JPH01311426A

JPH01311426A - 対物レンズ駆動装置

Info

Publication number: JPH01311426A
Application number: JP8139189A
Authority: JP
Inventors: Akitomo Ikuma; 伊熊　昭等
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1989-12-15

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〕本発明は記録媒体上に光学的に記録された情報を読みと
るため駆動装置の対物レンズを含む被駆動体を光軸方向
および光軸と垂直方向に駆動する対物レンズ駆動装置に
関するものである。

〔従来り技術〕

レーザ光を用いる光学的再生装置では、レーザ光をレン
ズなどにより微小スポットに集光して信号検出を行なっ
ているが、正しく信号を検出するには、情報記録担体の
凹凸や振動に応じて光スポットの焦点を情報記録担体上
に結ぶためのフォカシング制御および光スポットを常に
正しい信号トラックに追従させるトラッキング制御が必
要である。また情報記録担体の回転むらなどにより時間
軸誤差を生じる場合は、これを補正するための制御が必
要である。これらの制御を行なうためには。

それぞれの誤差を検出する誤差検出装置と誤差を打消す
ように光学系を動かすアクチュエータが必要であるる　
゛従来、このために、いわゆるボイスコイルを対物レンズ
を含む被駆動体に設けて、光軸方向に移動可能にすると
ともに、対物レンズに到る光路中に互いに直交する回転
軸をもつ鏡を配設し、これらの鏡を回転することにより
光軸に垂直な二方向に光路を移動させ、もって焦点位置
を３つの独立した方向に関し制御する構成が公知である
。

また、画角の狭い対物レンズを用いた光学系を板バネ等
の弾性支持部材により支持し、対応する　　−電気信号
により、光軸方向および光軸と垂直方向に振動させる方
法が特開昭５２−１３８９０３号等で提案されている。

このような対物レンズを二次元的に駆動する装置におい
て、対物レンズを駆動させる手段としては、電磁石を用
いる方式、ボイスコイル方式、圧電素子を用いる方式な
どが考えられるが、フォーカシングおよびトラッキング
の応答性能を良好に保つためには、小型、軽量とする必
要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような対物レンズ駆動装置においては、駆動コイル
の剛性が小さくなり、駆動コイルを含む被駆動体の高域
共振周波数（ｆ　ｈ）をサーボ使用帯域外まで高めるこ
とは、非常に困難となり、正確なフォーカシングおよび
トラッキングが行なえないと言う問題があった。

また、このような対物レンズ駆動装置においては、対物
レンズが被駆動体のディスク側の先端部に固定されてい
るため、対物レンズの光軸方向において、被駆動体の重
心位置が被駆動体のトラッキング方向の駆動力の中心よ
りもディスク即ち対物レンズ側に片寄ってしまっている
。特に直径が１２■のコンパクトディスクに対するＣＤ
プレーヤにおいては、ディスク面におけるスポット径λ
／Ｎ＾（λ波長、ＮＡ：開口数）を１．７５μｍ以下に
することが規格として規定されている。この規格を満た
すにはＮＡを０．４５〜０．５と太きくしなけばならな
い。

このため対物レンズの構成は３〜４枚構成となり、また
対物レンズの一番ディスク寄りの面とディスクの物理的
距１ｉ（ワーキングデイスタンスを１　、５１１１ｍ〜
２．０ｉｎ程度と小さなものにしなければならない。

そこで対物レンズは鏡筒のディスク寄の端部に３〜４枚
構成で配列されている。したがって対物レンズを含む被
駆動体の重心の位置は、どうしてもディスク寄即ち対物
レンズ側にあり、被駆動体のトラッキング方向の中心位
置よりもディスク寄即ち対物レンズ側にどうしても片寄
ってしまっている。このことをいいかえれば対物レンズ
の光軸方向において被駆動体の駆動力の中心が被駆動体
の重）Ｑよりディスク即ち対物レンズと反対側に位置し
ている。したがって、このような対物レンズ駆動装置に
おいては、その駆動装置をトラッキング方向に駆動する
時駆動電流の特定周波数において不要な連成共振（ｒｏ
ｌｌｉｎｇ）が発生してしまい、このため正確なトラッ
キング誤差補正を行なうことができないという問題があ
った。

本発明の目的は、上記の欠点をなくし、広帯域なサーボ
応答領域をもつ光学的再生装置に使用する対物レンズ駆
動装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、対物レンズを固定する枠を用い、この枠を
ファイバーを混入したプラスチックにより構成したこと
にある。

〔作用〕

対物レンズの固定枠が、軽量かつ剛体となり、被駆動体
の高域共振周波数を高めるので、サーボ帯域の広い焦点
位置制御が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図を用いて説明する。

第２図に示す中央部に開口部１をもつダイカスト材から
なる基台２の上面には、ヨークプレート３ａ、３ｂと、
直方体をなしかつ厚さ方向に着磁された磁石４ａ、４ｂ
とからなる磁気回路部材１７ａ、１７ｂが止めねじ５ａ
、　５ｂ等によって互いに同極が対向するように第１図
に示すように固定されている。磁気回路部材１７ａ、１
７ｂの磁気、磁力線の方向は第４図に示すに通りであり
、磁束はそれぞれ磁気空隙６ａ、６ｂの矢印の方向に発
生する。そして一方の磁気回路部材１７ａのヨークプレ
ート３ａには、第２図、第１図に示すように、支持枠７
と端子板１４とが設けられ、これらを固定端としてその
四角に支持バネ８８〜８ｄの各水平部の一端が接着剤に
より接着され、該支持バネ８８〜８ｄの他端は移動枠９
の四角に接着剤により接着されている。

それに対して対物レンズを収容した鏡筒ｌＯは、接着剤
で互いに接着固定されているレンズ枠１１ａ、１１ｂに
、接着剤で接着されて固定されている。そして角形のレ
ンズ枠１１ｂの外側面に角形のフォーカシングコイル１
２が接着剤で固定されている。この７オーカシングコイ
ル１２の四角にトラッキングコイル１３ａ〜１３ｄが接
着材により固定されている。

そしてフォーカシングコイル１２をはさんでレンズ枠１
１ａ、　ｌｌｂに支持（サスペンション）ホルダ１８ａ
、１８ｂが接着剤にて固定され、この支持ホルダ１８ａ
、１８ｂに第１図の支持バネ８８〜８ｂの各垂直部の遊
端ａ、　ｂ、　ｃ、ｄが接着剤により固定されている。

ここでこの支持バネ８ａ＝８ｂの各垂直部の他端は各水
平部と一体になっていて、移動枠９に接着剤により固定
されている。前記四つのトラッキングコイル１３ａ〜１
３ｄは直列に連結され、その両端は、支持バネ８ａ、　
８ｂの各垂直部の遊端ａ、ｂにハンダ付されている。ま
た、フォーカシングコイル１２の両端は、支持バネ８ｃ
、８ｄの各垂直部の遊端ｃ、　ｄにハンダ付されている
。したがって各コイルは電気的に板バネ８ａ〜８ｄは端
子１４ａ、　１４ｂを介して端子板１４に導かれ、端子
板１４の銅箔面を介して、トラッキングコイル１３ａ−
１３ｂにフォーカシングコイル１２は端子１４ｃ、　１
４ｄに電気的に接続されている。この端子板１４は支持
枠７と共に止めねじ１９等によって基台２に固定されて
いる。

このように構成することにより、２組のコイル１２、１
３ａ”１３ｄは第４図に示す磁気空隙６ａ、６ｂに界在
することとなり、フォーカシング１２に通電することで
Ｙ方向に変位し、トラッキングコイル１３ａ〜１３ｄに
通電することでＸ方向に変位する。

ここで対物レンズを固定した鏡筒１０には、前記のよう
に、その内部に、第３図に示すように、３枚レンズ２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ構成からなる対物レンズが、ディス
クＲ側（上側）寄の端部に配列されて固定されている。

したがって、第２図において鏡筒１０．レンズ枠１１ａ
、ｌｌｂ、コイル１２．１３ａ〜１３ｄからなる被駆動
体の重心Ｇは鏡筒ｌＯ内の対物レンズ寄にある。それに
対してこの被駆動体のトラッキング方向の駆動力の中心
はトラッキングコイル１３ａ〜１３ｄの垂直部分の中央
即ちＤ−Ｅを含む仮想平面上にあり、対物レンズの光線
方向においては点Ｆが中心となる。これに対して被駆動
体の重心Ｇはこの点Ｆより上側に位置してしまうことと
なる。

このため鏡筒１０の下方のレンズ枠１１ｂの下側に、接
着剤により固定されている。該重り１５は、重りをつけ
たことで被駆動体自身の重心Ｇの位置を下げて、被駆動
体の重心Ｇを、被駆動体のトラッキング方向の駆動力Ｆ
の中心と重心Ｇと一致させる。

この重り１５は材質は真ちゅう、アルミニウム等の非磁
性体である。ここで支持ばね８ａ〜８ｄの退部ａ〜ｄは
トラッキング方向の駆動力の中心Ｆから略等間隔にある
。また、この重り１５は第２図において止めネジ１９を
止めない状態即ち被駆動体１０〜１３が支持バネ８８〜
８ｄ、支持枠９に固定された状態において、後で固着出
来る構成としているため対物レンズの形状、重さの変化
に容易に対応できる。

なお、本図中では、本発明による対物レンズ駆動装置を
保護するカバ１６が具備されていて、該カバー１６は基
台２の段部２ａに接着剤により固定される。

ここでレンズ枠１１ａ、ｌｌｂは、軽量かつ剛体である
ことが望ましく、要求される性能をみたす材料を選択す
る必要があるが、本発明においては、グラスファイバー
やカーボンファイバーを１０〜３０％混入したポリカー
ボネートもしくはポリブチレンテレフタレートを使用す
ることで良好な結果が得られた。

レンズ枠１０ａのつば１８ａ、　１８ｂ、１８ｃ、１８
ｄは、フォーカシングコイル１２の四辺を強化するため
に。

フォーカシングコイル１２の上面にて固着されている。

一方レンズ枠１１ｂはフォーカシングコイル１２の下面
の２辺に固着され補強している。当該レンズ枠は中央で
対物レズに固定されていることから、対物レンズ、駆動
コイルを含む振動系の剛性を高めることができる。

レンズ枠１１ａの四辺には、切かき部１９ａ〜１９ｄが
設けられている。これは対物レンズ駆動装置を組立てる
時に、駆動コイルが正しく磁気回路の磁気空隙中に界在
しているか確認するため、および位置決め治具を通する
ためのものである。

第５図は本発明の実施例による対物レンズ駆動装置のひ
とつの駆動方向における振幅周波数特性である。図中Ａ
は本発明を実施した時、Ｂは本発明を実施しない時で、
この回から本発明による対物レンズ駆動装置の周波数応
答領域が広いことが分かる。

第６図は本実施例による対物レンズ駆動装置のトラッキ
ング方向の振動周波数特性図である。トラッキングコイ
ル１３ａ〜１３ｄに駆動電流を流して対物レンズを含む
駆動体をトラッキング方向に移動させてトラッキング制
御するものであるが、第６図はこの駆動電流に供給する
周波数を横軸にとり、縦軸に上部は振幅の相対変位特性
を、下部は位置特性を示す０図中ｆＬは、支持バネ８８
〜８ｄの剛性と被駆動体１０〜１３の質量とで決まで最
低共振周波数、ｆよは該周波数ｆ工の数倍のところにで
きる連成共振（ｒｏｌｌｉｎｇ）周波数である。

また第７図は対物レンズ駆動装置のトラッキング方向の
駆動時の説明図である。

重り１５をつけない場合には、第７図（ａ）のように、
対物レンズ２０を含む被駆動体１０にトラッキング方向
の駆動力Ｆを供給したとき、傾いてしまう。

しかもその傾き方向が駆動力Ｆに対して逆方向のってト
ラッキング誤差信号にもとずくトラッキング方向の駆動
力により、第７図（ｂ）のように傾くと、ディスクトラ
ックから離れる方向に傾くため、トラッキング誤差信号
はより大きくなり、したがってディスクトラックから対
物レンズによるスポットがはずれてしまうこととなる。

しかも第６図に示すように周波数ｆ２においては位相が
１．８０度以上遅れてしまうため・該周波数ｆ２におい
いてはトラッキングサーボが発振してしまい、サーボが
不可能となってしまう。したがって従来は正確なトラッ
キング制御をすることができなかった。それに対して重
り１５を設け、該重り１５にて第７図（ｂ）に示すよう
に重心Ｇを１−ラッキング方向の駆動力Ｆと一致させる
と、第６図において実線の如くなり、周波数ｆ１で１８
０度以上の位相遅れが発生しなくなるため、正確トラッ
キング制御を行うことができる。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、対物レンズ固定枠したので
、被駆動体が軽重かつ剛体となり、被駆動体の高域共振
周波数を高めるので、サーボ帯域の広い焦点位置制御が
可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の二次元対物レンズ駆動装置
の斜透視図、第２図はその展開図、第３図は鏡筒の断面
図、第４図は磁気回路部材の斜視図、第５図は対物レン
ズ駆動装置の振幅周波数特性図、第６図は振動周波数特
性図、第７図は被駆動体のトラッキング方向駆動の説明
図である。２・・・基台、　３・・・ヨークプレート、　４・・・
マグネット、　７・・・固定枠、　８・・・支持バネ、
　９・・・移動枠、　１０・・・対物レンズを収容した
鏡筒、　１１・・・レンズ枠、１２．１３・・・駆動コ
イル、　１６・・・カバー、１８・・・切欠き。躬　１２第　２　口躬　３　図躬　４ｍ７Ｋ　　　　　　　　　５Ｋ　　　１０Ｋ　　　　　３
０Ｋ（Ｈｌ）同　放　収躬　６閉Ｓ　　　　　　／Ｑ

Claims

【特許請求の範囲】

１、記録媒体上に光学的に記録された情報を読みとる対
物レンズと、この対物レンズを固定する枠と、上記対物
レンズと駆動する駆動コイルをを有し、上記対物レンズ
固定枠をファイバーを混入したプラスチックにより構成
したを特徴とする対物レンズ駆動装置。