JPH0192933A - レンズアクチュエータ - 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、光学的手段を用いて記録媒体面上に情報を記
録し、あるいは記録媒体面に既に記録されている情報を
再生、もしくは消去する光学ヘッドのレンズアクチュエ
ータに関し、特に集光レンズを記録媒体面に対し垂直、
並びに平行に移動せしめる形式のレンズアクチュエータ
に関する。

〔従来の技術〕

従来、レーザ光を光源とし、このレーザ光を外部の情報
源からのパルス状信号で変調して、記録媒体面上に２値
的に記録し、あるいは既に記録された情報を再生もしく
は消去する光学ヘッドにおいては、情報の記録再生ある
いは消去を正確に行うために、レンズアクチュエータを
用いて、焦点制御によって記録媒体面上が常に集光レン
ズの焦点面となるよう、フォーカス方向の焦点位置制御
が行われているとともに、集光されたレーザ光の記録媒
体面上での光スポットが記録媒体面上に予め形成されて
いる案内溝に対して正確に位置決めされるように、集光
レンズを案内溝に対して垂直なトラッキング方向に駆動
することによってトラッキング位置制御が行われている
。

この種のレンズアクチュエータには、種々の構成のもの
が提案されており、その１つにフォーカ。

ス方向の可動支持を平行板ばねで行い、トラッキング方
向の可動支持を揺動支持機構で行うものがある。例えば
、特願昭５８−１９９５０４号明細書に提案されている
レンズアクチュエータがこれに相当する。この形式のレ
ンズアクチュエータの最も基本的な構成は、次のような
ものである。集光レンズを搭載した可動部は、フォーカ
ス方向に垂直な方向に互いに平行な２枚の板ばねを介し
て、アームに取り付けられている。さらにアームは、ト
ラフキング方向に揺動可能に揺動支持機構によってきょ
う体に保持される。また、可動部をフォーカス方向とト
ラッキング方向に駆動するため、フォーカスコイルとト
ラッキングコイルとが、可動部に設けられている。フォ
ーカスコイルは、平行な板ばねよりも下側に、かつ、可
動部の搭載する集光レンズの光軸を囲むように巻装され
、トラッキングコイルは、平行な板ばねの中間の可動部
の重心を駆動する位置に設定される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のレンズアクチュエータにおいては、板ば
ねの剛性と可動部の質量との関係から、可動部のねじり
方向、すなわちトラッキング方向とフォーカス方向と互
いに直交する、長手方向軸を中心とする回転方向の振動
が避けられない。この方向の振動は結果的に集光レンズ
による光スポットをトラッキング方向に振動させ、しか
も、この方向の振動はトラッキング方向のアクチュエー
タでは制御不能な回転運動であるから、集光レンズのト
ラッキング方向動作のサーボ帯域がこの集光レンズを含
む可動部のねじれ方向振動の共振周波数によって制限さ
れてしまう。その結果、集光レンズを含む可動部の高速
動作ができな（なるという欠点がある。

本発明の目的は、このような欠点を除去し、集光レンズ
を含む可動部のねじれ方向振動の共振周波数を高め、高
速動作を実現するレンズアクチュエータを提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のレンズアクチュエータは、 光源からの光を記録媒体面上に集光する集光レンズを搭
載する可動部と、 前記可動部のトラッキング方向両側かつフォーカス方向
上下にそれぞれ一端が接続され、両端に設けられた可と
う部に挟まれる中間部には、前記可動部のトラッキング
方向及びフォーカス方向と互いに直交する、長手方向と
平行してフランジが設けられ、フォーカス方向に可動な
複数枚の板ばねと、 前記複数枚の板ばねの他端が接続されるアームと、 前記アームを、フォーカス方向と平行な一つの軸の回り
に揺動可能にきょう体において支持する揺動支持機構と
、 前記上下の板ばね間に存在し、かつ前記可動部に設けら
れたフォーカスコイル及びトラッキングコイルと、 前記きょう体に設けられ、前記集光レンズの、トラッキ
ング方向に垂直な方向の両側で前記フォーカスコイル及
びトラッキングコイルと磁気的に結合する２つの磁気回
路とを有することを特徴としている。

〔作用〕

本発明のレンズアクチュエータは、可動部のねじれ方向
振動の共振周波数を高く設定するため、可動部のフォー
カス方向の可動支持を行う仮ばねの中間部にフランジを
付与することにより、可動部のねじれ方向振動の共振の
周波数を決定する、可動部フォーカス方向とトラツキ、
ング方向と互いに直交する長手方向回りの可動部慣性モ
ーメントを低減し、同時に可動部を支える板ばねの剛性
を高める構造としている。このような構成によれば、フ
ォーカスコイルを平行板ばねの間に設定するため、可動
部がフォーカス方向に長くならず、従って、長手方向回
りの慣性モーメントを小さく設定することができる。可
動部とアーム間に設置される複数枚の板ばねは、可動部
及びアームと接合される付近を除いて、通常の仮ばねに
付与されるフランジによって高剛性化される。以上２つ
の効果の相乗作用によって軽量高剛性であり、ねじり共
振周波数の高いレンズアクチュエータとすることができ
、トラッキング方向の高速動作を実現できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図、第２図は、本発明の第１の実施例を示すもので
あり、第１図は分解斜視図、第２図は斜視図を示す。な
お、説明の便宜上、第１図内に直交デカルト座標系を設
定する。Ｘ座標方向はトラッキング方向、２座標方向は
フォーカス方向を示している。

本実施例のレンズアクチュエータは、集光レンズ１と、
フォーカスコイル８と、トラッキングコイル９と、可動
部２と、板ばね３ａ、３ａ’、３ｂ、３ｂ’と、アーム
４と、揺動支持機構５と、センターヨーク１０ａ、１０
ｂと、きょう体６上に設けられた磁石１１ａ、ｌｌｂと
サイドヨーク１２ａ、１２ｂとから成る２つの磁気回路
とで構成される。

集光レンズ１は、光源からのレーザ光を記録媒体面上に
集光させる。

可動部２は、この集光レンズ１を搭載している。

可動部２には、この集光レンズ１の両側の位置で、トラ
ッキング方向（Ｘ座標方向）に対し垂直なフォーカス方
向（ｙ座標方向）に、２つの空孔１３ａ。

１３ｂが開けられている。この２つの空孔１３ａ、１３
ｂと集光レンズ１を囲むようにｘｙ平面に平行にフォー
カスコイル８が巻かれている。さらに、フォーカスコイ
ル８上に４つのトラッキングコイル９が接合されている
。トラッキングコイル９はほぼ矩形の薄いドーナツ状に
巻かれたコイルであり、空孔１３ａ、１３ｂのｙ座標方
向に相当する部分において、コイルの一辺に電流がフォ
ーカス方向に主として流れるように配置されている。

板ばね３ａ、３ａ’、３ｂ、３ｂ’は可動部２をアーム
４に対して支持しており、本実施例では、集光レンズ１
が搭載されている可動部２のトラッキング方向（Ｘ座標
方向）両端の上部突出し部上面に、板ばね３ａ、３ｂの
一端部下面がそれぞれ接合され、可動部２のトラッキン
グ方向両端の下部突出し部下面に、板ばね３ａ′、３ｂ
′の一端部上面がそれぞれ取り付けられる。これら４枚
の板ばねはｙ座標方向に平行に設置される。板ばね３ａ
の他端部下面と板ばね３ｂの他端部下面は、アーム４の
上面に取り付けられ、板ばね３ａ′。

３ｂ’のそれぞれ他端部上面はアーム４の下面に取り付
けられる。その時、板ばね３ａと板ばね３ａ　／、板ば
ね３ｂと板ばね３ｂ’はそれぞれ平行となるように設定
される。そしてこれら４枚の板ばねによって可動部２は
フォーカス方向（２座標方向）に可動に支持される。

これら板ばねの構造を第３図、第４図を用いて詳しく説
明する。

第３図は代表的に板ばね３ａの構造を詳細に説明するた
めの斜視図であり、第４図は第３図に示した断面Ｗで切
断した断面形状を示している。第３図中のｐ、ｑ、ｒ、
ｓ、ｔ、ｕはそれぞれ板ばね長手方向の位置を示してい
る。位置ｐからｒまで、位置ＳからＵまでの範囲では板
ばねは単純な平板構造であり、フォーカス方向へは容易
にたわむことができ、位置ｐからｑｌ及びｔからＵの範
囲で板ばねはそれぞれ第１図に示した可動部２、アーム
４に接合される。一方、位置ｒよりＳまでの間には平板
ばねの長手方向に対して平行に、両側にフランジ１４．
１４’が形成され、その結果断面Ｗにおいて切断した断
面形状は、第４図に示すようなコの字型となる。従って
本構造では、位置ｑからｒまで、位置Ｓからｔまでは曲
げ剛性が小さく、位置ｒからＳまでは曲げ剛性が高いば
ねとなり、可動部２のフォーカス方向の変位に対しては
両端部の平板ばねの曲げ変位で対応し、かつ中央部のフ
ランジの効果によってねじり変位に対し剛性の高い構造
とすることができる。

揺動支持機構５は、フォーカス方向（２座標方向）と平
行な軸７を中心に揺動可能な機構となっている。揺動支
持機構５には、４枚の板ばね３ａ。

３ｂ、３ａ’、３ｂ’で囲まれたアーム４の反対側にあ
るアーム４の面が取り付けられており、アーム４は揺動
支持機構５に固定される。揺動支持機構５は、アーム４
をきょう体６に対して、フォ。

−カス方向（２座標方向）と平行な軸７を中／Ｃψとし
て揺動可能に支持している。従って可動部２はトラッキ
ング方向（Ｘ座標方向）にも可動支持される。

磁気回路は、センターヨーク１０ａ　、　１０ｂ　トＭ
１石１１ａ、ｌｌｂとサイドヨーク１２ａ、１２ｂとで
構成され、きょう体６上に設置されている。センターヨ
ーク１０ａ、１０ｂが空孔１３ａ、１３ｂに位置し、磁
気回路のギャップに前述のトラッキングコイル９の一辺
及びフォーカスコイル８の一部が位置する。

磁気回路のギャップには磁石によりＸ座標方向に磁束が
発生しており、この結果、可動部２は、フォーカスコイ
ル８に電流を与えることによりフォーカス方向（２座標
方向）に駆動され、トラッキングコイル９に電流を与え
ることによりトラッキング方向（Ｘ座標方向）に駆動さ
れ、集光レンズ１のフォーカス方向及びトラッキング方
向の運動がなされる。

以上述べた構成によれば、まず、フォーカスコイル８は
上下の板ばね間に位置するため、可動部２がフォーカス
方向に短くなり、その結果板ばねのねじれ方向に関する
可動部２の慣性モーメントを小さくすることができる。

また板ばねの剛性分布を可動部２及びアーム４と接合さ
れる付近で柔とし、その中間では仮ばねにフランジを設
けることによって剛とすることによって全体としてはフ
ォーカス方向には柔であり、ねじれ方向には剛とするこ
とができる。そしてこれらの相乗効果によって可動部２
のねじれ振動共振周波数を高く設定することができる。

また、集光レンズのトラッキング方向の移動の支持を、
回転支持で行っているため、アーム４に可動部２と同様
の動作をさせる必要がなく、板ばねにはねじれ振動を誘
発する無理な力のかからない構造となっている。

そして、フォーカスコイル８の駆動力は集光レンズ１の
Ｘ座標方向に関する両側で発生される構造であり、この
位置が板ばね３ａ、３ｂ、３ａ’。

３ｂ’のねじれの中心軸に沿っているため、２箇所で発
生する駆動力の間に不釣り合いがあっても可動部２のね
じれ方向の振動を励起することはな１い。

第５図は本発明に係わる他の実施例を示す斜視図である
。本実施例のレンズアクチュエータの構成に関しては、
第１図に示されるレンズアクチュエータとほぼ同様であ
るが、第１図に示される４枚の板ばねに対応する板ばね
の形状が異なっている。なお、第５図中には、板ばね２
３ａ　、　２３ａ　’　。

２３ｂが図示されている。このように、第１図に示すレ
ンズアクチュエータでは、板ばねの形状を、トラッキン
グ方向の幅を一定としているのに対し、本実施例では、
板ばねの形状を可動部２との接合部では狭く、アーム４
との接合部では広くなるようにテーパ状にしたものであ
り、その作用効果は第１図に示すレンズアクチュエータ
と同様である。

以上２つの実施例について述べたが、これら実施例によ
れば、可動部のねじれ振動に対する剛性を高くすること
ができ、その結果集光レンズのトラック位置ずれを起こ
す共振周波数を高く設定することができ、従って十分な
トラッキングサーボ帯域を確保できるため、高速に集光
レンズ位置制御を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、慣性モーメント
の小さな、集光レンズを搭載した可動部と、中央にフラ
ンジを設けた板ばねを用いることによって、可動部ねじ
れ振動の共振周波数を高め、高速動作を行うレンズアク
チュエータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す分解斜視図、第２図
は、一実施例の斜視図、 第３図は、一実施例の構成に含まれる板ばねの斜視図、 第４図は、第３図の板ばねの断面図、 第５図は、本発明の他の実施例を示す斜視図である。 ｌ・・・・・集光レンズ ２・・・・・可動部 ３ａ、３ｂ、３ａ’、３ｂ’・−−板ばね４・・・・・
アーム ５・・・・・揺動支持機構 ６・・・・・きょう体 ７・・・・・軸 ８・・・・・フォーカスコイル ９・・・・・トラッキングコイル １０ａ、１０ｂ・・・センターヨーク １１ａ、　ｌｌｂ　−・・磁石 １２ａ、１２ｂ・・・サイドヨーク １３ａ、１３ｂ・・・空孔 １４．１４’・・・・フランジ 代理人　弁理士　　岩　佐　　義　幸 第１図 第２図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源からの光を記録媒体面上に集光する集光レン
   ズを搭載する可動部と、 前記可動部のトラッキング方向両側かつフォーカス方向
   上下にそれぞれ一端が接続され、両端に設けられた可と
   う部に挟まれる中間部には、前記可動部のトラッキング
   方向及びフォーカス方向と互いに直交する、長手方向と
   平行してフランジが設けられ、フォーカス方向に可動な
   複数枚の板ばねと、 前記複数枚の板ばねの他端が接続されるアームと、 前記アームを、フォーカス方向と平行な一つの軸の回り
   に揺動可能にきょう体において支持する揺動支持機構と
   、 前記上下の板ばね間に存在し、かつ前記可動部に設けら
   れたフォーカスコイル及びトラッキングコイルと、 前記きょう体に設けられ、前記集光レンズの、トラッキ
   ング方向に垂直な方向の両側で前記フォーカスコイル及
   びトラッキングコイルと磁気的に結合する２つの磁気回
   路とを有するレンズアクチュエータ。