比較することで位置を測定することを特徴とする光学部品駆動装置。
  4. 　請求項３において、前記受光素子は少なくとも３の受光素子として構成され、前記受光素子のうち少なくとも２の受光量を比較することで前記第１の方向の変位を検出し、前記少なくとも２と異なる受光素子を含んだ受光素子の受光量を比較することで前記第１の方向と異なる方向の成分を分離することを特徴とする光学部品駆動装置。
  5. 　請求項１において、前記反射部として第１の反射部と第２の反射部を有し、前記受光部として前記第１の反射部と第２の反射部の各々に対応する第１の受光部と第２の受光部を有し、前記第１の受光部と第２の受光部の一方の信号で他方の信号を補正することで第１の方向の変位を検出することを特徴とする光学部品駆動装置。
  6. 　請求項１において、前記反射部として第１の反射部と第２の反射部を有し、前記第１の反射部の反射面が、前記ホルダの第１の検出方向と垂直であり、前記第２の反射部の反射面が、前記ホルダの第１の検出方向と同じ方向であることを特徴とする光学部品駆動装置。
  7. 　請求項１において、前記第１の方向は、直線的な方向であり、前記第１の方向と異なる方向は、回転的な方向であることを特徴とする光学部品駆動装置。
  8. 　請求項１において、前記ホルダを変位可能に支持する支持体を有し、前記反射部は、前記支持体に固定されることを特徴とする光学部品駆動装置。
  9. 　ホルダの移動に伴って反射部が変位し、発光素子から前記反射部に向けて光を発光し、前記反射部で反射した光を受光素子で受光し、前記受光素子或いは前記受光素子とは異なる受光素子の信号から第１の方向と異なる方向の成分を分離し、前記分離した信号で前記受光素子の信号を補正し、前記補正した信号に基づき前記第１の方向の変位を検出し、前記検出に基づいて光学部品が取付けた前記ホルダを駆動部で駆動する光学部品駆動方法。
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